建筑工程安全帽反射隔热涂层的实验测试

黄 祥 郭 明 周 行 苑 雨

（大连大学建筑工程学院）

0 引言

建筑行业属于高危行业，在它蓬勃发展的今天，建筑安全事故层出不穷，引发事故的原因也有许多。首先，作业条件艰苦，一般都是露天作业、高空作业等；其次，作业现场复杂错乱，设备、材料多且堆放杂乱，稍不注意就会发生事故；再者，意外事故发生概率较高，比如在作业过程中常存在高空坠落、机械伤害、物体打击、触电、坍塌等事故。所以对于建筑工人安全问题日益重视。对建筑行业中存在的危害而言，个体防护是一种效果好、成本低的高效手段，也是建筑行业最普遍的一种防护措施[1-2]。

作为“安全三宝”之一的安全帽，是保护头部、防止或减轻事故危害、保障生命安全的重要防护用品[3]。所以，安全帽的发展创新如今也渐渐引起了人们的重视和关注。

1 反射隔热涂层应用在安全帽构想的提出

近年来，功能性水性涂料（隔热涂料）正逐渐进入大众视野，其通过阻挡、反射、辐射太阳光近红外热量，以达到隔热、降温、节能、减排的作用，具有隔热、防水、防锈、防腐、工期短、见效快等特性[4-5]。

隔热涂料是集反射、辐射于一体的新型隔热涂料。采用添加绿森霖超细微孔材料、中空玻璃或陶瓷微珠的隔热涂料。有三大功效：①能对400～2500nm范围的太阳红外线进行高反射；②不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，又能自动进行热量辐射散热降温，把物体表面的热量辐射到太空中去，降低物体的温度，即使在阴天和夜晚涂料也能辐射热量降低温度；③涂料中放入导热系数极低的空心微珠隔绝热能的传递，让其即使在大气温度很高时也能隔住外部热量向物体内部传导。这三大功效保证了涂刷涂料的物体降温，确保了物体内部空间能保持持久恒温的状态。在阳光强烈时，隔热涂料可以降低物体表面温度10℃～15℃左右，阴天和夜晚可以降温在3℃以上或是降低到和大气温度一致[6-7]。

由此提出了将反射隔热涂料应用在安全帽的构想，利用其反射隔热的特点，来降低安全帽的内外温度，提高佩戴者的舒适度，并且也能起到减缓安全帽老化的作用[8]。

2 实验方案设计

2.1 实验材料准备阶段

安全帽若干，不同颜色：红色、黄色、白色、蓝色。

反射隔热涂料，调制红、黄、白、蓝四色。

红外线测温仪。

2.2 实验进行阶段

在夏季中午12点的空旷场地进行实验，当天室外平均温度29℃。

实验一：在中午12点的时候，将红、黄、白、蓝四色涂料涂于地面上，使用红外线测温仪，每隔半小时测一次表面温度，共测取五组数据，记录无涂漆和四色涂漆时地面表面的温度值，如表1所示。

表1 反射隔热漆涂在地面上数据记录

实验二：在中午12点的时候，将两组安全帽置于阳光下，一组涂于与自身相同颜色的防晒涂料，另一组未经过处理。使用红外线测温仪，每隔15min测一次表面温度，共测取8组数据，记录各个安全帽在同一时刻的温度值，如表2所示。

从实验一的数据我们可以得出，当反射隔热涂料涂于地面上时，白色涂漆效果降温效果最好，温降在10℃左右，红黄蓝三色降温效果差不多，温降在7℃左右。对实验二数据处理发现，反射防晒涂料不同颜色在安全帽上的降温效果也不同，白色涂料温降为5.6℃，黄色涂料温降为6.2℃，红色涂料温降为8.8℃，蓝色涂料温降为13.8℃。

对比两组数据我们会发现，若将涂料应用于房屋建筑上，白色效果最佳；但在安全帽上则不然，对于颜色越深的安全帽，其效果越明显。主要原因在于不同颜色安全帽同时置于太阳下，颜色深的温度高，涂抹涂层之后颜色深的反而温降更加明显，降温效果更好。

表2 有无涂漆安全帽外表面温度记录

3 总结与展望

通过上述实验方案的设计，并借助折线图，可以直观的看到反射隔热涂料对降低安全帽表面温度的作用效果。同时，利用得到的数据可以为之后的研究工作提供思路，从而能够提高安全帽的舒适性，有助于安抚工人工作情绪，提高生产效率。