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真空絕熱板的芯材具有很低的熱導(dǎo)率, 但是用于維持真空度的高阻隔表面隔膜造成的熱橋會使真空絕熱板整體熱導(dǎo)率明顯提高。本文以國外近幾年對熱橋的相關(guān)研究為基礎(chǔ), 總結(jié)了熱橋的研究方法, 熱橋的影響因素及降低熱橋效應(yīng)的有效措施, 并且指出今后我國在真空絕熱板熱橋方面的發(fā)展方向。
真空絕熱板(Vacuum?insulation panel) 簡稱VIP，是一種非常有效的熱屏蔽物。它是基于真空絕熱原理，由芯部的微孔材料與真空保護(hù)表面隔膜復(fù)合而成的新型、高效的絕熱材料，（其外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1）。VIP 生產(chǎn)和應(yīng)用過程中，不使用ODS 物質(zhì)，其絕熱值為普通絕熱材料的5~7 倍，但其厚度僅為普通絕熱材料的1/7，具有環(huán)保和節(jié)能的雙重優(yōu)點(diǎn)。因此隨著能源危機(jī)的日益加劇，VIP 越來越得到各行業(yè)的青睞。在國外，VIP 已應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、食品保藏、建筑等多個領(lǐng)域。在國內(nèi), VIP 的研究雖然起步較晚，但是隨著海爾、青島剛森塑料等公司對VIP 研究的深入，在制冷行業(yè)中VIP 正逐步得到廣泛的應(yīng)用，且顯現(xiàn)著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
生產(chǎn)中，VIP 不僅需要具有優(yōu)良的絕熱特性，也需要具有令人滿意的使用壽命，以滿足行業(yè)需求（一般至少25 年，建筑行業(yè)為50 年）。據(jù)研究可知，影響其使用壽命的主要因素是表面隔膜的抗氣性。目前已研制出氣體滲透率較低，熱導(dǎo)率較高的高阻隔復(fù)合表面隔膜。目前常用的復(fù)合表面隔膜分別為AF，MF1，MF2，MF3。但是經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)這種表面薄膜會在VIP 邊界上形成熱橋，明顯地增加VIP 整體熱導(dǎo)率。
根據(jù)“HiPTI- High performance thermal insulation of IEA/ECBCS Annex39”項(xiàng)目所做的研究可知：對于大小為50×100cm2，以金屬薄膜作為表面隔膜的真空絕熱板， 熱橋?qū)⑹拐w熱導(dǎo)率增加0.001~0.002 W/m·k。
目前國內(nèi)對VIP 熱橋的研究尚不成熟，只有律寶瑩等提及了VIP 中的熱橋現(xiàn)象并對此進(jìn)行了分析。本文通過對真空絕熱板熱橋的研究，分析了其性能受自身及外界因素影響的規(guī)律, 提出了降低熱橋效應(yīng)相應(yīng)措施, 為生產(chǎn)、施工中的熱橋問題, 提出了可行的建議。
1、熱橋形成機(jī)理
真空絕熱板除了自身原因產(chǎn)生的熱橋外，在組裝和安裝的過程中都會產(chǎn)生不可忽略的熱橋，因此對VIP 熱橋的研究主要從以下三個方面進(jìn)行（如圖2）。
(1) 單個真空絕熱板
VIP 表面隔膜的熱導(dǎo)率很大，與內(nèi)部芯材的熱導(dǎo)率相比, 通?？上嗖顑蓚€數(shù)量級（特別是鋁箔，其熱導(dǎo)率可達(dá)200 W/m·k，而內(nèi)部芯材的熱導(dǎo)率只有0.004 W/m·k），因此部分熱量可能不經(jīng)過內(nèi)部真空而是沿著表面隔膜經(jīng)由板與板的搭界處，由熱端向冷端傳遞，形成熱橋，增加VIP整體熱導(dǎo)率。
（2） 組裝的真空絕熱板間
VIP 在抽真空的過程中，無法保證所有的真空絕熱板收縮程度一致，因此兩個真空絕熱板連接處會因接觸不緊密而形成氣隙(有時這種氣隙間距會達(dá)1 cm)，這樣熱量會繞過真空從兩個絕熱板間的氣隙中傳遞，形成熱橋。
（3） 安裝過程中的真空絕熱板
VIP 在安裝過程中，如果外墻板結(jié)構(gòu)不合理，安裝不當(dāng)，很容易出現(xiàn)機(jī)械損傷，造成熱流損失，形成熱橋。
4、研究中應(yīng)引起重視的幾個問題
(1) 上述對VIP 熱橋的研究都是在常溫下進(jìn)行的，不能準(zhǔn)確反映實(shí)際應(yīng)用時的有效熱導(dǎo)率，所以對于低溫或是高溫環(huán)境中熱橋的影響還需做進(jìn)一步的研究。
(2) 熱橋特性的研究過程中，熱橋的大小除了受上述研究中所提的各種因素外，還受環(huán)境溫度，芯材孔大小，熱流方式等多種因素的影響，研究出這些因素對熱橋的具體影響，對優(yōu)化VIP 的結(jié)構(gòu)，減少熱橋效應(yīng)有著深遠(yuǎn)意義。
(3) VIP 安裝過程中，真空絕熱板容易出現(xiàn)刮擦等損傷現(xiàn)象，這是熱橋產(chǎn)生的重大來源，如何增強(qiáng)絕熱板的強(qiáng)度，減少安裝過程中的熱橋有待于進(jìn)一步的研究。
(4) 熱橋的數(shù)值模擬研究方法，對于表面隔膜的處理只能處理成均相的材料，這和實(shí)際中所使用的VIP 有一定的差別，因此研究表面隔膜具體每一層對熱橋的影響，對優(yōu)化表面隔膜具有重要的指導(dǎo)意義。
(5) 目前國外技術(shù)采用獨(dú)特的serpentine 封邊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 有效減少了熱橋效應(yīng)。我國可以參考和借鑒這一技術(shù)，通過封邊工藝改進(jìn)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化等措施減少熱橋效應(yīng)。
