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(huì)使真空絕熱板整體熱導(dǎo)率明顯提高。本文以國(guó)外近幾年對(duì)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(guó)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(jiǎn)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(guó)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(gè)領(lǐng)域。在國(guó)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(duì)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(huì)在VIP 邊界上形成熱橋，明顯地增加VIP 整體熱導(dǎo)率。

圖1 VIP 外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

　　根據(jù)“HiPTI- High performance thermal insulation of IEA/ECBCS Annex39”項(xiàng)目所做的研究可知：對(duì)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�體熱導(dǎo)率增加0.001~0.002 W/m·k。

　　目前國(guó)內(nèi)對(duì)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(duì)此進(jìn)行了分析。本文通過對(duì)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(huì)產(chǎn)生不可忽略的熱橋，因此對(duì)VIP 熱橋的研究主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行（如圖2）。

(1) 單個(gè)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�(gè)數(shù)量級(jí)（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(gè)真空絕熱板連接處會(huì)因接觸不緊密而形成氣隙(有時(shí)這種氣隙間距會(huì)達(dá)1 cm)，這樣熱量會(huì)繞過真空從兩個(gè)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。

圖2 熱橋的示意圖

4、研究中應(yīng)引起重視的幾個(gè)問題

　　(1) 上述對(duì)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(shí)的有效熱導(dǎo)率，所以對(duì)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(duì)熱橋的具體影響，對(duì)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(duì)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(duì)熱橋的影響，對(duì)優(yōu)化表面隔膜具有重要的指導(dǎo)意義。

　　(5) 目前國(guó)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(guó)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)。