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1、真空绝热板的组成结构及工作原理1. 真空绝热板的介绍真空绝热板是真空保温材料中的一种，是由 无机轻质的芯材与专用复合阻气膜通过抽真空封装技术制成，其导热系 数仅为0.006 W/ （m?K，具有环保和高效节能的特性，是目前世界上最先进的 高效保温材料。在早期，西方发达国家已将真空绝热板应用在冰箱、 冰柜的保冷方面，我国在近几年也开始制造并采用真空绝热板改良冰箱 隔热层。相对于冰箱制造业，真空绝热板在建筑工程中应用的起步较 晚，而早在很多年前欧美国家已经开始使用真空绝热板作为外墙外保温 材料应用到建筑工程中，尤其是在对保温性能要求比较高的严寒地区。其中最为典型的案例是，在2005年德国慕尼黑市中
2、心建成了一座 1200平方米的商住楼，这座建筑物的两个地下车库、 6间居室和6间 办公室都使用了真空绝热板作为保温材料。这座建筑物因此获得了 2005年德国建筑物理学奖。由于真空绝热板杰出的隔热性能，这座建筑 物每年每平方米仅消耗20千瓦时的能源，等于两升燃油的消耗，这种 能耗远低于德国对于低能耗房屋的限定标准（每年每平方米30-70千瓦 时），实在令人惊叹。2. 真空绝热板的组成结构真空绝热板的内部结构如图1所示。图1真空绝热板内部构造从图中可以看出，芯材的选择、阻气材料的组成、真空度的稳定以 及抽真空封装技术等四个方面，是决定真空绝热板导热系数的关键。1）芯材真空绝热板要求芯材本身导热系数
3、低、 不燃、有一定的强度、 性 能稳定。 可供选用的有玻璃纤维和气相二氧化硅两大类。 玻璃 纤维具 有体质轻、导热系数低、热绝缘和吸声性能好等优点，是 一种较理想的 芯材。 但选用这种芯材制成的真空绝热板， 一旦失 去真空度后板材的 膨胀率达到 80%以上，如果应用到建筑上会带 来很大的安全隐患。气相 二氧化硅不仅同样具有玻璃纤维的优 点，而且选用气相二氧化硅制成的 真空绝热板性能非常稳定， 即 使真空度失效后膨胀率也在 5%以下。同 时，气相二氧化硅本身 具有很强的活性， 可以将在使用过程中可能会渗 透到板材内的微 量水蒸气吸附掉，从而使得真空绝热板具有更长的使用 寿命。（2）阻气材料的组成
4、复合阻气膜是由金属铝箔膜、 纳米玻璃纤维聚合薄膜、 专用 粘结 剂等主要材料， 采用热合技术制作而成的具有高阻气性， 高 阻水性， 耐穿刺性和易热封性的复合膜材料。 其中最外层为玻纤 布，作用是提高 复合阻气膜的强度， 降低在生产和使用过程中的 破损概率。内层的复合 膜主要作用是保证整个复合阻气膜的高阻 气性，高阻水性，从而保证真 空绝热板的导热系数、真空度以及 使用寿命。（3）真空度的稳定 为保证真空绝热板的导热系数以及使用寿命， 需要在真空绝 热板 内添加气体吸附材料来保持板材内部真空度。 气体吸附材料 可以将在使 用过程中可能会渗透到板材内的微量水蒸气吸附， 从 而进一步保证板材 使用寿
5、命。目前，真空系统中的气体吸附材料基本为分子筛类型。 这是 由于 普通类型的气体吸附材料对水蒸汽、空气等的吸附能力较 差。而分子筛 类型的稳定剂孔隙率大、 比表面积大、 吸附能力强， 能够保证渗入到 板材内的气体被充分吸附， 从而保持板材的真空 度。（4）抽真空封装技术 真空绝热板的导热系数与抽真空的压力有着直接的关系。 当 抽真 空的压力增大，导热系数会随之降低；反之则会升高。因此 抽真空封装 技术是降低导热系数的重要途径。一个完整的抽真空封装过程为： 将已装入复合阻气膜的半成 品放 入抽真空设备， 进行抽真空， 当真空度达到预设值后将复合 阻气膜的 袋口封口即可。3. 真空绝热板的工作原理
6、 开发真空绝热板的目的是最大限度的减少热量传递， 从而达 到建 筑节能的目的。 热量传递的实质就是能量从高温物体向低温 物体转移的 过程， 这是能量转移的一种方式。 热量传递一般分为 三种方式：热传 导、热对流、热辐射。热传导是固体热传递的主要方式。它是指物质系统（气体、 液体或 固体），由于内部各处温度不均匀而引起的热能（内能） 从温度较高处 向温度较低处输运的现象。热对流是流体（气体、 液体）中热传递的主 要方式。 它是指流体中较热部分和较冷部分 在流体本身的有序的循环流 动下的发生相对位移， 使温度趋于均 匀从而达到热能（内能）传递的过 程。热辐射是真空中唯一的热传递方式。它是指受热物体
7、以电磁辐射的 形式向外界发射并传送能量的过程。物体温度越高，辐射越强。与热 传导、热对流不同，热辐射能把热能以光的速度穿过真空，从一个物 体传给另一个物体。任何物体只要温度高于绝对零度，就能辐射电磁 波，波长为0.440微米范围内的电磁波(即可见光与红外线)能被物 体吸收而变成热能。真空绝热板有效的避免了以上3种方式的热量传递。首先，真空 绝热板的芯材以绝热材料为主，其导热系数一般为0.030-0.040 W/ ( m?K,这就极大地降低了由热传导所带来的 热传递。 其次，抽真空封装技术减少了材料内部的空气含量，可以有效的避免由 于空气对流引起的热传递。第三,专用复合阻气膜是由金属铝箔膜、 纳
8、米玻璃纤维聚合薄膜、专用粘结剂等主要材料,采用热合技术制作而 成,其中的金属铝箔膜可以反射70%-90%的辐射热。4. 真空绝热板的优势真空绝热板最大的优势在于其极低的导热系 数。由于所选用 芯材的导热系数很低,再加上抽真空技术,使真空绝热板的导热系数 与传统外保温材料相比降低很多,仅为0.006 W(m?K),是传统外保温材料的1/51/6。因此,在“四步节能”标准实施的前提 下,真空绝热板的上墙厚度同样仅为传统外保温材料的1/5 1/6。 具体厚度对比如图2所示。图2上墙厚度对比全部的无机材料是真空绝热板的另一大优势。 从芯材到复合阻气膜全部为无机材料组成,真正做到绿色环保,有效 解决了有 机材料易燃、易挥发、耐久性差等问题。并且对人体无害，施 工 人员可安心施工。 同时无机材料的选择也使得真空绝热板的燃烧 性 能等级达到 A1 级，完全不燃。结论真空绝热板在建筑工程领域中的应用具有重大意义， 同时对 于外 保温材料行业来说也是一个飞跃。 真空绝热板在产品性能及 经济效益上 都全面超越传统外保温材料， 并且优势相当明显。 是 一种十分值得推 广的新型外墙外保温材料，市场前景广阔。
