真空隔热保温板的研究现状与发展方向

编辑日期 2017-11-14  阅读次数:1383 次

摘要:介绍了真空保温板的组成、结构与性能及其生产与应用现状,分析表明了真空保温板是一种保温隔热性能优异且具有很好实用价值的新型保温材料。

关键词:节能,真空,保温隔热

1  引言

  建筑节能是个世纪性的问题,是时代发展的要求。建筑外墙保温隔热技术的发展是建筑节能技术一个最重要的环节。目前通常采用聚苯乙烯泡沫塑料、岩棉板和轻质纤维材料。由于这些材料明显的是需求量巨大,况且对于聚苯乙烯材料其耐火性差极易发生火灾,岩棉和轻质纤维材料则因造价过高而使其难以得到广泛推广。

   真空隔热板(VIP板)是由填充材料与真空保护表层复合而成,有效避免了空气对流引起的热传递,因此导热系数可以大幅度降低,且不含任何OD材料,具有环保和高效节能的特性。

2  真空隔热保温板的保温原理

  真空保温隔热板一般采用以下3钟方案:①采用高真空的双层壁;②采用高真空的型腔,其内有一定数量的中间抛光薄片作为发射屏,能很好地反射光线,防止热量辐射传递;③有粉状的物质或轻质纤维的型腔,这类粉状纤维物质在真空和低温下有低导热性。第三种方案不仅效果较好,而且制造简单,成本低廉。目前已在低温项目中广泛应用,可预见该真空保温隔热材料可作为建筑隔热保温墙板使用。

3  真空隔热保温板额结构与性能

  真空隔热保温板可采用铝板、涂有保温层的低碳钢板、铝塑板等具有防气体渗透的板材作为外壳材料,其厚度可为0.55mm—1.00mm,研究表明,外壳材料厚度与真空保温隔热板的大小有关,如密度100㎏/m³的珍珠岩填充材料用0.33mm的铝板外壳,真空隔热保温板厚度为10mm,仅重3㎏/㎡。若采用泡沫塑料板,达到相同保温性能,则其厚度要比真空隔热保温板增加20—25倍达到200—250mm。

3.1   提高真空隔热保温板保温性能的途径

(1)真空压力:真空隔热板内的压力高于100Pa时,导热系数较大。随着压力下降,导热系数随之下降,直至压力到达1Pa后不再下降。所以一般真空保温板的压力控制在1—100Pa之间并且在此范围内越小越好。

(2)填充物密度:以膨胀珍珠岩为例,密度较大时,因固相导热增加使其导热系数增大;而密度较小时即膨胀珍珠岩颗粒较大时,则气相导热增大使导热系数增大。密度范围在100~150kg/m³时导热系数最小,因此宜采用颗粒大小均一,这样的膨胀珍珠岩颗粒间的空隙均匀,不同部位的密度才可能一致。

(3)含湿量:绝热材料的导热系数随含湿量的增大而增大,尤其在低温容器中使用更为明显,所以必须将填充物颗粒充分干燥恒重后再封口,已获得较为理想的导热系数。

(4)填充粉末的颜色:研究表明,黑色填充料的导热系数比白色填料要高,因此在有条件的情况下,尽量选用白色或者近白色物质作为填充料。

(5)减小边界效应:边界的导热系数远大于隔热板的导热系数,产生边界效应的原因是层叠塑料膜中铝层引起。铝层的导热系数为237W/m·K。铝层越厚,隔热板的尺寸越小,则真空隔热板边界热损失率越大。因此,使用中根据隔热板尺寸选定铝层厚度,在结构允许的条件下,尽可能减小铝层厚度并增大隔热板的尺寸,以减小隔热板的热损失率。

4  真空隔热保温板的生产与应用现状

  真空隔热保温板在建筑保温中的应用还处于起步阶段,生产建筑用真空隔热保温板材的公司也很少。当前应用最多的是平顶露台保温,真空隔热保温板可以很易地避免建筑物内部空间与露台空间的显著温差。彩外,真空隔热保温板作为建筑外墙外保温材料的应用效果也非常好。真空隔热保温板优越的保温性能和超薄的厚度,也给节能建筑师们提供了更大的设计自由度。

  尽管目前真空隔热保温板的价格要比一般材料高得多,但由于其优越的性能仍然引起广泛关注。目前,相关企业正在进一步研发和完善这种材料,预计价格远期将会下调,并逐步实现市场化。

5  结论与展望

   2016年我国建筑能耗约占全社会的28¥,预计2020年将增加到40%到50%,因此我国建筑从粗放型向高效型的转变刻不容缓,如果在我国北方寒冷地区的建筑保温中得意应用这一优越的材料,这回显示巨大的优势,可降低建筑墙体的厚度从而节约空间,提高房屋容积率,同时在我国夏热冬暖地区作为外墙外保温系统使用,仍具有较大优势。随着国家节能政策的颁布实施与人民生活水平的提高,真空隔热保温板经具有更广阔的市场前景。

 


                      参考文献:祝频,《真空隔热保温板的研究现状与发展方向》

                                            建筑节能室:王永健