真空絕熱板有極低的導熱系數，與傳統的絕熱材料相比，在保溫效果要求相同的情況下，具有保溫層厚度薄、體積小、重量輕和制作過程環保無污染等優點。隨著對真空絕熱板的不斷優化和其成本的不斷降低，在未來幾年，真空絕熱板將有很大的市場需求。

何為真空絕熱板？

真空絕熱板（VIP）是一種由多孔芯材、吸氣劑和阻氣膜三部分復合而成的新型保溫材料（見圖1）。

圖1  VIP結構原理圖（左）及實物圖（右）

其中，多孔介質可以盡可能多地降低真空絕熱板的熱傳導。阻氣膜可以保證所創造的真空環境，以最大限度地降低由氣體造成的熱傳導和對流換熱。吸氣劑是為了吸收外界滲入真空絕熱板內部的和芯材釋放的氣體和水蒸氣，從而降低對流換熱和氣體導熱，持續地保持真空絕熱板的真空度，來維持相對低的導熱系數，同時還可以延長真空絕熱板的使用壽命。

真空絕熱板在國內建筑領域的應用現狀

由于真空絕熱板具有極好的保溫隔熱性能，所以其應用領域已經從最初的冰箱、冷藏運輸等逐步延伸到建筑領域。

與傳統的建筑用保溫材料相比，真空絕熱板不但重量輕，而且體積小，這在很大程度上能夠增加建筑用戶的有效使用面積：當傳熱系數達到0.13W/（m2·K）所需的隔熱材料厚度，普通混凝土需要15800mm，聚苯乙烯泡沫300mm，聚氨酯泡沫192mm，而真空絕熱板的厚度僅需30mm。

據研究，采用真空絕熱板技術可以大幅降低能耗，30mm的VIPs，其每年外墻的能耗僅為31kW·h/m2，而且絕熱層厚度僅為普通絕熱材料的1/3左右。

圖2  相同保溫效果的不同材料厚度對比

圖2是具有相同保溫效果的各保溫材料厚度對比圖。這正反映了真空絕熱板作為一種新型絕熱材料在建筑商應用的巨大潛力。

有模擬分析表明，在中國不同氣候區的建筑保溫，使用真空絕熱板比使用聚乙烯泡沫節能7.2%~18.8%。

真空絕熱板在建筑應用中存在的問題

與傳統建筑用保溫材料相比，真空絕熱板確實有很大的優勢。但是作為一種新型保溫隔熱材料，真空絕熱板在建筑上的應用也存在一些問題，需要研究人員、產品供應商以及建筑施工方共同努力解決。就目前來講，真空絕熱板在建筑上的應用的問題可歸結為以下幾點：

1.真空絕熱板應用的前提條件是要保證其真空度未被破壞，但作為建筑物保溫隔熱材料應用時，真空絕熱板的力學性能差，表面易破損，需要進一步優化VIP的力學結構，使其力學結構和熱學性能能達到最好的配置。

2.目前，真空絕熱板的使用壽命測試大多是在實驗室進行，具體在建筑上應用時的壽命時間尚未得到實踐驗證，并且大部分VIP的使用壽命都小于建筑物的使用壽命。

3.相對于傳統的建筑用保溫材料，真空絕熱板在具體建筑應用時不能任意裁剪、切割，否則會破壞其真空度，需要按照現場施工要求在生產商預先訂制。

4.目前，真空絕熱板的造價偏高，材料成本和制作成本都比普通的保溫材料要高，這限制了其在建筑領域大規模地使用。政府相關部門應該對真空絕熱板在建筑應用初期給予相應的政策支持和經濟補助。

潛力巨大

國內VIP板的研究始于21世紀初，由于發展時間較短，市場認知有限，加之成本較高，國內應用仍處于導入期，其中約80%應用集中于冰箱冰柜等家電制造領域。據悉，2019年我國VIP企業數量20余家，年產能5000萬平方米，實際銷量約4000萬平方米，產值約40億元。

圖3  國內真空絕熱板產銷量快速增長

而在建筑領域，雖然相對于國外，我國對真空絕熱板的研究發展較晚，其應用也存在一定的問題，但隨著我國科研人員和建筑工程師的不斷努力和國家對于節能環保的不斷重視，相信會使真空絕熱板在絕熱性能、可靠性、適用性等方面不斷地完善，使得真空絕熱板在國內廣泛地推廣和應用。

本文改編自《真空絕熱板研究現狀及其在建筑領域的應用》

文章首發于《真空》雜志2017年第1期

本文作者：孟闖，闞安康，郭志鵬，張馳，楊鐸

作者單位：上海海事大學商船學院