真空绝热板在建筑中的应用及其基本性能、老化机制和使用寿命

真空绝热板在建筑中的应用及其基本性能、老化机制和使用寿命

摘要

真空绝热板（VIP）是最近建筑工程学中引进的一种高效保温隔热组件。其高热阻是实现超薄质轻的一种新方案，也是实现能源高效利用的一个新方案。VIP在建筑应用中的关键问题：一个是尽可能减少上墙后的失效；另一个是常规应力尤其是高温和酸性条件下确保有几十年的使用寿命。然而，到现在为止，对于VIP长期使用的性能和耐用性方面的研究却鲜有报道。本文研究了VIP的老化机制并考察了不同的温度和湿度条件下诱导老化的实验结果。根据在稳定状态下所测得的数据提出了一个解释机理。对于特殊应用的VIP，其内部压强的增加是在一个动态热模型的基础上计算而得到的。并且进一步讨论了VIP使用寿命的评判标准和各自使用寿命的估计值。

关键词：真空绝热板；高效保温板；外墙用保温板；加速老化；使用寿命预测 1、前言

在过去几年中外墙用保温板也就是所谓的真空绝热板（VIP），作为一个新型的保温隔热板应用于建筑的外墙，已被引入到建筑工程[1]。跟传统的保温隔热板相比，热流在VIP垂直方向上的传播热阻要高5-10倍，为超薄、高效建筑外墙用保温板的设计开启了一个新的领域。例如，公寓楼的绝缘阳台屋顶保温板的使用，如图1所示。真空绝热板的基本组成是由微孔的芯材，而芯材是抽真空后封装于一个薄的真空包装袋内的（图2）。随着开孔聚苯乙烯泡沫塑料作为芯材在制冷行业的长期使用，气相二氧化硅粉末（白炭黑）也已成为建筑用VIP芯材主要的组成部分。其中一个原因是这种材料的严格低压要求。压缩到约200kg/m3的二氧化硅晶粒之间的孔径远远低于大气中的气体分子的平均自由路径，在内部压强低于1 mbar。因此，分子的碰撞率大大减少，气体的热传导几乎可以忽略不计。热传导是有限的固体传导（2–3 mWm-1K-1），和热辐射（由于遮光剂的添加约降到1mWm-1K-1）。因此，以分散气相二氧化硅为芯材的导热系数约为4mWm-1K-1。显然，当考虑到在建筑中的长时间应用时，核心问题是VIP内部的低气压和内部的干燥状态。因为更换VIP往往是昂贵的或几乎是不可能的，所以作为内置组件希望它的使用寿命为30年，50年或者更长时间。众所周

H.Simmler*,S.Brunner

知，厚度约为10微米或者大于10微米的金属层可以作为持续高效的阻隔层。事实上，在VIP产品的第一阶段，使用的是这个厚度范围内的夹层铝箔。然而，热电阻测量和大量的数值计算[2]显示，通过金属箔边缘传播的热流比通过VIP芯材的热流量大。为了阻止的热量的损失和气体渗透，现在已广泛使用厚度在30-100纳米范围内的3层金属聚合物薄膜。虽然跟单金属薄膜相比有更好的性能，但我们却不知道这些屏障能否在严格的要求下保证50年左右的使用寿命。在本试验中，从相关性能的不可逆性退化角度讨论VIP及其组件的老化问题。进一步报道了关于VIP在湿热条件下实验的设计及实验结果。基于这些加速老化因素的分析获得，现对两类建筑用VIP的使用寿命进行预测：一种是露台，也是目前瑞士的VIP主要应用场所；另一种是利用其节能潜力的假想建筑用墙。在设计瑞士的苏黎世机场时，VIP就应用于室外的边界条件，在不同的温度和湿度应力的条件下服役。

Fig. 1. Section of a VIP. The nano-porous fumed silicamaterial is pressed in a PE ?eece and sealed in a three-fold metallized polymer envelope under

vacuum (below 1 mbar).

图1 VIP的一部分，其中纳米多孔气相二氧化硅在真空（低于1 mbar）条件下封

装于PE和三层金属聚合物复合膜中

2.老化机制 2.1. VIP装配

对于高保温性能组件如VIP的长期使用，其耐热性是涉及使用寿命时最重要的问题。从低压（1mbar）到标准大气压时二氧化硅芯材的导热系数增加了约5倍（图3），气体渗透显然是老化机制中最重要的因素。有很多可能的故障模式是由不完善的生产造成的故障，而这些问题往往出现在VIP生产的初始阶段。自那时以来，早期故障率显然由于改进工艺和质量控制而降低。使用寿命缩短的另一个原因是膜在上墙过程中的损坏。这是瑞士材料测试与研究所（EPMA）观察了几个建筑实例而得出的结论。因此，上墙前已受损的VIP是不能上墙的。为了避免这个问题，对VIP的上墙前的检查是很有必要的。通常情况下，VIP内压强的增加是空气分子透过隔层缓慢渗透而导致的。然而，在其老化过程中还没有一个标准化的使用寿命规范。基于SiO2的低导热特性（图3），如果忽视水分的影响则内部压强为100mbar可作为一个临界值。对于预计的50年的使用寿命，将意味着每年增加最大压强约为2mbar。由于聚合物为基体的三层金属膜（MF）的存在，氧气渗透率（OTR）在0.05~0.0005STD cm3m-2d-1之间，后者为制造商描述的在23℃和50％r.H.[3]条件下可达到的。对于一块1m×1m×0.02m的真空绝热板，如果氮气渗透率（NTR）与氧气渗透率（OTR）在同一量级（常使用估计值NTR≈OTR/4），可以预测其压强以每年0.01~1mbar速度增加。然而，这个简单的的观点已被延伸在以下几个方面：

（i）在较高温度和（或）湿度下，渗透率的增加会加速板内压强的增加。聚合物材料的渗透速率与温度的关系可以用Arrhenius公式描述为：

在加速模型中，如参数化的Arrhenius公式和Eyring模型，综合考虑了温度和湿度的影响[4]。由于这些都是与VIP最相关的影响因素，温度和湿度（决定了压强的增加）是材料测试与研究所研究的主要领域。

（ii）水蒸气透过率（WVTR）可高达OTR和NTR的103~106倍 [5]。在一个长

期的基础上，在10-20mbar范围内，内部的水蒸汽压强可能达到与环境的平衡。就其本身而言在SiO2-VIP热传导中这将是不可忽视的。然而，从吸附等温线中可以看出，湿气会积聚在芯材（图4）[6,7]，这导致单位质量分数的导热率增加了约0.5mWm-1K-1（图5）[8,9]。例如，如果含水量接近质

量的4个百分点（正常的室内条件下平衡23℃和50％R.H.）的热导率可由干燥状态下4 mWm-1K-1变为6mWm-1K-1。

（iii）由于缺陷密度较高，边缘、弯道和密封、额外的气体渗透和大小效应必须

考虑。因为这些影响使用寿命的因素没有明确的分析模型，其估计寿命必须从整个VIP考虑。也与其它性能的长时间的服役相关。例如对尺寸稳定性的要求可以应用到更多领域。在承重结构中，压缩变形和压缩蠕变也应考虑在内。在某些应用中为了抵抗化学药品的腐蚀和（或）紫外线的照射，这些也应考虑在内。另一方面可通过适当的建筑设计因素来避免这些额外的应力。

Fig. 2. VIP insulation of a terrace with heated rooms beneath. The panels are placed

on a thin polystyrene foam layer for mechanical protection.

图2加热室下方阳台的VIP绝热材料，将其置于具防护作用聚苯乙烯泡沫层上

Fig. 3. Thermal conductivity of dry pyrogenic SiO2 (full line) as a function of the internal pressure. For comparison, the similar function is shown for extruded polystyrene (XPS, dashed line). Vacuum requirements are much

more demanding due to larger XPS cells.

图3干燥的气相二氧化硅（实线）与聚苯乙烯泡沫（XPS，虚线）热导率随内部

压强的变化

Fig. 4. Sorption isotherm of SiO2 as determined by various labs within IEA Annex 39 [6]. A generally used linear approximation is 0.08 mass% per%r.H. 图4国际能源署附件39[6]的SiO2吸附等温线。普遍使用的线性近似值为0.08每

单位质量百分数每r.H.% 2.2 聚合物阻隔性材料

图6表示的是一个以聚合物为基础的三个金属层的高阻隔层。它由三个有聚氨酯夹层的镀铝PET或PP薄膜。VIP里面添加的PE层是用来把两层相邻的金属阻隔层连接在一起。在长期使用时，所有的隔气膜的老化问题都应当考虑在内。由于金属膜层是非常薄的（如30纳米），VIP要求达到50年的使用寿命时，铝的氧化速度也是需要考虑的。一个洁净的铝膜表层有1纳米的氧化层。这层一个充当氧化的屏障，并减缓铝进一步氧化达到几十纳米的厚度[10]。此外，由于Al2O3是亦可用来作为阻隔材料，第一层完全氧化的铝层可以作为一个阻隔层[11]，因此，第二层和第三层金属膜与氧的接触率少得多。而且，空气湿度在60-80％r.H以上和温度在80℃或以上时，铝表面被加速氧化这一现象可以被观察到[12]。在这些限制条件内，只要高湿度和高温不同时出现，在大多数建筑应用中，氧化就

不是至关重要的。而且，如果周边地区存在混凝土或其他碱性物质，环境中的湿度或者水含量必须控制pH值介于3—8.5之间[13][14]。聚氨酯层与热水接触[15]，经水解分解。随后阻隔层的分离会导致VIP过早失效。从金属和聚合物层不同的吸湿膨胀特性产生的剪切应力和界面水冷凝，将会加速分层。

对于起粘结作用的聚乙烯层，当酚类抗氧化剂稳定时，PE-LD的最高工作温度在短期工作时是80℃，长期工作时是60℃。在长期暴露于空气下，PET在130℃是可以工作的[16]。对于各种类型的聚合物，不同的稳定剂可以防止紫外线以及热老化[17]。PET是可以有效抵抗紫外线照射[16]。如果预计经常暴露于太阳照射下，需要特别稳定的类型。应当注意，在金属化之前的等离子溅射处理过程中，有短期高强度紫外线照射[18]。出于这个原因，O2或Ar等离子体是有利的[19]。而且，在建筑领域的长期应用中，通过适当的稳定性实验证明，的做为敏感聚合物材料的PE在VIP封装袋中的性能是较稳定的[20]。出于这些原因，阻隔材料应小心保护以隔绝环境中的湿气或者是水，以及防止在规定的最高工作温度以上工作。但是如果可以迅速干燥的话，偶尔的冷凝也是可以接受的。

Fig. 5. Thermal conductivity of evacuated SiO2 as a function of the moisture content. The humi?ed core material data are from ZAE [8], where the specimens were water loaded before evacuation and sealing. The VIP data were determined on a commercial product, before and after exposure to high water vapor pressure.

图５ SiO2的导热系数。潮湿芯材的数据来自ZAE[8]，这些芯材在抽真

空和封装之前是水负载。是否要暴露在水压下取决于ＶＩＰ的商业用途。

Fig. 6. Visualization of a laminated polymer based high barrier envelope containing three aluminum barrier layers with an optical microscope (top and bottom areas are embedding material).

图６ 光学显微镜下基于三层铝膜的复合聚合物的形象（顶部和底部为嵌入材料） 2.3二氧化硅芯材

一般来说，在不出现漏气时，只要芯材不承受过大的压力，我们可以认为VIP的性能是稳定的。此外，在建筑物工作温度范围内，以气相二氧化硅作为主要成分是非常稳定的。如用于结构增强或遮光的纤维添加剂加入到其中来增加构件的强度或减少红外辐射。芯材的老化可以不考虑在内。即使在空气中的湿度与环境的水分达到平衡的情况下，芯材也不会以不能接受的速度失效。

总之，考虑到上述的限制条件，在工程应用中，最新的阻隔材料和芯材部件都有一个合理的内在的使用寿命。在接下来的部分，重点将放在揭示温度和湿度的影响下VIP长期工作的性能。 3、实验表征方法

VIP内部压强的上升和芯材中水分的积累是两个基本的影响老化的因素，它们影响了VIP长期的耐热性和使用寿命。然而，可以很容易地只通过称重计量来测量水分渗透率，然而用于测定内部压强的方法是不存在的。以减压为基础的方法已成功地应用于各种实验室：在一个连续抽真空的真空室里，当真空室的压强达到与VIP内的压强相同时，阻隔膜便和芯材分离。在瑞士材料测试与研究所，VIP表面固定的位置上有一个或多个激光测距仪可以持续的测量封装袋表面的距离，该距离值作为一个箱内压强的参数（图7）。因此，这个―临界压强‖，精确到约0.3+5％毫巴，各自的情况不同，这可能会产生局部效所以也应考虑在内。当然，一项重要措施是由热阻确定，如防热板[21]。然而，由于轻微的压强变化会导致导热的大幅变化（图3），这种方法用于在一个没有失效的VIP上衡量气体渗透效应是相当不恰当的。进一步说，在二氧化硅芯材上压强的增加和湿气的积累都有可以引起热阻的变化。

Fig. 7. Depressurization apparatus for the determination of the internal pressure at EMPA (a). The pressure of detachment is identi?ed in the distance–pressure

diagram (b) as the intersection of the two linear portions (?lled diamonds) of the distance function. Below the intersection the VIP is expanding.

图7 决定内部压力的减压装置（a）。压力的分配是距离—压力图（b）中的两条线段的交汇点。

4、湿热条件下的VIP老化行为

由于在建筑物中总是存在不同的温度和湿度状况，在瑞士材料测试与研究所（加速）老化机制的研究集中在高温和湿度。样本，一般为250毫米×250毫米和500毫米×500毫米，20毫米的厚度，代表最近在欧洲市场上的VIP产品。为了检测大范围的影响因素，在小的样品上进行了一系列的测量，这些小样品被制造商宣称最高工作温度为80℃，同时应用在80％相对湿度的环境中（80℃/80％ rH）。为了便于比较，试样在循环的条件和暴漏在80℃蒸汽压条件下也被研究过。随后的测试均在30℃/90％rH下进行，并且认为有一个合理的应用范围。 结果列于图8。在80℃/80％rH下，很明显的是，在长期的应用中，压强的增加以及湿气积累过快。在图8中可以看出，(8 h at 80 8C/80%r.H. $ 4 h at 25 8C/50% r.H.)的循环条件甚至比一个持续暴露在80℃/80％rH严重。压强和湿度含量的增幅几乎翻了一番。由于聚合物和金属层热膨胀系数不同产生的剪切应力，或在冷凝的VIP表面的循环水被芯材的热惯性静止在一个温—湿上升阶段，在循环阶段，高的渗透率会进一步提高。一个内部压强和水分含量之间存在明显的相关性，表明水蒸汽压强的增加是一个主要原因。高水分灵敏度的另一个迹象是在80℃（环境）和低蒸气压的行为：压强的增加速度要低得多，但仍高于每年10毫巴（记住接受范围为每年约2毫巴）。 Table 1

Moisture accumulation and internal pressure increase rates of VIP speci- mens in two sizes at accelerated conditions 65 ℃, 75% r.H. with different barrier materials, based on an exposure of 103 d 表１

在６５℃,７５%r.H的条件下，同一尺寸的ＶＩＰ样本使用不同的材质封装膜

时水分含量和内部压力的增加率。

a

Four samples of 25 cm × 25 cm × 2 cm, two samples of 50 cm × 50 cm × 2 cm the only sample having stress on middle seam failed near 4% at 29 and 73 d. b

Higher value than small size is hint to coming leakage at the middle seam, which occurred about 3 weeks after the 103 d while stored at lab conditions on the MF2. *

Value had been still below detectable level.

Fig. 8. Increase of internal pressure (a) and moisture content (b) in ??small‘‘ VIP at elevated temperature/humidity. The measurements were carried out at room temperature after cooling down the samples for at least 2 h.

图８ “小尺寸”ＶＩＰ在温度／湿度升高情况下内部压力（ａ）和包含水分（ｂ）的变化。试验是已冷却至少２小时的样品在室温条件下进行的。

水分含量在这种情况下仍然接近零。在30℃/90％rH条件下，压强增幅（意外）颇为相似。三种各有两种尺寸的不同的产品在连续暴露于65oC/75％（见表1）RH条件下被对比。考虑到水分含量和内部的压强两方面，有一个6毫米铝箔屏障的产品是非常稳定的。产品MF1和产品MF2有着基本类似的阻隔膜，即一个三层金属基夹层聚合物薄膜。每个金属层的厚度约为30纳米（MF1）和100nm（MF2）。虽然MF2更耐N2和O2的渗透，两个聚合物为基础的产品更耐水蒸汽。在MF2几乎增加了两倍的铝厚度不会影响水的渗透率。从表1可以看出边

缘效应也很明显，而且标本的大小和边缘效应的几率是相互联系的。退一步说，但不可忽视的的效应是可以被观察到的，也较为典型的条件为23℃，50％RH，吸水和压强的增加（见表2）。对于这些条件，水分积累率˙u是每年0.1mass％，压强的增加速度˙p在―大‖试样尺寸范围内是每年1.5毫巴。从数据可以得出结论，该地区和边缘的水分渗透率的是均等的，而压强的增加是以边缘的贡献为主

结合这些面板老化的结果，从图3和5的热导率的变化率得到的平均芯材性能，可以表示为

估计为

23 8C，50％相对湿度，因此，在25年曝光的实例，不变汇率和条件，导热有望发生大约从4.0到6.5毫瓦M-1K-1的改变。积聚的水分和―干‖的气体压强增加的效应，在这种情况下大致相当。压强增加速率的一般表达式为

而干燥气体的渗入量QO2，N2取决于温度，湿度和表面积A，边缘长度l，Vi 是可渗透芯材的自由体积，P0是标准大气压，△p是内外盘压强差。对于低的内部压强来说，△p是不确定的环境压强Pambient.

然而，在大多数的应用中环境中的水蒸汽压比较低，在一个大范围内会发生湿气浸入效应。

在持续状态下，有

水蒸气渗入量QH2O取决于与QN2;O2 有相同的参数，因为有恒定的参数，公式（5）可以转为

如果公式（6）和（7）中有一个稳定的水汽积累量，在（3）中时间t恒定是40年，平衡水汽率Uequilibrium是4 mass%。在25年的时间里，相对于未饱和的1.25 mW m_1 K_1来说，水汽改变热导率为0.93 mW m_1 K_1

5建筑应用中使用寿命的估计

为了估计VIP应用时的使用年限，一个直接的方法是对（2）式积分，要考虑到VIP芯材相关的特性，以及由温度和湿度决定的渗透率和边界力学条件。另外必须考虑VIP芯材的热量和水分的传递和储存，以及VIP芯材与周围环境之间气体和水分的交换。考虑到这个方法的复杂性，我们可以选择一个简单的方法来对此进行预测。每年压强增加和水分累积对温度和湿度的影响已确定在一个恒定的80％左右。这在图9的log（y）和（1/T）的关系曲线中可以看出。图中曲线明确的揭示了类似Arrhenius行为的加速老化效应（参见式（1））。假设在特定的温度和湿度下每年压强的增加值可以简单的叠加，可以使用Arrhenius常数A和Ea代入下式来估计给定边界力学条件下每年压强的增加率：

由于Arrhenius温度加权因子的有效温度Teffective一般高于时间的平均温度。类似的方法也适用估计每年的水分吸声率ua。任何温度下相对较高的湿度都会对建筑产生影响，是必须谨慎考虑的。然而，频繁接触液态水的情况不纳入加速老化效应的范围之内。

Fig. 9. Temperature dependence of the pressure increase rate in the high humidity range (a) and Arrhenius plot of the same data set (b). 图（9）实际数据与Arrhenius公式得出结果的比较

Fig. 10. Building details and material layers of a walkable VIP insulated terrace. A solar absorptance of 65% on the outside surface was assumed in the thermal calculation.

图10 VIP板在建筑中的使用位置及其隔热阶梯层。进行外表面热量计算时，考虑到其外表面65%的热量吸收率

表２ 在标准的２３℃,50%r.H的条件下，同一尺寸的ＶＩＰ样本使用不同的材质封装膜时水分含量和内部压力的增加率。 Table 2

Moisture content and internal pressure increase rates of VIP specimens in

two sizes at standard conditions 23 8C, 50% r.H. with different barrier materials, based on an exposure of ca. 180 d

a

估计的不确定性土0.02%. a Estimated uncertainty 土0.02%. b

估计的不确定性土0.6. Estimated uncertainty 土0.6.

在人口稠密的瑞士地区，这种方法被应用在一座山边的几层楼房（图10）。这是一个典型的施工建设应用。在真空隔热板装备的平屋顶下面是公寓的加热室。尽管存在水渗透的风险，但迄今为止大约十万平米的屋顶装备了这种真空隔热板。将板做薄是希望即使是在有严格绝热要求的情况下，内外楼层高度也能够相等。VIP的两侧表面温度是通过建筑模拟工具HELIOS[22]计算的。该方案在一个区域计算每小时一些因素的影响，包括温度和热量流失。以及周围的墙壁表面在一定的室内控制温度和室外气候数据，如空气和天空的温度，风速和太阳辐射和墙体吸收的值。在计算中， 为简单起见，假设室温是恒定的22℃。选择瑞士的苏黎世机场气候为室外参考气候。设置外表面的太阳能吸收率为65％（天气具体化）。在图11中，20mmVIP两个主表面上的温度是从十月初直到九月底的。

Fig. 11. Surface temperatures of a VIP in a terrace insulation application for a Swiss design reference year (Zurich Airport) starting on 1 October (a) and cumulative histogram of hourly temperature values on the outside surface of the VIP (b).

图11在参考气候下（瑞士苏黎世机场）VIP外表面从10月1日起每小时温度的变化（a）和计算绘出的直方图（b）

根据边界条件，内表面的温度是相当恒定的，而在外面的温度从-18到44摄氏度之间不等。图11是步长为2摄氏度的温度直方图。将温度和相关的时间代入式8，同时使用阿列尼乌斯参数。一块大小为50*50（cm2）的满足表2中的尺度参数的模型，热老化估计结果列于表3。内表面的有效温度，接近时间的平

均值，约21.5摄氏度。在外表面，在夏季温度高峰期有效温度16摄氏度，明显高于平均温度11.9摄氏度，正如非线性阿列尼乌斯函数所示。然而，在类似苏黎世或更冷的气候带，高温时间足够短，保持着外部比内部的平均压强低。双方平均的结果，是压强的平均年增长率约为2.1毫巴。在

约占6.4%的

质量分数及 80％r.H的情况下，（公式（6））每年原始水分积累率Ua是0.18％，达到饱和的平衡含水量的时间是35.6年。根据式（7），综合式（2），导热系数增加的公式如下：

单位mw/(m*k)，和时间的关系如图12（时间单位为年）。举例来说，如果增加4.0mw/(m*k)，则时间跨度是31.6年，这是相当不好的情况。

表3 高湿度（80%r.H）情况下20mm厚VIP板（50cm*50cm）内外表面的

Fig. 12. Increase of the thermal conductivity of a VIP terrace insulation due to pressure increase and moisture accumulation (panel size 50 cm ?? 50 cm, see text for details).

图12 ５０ｃｍ×５０ｃｍＶＩＰ的导热系数随压力和水分增加的关系图

类似的计算通常用于在中欧的混凝土或砖石墙中的保温复合系统（ETICS）。通常使用厚的矿渣棉或聚苯乙烯泡沫板。标准保温隔热板被两侧覆盖10mm厚聚苯乙烯层的20mm的VIP板所替换。对外界的热缓冲能力是他一个重要的性能。并且在相似的边界条件下，在计算露台（太阳能吸收率为35％）时，如果有一个3厘米的砂浆层，每年的影响温度 – 取决于墙的方向 - 不超过15摄氏度。因此，我们可以估计板合理的使用寿命。但是，应当指出，到目前为止，这种老化评价机制只考虑到了温度和湿度的影响。举例来说，频繁发生的凝结在表面或沿VIP之间的接缝也可能会加速老化，但未被考虑。因此，实验室的工作将扩展到考虑表面结露的湿热循环。更详细的建筑性能计算，将包括VIP表面热和水汽输送以及关节凝结的风险评估。相关因素，例如机械性能和/或化学起源，实验室数据和现实数据的相关性是可以通过对实验室数据长期的观察研究推断出来的。这种测量的设置和评估正在进行。 6、热值设计

与传统保温产品相似，25年的抗衰老作用，要考虑到产品的规格和建筑设计（见文献[23]）。考虑到产品的老化评价机制尚未建立，在日常应用中可以使用不同材料封装的VIP芯材的热的近似值。就如前面所说，使用铝箔封装和使

用金属聚合物薄膜封装效果是有很大不同的。以w/(m·K)为单位,对铝箔，0.001的吸收水分和0.001的压强增加就足够了。金属聚合物薄膜证明在标准状态下增量分别为0.002才合适。因此，对一个20mm厚250mm宽的干法生产的导热系数0.004的低压SiO2-VIP，建议的初始设计值为铝箔0.006，金属聚合物薄膜为0.008。

除了这些中心设计值，VIP边缘或其他组件的热桥效应对建筑的影响要慎重考虑，因为热桥和凝结的风险比水分和热量影响更为明显。文献[2]表明等效导热系数：

（10）

如果其他热桥影响可以忽略不计，式（10）可以用于大面积的ＶＩＰ绝热层。边缘的影响取决于线性传热系数所给出的线性设计值，铝箔

，由Ｅｍｐａ计算并验证。

7、结论

目前的VIP技术为高要求的绝热性能提供了新的解决方案，并且与传统保温材料相比，所需的保温层厚度是原来的一小部分。在多层金属聚合物薄膜的基础上有潜力满足建筑要求中长期使用和边界热桥较小的要求。一般对大量的铝箔来说，水分渗透仍然其薄弱环节。尤其要避免在高温的潮湿和碱性环境下使用。根据对阿列尼乌斯函数的观察，工作在潮湿的环境下，在没有常规的表面结露或其他重大压强存的情况下，几十年的使用寿命也是有可能的。要了解温度、水汽、机械、化学对老化的影响，还需要从实际应用和实验室获得更多的关数据。 ８、鸣谢

这篇文献作为国际能源机构（ＩＥＡ）的第３９号文件的一部分，得到了瑞士联邦能源办公室的支持。我们对在试验设置和数据采集方面做出贡献的R.Vonbank表示感谢，同时也感谢提出有价值讨论的R.Bundi and K.GhaziWakili。 ９、参考文献

，厚度d，总的边缘长度，总面积A。

，以及金属聚合膜

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vu33.html