對真空絕熱板(VIP)熱橋效應進行了數值分析，引入了邊緣線性傳熱率的概念作為衡量熱橋效應大小的基準量，基于穩態傳熱邊界條件建立熱流傳遞模型，對各影響因素進行分析和計算。研究結果表明，主要影響因素有芯材的導熱系數及厚度，隔氣結構的導熱系數及厚度，VIP間填充介質的導熱系數及厚度，VIP的規格。其中，邊緣線性傳熱率隨著芯材的導熱系數及厚度的增加、隔氣結構導熱系數及厚度的減小、填充介質的導熱系數及厚度的較小、VIP規格的增大呈現減小的趨勢。文章結合影響因素，提出減小真空絕熱板隔氣薄膜的厚度與導熱系數，減小芯材與填充介質的導熱系數，適當增大VIP的規格，提高安裝工藝等優化措施減小熱橋效應。

　　真空絕熱板(Vacuum Insulation Panel，以下簡稱VIP)作為一種新型高效的保溫材料，至今已有50余年的發展歷史。實驗測得性能優異的VIPs的導熱系數可低至5mW/(m·K)，是傳統保溫材料的1/6到1/10。隔氣結構是VIPs的重要組成部分，其作用是維持板內的真空度。隔氣結構一般由鋁箔或者含有鋁箔的多層聚酯基薄膜組成。但是，鋁箔的導熱系數極高，約為真空絕熱板芯材的2×10⁴～10⁵ 倍。熱量從熱端向冷端傳遞的過程中，無法避免有一部分熱量經過邊緣區域通過隔氣結構直接由熱端流向冷端，形成熱橋效應。

　　國內外也開始對熱橋效應進行研究分析，國外Glicksman L R采用數學分析方法對VIPs熱橋效應進行了理論分析，Hubert Schwab等、MartinTenpierik等對熱橋效應建立了邊緣線性傳輸率的計算模型，計算模型與數值模擬的誤差也維持在5%以內。國內溫永剛等建立了熱橋效應擴展模型，分析了影響熱橋效應的因素，楊春光等采用有限元分析方法，并提出熱橋效應的優化措施，闞安康等建立熱流傳遞數學模型也提出了減小熱橋效應的相應措施。本文在前人研究的基礎上建立邊緣線性傳輸率的模型并加以分析，提出更加全面的熱橋效應優化措施，找到優化創新點，對VIPs的推廣應用具有重大的指導意義。

1、VIP有效傳熱系數

　　對于安裝應用在圍護結構中的VIPs，由于施工安裝產生的邊緣線性傳熱率和角接觸傳熱率，可以采用ψlength和ψpoint來表示，如果在已知ψ 值、當面積為A 時VIP的周長l及角的個數n，VIPs整體的傳熱系數Ue可用方程(1)來描述

　　有效傳熱系數Ue代表有熱橋效應的情形，中心區域的傳熱系數Uu表述無熱橋效應的情形，故ψlength是表征隔氣結構熱橋效應的重要參數，可以采用平板熱保護裝置或數值分析軟件的實驗步驟精確求解，但會耗費大量的時間和實驗成本，故本文采用的是簡化的數值分析的方式對邊緣線性傳熱率進行闡述和求解。

4、減小熱橋效應的措施

　　經過建模分析可以看出，在VIPs生產工藝過程中可參考以下優化措施減小VIPs的熱橋效應，真空技術網(http://m.203scouts.com/)認為主要體現在選材、加工工藝、安裝技術、使用場合等方面。

　　(1)盡量選擇厚度薄、導熱系數小、隔氣性能優異的隔氣結構。

　　(2)選擇導熱系數小、開孔率大的多孔介質作為芯材。

　　(3)選擇導熱系數小的填充材料，并適當增大VIPs板的規格大小與厚度。

　　(4)優化安裝工藝技術，提高VIPs的抗機械損傷能力。

　　(5)盡量減少VIPs熱封邊的厚度，并可采用無金屬層的熱封邊界。

　　2004年，Kalebrink　I[19]設計了Serpentine封邊技術以減少熱橋效應所形成的熱流損失，該方法主要是在VIP的邊界上打槽，延長熱流的傳輸途徑，降低邊界熱橋效應。我們可參考此技術并進行改進，采用其他邊界有金屬層，開槽的熱封邊界無金屬層的隔氣結構優化布局，在延長熱流的傳輸途徑的同時進一步降低邊界熱橋效應(如圖7所示)。

圖7 改進的Serpentine封邊設計

5、結論

　　(1)通過數學建模并計算分析，結合實際生產應用，分析得出影響VIPs邊緣熱橋效應的主要因素包括芯材的厚度及導熱系數，隔氣結構的厚度及導熱系數，VIPs的規格及安裝時板間的氣體間隙等。

　　(2)可通過擇優選擇原材料及提高生產工藝水平的措施，提升VIPs的絕熱性能；在Serpentine封邊技術基礎上采用無金屬層的熱封層較小熱橋效應。

　　(3)安裝施工時盡量采用較大規格的VIPs，并盡量減小縫氣體間隙。

　　(4)此模型研究的是常溫條件下，無法真實反映VIPs在不同溫度應用時的傳熱情況，需要進一步進行研究。另外，芯材的微觀結構，如孔隙率、纖維夾角等因素對熱橋效應的影響需要進一步進行研究。