真空絕熱板具有良好的絕熱性能，為節(jié)能目的，尤其是建筑領(lǐng)域，提供行之有效的熱屏障，但其使用壽命成為諸多研究人員、制造商和用戶最為關(guān)心的關(guān)鍵問題。隔氣結(jié)構(gòu)是維持真空絕熱板內(nèi)真空度的重要組成元件，其性能對真空絕熱板的熱工性能和使用壽命影響甚大。采用試驗的方法只能在有限的時間內(nèi)對其使用壽命研究，理論預測其使用壽命尤為重要。文章研究了氣體和水蒸汽通過隔氣結(jié)構(gòu)膜滲透到板內(nèi)對其等效導熱系數(shù)的影響，采用數(shù)值分析的方法建立了相應數(shù)學模型，選取了三種典型隔氣結(jié)構(gòu)膜，測試了其相關(guān)性能參數(shù)指標，對其制得的真空絕熱板，理論分析了導熱系數(shù)變化規(guī)律，并對其使用壽命進行了評估。

　　環(huán)保和節(jié)能成為當前世界經(jīng)濟發(fā)展的主題，研制一種高效節(jié)能的環(huán)保材料已經(jīng)成為緩解能源危機的迫切之需，真空絕熱板(Vacuum Insulation Panel，VIP)應時而生，目前已在冰箱、冷藏集裝箱、建筑等領(lǐng)域得以廣泛應用。VIP是基于真空絕熱機理而制成的一種真空保溫材料，主要由被抽真空的芯層多孔介質(zhì)隔熱材料、用以將芯材與外界隔離的隔氣結(jié)構(gòu)和氣體吸附材料三部分組成，通過最大限度地提高芯材真空度來實現(xiàn)絕熱的。但如何保證VIP在整個系統(tǒng)使用周期內(nèi)的熱穩(wěn)定性和長期有效性，已成為諸多研究者和使用著最為關(guān)心的課題。

　　事實上，VIP的導熱系數(shù)并不是恒定不變的，隨著其在保溫場合使用時間的推移，外界氣體通過隔氣結(jié)構(gòu)滲透到板內(nèi)，使其絕熱性能隨之衰減，導熱系數(shù)進而隨之上升。隔氣結(jié)構(gòu)是VIP的重要組成部分，其主要是用來形成一定的封閉空間，阻礙外界空氣、水蒸汽的滲透，維持芯材內(nèi)部真空度以維持VIP的絕熱性能，故而其阻氣性能是影響VIP內(nèi)部真空度和使用壽命的最為重要的因素。早期的VIP多采用極薄的不銹鋼作為隔氣結(jié)構(gòu)，但因其易引起較大邊緣熱橋效應而逐漸被復合薄膜所取代�，F(xiàn)廣為應用的隔氣結(jié)構(gòu)多為金屬基薄膜(Metal film)和聚酯基薄膜(Metalized Film)，溫永剛，邸小波等采用理論分析和實驗相結(jié)合的方法，研究了膜內(nèi)真空度對導熱系數(shù)的影響，進而對VIP的使用壽命進行了預測。Mathias Bouquerel，Roland Capsa等等對隔氣結(jié)構(gòu)的氣體滲透試驗方法進行了研究，HubertSchwab，Erlend Wegger，H.Simmler等則采用試驗的方法研究了氧、水蒸汽對不同膜的滲透情況及其對導熱系數(shù)的影響，Roman Kuniˇc等設置了加速老化的試驗裝置，并基于試驗分析的基礎上對VIP的使用壽命進行了預測，國內(nèi)外學者選擇不同的膜和芯材對VIP的熱工性能進行了研究，并給出一些設計上的意見和建議。

　　盡管隔氣結(jié)構(gòu)膜的發(fā)展及性能的提高促進了VIP的優(yōu)化，但關(guān)于VIP的失效上述文獻并沒有給出明確的界定。ASTM C 1484-01規(guī)定，VIP的使用壽命是指在平均溫度為24℃、相對濕度為50%的測試環(huán)境中，中心區(qū)域?qū)�熱系�?shù)不高于0.011495W/(m·K)的維持時間。本文取0.0115W/(m·K)作為VIP導熱系數(shù)的上限。當VIP的導熱系數(shù)超過這一數(shù)值時，即可以認為其老化失效。本文選取了采用數(shù)值分析的方法，通過隔氣結(jié)構(gòu)性能參數(shù)，建立了VIP導熱系數(shù)衰減模型，并選擇了幾種典型隔氣結(jié)構(gòu)作為分析對象，對VIP的使用壽命進行了理論預測。

　　4、結(jié)論

　　隔氣結(jié)構(gòu)膜為VIP重要組成元件之一，其性能對VIP的絕熱性能及穩(wěn)定性影響之甚，文章從隔氣結(jié)構(gòu)膜的氧氣滲透率、水蒸汽滲透率等性能指標出發(fā)，建立了VIP 使用壽命的預測數(shù)學模型，選用AF、MF1、MF2三種隔氣結(jié)構(gòu)，對其進行了性能測試，制作了以三種隔氣結(jié)構(gòu)膜為圍護結(jié)構(gòu)、以超細玻璃纖維為芯材的VIP，并對其使用壽命進行了理論預測。

　　(1)鋁箔有良好的阻氣性能，為隔氣結(jié)構(gòu)膜中不可或缺的重要組成部分，VIP隔氣結(jié)構(gòu)膜中應至少含有一層7μm的鋁箔；

　　(2)隔氣結(jié)構(gòu)膜為維持VIP內(nèi)真空度的屏障，同時亦會引起熱橋效應，其金屬層的厚度應結(jié)合邊界熱橋效應、使用環(huán)境、VIP載體系統(tǒng)的工藝及使用壽命等因素綜合選擇；

　　(3)從本文所建立的理論模型還可以看出，VIP的使用壽命不僅僅和隔氣結(jié)構(gòu)膜有關(guān)，還與芯材物性、板內(nèi)真空度、有無氣體吸附材料、使用環(huán)境等有關(guān)�？梢愿淖儽纠碚撃Ｐ椭袑�應的溫度、壓力、相對濕度等物性參數(shù)，對VIP的實際使用壽命進行理論預測，如加之實驗方法對本文一些系數(shù)進行修正，其結(jié)果將會更為精確。