影响真空绝热板导热系数的因素.
真空绝热板(VIP板)
真空绝热板（VIP板）真空绝热板（VIP板）是英文Vacuum Insulation Panel 的简称，是真空保温材料中的一种，是由填充芯材与真空保护表层复合而成，它有效地避免空气对流引起的热传递，因此导热系数可大幅度降低，小于0.005w/m.k，并且不含有任何OD材料，具有环保和高效节能的特性，是目前世界上最先进的高效保温材料。
国内近几年开始制造并采用VIP改良冰箱隔热层，整个冰箱制造业似乎刮起了一阵VIP应用试验的大风潮，再反观国外一些发达国家对VIP的研究和使用已经有十多年的历史，以及二十世纪中国制造业的崛起与国家节能政策的颁布实施，VIP这种超强新型的保温材料正被商家所关注，市场前景广阔。
使用时，其实是和聚氨酯PU一起使用的，先把VIP板放置于保温水箱或冰箱内，然后浇注聚氨酯PU发泡。
更多介绍见：/cnindex.htm 福建赛特新材料有限公司VIP板结构VIP是采用真空隔热原理，特殊结构的一种复合材料，结构示意图如图主要有三部分组成：芯部的隔热材料（Insulating material）、气体吸附材料（Getter）和高阻隔性能的复合薄膜（Barrier）。
（VIP板结构示意图）产品性能：绝热原理：赛特真空绝热板采用的超细玻璃纤维，其纤维直径很细（3μ-5μ）、多空隙且交叉网状结构，有效的增加了热阻，再加上真空技术运用使VIP内部达到并保持特定低的真空度，最大限度的阻碍了气体分子间的热传递，从而消除两大传热的途径，达到其超级绝热的目的。
真空绝热板保温效果试验两个试验箱，外形尺寸完全相同，其中一个试验箱箱壁纯PU发泡，另外一个试验箱75%的内壁面积覆盖厚度为15mm的VIP板，其余箱壁空间用PU填充，但两个试验箱壁厚均保持为69mm。
在完全相同的试验条件下进行对比试验，测得两个箱体内部温度变化曲线如下：试验结果表明，使用真空绝热板的试验箱其保温效果远超纯PU发泡的试验箱。
实际应用中真空绝热板通常配合聚氨酯发泡填充保温腔室，这也是目前国际上应用真空绝热板的主要手段之一。
真空绝热板两大国标发布,核心参数测试有“法”可依
2021/2准与认证42标STANDARD & CERTIFICATION2020年12月14日，GB/T 39704-2020《真空绝热板有效导热系数的测定》和GB/T 39548-2020《真空绝热板湿热条件下热阻保留率的测定》两大真空绝热板关键性能的测试方法国家标准一起发布，为家电、建材、汽车等下游企业的采购提供了更加客观的指南。
据了解，这两项国家标准将于2021年11月1日起正式实施。
3种方法可测定有效导热系数测试真空绝热板的有效导热系数目前不管国内还是国外都没有明确的方法，此次制定的《真空绝热板有效导热系数的测定》为行业首份标准。
该标准由中国建筑材料联合会提出，由全国绝热材料标准化技术委员会归口。
参与起草的单位涉及真空绝热板应用的家电、汽车、建材等多个领域，包括南京玻璃纤维研究设计院有限公司、福建赛特新材股份有限公司、长虹美菱股份有限公司、广州晖能环保材料有限公司、中车长江车辆有限公司等。
关于制定该标准的原因，福建赛特新材股份有限公司副总经理刘强告诉《电器》记者，真空绝热板不是一种匀质材料，而是由填充芯材与真空保护表层复合而成的一种绝热材料。
真空保护表层业界俗称“蒙皮”，填充芯材则是多孔的绝热材料。
这样的材料有边际效应，但是现在大多数方法还不能测量真空绝热板的边际效应，也不能准确评估边际效应对材料的绝热性能有多大的影响。
从这个角度来看，《真空绝热板有效导热系数的测定》的诞生恰逢其时。
南京国材检测有限公司（原南京玻纤院质检中心）总经理助理、绝热材料测试中心主任张剑红指出，2019年6月4日发布的GB/T 37608-2019《真空绝热板》标准中有涉及中心导热系数和有效导热系数两个概念。
但是，《真空绝热板》主要对真空绝热板的中心区域的导热系数进行了规定，对于更能反映本刊记者 邓雅静真空绝热板两大国标发布，核心参数测试有“法”可依真空绝热板保温性能的有效导热系数并未给出具体的指标。
《真空绝热板有效导热系数的测定》则考虑了阻气隔膜边缘影响的整块真空绝热板的表观导热系数，完善了真空绝热板核心性能的测定方法。
26种保温材料的导热系数排行榜
26种保温材料的导热系数排行榜导读保温材料依据材性来分类，大体分为有机材料、无机材料和复合材料。
不同的保温材料性能各异，价格也千差万别，本文按照材料的保温性能即导热系数数值的大小进行依次排列，依次介绍产品的组成、效果示意应用价值及相关厂家等。
第一名：真空绝热板，导热系数0. 008W/ (m - K)排名第一的肯定是真空绝热板，该板材是山无机纤维芯材与高阻气复合薄膜通过抽真空封装技术，外覆专用界面砂浆，制成的一种高效保温板材。
图片如下：图1真空绝热板产品空气的导热系数大约是0. 023W/(m・K),要做到比空气还低的导热系数，那就只有真空了。
所以真空绝热板的导热系数是现有保温材料中最低的是毋庸置疑了。
其最大的优势，也就是其保温性能可以傲视所有其他类型的保温材料。
不过该板材也有短板，比如大家都会提出的真空度难以保持的问题：若是发生破损，板材的保温性能即会骤降；其次，施工平整度要求也较高，不能任意裁切。
当然，基本上所有的保温体系都有不同的缺陷，真空绝热板的上述缺陷问题也掩盖不了它本身超优异的导热系数指标和防火性能。
这足以让其傲视世面上所有的保温材料类型。
尽管真空保温材料发源于国外，但是国内的企业是最敢于将该材料用于外墙保温系统尝试的。
归功于国内一批专业真空板研发带头的保温板生产企业，在建筑节能领域大胆创新和尝试，真空绝热板外保温系统已经成为我国部分地区建筑外墙的重要方案之一，甚至在北方的被动式低能耗建筑里都有应用。
该保温板材性能是好的，整体保温系统的个别问题是存在的，但是，建筑外墙保温节能的安全性问题始终伴随着建筑节能工程，国内必须有更多的企业去继续摸索和创新！第二名：气凝胶保温材料，导热系数0.02W/ (m-K)气凝胶材料被称为世界上最轻的固体。
以纳米二氧化硅气凝胶为主体材料，通过特殊的工艺复合而成，具有耐高温、导热系数低、密度小、强度高、绿色环保、防水不燃等优越性能，同时兼具优越的隔声减震性能，是冶金、化工、国防、航空航天等领域不可或缺的高效隔热保温材料。
影响导热材料导热系数
影响导热材料导热系数一：材料类型隔热材料（绝热材料）类型不同，导热系数不同。
隔热材料的物质构成不同，其物理热性能也就不同；隔热机理存有区别，其导热性能或导热系数也就各有差异。
即使对于同一物质构成的隔热材料，内部结构不同，或生产的控制工艺不同，导热系数的差别有时也很大。
对于孔隙率较低的固体隔热材料，结晶结构的导热系数最大，微晶体结构的次之，玻璃体结构的最小。
但对于孔隙率高的隔热材料，由于气体(空气)对导热系数的影响起主要作用，固体部分无论是晶态结构还是玻璃态结构，对导热系数的影响都不大。
二：工作温度温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响，温度提高，材料导热系数上升。
因为温度升高时，材料固体分子的热运动增强，同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。
但这种影响，在温度为0-50℃范围内并不显著，只有对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。
三：含湿比率绝大多数的保温绝热材料都具有多孔结构，容易吸湿。
材料吸湿受潮后，其导热系数增大。
当含湿率大于5%-10%时，导热系数的增大在多孔材料中表现得最为明显。
这是由于当材料的孔隙中有了水分(包括水蒸气)后，孔隙中蒸汽的扩散和水分子的运动将起主要传热作用，而水的导热系数比空气的导热系数大20倍左右，故引起其有效导热系数的明显升高。
如果孔隙中的水结成了冰，冰的导热系数更大，其结果使材料的导热系数更加增大。
所以，非憎水型隔热材料在应用时必须注意防水避潮。
四：孔隙特征在孔隙率相同的条件下，孔隙尺寸越大，导热系数越大；互相连通型的孔隙比封闭型孔隙的导热系数高，封闭孔隙率越高，则导热系数越低。
五：容重大小容重(或比重、密度)是材料气孔率的直接反映，由于气相的导热系数通常均小于固相导热系数，所以保温隔热材料往往都具有很高的气孔率，也即具有较小的容重。
一般情况下，增大气孔率或减少容重都将导致导热系数的下降。
但对于表观密度很小的材料，特别是纤维状材料，当其表观密度低于某一极限值时，导热系数反而会增大，这是由于孔隙率增大时互相连通的孔隙大大增多，从而使对流作用得以加强。
影响绝热材料导热系数的主要因素
影响绝热材料导热系数的主要因素
衣乌
【期刊名称】《保温材料与节能技术》
【年(卷),期】2003(000)003
【总页数】5页(P14-18)
【作者】衣乌
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TU551
【相关文献】
1.密度,温度,纤维直径和渣球含量对矿物棉绝热材料导热系数影响的研究 [J], 李文科
2.空气导热系数和孔隙形状对多孔绝热材料相对导热系数的影响 [J], 邱潇薇; 汪晓雪; 王小见
3.防护热板法测定绝热材料导热系数结果的不确定度评定 [J], 龚洪秀
4.无机绝热材料导热系数影响因素的研究 [J], 张玉辉;穆秀君;隋承鑫;彭超;李贵强
5.防护热板法检测绝热材料导热系数的影响因素及误差分析 [J], 龚洪秀
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真空绝热材料简介
管道保温
在管道保温领域，真空绝热材料也得到了广泛应用。由于 其优良的隔热性能和轻质特性，真空绝热材料被用于保护 管道免受外部环境温度变化的影响，降低管道的散热损失 。
在石油、化工和供暖等行业中，真空绝热材料在管道保温 方面发挥了重要作用，提高了能源利用效率和系统稳定性 。
详细描述
纤维增强绝热材料主要由纤维、粘结剂和其他添加剂组成。纤维在材料中起到骨架作用 ，提高材料的强度和韧性。粘结剂将纤维粘结在一起，形成稳定的结构。这种材料具有 较高的抗压强度和抗折强度，同时具有良好的保温性能和耐久性。纤维增强绝热材料常
用于建筑外墙保温、管道保温等领域。
泡沫绝热材料
总结词
泡沫绝热材料是一种由气体和液体混合制成的多孔性材料，具有轻质、高孔隙率、低热导率等特点。
使用寿命
使用寿命定义
使用寿命是指材料在使用过程中保持原有性能的时间长度。
真空绝热材料使用寿命特点
由于真空绝热材料内部结构的稳定性和高真空度的保持能力较强，其使用寿命相对较长 。
影响使用寿命的因素
使用环境、材料性能、生产工艺等都会影响真空绝热材料的使用寿命。为了延长使用寿 命，需要在使用过程中采取相应的保护措施。
详细描述
泡沫绝热材料的制备过程中，气体被引入液态介质中，通过发泡剂的作用形成微小气泡，再经固化后 形成多孔结构。这种材料的孔隙率较高，能够有效地阻挡热量传递，同时具有较低的热导率。泡沫绝 热材料常用于建筑保温、冷藏设备保温等领域。
其他类型
总结词
除了以上几种常见的真空绝热材料外，还有一些其他类型的真空绝热材料，如真空玻璃、气凝胶等。
真空隔热板(VIP)及其墙体导热系数和热阻测试方案设计
然而，各种真空隔热板是一些非均质试样，即使这些真空隔热板不被其他隔热材料包裹，在采用稳态 热流计方法进行真空隔热板材料的热导率测量中仍然需要面对以下两个问题。 （1）目前国内外的热导率标准参考材料的热导率约在 0.03 W / mK 左右，而真空隔热板的热导率则会 低一个量级左右。因此，从真空隔热板中央位置穿过的热流要远小于穿过典型冷热面温差下的标准参考材 料的热流，也就是说采用标准参考材料无法形成很小的热流模拟环境，由此需要进行特定的校准。 （2）因为被测试样是非均质材料，各处的密度不同，在试样表面的热流密度会发展改变，所以就需 要了解整个试样表面的热流密度分布。
图 2-2 热流计分布编号图 对于热流计的校准， 采用了 ASTM C1667 所描述的一种非标准校准方法来对非常小的热流密度进行更 精确的测量，下面会对校准方法进行专门描述。
3. 被测试样设计
为了在建筑中利用真空隔热板，必须首先要保护它们在施工过程中避免刺破、划伤和磨损。一般的防 护手段是采用闭孔型泡沫隔热材料包裹真空隔热板。在这种普通的结构框架内，相对于以下情形就会存在 各种排列组合可能：如相邻真空隔热板相对于连接的缝隙如何布置、泡沫隔热材料的类型、分割真空隔热 板时泡沫隔热材料的厚度以及使用其他可能的防护材料。 客户提供了十几种不同排列组合的墙体结构，要针对这十几种墙体结构要取出具有代表性单元作为被 测试样。图 3-1 展示了如何取样使得被测试样能代表一个完整墙体中的交叉平板，并使得被测试样中真空 隔热板之间的连接沿着中心热流计的中心线布置。所取的样品可以为包含了两块一定厚度的刚性泡沫隔热 材料将真空隔热板夹在中间。这些部件之间的区别和变化可以表现在以下几个方面： （1）它们内部所包含的真空隔热板的数量和尺寸（一张完整大阪，两张半块板或一张半块板加两块 四分之一板） 。
真空绝热板导热系数的测定实验
第一节真空绝热板导热系数的测定实验一、实验目的1.巩固和深化稳定导热过程的基本理论，学习用平板法测定绝热材料导热系数的试验方法和技能。
2.测定真空绝热板的导热系数。
二、实验原理在稳态法中, 当一个稳定的热流量q通过试样时, 将在样品上建立一个稳定的温度梯度, 由傅里叶定律可得:其中，λ是导热系数(W/( m*K) ); A为传热面积( m2); q为热流量(W);为透过毛毡的热量(W)；为透过真空绝热板的热量(W)由于真空绝热板板的厚度δ相对于其长宽很小, 沿厚度的法平面方向漏热量也就很小, 可以将真空绝热板的导热过程简化为一维的情况, 如图1所示：因此, 傅里叶定律可以简化为:对于真空绝热板而言, 其样品尺寸是一样的, 即 和A 为定值, 只要在样品上建立温差, 就可以测量出真空绝热板的导热系数. 本试验采用平板法测量. 三、实验装置实验装置图如下图：实验一 毛毡导热 实验二 真空绝热板 四、实验方法和步骤1，用两片相同的毛毡夹住加热板，再在毛毡外表面附一层薄钢板，于实验一所示1,2处放置测温片；2，用铁丝将上述各板紧紧固定，然后吊立悬于空中； 3，接通加热板电源，两个小时后停止加热，记录板温度t 1,t 2；4，待各板冷却后，用真空板代替其中一毛毡，并在另外两表面3,4处放置测温片； 5，用铁丝及弹簧将上述各板紧紧固定后，直立与地面上，如实验二所示； 6，再次接通电源，两个小时后停止加热，记录各处温度t1’,t2’,t3,t4，后关闭电源。
五、实验数据的记录与处理 数据记录：薄钢板毛毡 加热板真空绝热板12 2’ 43 1’实验一：毛毡各处t1=198℃，t2=102℃ 实验二：毛毡处t1’=153℃,t2’=92℃ 真空板处t3=155℃, t4=56℃ 数据处理：1，毛毡导热，温差热量比k （已知=75W ）2，真空绝热板实验透过毛毡的热量透过气膜的热量所以⇒0391.0=λ W/( m*K)真空气膜导热系数：0391.0=λ W/( m*K)毛毡导热实验 真空绝热板实验 温度（℃） 温差 通过热量 温度（℃） 温差通过热量 毛毡A 表面 198 9637.5W毛毡A 表面 153 61 23.8W 毛毡B 表面 92 毛毡B 表面102绝热板A 表面155 9951.17W绝热板B 表面56六.实验数据的误差分析影响真空绝热板的导热系数测量值的因素: ①导热系数是温度的函数, 测试的外界条件不一样, 建立的温差不同, 得到的试验结果也会不一样; ②测试精度受到边缘效应, 仪表的精度、等级等多种因素的影响; ③试验过程尽量避免附加电阻的影响,避免增加散热, 以致恒温器的实际功率比设定功率大; ④感温元件的精度问题, 要采集的是感温元件的平均温度, 测量时可能存在误差; ⑤试验用的样板是使用过的样板, 存在老化问题; ⑥测试过程要求是稳态, 需要等待一段时间才能进行数据的采集。
真空绝热板简介
用于吸收残余气体。
封装材料
03
选择具有良好气密性和耐压性能的封装材料，如金属、玻璃等
。
真空制备
抽真空
通过机械泵或分子泵将绝热层内的气体抽出，达到一定的真 空度。
真空检测
使用真空计对绝热层内的真空度进行检测，确保满足工艺要 求。
绝热材料填充
计量与混合
根据配方将芯材、吸附剂和添加剂进 行计量和混合。
真空绝热板简介
汇报人： 2024-01-09
目录
• 真空绝热板概述 • 真空绝热板的制造工艺 • 真空绝热板的优势与局限性 • 真空绝热板的市场分析 • 真空绝热板的应用案例
01
真空绝热板概述
定义与特性
定义
真空绝热板是一种高效隔热材料 ，通过在两块平板之间形成真空 层来达到绝热效果。
特性
具有优良的隔热性能、高强度、 轻质、环保等特性，广泛应用于 建筑、工业、航天等领域。
详细描述
除了上述领域外，真空绝热板在其他领域中也具有广泛的应用前景。例如，在家用电器 中可用于电冰箱、空调等设备的保温层；在工业管道中可用于石油、化工等管道的保温 层；在船舶制造中可用于船舶舱壁、船底的保温层等。真空绝热板在这些领域中的应用
能够提高设备的保温性能和节能效果，降低能源消耗和维护成本。
THANKS
家电行业
随着家电产品的不断升级，对家电保 温材料的要求也越来越高，真空绝热 板在家电行业的应用逐渐普及。
竞争格局
技术竞争
真空绝热板的技术门槛较高，拥 有核心技术的企业占据竞争优势
。
品质竞争
产品质量稳定可靠的企业在市场上 更受欢迎。
价格竞争
部分低端市场存在价格竞争，但高 品质产品仍以技术和服务取胜。
真空绝热板简介介绍
真空绝热板市场主要由几家大型企业主导，同时存在一些中小型企 业参与市场竞争。
市场分布
真空绝热板市场主要分布在经济发达地区，如华东、华南等地区。
主要竞争者分析
企业A
作为行业领导者，企业A在真空绝热板领域拥有较高的市 场份额和品牌影响力，通过技术创新和产品升级，不断提 升竞争力。
企业B
作为行业追赶者，企业B通过加大研发投入和扩大生产规 模，努力提升自身在真空绝热板市场的地位。
真空设备
用于制造真空环境 ，如真空袋和真空 室。
切割设备
用于将芯材和膜材 按照设计要求进行 裁剪。
质量检测设备
用于检测成品的质 量，如厚度、硬度 、抗压强度等。
生产工艺优化方向
提高生产效率
通过优化生产流程和设备布局，提高生产效 率，降低生产成本。
多元化产品开发
针对不同领域和用途，开发不同规格和性能 的真空绝热板产品。
THANKS
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真空绝热板简介介绍
汇报人：文小库 2023-12-17
目录
• 真空绝热板概述 • 真空绝热板技术原理 • 真空绝热板生产工艺与设备 • 真空绝热板性能指标与测试方
法
目录
• 真空绝热板市场现状及竞争格 局分析
• 真空绝热板未来发展趋势预测 与挑战分析
01
真空绝热板概述
定义与特点
定义
真空绝热板是一种高效隔热材料 ，通过在真空状态下填充气相隔 热材料，实现高热绝缘性能。
真空袋封装
将涂抹完胶粘剂的芯材和膜材 放入真空袋中，排除内部空气 ，形成真空环境。
热压成型
在一定温度和压力下对真空袋 进行热压成型，使芯材和膜材 紧密结合。
冷却与脱模
真空绝热板内部真空度的影响因素分析及改善措施_张宁
第47卷第1期2010年1月真空VACUUMVol.47,No.1Jan.2010收稿日期：2009-06-25作者简介：张宁（1985-），男，河北省乐亭市人，硕士生。
联系人：杨春光，博士，副教授。
真空绝热板内部真空度的影响因素分析及改善措施张宁，杨春光，高霞，邵雪(大连水产学院，制冷教研室，辽宁大连116023)摘要：本文介绍了真空绝热板的绝热性能与板内真空度的关系，具体分析了影响真空度的因素，论述了气体渗透和内部芯材放气的机理及对板内真空度的影响情况，探讨了减少气体渗透和放气的途径和要求，指出了提高板内真空度的方法。
关键词：真空度;芯层材料;导热系数中图分类号：TB74；TB75文献标识码：B文章编号：1002-0322（2010）01-0019-04Analysis of influencing factors on internal vacuum of vacuum insulated panel andimproving measuresZHANG Ning,YANG Chun-guang,GAO Xia,SHAO Xue(Department of Refrigeration,Dalian Fishers Institute,Dalian 116023,China)Abstract:Discusses the relationship between the thermal performance of a vacuum insulated panel (VIP)and its internalvacuum.The influencing factors on the vacuum are analyzed,and the mechanism of gas permeation/outgassing with relevant impact on internal vacuum are discussed in detail.Some requirements and measures are therefore suggested to take to reduce gas permeation and outgassing from the core materials so as to raise the vacuum degree.Key words:vacuum degree;core material;thermal conductivity真空绝热板（Vacuum Insulated Panel ,VIP ）是一种超绝热的保温材料，厚度薄，一般在17mm 左右，其导热系数极低，可以达到0.004W/（m ·K ）左右，而一般的保温材料导热系数为0.03W/（m ·K ）左右。
1影响导热系数的因素有：分子结构、表观密度、湿度和热流
1影响导热系数的因素有：分子结构、表观密度、湿度和热流第七章绝热吸声材料(一)填空题:1. 影响导热系数的因素有: 分子结构、表观密度、湿度和热流方向,其中以和的影响最大。
2. 孔隙率和孔隙特征都影响材料的导热性和吸音性 , 但导热材料要求孔隙是的,而吸音材料要求孔隙是的。
3. 绝热材料除应具有的导热系数外,还应具有较小的或。
4. 优良的绝热材料是具有较高的,并以为主的吸湿性和吸水率较小的有机或无机非金属材料。
5. 绝热材料的基本结构特征是和。
6. 材料的吸声系数越大其吸声性越好吸声系数与声音的和有关。
7. 吸声材料有和作用。
8. 吸声材料分为吸声材料和吸声材料,其中是最重要、用量最大的吸声材料。
(二)选择题:1. 绝热材料的导热系数应 W /(m .K)。
A) 0.23 B)≯0.23 C) 0.023 D)≯0.0232. 无机绝热材料包括A)岩棉及其制品 B)膨胀珍珠岩及其制品C)泡沫塑料及其制品 D)蜂窝板3. 建筑上对吸声材料的主要要求除具有较高的吸声系数外,同时还应具有一定的。
A)强度 B)耐水性 C)防火性 D)耐腐蚀性 E)耐冻性4. 吸声系数采用声音从各个方向入射的吸收平均值,,并指出是哪个频率下的吸收值。
通常使用的频率有。
A)四个 B)五个 C)六个 D)八个5. 绝热材料的要求。
A 轻质、连通气孔 B 高强度,高密度?C 封闭,不相连通气孔D 疏松,潮湿6. 判断绝热材料性能指标是。
A 吸音系数B 软化系数C 导热系数D K c系数7. 绝热材料的孔隙构造特征应是以提高绝热材料的保温隔热性能。
A 密实性高的B 孔隙粗大且开口的C 孔隙粗大且连通的D 孔隙细微且闭口的8. 下面四种绝热材料,其中以绝热效果最佳。
?A 膨胀珍珠岩,其导热系数为 0.048w / m .kB 膨胀蛭石,其导热系数为 0.036w / m .kC 加气砼,其导热系数为 0.164w / m .kD 矿物棉绝热制品,其导热系数为 0.043w / m .k9. 对围护结构最好选用的材料,以利保持室内温度的稳定。
影响保温材料导热系数的因素及设计选用原则
影响保温材料导热系数的因素及设计选用原则作者：赵亚峰，齐红瑞来源：《科技创新与生产力》 2016年第3期赵亚峰，齐红瑞（中车大同电力机车有限公司产品开发部，山西大同 037038）摘要：介绍了传热的方式与保温材料的种类，阐述了影响多孔材料导热系数的内在和外在因素，讨论了在机车设计中保温材料的选用原则，提出以依据保温材料价格和导热系数的乘积最小的原则选用材料，满足了保温性能设计需求，显著降低了生产能耗和成本。
关键词：保温材料；隔热原理；导热系数；热阻；传热中图分类号：TU551 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2016.03.078收稿日期：２０15－10－14；修回日期：２０16－01－24作者简介：赵亚峰（1968-），男，山西忻州人，高级工程师，主管设计师，主要从事机车司机室保温隔音降噪研究，E-mail：zyfdt@。
对热流有较强阻抗作用的材料通常被称为保温材料，材料保温性能优劣和导热能力强弱，是由其导热系数大小决定的。
导热系数以λ表示，其物理意义为：在稳定传热条件下，厚度为1 m的材料，两侧表面的热力学温度差为1 K，在1 s内，通过1 m2面积传递的热量，单位为W/m·K。
材料的导热系数越小，保温性能越好。
GB/T 4132—1996 绝热材料及相关术语与GB/T 10299—1988 保温材料憎水性试验方法等国家标准规定，T≤350 ℃时，λ≤0.12 W/（m·K）的材料即为保温材料[1-4]。
1 传热的方式与保温材料的种类传热（热传递）是一种物理现象，是热能从高温向低温部分转移的能量传输过程，由热传导、热对流、热辐射3种方式以及它们共同作用引起。
热传导是由于温度差引起的物体依靠固体分子等微观粒子运动产生的能量传输过程；热对流是由于流体内各部分相对位移引起的能量传输过程；热辐射是由于物体温度使其表面发射电磁波的能量传输过程。
试谈影响导热系数的几个因素
热系数越小。孔隙率相同。孔隙尺寸越大， 导热系数就越大。例如，ＳＴＰ板，当绝对
也就使其不会受到水的侵蚀而影响它的 导热性。
抽真空时它的导热系数就非常小。能达到
材料的温度材料的导热系数随材料
０．００８ Ｗ／（ｍ·Ｋ）甚至以下，而当其没有绝 对抽真空。或真空层破坏时，其导热系数
温度的升高而增大。如标准板在做平均 温度为２５℃时，导热系数为０．０３３ Ｗ／
的空隙过大．易引起空气对流。因而其 的导热系数为１，３８ Ｗ／（ｍ·Ｋ）．而晶体
入值反而增大。 湿度绝热材料受潮后，导热系数入
二氧化硅为８．９７ Ｗ／（ｍ·Ｋ）。所以可以 采用改变分子的结构来得到较低的导热
就会变大，这是由于材料的孔隙中含有水 系数的保温材料。但对于保温砂浆类多
分（包括水蒸气和液态水）。因为水的导 孔保温材料来说．因其孑Ｌ隙率较大，其
特别是纤维状材料，当密度低于某一极 增大，也就使材料的导热系数增大了。
限时，导热系数反而增大。这是因为孔 但当温度在０～５０℃时，这种影响并不
隙增大，且相互连通的孑Ｌ隙增多而使对 是很大，只有做材料的高温或低温时，
流作用加强．从而导致导热系数增大。
才需要考虑温度的影响。
ＳＴＰ板也就是基于这个原理制做的。对
摘要：绝热材料的优劣，主要由材料热传导性能的高低所决定。材料的热传导越难（即导热系数越小），其绝热性能便越好。 关键词：导热系数；密度；湿度；材料的温度；热流方向；材料的分子结构及其化学成分；影响
在建筑工程中，把用于控制室内热量 外流的材料称为保温材料，把防止室外热 量进入室内的材料称为隔热材料，或者将 两种材料笼统地称之为保温隔热材料。它 们的本质是一样的，统称为绝热材料。即 指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复 合体。
绝热材料导热系数
绝热材料导热系数绝热材料是一种能够有效减少热量传导的材料，其导热系数是衡量其绝热性能的重要指标。
导热系数越小，材料的绝热性能越好。
在工程实践中，我们常常需要选用绝热材料来减少热量的传导，以实现节能和保温的目的。
因此，了解绝热材料的导热系数对于工程设计和材料选型具有重要意义。
绝热材料的导热系数受多种因素影响，包括材料的种类、密度、结构、温度等。
一般来说，导热系数与材料的密度成正比，与材料的孔隙率成反比。
因此，在选择绝热材料时，需要综合考虑材料的密度和孔隙率，以及工作温度范围，以确定合适的绝热材料。
常见的绝热材料包括聚苯乙烯泡沫（EPS）、聚氨酯泡沫（PU）、岩棉、玻璃棉等。
这些材料在工程中被广泛应用，其导热系数也有所不同。
例如，EPS的导热系数约为0.033W/(m·K)，而PU的导热系数约为0.022W/(m·K)。
岩棉和玻璃棉的导热系数也在0.03W/(m·K)左右。
因此，在具体工程中，需要根据不同的要求和条件选择合适的绝热材料，以达到最佳的绝热效果。
除了材料本身的性能外，绝热材料的安装和使用也对其绝热性能有一定影响。
例如，绝热材料的施工质量、密封性能、接缝处理等都会影响其整体的绝热效果。
因此，在工程实践中，需要严格按照相关规范和要求进行施工和安装，以确保绝热材料的绝热性能得到充分发挥。
在实际工程中，我们还需要考虑绝热材料的耐久性、环保性、成本等因素。
例如，一些绝热材料可能会因为长期的使用而出现老化、脆化等问题，影响其绝热性能。
同时，材料的环保性也是当前工程设计中需要重点考虑的因素之一。
此外，绝热材料的成本也直接影响着工程的投资和运行成本，因此需要在绝热性能和成本之间进行权衡和选择。
综上所述，绝热材料的导热系数是衡量其绝热性能的重要指标，影响着工程设计和材料选型的决策。
在实际工程中，我们需要综合考虑材料的性能、施工质量、耐久性、环保性、成本等因素，选择合适的绝热材料，以实现节能、保温和环保的目标。
影响真空绝热板导热系数的因素
Determination of linear thermal transmittance of VIP by measurement in a Guarded Hot-Plate- (GHP) or a Heat-Flow Meter (HFM) apparatusIntroduction: FIW MünchenFIW München⏹Organized in 4 divisions⏹Insulation for Buildings⏹Technical Insulation⏹Research and Development⏹Certification ⏹Certification, Consulting, Assessment, Information and Training ⏹Reseach on thermal- and moisture protection of materials, components and buildings ⏹Testing, surveillance, measurement and simulation ofhygrothermal properties⏹Expert monitoring fordevelopment and market entry ofnew products120 members of association⏹Manufacturers of insulatingmaterials⏹Manufacturers of buildingmaterials⏹Manufacturers of buildingcomponents and systems⏹Insulating Organizations,Reseach- and testing institutes⏹Building expertswww.fiw-muenchen.deSurveillance and certification⏹notified body accredited by theEuropean commission forsurveillance and certification ofthermal insulation materials andbuilding components⏹accredited surveillance body forthe thermal insulation productcertification "Gütesicherungnach VDI 2055…⏹accreditation as testinglaboratory for quality mark "KEYMARK" and "DIN-geprüft…Accreditation Certificate D-PL-14116-01-00 ⏹thermal conductivity⏹limit temperarure of application⏹linear dimensions and bulk densityand of mechanical technologicalproperties⏹chemical behaviour⏹water vapour transmission properties⏹underlays⏹according to AGI work sheets⏹Emission of VOC⏹heat protection for building equipmentand industrial installationsContentRotatable HFM apparatus of FIW⏹Influencing factors on linear thermal transmittance ψ⏹Building kit: how to get from λCOP to λeff to R to U ⏹Vice Versa: measure U or R and derive λeff⏹Measurement procedure forlinear thermal transmittance ψ⏹Supporting FD-Simulations⏹Results and Conclusionsand order of magnitudeInfluencing Factors on ψInfluencing FactorsPhoto: FIW ⏹Edge design⏹Material and thickness ofbarrier layer⏹Gap width between twopanels and gap filler material ⏹Cover layer material ⏹Mounting and fixing⏹2-layered constructionsEdge design and thickness of barrier layerFIW München 2013Linear thermal transmittance vs. panel sizeFIW Munich 2013…and from U back to λeff for declarationFrom λCOPto U…2-dim and 3-dim thermal bridges⏹Measure λCOP in GHP or HFMapparatus and calculate U 0 ⏹Add 2-dim effects for edges ofpanels (ψ and length)⏹3-dim effects need to be taken intoaccount in constructions (χ and n)⏹Effect easily exceeds the 3 %criterium in ISO 6946⏹Calculate total heat flow⏹Calculate U eff depending on panelsize and ΔDerive λeff from U eff⏹Derive λfromeff⏹U eff from 2-/3-dim sim.+cal.⏹U eff from Hot-Box measurement⏹R eff from GHP or HFMmeasurement⏹When calculating: all effects can bedetermined separately⏹When using Hot-Box method: 2-and 3-dim effects can beconsidered (in sum!)⏹When using GHP or HFM: only2-dim effects can be measured (insum!)Declaration of thermal performance⏹λd (declared thermalconductivity) for CE-marking ⏹including edge effects (ψ)⏹including ageing (50°C/70% r.H. for 6 mo.)⏹including statistics (λ90/90)⏹Optional:⏹One value for all sizes⏹One value for all thicknesses⏹National specification: designvalue of thermal conductivityMeasurement of ψ in GHP/HFMThermal bridge measurement: T-joint Thermal bridge measurement: single jointThermal bridge measurement: single joint⏹Significant joint length withinthe metering area⏹Consideration of non-uniformtemperature distribution ⏹Sensors directly on the joint⏹Sensors in the slightly effected area⏹Sensors in the COP⏹Temperature difference to bearea weighted and averagedArea weighted temperature differenceEquivalent thermal conductivity for joint ass.Determination of linear thermal transmittanceψlinear thermal transmittance for the joints in the metering area in W/(m·K)lψlength of the joints within the metering area in mλeq ja equivalent thermal conductivity including edge effects for the specific joint assembly in W/(m·K)λCOP thermal conductivity for center of panel in W/(m·K)Supporting FD-simulations⏹Width of influenced areasdepend on⏹Cross conduction in ⏹Barrier layers of foil ⏹Cover layers of panel ⏹Adjacent heating and cooling plates of apparatus⏹Joint filler material ⏹Edge design etc.⏹Dimensions of areas can beobtained by FD-Simulations⏹Recommendations forassembly and panel size ⏹Big enough to ensuresignificant COP area within metering area⏹Reasonable joint length ⏹Ensure tight mounting ⏹Ensure air-tightness ⏹Ensure good contact of heating and cooling plates ⏹Measure COP of both adjacent panels⏹Use contact layers in GHP or HFM measurement2D-Model for FD-Sim. of overlapping edge design with precompressed gasket strip and adhesive tapeTemperature distribution (5 to 10°C) of overlapping edge design with precompressed gasket strip and adhesive tapeTotal heat-flux density of overlapping edge design with precompressed gasket strip and adhesive tapeTemperature Gradient at panel edgeSimulated temperature gradient on the edge of the tested 20 mm and 50 mm VIP assembliesArea determination for 500 x 500 mm HFMType of areaRepresentative area A in m² fortemperature difference(metallized foil!)20 mm VIP50 mm VIP Center of panel (A COP )0.2350.237Slightly affected by thermal bridge (A SA )0.0130.011Joint area (A joint )0.0020.002Total metering Area (A tot )0.2500.250Results and discussionComparison of FDM and HFMVIP Thickness Linear thermal transmittanceψ in W/(m·K) obtained from…numerical simulation with FDM measurement inHFM apparatus10 mm 0.0209-20 mm 0.01440.0151 ± 0.00075530 mm 0.0109-40 mm 0.0088-50 mm0.00730.0127 ± 0.00102⏹Good agreement for 20 mm VIP under consideration of 5%uncertainty of HFM measurement⏹Result for 50 mm VIP is significantly higher than ψ from numericalsimulation⏹Even under consideration of increased uncertainty of 8%⏹Deviating results can – partly – be traced back to an increasedλCOP for one of the two adjacent VIPs⏹Width of the joint significantly bigger (force to compress gasketstrip very high)⏹Edges of the panels uneven (core made from 2 core slabs:steps at edges leading to significantly wider joints! →compressed gasket strip partly expanded)Uneven edge with additional 2 mm offset⏹Accurate measurement of ψ is not easy⏹Depending on a large variety of influencing factors⏹Even small deviations in the measurement setup can lead to largeuncertainties in the result⏹Exact definition of boundary conditions needed, if measurement of ψshall be used for the determination of thermal performance of VIP⏹Distance between panels⏹Joint filler material⏹Influence areas for temperature difference etc.⏹More tests and more experience needed…e.g. common excercise forAnnex 65!!!Thank You!Christoph SprengardForschungsinstitut für Wärmeschutz e.V. München-FIW München –Department R & DLochhamer Schlag 4, D – 82166 GräfelfingTelephone +49 89 85800-0, Fax -40www.fiw-muenchen.desprengard@fiw-muenchen.de。
真空绝热板的性能研究
Ｖ Ｐ 的 芯 材 ， 品 名 菲 ， Ｉ板 商 如果 用的时 间不 长就失掉节能效 果 ，
为菌斯蒂 尔 ，其成本 达就 是 Ｖ Ｐ板的可靠性 问题 。 在ＶＩ 生 Ｉ 摆 Ｐ 低、 制备简单 、 排空迅 产 厂 家 的 任 务 必 须 保 证 产 品 １ ０ 可 靠 。 ％ ０
ａ ｄ ｄｓ ｕ ｓ ｓｔ ｅ ｉｓ ｅ ｉｈ ａ ｅ ｃ ｍ ｍｏ ｌ ｏ ｃ ｒ ｅ ｙｔ ｅ ｒ ｆ ｇ ｒ ｔ ｒ ｎ ｉｃ ｓ ｅ ｕ ｓｗｈ ｃ ｒ ｏ ｈ ｓ ｎ ｙｃ ｎ ｅ ｎ ｄｂ ｒ ｅ ａ ｏ ｈ ｅ ｉ ｍ ａ ｕ ａ ｔ ｒ ｓ ｓ ｃ ｓ ｒ ｌ ｂｌｙ ｓ ｒ ｉｅ ｌｅ ａ ｄ ｐ ｃ ｎ ｆ ｃｕ ｅ ． ｕ ｈ ａ ｅｉ ｉ ． ｅ ｖ ｃ ｆ ｎ ｄ ｅ ａ ｉ ｔ ｉ Ｋ ｙ ｒ ｓ Ｅｎ ｒ ｙ Ｖａ ｕ ｍ ｓ ｌｔ ｎＰａ ｅ ． ｈ ｒ ａ ｃ ｎ ｕ ｔ ｉ ． ａ ｄ ｒ ｌ ｅ ｗｏ ｄ ： ｅ ｇ ， ｃ ｕ Ｉ ｕａ ｉ ｎ １Ｔ ｅ ｍ ｌ ｏ ｄ ｃｉ ｔ Ｂ ｒ ｅ ｍ ｎ ｏ ｖｙ ｉ ｆ
速 、 于 切 割 、 于 加 要做 到１ ０ 易 易 ０ ％可靠 必须 对产品 １０ ０ ％检测 ，
和减少到只剩二项 ，入 ＝入 ＋入 。故其 工成 各种形状。 在已经推出的所有芯层材 但是 目前 还没 有先进 的快速反 应的 检测 导热 系数 非 常低 ， 由于 ＶＩ Ｐ板 不含 任何 料 中具 有 “ 最佳值” 。此外 德国 ， 意大利 ， 手 段 。 般 采 用 热 流 计 检 ￣ｌ Ｐ 的 导 热 一 Ｊ 板 ＶＩ Ｃ Ｃ物质 ， Ｆ 对环境无污染 ，因此具有极好 土 尔其 阿 塞利 克 公 司 也 都 有 生 产 。
生产厂 家普遍关心 的可靠性 问题 ，寿命 问题 ，价格 问题等进行 了论述 。 关键词 ：能源 真空隔热板 导 热系数 阻 隔薄膜