真空绝热板有望成为未来建筑节能“VIP”

我国建筑能耗日益增长，目前建筑全过程能耗约占全国总能耗的46.5%以上，其中用于供暖、通风及空调的能耗比例高达50%，寻求新的建筑节能途径对降低能耗意义重大。为助力“双碳”目标早日实现，发展低能耗的绿色建筑成为必然趋势。

太阳能是实现建筑节能的最大潜力，具备就地采集、就地应用的优势，将太阳能与建筑结合能够满足建筑中多种用能需求。BIPV（Building Integrated Photovoltaic）即光伏建筑一体化系统，是一种将太阳能光伏发电产品集成到建筑上的技术，通过太阳能光伏发电方阵为建筑提供电力，从而实现降低能耗的目的，其发展前景十分广阔，有着巨大的市场潜力。然而，BIPV在实际应用中存在发电效率低、夏季室内过热、功能单一等问题，阻碍了其大规模应用。

在墙体与PV板之间设计真空绝热板（Vacuum Insulation Panel，英文简称VIP），用于隔断PV板背面高温向室内传递，可以有效解决上述问题。VIP是一种新型复合绝热材料，通过将疏松多孔的芯材抽真空后用阻隔膜密封而成。由于真空所具有的隔绝热传导和热对流的物理特性能够大大降低热量传递的效率，从而获得极好的保温性能，已被广泛应用于白色家电、冷链运输及建筑保温等领域。

一般把这种新系统称为BIPV/Air/VIP，即光伏空气绝热建筑一体化系统。该系统由光伏发电系统、空气对流系统及VIP绝热系统组成，通过专用安装支架实现PV板与VIP的结合，在保留原有发电效率的基础上可同时实现以下优点：

一是阵列式安装设计。通过设计专用安装支架，实现PV板与VIP的阵列式安装，方便在建筑运行期间对BIPV/Air/VIP系统进行维护、安装和拆卸。

二是空气隔热层设计。在PV板和VIP之间设置空气层，利用压差作用实现空气对流以交换热量，进而降低PV板背面温度并提高发电效率。

三是VIP墙体绝热系统设计。VIP能以最小的使用体积实现最佳的绝热效果，综合利用率较高，能有效解决夏季室内温度过热问题，营造舒适居住环境的同时降低用电能耗。但是VIP的成本较高，存在一定的应用局限性。同时，为了保证BIPV/Air/VIP系统长期稳定运行，PV板与VIP的稳固结合也是需要解决的一大问题。

未来，BIPV的目标依然是低成本、高效率、高可靠性、长寿命，因此BIPV/Air/VIP这一创新型建筑节能系统仍需进一步向目标迈进。相信在国家“双碳”战略和光电建筑优惠政策的加持下，光伏建筑和VIP产业会迎来较好的发展前景，BIPV/Air/VIP在建筑中的应用将成为未来建筑节能的主流趋势之一。

（作者单位：南京航空航天大学材料科学与技术学院、中国绝热节能材料协会真空绝热板分会）

本文原载于《中国建材报》5月29日6版《真空绝热板有望成为未来建筑节能“VIP”》

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本文作者：陈照峰

初     审：贺  丹

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