張小梅 石松林

（北京嘉潔能科技股份有限公司，北京 101102）

0 引言

我國(guó)對(duì)于取暖的需求較大， 尤其是近年來(lái)南方的取暖需求地非常旺盛， 而且國(guó)家對(duì)于建筑物的節(jié)能等級(jí)的要求也越來(lái)越高，就北方地區(qū)而言，其節(jié)能等級(jí)是強(qiáng)制在65 以上的。 結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有的一些自然資源和本身的氣候環(huán)境， 我國(guó)室內(nèi)取暖的能源主要來(lái)源于天然氣和電能，無(wú)論是以上哪一種能源，在應(yīng)用于節(jié)能建筑領(lǐng)域時(shí)，都會(huì)存在一些缺陷。 而碳纖維電采暖方式，更能夠滿足社會(huì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需要，在進(jìn)行電采暖時(shí)更加健康和高效，因此，探究這種電采暖方式節(jié)能建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用具有重要意義。

1 關(guān)于碳纖維電采暖方式的采暖原理分析

碳纖維主要是一種有機(jī)纖維通過(guò)碳化和石墨化處理后，得到微晶石墨材料，它的強(qiáng)度和模量都是比較高的，而且可以較好地抵抗高溫和腐蝕，抗疲勞效果也較好，在導(dǎo)電和導(dǎo)熱方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)[1]。

而碳纖維電采暖的原理， 主要是借助電能的引發(fā)和激勵(lì)，然后經(jīng)過(guò)碳分子團(tuán)進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中， 碳分子之間會(huì)進(jìn)行一系列的互相撞擊和摩擦，然后產(chǎn)生熱能以及大量的紅外線輻射。 這種電采暖方式的電能與熱能之間的轉(zhuǎn)換率較高， 可以達(dá)到98%以上。

2 利用碳纖維進(jìn)行電采暖的優(yōu)勢(shì)分析

本文之所以去探究在節(jié)能建筑領(lǐng)域中推廣碳纖維電采暖方式的可行性，更多的是因?yàn)樘祭w維電采暖方式具有其特定的一些優(yōu)勢(shì)。

第一，碳纖維電采暖方式可以讓人有更強(qiáng)的舒適感[2]。利用碳纖維進(jìn)行電采暖，能夠以比較科學(xué)合理地將熱力學(xué)溫度控制在一定范圍，可以在室內(nèi)整個(gè)地面上進(jìn)行持續(xù)的低溫散熱，散熱面積較大，而且散熱均勻， 讓室內(nèi)的溫度從下而上地慢慢地進(jìn)行2～3℃的遞減。 當(dāng)人們處在采用這種供暖方式的建筑里面時(shí)，會(huì)有一種腳溫頭涼的感覺(jué)，讓人感覺(jué)到比較熟悉，將熱量極大地集中于能夠提高人體溫度的地方。

第二， 碳纖維電采暖方式相較于其他的采暖方式，會(huì)更加健康。 探究碳纖維地暖所釋放的熱量可以發(fā)現(xiàn)，這種熱量主要是一種遠(yuǎn)紅外射能量，它的波長(zhǎng)主要在5～15 um，超過(guò)80%的能量能夠和人體紅外線進(jìn)行重合， 也是一種比較健康的進(jìn)行醫(yī)療治理的光波。 在節(jié)能建筑中采用這種電采暖方式，可以幫助人們?cè)谑覂?nèi)進(jìn)行紅外線理療， 讓人們?cè)谌∨耐瑫r(shí)，也變得更健康。

第三， 碳纖維電采暖方式比較節(jié)能。 從碳纖維電采暖的原理進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)進(jìn)行室內(nèi)取暖時(shí)，使用碳纖維電取暖方式能夠比其他常用的供熱方式更加節(jié)能[3]。 例如，當(dāng)需要滿足相同的溫度條件時(shí)，采用碳纖維電采暖方式所設(shè)置地暖溫度可以比其他的采暖方式所設(shè)置的溫度要低幾攝氏度。

3 在節(jié)能建筑領(lǐng)域中推廣碳纖維電采暖方式的可行性分析

分析碳纖維電采暖方式在節(jié)能建筑領(lǐng)域中推廣的可行性，主要可以從政策、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)這幾個(gè)大的角度進(jìn)行。

3.1 政策角度的可行性分析

從國(guó)家政策的角度而言，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的采暖方式中所借助的能源大部分都是不可再生的，而且大部分是非清潔能源，不利于社會(huì)的持續(xù)健康發(fā)展。 同時(shí)，我國(guó)幅員遼闊，能源需求較大，其中，電能方面的壓力也是不可輕視的。 考慮到現(xiàn)實(shí)中的種種因素，為促進(jìn)我國(guó)用電均衡，做好削峰填谷工作，有效地緩解我國(guó)的電網(wǎng)壓力，提高對(duì)于電能的利用率，我國(guó)相關(guān)部門在2013 年發(fā)布了相關(guān)政策，在我國(guó)全國(guó)范圍內(nèi)，推廣峰谷用電的方式[4]。 同時(shí)，相關(guān)部門也出臺(tái)了一些鼓勵(lì)居民更多地使用電采暖方式進(jìn)行取暖的通知，對(duì)主動(dòng)使用電采暖的建筑，在采暖期間可以不按照梯度電價(jià)進(jìn)行電費(fèi)的計(jì)取，促進(jìn)了節(jié)能建筑領(lǐng)域?qū)μ祭w維電采暖的推廣。

3.2 技術(shù)角度的可行性分析

從技術(shù)的角度而言，在節(jié)能建筑領(lǐng)域推廣碳纖維電采暖技術(shù)比較成熟可靠，也具備一定的可行性。

首先，碳纖維電采暖系統(tǒng)的線路連接方式進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)所采用的是并聯(lián)電路，這種連接方式可以提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和便捷性，發(fā)生意外時(shí)， 可以極大地降低事故對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的影響，將風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

其次，碳纖維電采暖系統(tǒng)的接頭是專用的，這種接頭通常都是在生產(chǎn)車間就與并聯(lián)連接部位進(jìn)行了一體化的連接，不需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)連接，從而可以有效避免一些意外事故。

再者，碳纖維電采暖系統(tǒng)和產(chǎn)品在使用過(guò)程中具有較高的安全保障。 碳纖維電熱體的材料是比較特殊的，是一種全黑體的半導(dǎo)體材料，這種材料在電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換效率較高且工作狀態(tài)發(fā)熱體只產(chǎn)生微電流。 同時(shí)，分析碳纖維電采暖產(chǎn)品線體可以發(fā)現(xiàn)，其線體的絕緣防護(hù)較好，同時(shí)，還有電熱系統(tǒng)和回路漏電保護(hù)器的防護(hù)，而且在節(jié)能建筑中鋪設(shè)這種采暖系統(tǒng)的時(shí)候，對(duì)于接地要求也比較高，可以更好地提高使用安全性。

3.3 經(jīng)濟(jì)角度的可行性分析

從經(jīng)濟(jì)的角度而言，在節(jié)能建筑領(lǐng)域推廣碳纖維電采暖方式比較經(jīng)濟(jì)可行。

首先，碳纖維電采暖方式的成本和費(fèi)用較低。 按照特定的計(jì)算方式進(jìn)行碳纖維電采暖成本的計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，在節(jié)能建筑中采用這種采暖方式的耗電量較低。 進(jìn)行計(jì)算時(shí)候，可以先設(shè)計(jì)建筑熱負(fù)荷，將建筑室內(nèi)最高氣溫設(shè)計(jì)為25℃，按照國(guó)家對(duì)于節(jié)能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可知，一般的住宅建筑，如果是14 層以上的，那么每1 m2內(nèi)的溫度恒為18℃，則24 小時(shí)內(nèi)最大的耗電量可以計(jì)出為0.3 kW·h，以此類推，也可以計(jì)算其他節(jié)能建筑中采用這種采暖方式的耗電量情況。

其次，在節(jié)能建筑領(lǐng)域推廣碳纖維電采暖，在管理維護(hù)和費(fèi)用的分?jǐn)偡矫婢哂袃?yōu)勢(shì)。 因?yàn)樘祭w維電采暖的系統(tǒng)本身的特性，所以通常很少需要進(jìn)行維護(hù)和管理工作，也不用另外安排專門的工作人員進(jìn)行值班管理，可以極大地降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮減管理方面的費(fèi)用支出。 另外，在進(jìn)行費(fèi)用繳納的時(shí)候，因?yàn)檫@種電采暖系統(tǒng)在繳費(fèi)時(shí)是通過(guò)購(gòu)電的方式進(jìn)行的，那么物業(yè)在進(jìn)行居民取暖費(fèi)用的收取時(shí)，也可以減緩一些壓力，避免一些不必要的麻煩。

再者，碳纖維電供暖方式，可以借助平臺(tái)是信息化的管理手段，實(shí)現(xiàn)分布式建設(shè)、集中式管理，從而免去了傳統(tǒng)的集中供暖的熱源站建設(shè)一次性的大資金投入， 而且也不需要進(jìn)行挖溝破路之類的土建工程，建設(shè)起來(lái)比較方便，管理方面也更加的便捷，還能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)供熱。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)碳纖維電采暖的采暖原理的分析，以及對(duì)這種采暖方式優(yōu)勢(shì)的探究，可以發(fā)現(xiàn)這種電采暖方式是具有比較多的可取之處。 而從政策、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)這幾個(gè)角度分析碳纖維電采暖在節(jié)能建筑領(lǐng)域的推廣可知，其有比較高的可行性的，進(jìn)一步推廣這種電采暖方式有利于社會(huì)更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。