碳纖維電采暖在節(jié)能建筑領(lǐng)域推廣的可行性

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

我國對于取暖的需求較大， 尤其是近年來南方的取暖需求地非常旺盛， 而且國家對于建筑物的節(jié)能等級的要求也越來越高，就北方地區(qū)而言，其節(jié)能等級是強制在65 以上的。 結(jié)合我國現(xiàn)有的一些自然資源和本身的氣候環(huán)境， 我國室內(nèi)取暖的能源主要來源于天然氣和電能，無論是以上哪一種能源，在應(yīng)用于節(jié)能建筑領(lǐng)域時，都會存在一些缺陷。 而碳纖維電采暖方式，更能夠滿足社會長遠發(fā)展的需要，在進行電采暖時更加健康和高效，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纖維通過碳化和石墨化處理后，得到微晶石墨材料，它的強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[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，然后經(jīng)過碳分子團進行布朗運動，在這個過程中， 碳分子之間會進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， 可以達到98%以上。

2 利用碳纖維進行電采暖的優(yōu)勢分析

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，更多的是因為碳纖維電采暖方式具有其特定的一些優(yōu)勢。

第一，碳纖維電采暖方式可以讓人有更強的舒適感[2]。利用碳纖維進行電采暖，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)整個地面上進行持續(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行2～3℃的遞減。 當人們處在采用這種供暖方式的建筑里面時，會有一種腳溫頭涼的感覺，讓人感覺到比較熟悉，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紅外射能量，它的波長主要在5～15 um，超過80%的能量能夠和人體紅外線進行重合， 也是一種比較健康的進行醫(yī)療治理的光波。 在節(jié)能建筑中采用這種電采暖方式，可以幫助人們在室內(nèi)進行紅外線理療， 讓人們在取暖的同時，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行分析可以發(fā)現(xiàn)，當進行室內(nèi)取暖時，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，當需要滿足相同的溫度條件時，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)濟這幾個大的角度進行。

3.1 政策角度的可行性分析

從國家政策的角度而言，因為在傳統(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，不利于社會的持續(xù)健康發(fā)展。 同時，我國幅員遼闊，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)實中的種種因素，為促進我國用電均衡，做好削峰填谷工作，有效地緩解我國的電網(wǎng)壓力，提高對于電能的利用率，我國相關(guān)部門在2013 年發(fā)布了相關(guān)政策，在我國全國范圍內(nèi)，推廣峰谷用電的方式[4]。 同時，相關(guān)部門也出臺了一些鼓勵居民更多地使用電采暖方式進行取暖的通知，對主動使用電采暖的建筑，在采暖期間可以不按照梯度電價進行電費的計取，促進了節(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系統(tǒng)運行的安全性和便捷性，發(fā)生意外時， 可以極大地降低事故對這個系統(tǒng)的影響，將風(fēng)險降到最低。

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)連接部位進行了一體化的連接，不需要進行現(xiàn)場連接，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，分析碳纖維電采暖產(chǎn)品線體可以發(fā)現(xiàn)，其線體的絕緣防護較好，同時，還有電熱系統(tǒng)和回路漏電保護器的防護，而且在節(jié)能建筑中鋪設(shè)這種采暖系統(tǒng)的時候，對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)濟角度的可行性分析

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

首先，碳纖維電采暖方式的成本和費用較低。 按照特定的計算方式進行碳纖維電采暖成本的計算可以發(fā)現(xiàn)，在節(jié)能建筑中采用這種采暖方式的耗電量較低。 進行計算時候，可以先設(shè)計建筑熱負荷，將建筑室內(nèi)最高氣溫設(shè)計為25℃，按照國家對于節(jié)能建筑設(shè)計標準，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 小時內(nèi)最大的耗電量可以計出為0.3 kW·h，以此類推，也可以計算其他節(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，在管理維護和費用的分攤方面具有優(yōu)勢。 因為碳纖維電采暖的系統(tǒng)本身的特性，所以通常很少需要進行維護和管理工作，也不用另外安排專門的工作人員進行值班管理，可以極大地降低工作人員的勞動強度，縮減管理方面的費用支出。 另外，在進行費用繳納的時候，因為這種電采暖系統(tǒng)在繳費時是通過購電的方式進行的，那么物業(yè)在進行居民取暖費用的收取時，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，可以借助平臺是信息化的管理手段，實現(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， 而且也不需要進行挖溝破路之類的土建工程，建設(shè)起來比較方便，管理方面也更加的便捷，還能夠?qū)崿F(xiàn)精準供熱。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對碳纖維電采暖的采暖原理的分析，以及對這種采暖方式優(yōu)勢的探究，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)濟這幾個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，進一步推廣這種電采暖方式有利于社會更長遠的發(fā)展。