李優(yōu) 張慶 成諾 裴舒桐

摘要：針對傳統(tǒng)房屋裝修與裝飾過程中環(huán)境中存在的環(huán)保問題，為了提高房屋的居住安全性，為了保證人體的健康，擬探索、分析及研究利用太陽能的地板，并且能夠吸除甲醛等污染化學(xué)物質(zhì);采用綜合分析法開展環(huán)保地板的分析及研究，以低碳環(huán)保為出發(fā)點，研究一種為了人類的生存和子孫后代的健康又不釋放有害氣體的、同時能夠起到凈化居住環(huán)境中甲醛等有害氣體作用的環(huán)保型地板，還可以依據(jù)顧客定制和季節(jié)變化設(shè)計不同的地板圖案，以期達到更好地視覺欣賞效果，同時達到適應(yīng)新時代的節(jié)能要求并保證人類健康需求的目的。

關(guān)鍵詞：地板 環(huán)保 太陽能 污染 凈化

1 研究背景

家用地板主要可分成常用的幾大類：如純實木地板、實木與其他材料的復(fù)合地板、帶有負離子的木地板，風(fēng)景及風(fēng)水式地板、強化式復(fù)合木地板和竹子地板等。而通常地板的環(huán)保性是指為了人類健康和保護環(huán)境，堅持可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，同時為了人類需求的環(huán)保屬性以及和子孫后代更健康，所研究和生產(chǎn)的有害氣體滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的地板。地板輻射熱采用太陽能供給是一種以太陽能作為熱源并用收集器儲熱，然后再作為熱源去加熱供水，而被加熱過后的水則通過提前按照傳熱系統(tǒng)設(shè)計，敷設(shè)在地下的蛇形管，盤居的蛇形管使地板溫度持續(xù)升高，從而達到對居室全面進行供暖的目的。整個系統(tǒng)是以地板面積作為散熱面積的，多屬于輻射形散熱方式，其中輻射形換熱的量占總熱量的百分之六十以上。輻射形地板在散熱式供暖既具有清潔性，又具有安全性和舒適性。

生活中，房間在裝修之后通常會產(chǎn)生多種刺激性氣體，而其中包括的游離性甲醛，成為讓人感覺到辣眼睛甚至刺眼睛而導(dǎo)致的流眼淚，還會引發(fā)頭痛、胸悶甚至惡心、全身無力的主要原因之一。癌癥的主要致病源之一就是這種游離性甲醛，也就是說世界公認的甲醛，對人體危害極大。所以，設(shè)計一種兼具凈化空氣和實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)的環(huán)保型地板是可行的。研究包括兩個方面，第一是利用活性炭實現(xiàn)凈化空氣的目的，第二是通過太陽能將光能轉(zhuǎn)化為電能，實現(xiàn)地板的升溫。

輻射型地板采暖的基本工藝是依靠收集的輻射換熱將太陽能的熱量傳遞到物體和空間環(huán)境之間，將具有輻射范圍和溫度調(diào)節(jié)的多重作用，符合居住環(huán)境加熱的需求，并且具有舒適感。居室空間內(nèi)空氣的流動，在高度方向上的溫度分布更均勻，并且溫度梯度不大，熱損失亦小，和傳統(tǒng)的釆暖系統(tǒng)相比，要求條件會低2℃～3℃[1]。因此，擬研究一種地板可利用太陽能清潔能源，依據(jù)外界溫度將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過升溫，以達到人類宜居的環(huán)境溫度，該地板表面擬復(fù)合一種高效吸附保護膜，這種保護膜能夠吸除甲醛等污染化學(xué)物質(zhì)，并能將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有益于人體健康的清潔物質(zhì)，達到更加環(huán)保、提高居住安全性的要求。此外，還可以依據(jù)顧客定制和季節(jié)要求設(shè)計不同的地板圖案，以期達到更好地視覺欣賞效果。

2 方案思路

地面輻射采暖時設(shè)計環(huán)保地板的溫度要求一般為24℃～28℃，依據(jù)人體的心理和生理條件及其對舒適感的需求，這將使得利用陽能清潔能源，依據(jù)外界溫度將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并且實現(xiàn)對居室環(huán)境的凈化成為可能。因此，復(fù)合一種活性炭的高效吸附保護膜，這種保護膜能夠吸除甲醛等污染化學(xué)物質(zhì)的太陽能地板，除能夠進行采暖外，依據(jù)顧客定制和季節(jié)變化設(shè)計不同的地板圖案，還能夠達到更好地視覺欣賞效果，并且針對受到人們的歡迎和關(guān)注。凈化型環(huán)保地板符合國家的節(jié)能減排政策，具有一定的多功能優(yōu)勢，有一定的用戶人群，應(yīng)用前景廣闊，并且符合中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布的《中國“住宅陽光計劃”綱要》中提出的：目前綜合利用太陽能技術(shù)和目前的產(chǎn)業(yè)條件，太陽能清潔能源應(yīng)用方面的供熱水式輻射環(huán)保地板采暖技術(shù)與系統(tǒng)已經(jīng)基本成為我國實施“住宅陽光計劃”的優(yōu)先及重點應(yīng)用的項目之一[1]。而將相變材料與輻射形 太陽能環(huán)保地板采暖系統(tǒng)相結(jié)合，又將取得較好的節(jié)能環(huán)保效果。方案一采用一種導(dǎo)熱系數(shù)大并且價格低的無機相變材料，但其存在相分離、腐蝕性強和過冷等問題;方案二采用一種具有過冷度小、不出現(xiàn)相分離、腐蝕性小和熱性能穩(wěn)定的有機相變材料，綜合分析對比，研究一種地板可利用太陽能清潔能源，依據(jù)外界溫度將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，儲能材料采用有機相變材料——二元相變儲能復(fù)合材料作為輻射形太陽能環(huán)保地板采暖系統(tǒng)的儲能介質(zhì)[2]。通過升溫，以達到人類宜居的環(huán)境溫度，該地板表面則覆蓋一種高效吸附保護膜，這種保護膜能夠吸除甲醛等污染化學(xué)物質(zhì)，并能將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有益于人體健康的清潔物質(zhì)，具有高效吸附性能的活性炭保護膜能夠與地板復(fù)合為一體，達到吸附飽和后方便更換，以期達到更高環(huán)保的需求。

3 低碳環(huán)保方面的作用

在常規(guī)性的能源，如石油、煤等能源存儲量越來越少，提倡節(jié)能減排的今天，太陽能做為能夠被工業(yè)和民用行業(yè)普及的、用之不竭，取之不盡的可循環(huán)使用的清潔能源正在被各個行業(yè)拓展、探索并使用。開發(fā)并充分利用環(huán)保太陽能這種清潔能源，可以緩解能源短缺并能夠為推動我國節(jié)能工作的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和實施。

作為輻射形太陽能環(huán)保地板采暖系統(tǒng)的儲能介質(zhì)的二元相變儲能復(fù)合材料，能夠做為一種采暖的介質(zhì)，它比其他傳統(tǒng)采暖系統(tǒng)要求室的溫條件低兩至三度[1]，因此，能夠達到更高的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，具有更好地節(jié)能效果。尤其是輻射地板與環(huán)保太陽能的二元相變儲能復(fù)合材料相結(jié)合時，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)會更高;節(jié)能并且舒適，比采用空調(diào)進行溫度調(diào)節(jié)的舒適性更佳。

絕大多以煤、天然氣甚至是電力作為熱源的傳統(tǒng)式采暖系統(tǒng)，在煤、天然氣以及電力的生產(chǎn)過程不僅會污染空氣，并且釋放出大量的CO2，CO2將引起氣候逐漸變暖，而極端天氣會不斷出現(xiàn)[3]。環(huán)保和低碳太陽能二元相變儲能復(fù)合材料地板輻射方式釆暖系統(tǒng)，使用清潔能源—太陽能，在降低有害氣體和污染物排放的同時，復(fù)合于其上的高效吸附保護膜能夠吸除甲醛等污染化學(xué)物質(zhì)，并能將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有益于人體健康的清潔物，對防止污染、居室環(huán)境的凈化起到了一定的作用，而且還能夠減少二氧化碳排放，達到緩解氣候變暖的目的。

4 結(jié)論

通過對環(huán)保地板的采暖系統(tǒng)的分析與研究，結(jié)合日常使用的暖通器材采暖進行分析比較后，得出環(huán)保地板的采暖系統(tǒng)能夠保證居室溫度分布更加均勻、舒適感更強并且能夠節(jié)約能源。因此，融合創(chuàng)新的要求，構(gòu)思居家使用的環(huán)保地板，以地板作為末端的采暖方式適合與太陽能集熱結(jié)合，更適用于對舒適性要求較高的房間。采用太陽光照射的方式，將光能不斷轉(zhuǎn)化成電能，研究一種兼具凈化空氣和實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)的環(huán)保型地板有實現(xiàn)的可能性。環(huán)保地板的升溫采用低碳環(huán)保型能源—太陽能，太陽能的儲能材料采用二元相變儲能復(fù)合材料，這一系統(tǒng)中設(shè)計溫度控制調(diào)節(jié)器和保證熱水循環(huán)的水泵，利用太陽光照射產(chǎn)生的光能進行發(fā)電，結(jié)合輔助電力加熱進水，進一步保證水的溫度穩(wěn)定性，也保證了系統(tǒng)加熱的連續(xù)性;擴展了太陽能環(huán)保地板的采暖及凈化作用;環(huán)保地板保證輕便并且使用方便快捷，適合大部分人群使用。

參考文獻：

[1] 尹東鵬，李少博. 用于太陽能地板輻射采暖的相變儲能復(fù)合材料[J]. 城市建設(shè)理論研究， 2015（19）：1415-1416.

[2] 李曉輝，劉振法，郭茹輝，張利輝. 用于太陽能地板輻射采暖的相變儲能復(fù)合材料[J]. 太陽能學(xué)報， 2015（8）：2042-2045.

[3] 李茂強. 試析采暖通風(fēng)設(shè)計在建筑節(jié)能工程中的應(yīng)用途徑[J]. 寫真地理， 2021（13）： 1674-3733.

作者簡介：1.李優(yōu)（1992-），女，山西太原人;太原工業(yè)學(xué)院，專業(yè)：無，學(xué)歷：碩士，職稱：助教，現(xiàn)就職單位：太原工業(yè)學(xué)院，研究方向：武器系統(tǒng)防護。

2.張慶（2000-），男，山西榆社人，學(xué)歷：本科，太原工業(yè)學(xué)院在讀，研究方向：安全工程

3.成諾（1999-），女，山西長治，學(xué)歷：本科，太原工業(yè)學(xué)院在讀，研究方向：安全工程

4.裴舒桐（2001），女，山西運城，學(xué)歷：本科，太原工業(yè)學(xué)院在讀，研究方向：安全工程

太原工業(yè)學(xué)院 大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目，環(huán)保地板，項目編號GK2021

太原工業(yè)學(xué)院 030008