碳纖維電采暖在節能建筑領域推廣的可行性

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能等級的要求也越來越高，就北方地區而言，其節能等級是強制在65 以上的。 結合我國現有的一些自然資源和本身的氣候環境， 我國室內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，在應用于節能建筑領域時，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能建筑領域中的應用具有重要意義。

1 關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，在導電和導熱方面都具有顯著的優勢[1]。

而碳纖維電采暖的原理， 主要是借助電能的引發和激勵，然后經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換率較高， 可以達到98%以上。

2 利用碳纖維進行電采暖的優勢分析

本文之所以去探究在節能建筑領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，能夠以比較科學合理地將熱力學溫度控制在一定范圍，可以在室內整個地面上進行持續的低溫散熱，散熱面積較大，而且散熱均勻， 讓室內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現，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療治理的光波。 在節能建筑中采用這種電采暖方式，可以幫助人們在室內進行紅外線理療， 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能。 從碳纖維電采暖的原理進行分析可以發現，當進行室內取暖時，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置地暖溫度可以比其他的采暖方式所設置的溫度要低幾攝氏度。

3 在節能建筑領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能建筑領域中推廣的可行性，主要可以從政策、技術以及經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，不利于社會的持續健康發展。 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壓力，提高對于電能的利用率，我國相關部門在2013 年發布了相關政策，在我國全國范圍內，推廣峰谷用電的方式[4]。 同時，相關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，促進了節能建筑領域對碳纖維電采暖的推廣。

3.2 技術角度的可行性分析

從技術的角度而言，在節能建筑領域推廣碳纖維電采暖技術比較成熟可靠，也具備一定的可行性。

首先，碳纖維電采暖系統的線路連接方式進行研究可以發現，該系統所采用的是并聯電路，這種連接方式可以提高整個系統運行的安全性和便捷性，發生意外時， 可以極大地降低事故對這個系統的影響，將風險降到最低。

其次，碳纖維電采暖系統的接頭是專用的，這種接頭通常都是在生產車間就與并聯連接部位進行了一體化的連接，不需要進行現場連接，從而可以有效避免一些意外事故。

再者，碳纖維電采暖系統和產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體材料，這種材料在電能和熱能之間的轉換效率較高且工作狀態發熱體只產生微電流。 同時，分析碳纖維電采暖產品線體可以發現，其線體的絕緣防護較好，同時，還有電熱系統和回路漏電保護器的防護，而且在節能建筑中鋪設這種采暖系統的時候，對于接地要求也比較高，可以更好地提高使用安全性。

3.3 經濟角度的可行性分析

從經濟的角度而言，在節能建筑領域推廣碳纖維電采暖方式比較經濟可行。

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現，在節能建筑中采用這種采暖方式的耗電量較低。 進行計算時候，可以先設計建筑熱負荷，將建筑室內最高氣溫設計為25℃，按照國家對于節能建筑設計標準，可知，一般的住宅建筑，如果是14 層以上的，那么每1 m2內的溫度恒為18℃，則24 小時內最大的耗電量可以計出為0.3 kW·h，以此類推，也可以計算其他節能建筑中采用這種采暖方式的耗電量情況。

其次，在節能建筑領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勢。 因為碳纖維電采暖的系統本身的特性，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在繳費時是通過購電的方式進行的，那么物業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，實現分布式建設、集中式管理，從而免去了傳統的集中供暖的熱源站建設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，建設起來比較方便，管理方面也更加的便捷，還能夠實現精準供熱。

4 結語

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勢的探究，可以發現這種電采暖方式是具有比較多的可取之處。 而從政策、技術以及經濟這幾個角度分析碳纖維電采暖在節能建筑領域的推廣可知，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展。