基于地板的環保分析與研究

李優 張慶 成諾 裴舒桐

摘要：針對傳統房屋裝修與裝飾過程中環境中存在的環保問題，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物質;采用綜合分析法開展環保地板的分析及研究，以低碳環保為出發點，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境中甲醛等有害氣體作用的環保型地板，還可以依據顧客定制和季節變化設計不同的地板圖案，以期達到更好地視覺欣賞效果，同時達到適應新時代的節能要求并保證人類健康需求的目的。

關鍵詞：地板 環保 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合地板、帶有負離子的木地板，風景及風水式地板、強化式復合木地板和竹子地板等。而通常地板的環保性是指為了人類健康和保護環境，堅持可持續發展狀態，同時為了人類需求的環保屬性以及和子孫后代更健康，所研究和生產的有害氣體滿足國家標準要求的地板。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設計，敷設在地下的蛇形管，盤居的蛇形管使地板溫度持續升高，從而達到對居室全面進行供暖的目的。整個系統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致的流眼淚，還會引發頭痛、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，設計一種兼具凈化空氣和實現溫度調節的環保型地板是可行的。研究包括兩個方面，第一是利用活性炭實現凈化空氣的目的，第二是通過太陽能將光能轉化為電能，實現地板的升溫。

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境之間，將具有輻射范圍和溫度調節的多重作用，符合居住環境加熱的需求，并且具有舒適感。居室空間內空氣的流動，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，和傳統的釆暖系統相比，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，依據外界溫度將太陽能轉化為電能，通過升溫，以達到人類宜居的環境溫度，該地板表面擬復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物質，并能將污染物質轉化為有益于人體健康的清潔物質，達到更加環保、提高居住安全性的要求。此外，還可以依據顧客定制和季節要求設計不同的地板圖案，以期達到更好地視覺欣賞效果。

2 方案思路

地面輻射采暖時設計環保地板的溫度要求一般為24℃～28℃，依據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，依據外界溫度將太陽能轉化為電能，并且實現對居室環境的凈化成為可能。因此，復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物質的太陽能地板，除能夠進行采暖外，依據顧客定制和季節變化設計不同的地板圖案，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注。凈化型環保地板符合國家的節能減排政策，具有一定的多功能優勢，有一定的用戶人群，應用前景廣闊，并且符合中華人民共和國住房和城鄉建設部頒布的《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和目前的產業條件，太陽能清潔能源應用方面的供熱水式輻射環保地板采暖技術與系統已經基本成為我國實施“住宅陽光計劃”的優先及重點應用的項目之一[1]。而將相變材料與輻射形 太陽能環保地板采暖系統相結合，又將取得較好的節能環保效果。方案一采用一種導熱系數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、不出現相分離、腐蝕性小和熱性能穩定的有機相變材料，綜合分析對比，研究一種地板可利用太陽能清潔能源，依據外界溫度將太陽能轉化為電能，儲能材料采用有機相變材料——二元相變儲能復合材料作為輻射形太陽能環保地板采暖系統的儲能介質[2]。通過升溫，以達到人類宜居的環境溫度，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物質，并能將污染物質轉化為有益于人體健康的清潔物質，具有高效吸附性能的活性炭保護膜能夠與地板復合為一體，達到吸附飽和后方便更換，以期達到更高環保的需求。

3 低碳環保方面的作用

在常規性的能源，如石油、煤等能源存儲量越來越少，提倡節能減排的今天，太陽能做為能夠被工業和民用行業普及的、用之不竭，取之不盡的可循環使用的清潔能源正在被各個行業拓展、探索并使用。開發并充分利用環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能工作的可持續發展戰略和實施。

作為輻射形太陽能環保地板采暖系統的儲能介質的二元相變儲能復合材料，能夠做為一種采暖的介質，它比其他傳統采暖系統要求室的溫條件低兩至三度[1]，因此，能夠達到更高的節能標準，具有更好地節能效果。尤其是輻射地板與環保太陽能的二元相變儲能復合材料相結合時，節能標準會更高;節能并且舒適，比采用空調進行溫度調節的舒適性更佳。

絕大多以煤、天然氣甚至是電力作為熱源的傳統式采暖系統，在煤、天然氣以及電力的生產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[3]。環保和低碳太陽能二元相變儲能復合材料地板輻射方式釆暖系統，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，復合于其上的高效吸附保護膜能夠吸除甲醛等污染化學物質，并能將污染物質轉化為有益于人體健康的清潔物，對防止污染、居室環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 結論

通過對環保地板的采暖系統的分析與研究，結合日常使用的暖通器材采暖進行分析比較后，得出環保地板的采暖系統能夠保證居室溫度分布更加均勻、舒適感更強并且能夠節約能源。因此，融合創新的要求，構思居家使用的環保地板，以地板作為末端的采暖方式適合與太陽能集熱結合，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，將光能不斷轉化成電能，研究一種兼具凈化空氣和實現溫度調節的環保型地板有實現的可能性。環保地板的升溫采用低碳環保型能源—太陽能，太陽能的儲能材料采用二元相變儲能復合材料，這一系統中設計溫度控制調節器和保證熱水循環的水泵，利用太陽光照射產生的光能進行發電，結合輔助電力加熱進水，進一步保證水的溫度穩定性，也保證了系統加熱的連續性;擴展了太陽能環保地板的采暖及凈化作用;環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合材料[J]. 城市建設理論研究， 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合材料[J]. 太陽能學報， 2015（8）：2042-2045.

[3] 李茂強. 試析采暖通風設計在建筑節能工程中的應用途徑[J]. 寫真地理， 2021（13）： 1674-3733.

作者簡介：1.李優（1992-），女，山西太原人;太原工業學院，專業：無，學歷：碩士，職稱：助教，現就職單位：太原工業學院，研究方向：武器系統防護。

2.張慶（2000-），男，山西榆社人，學歷：本科，太原工業學院在讀，研究方向：安全工程

3.成諾（1999-），女，山西長治，學歷：本科，太原工業學院在讀，研究方向：安全工程

4.裴舒桐（2001），女，山西運城，學歷：本科，太原工業學院在讀，研究方向：安全工程

太原工業學院 大學生創新訓練項目，環保地板，項目編號GK2021

太原工業學院 030008