基于地板的環(huán)保分析與研究

李優(yōu) 張慶 成諾 裴舒桐

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)房屋裝修與裝飾過(guò)程中環(huán)境中存在的環(huán)保問(wèn)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(yáng)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(kāi)展環(huán)保地板的分析及研究，以低碳環(huán)保為出發(fā)點(diǎn)，研究一種為了人類(lèi)的生存和子孫后代的健康又不釋放有害氣體的、同時(shí)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(jì)不同的地板圖案，以期達(dá)到更好地視覺(jué)欣賞效果，同時(shí)達(dá)到適應(yīng)新時(shí)代的節(jié)能要求并保證人類(lèi)健康需求的目的。

關(guān)鍵詞：地板 環(huán)保 太陽(yáng)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(lèi)：如純實(shí)木地板、實(shí)木與其他材料的復(fù)合地板、帶有負(fù)離子的木地板，風(fēng)景及風(fēng)水式地板、強(qiáng)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(lèi)健康和保護(hù)環(huán)境，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，同時(shí)為了人類(lèi)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(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的地板。地板輻射熱采用太陽(yáng)能供給是一種以太陽(yáng)能作為熱源并用收集器儲(chǔ)熱，然后再作為熱源去加熱供水，而被加熱過(guò)后的水則通過(guò)提前按照傳熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)，敷設(shè)在地下的蛇形管，盤(pán)居的蛇形管使地板溫度持續(xù)升高，從而達(dá)到對(duì)居室全面進(jìn)行供暖的目的。整個(gè)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(huì)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(jué)到辣眼睛甚至刺眼睛而導(dǎo)致的流眼淚，還會(huì)引發(fā)頭痛、胸悶甚至惡心、全身無(wú)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(shuō)世界公認(rèn)的甲醛，對(duì)人體危害極大。所以，設(shè)計(jì)一種兼具凈化空氣和實(shí)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(gè)方面，第一是利用活性炭實(shí)現(xiàn)凈化空氣的目的，第二是通過(guò)太陽(yáng)能將光能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)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(yáng)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(dòng)，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(huì)低2℃～3℃[1]。因此，擬研究一種地板可利用太陽(yáng)能清潔能源，依據(jù)外界溫度將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)升溫，以達(dá)到人類(lèi)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(hù)膜，這種保護(hù)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(dá)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(jì)不同的地板圖案，以期達(dá)到更好地視覺(jué)欣賞效果。

2 方案思路

地面輻射采暖時(shí)設(shè)計(jì)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?xiàng)l件及其對(duì)舒適感的需求，這將使得利用陽(yáng)能清潔能源，依據(jù)外界溫度將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)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(hù)膜，這種保護(hù)膜能夠吸除甲醛等污染化學(xué)物質(zhì)的太陽(yáng)能地板，除能夠進(jìn)行采暖外，依據(jù)顧客定制和季節(jié)變化設(shè)計(jì)不同的地板圖案，還能夠達(dá)到更好地視覺(jué)欣賞效果，并且針對(duì)受到人們的歡迎和關(guān)注。凈化型環(huán)保地板符合國(guó)家的節(jié)能減排政策，具有一定的多功能優(yōu)勢(shì)，有一定的用戶(hù)人群，應(yīng)用前景廣闊，并且符合中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布的《中國(guó)“住宅陽(yáng)光計(jì)劃”綱要》中提出的：目前綜合利用太陽(yáng)能技術(shù)和目前的產(chǎn)業(yè)條件，太陽(yáng)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(guó)實(shí)施“住宅陽(yáng)光計(jì)劃”的優(yōu)先及重點(diǎn)應(yīng)用的項(xiàng)目之一[1]。而將相變材料與輻射形 太陽(yáng)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(jià)格低的無(wú)機(jī)相變材料，但其存在相分離、腐蝕性強(qiáng)和過(guò)冷等問(wèn)題;方案二采用一種具有過(guò)冷度小、不出現(xiàn)相分離、腐蝕性小和熱性能穩(wěn)定的有機(jī)相變材料，綜合分析對(duì)比，研究一種地板可利用太陽(yáng)能清潔能源，依據(jù)外界溫度將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)能材料采用有機(jī)相變材料——二元相變儲(chǔ)能復(fù)合材料作為輻射形太陽(yáng)能環(huán)保地板采暖系統(tǒng)的儲(chǔ)能介質(zhì)[2]。通過(guò)升溫，以達(dá)到人類(lèi)宜居的環(huán)境溫度，該地板表面則覆蓋一種高效吸附保護(hù)膜，這種保護(hù)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(hù)膜能夠與地板復(fù)合為一體，達(dá)到吸附飽和后方便更換，以期達(dá)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(chǔ)量越來(lái)越少，提倡節(jié)能減排的今天，太陽(yáng)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(gè)行業(yè)拓展、探索并使用。開(kāi)發(fā)并充分利用環(huán)保太陽(yáng)能這種清潔能源，可以緩解能源短缺并能夠?yàn)橥苿?dòng)我國(guó)節(jié)能工作的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和實(shí)施。

作為輻射形太陽(yáng)能環(huán)保地板采暖系統(tǒng)的儲(chǔ)能介質(zhì)的二元相變儲(chǔ)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(dá)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(yáng)能的二元相變儲(chǔ)能復(fù)合材料相結(jié)合時(shí)，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)會(huì)更高;節(jié)能并且舒適，比采用空調(diào)進(jìn)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(guò)程不僅會(huì)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(huì)不斷出現(xiàn)[3]。環(huán)保和低碳太陽(yáng)能二元相變儲(chǔ)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(yáng)能，在降低有害氣體和污染物排放的同時(shí)，復(fù)合于其上的高效吸附保護(hù)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(duì)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(dá)到緩解氣候變暖的目的。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)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(jìn)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(qiáng)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(yáng)能集熱結(jié)合，更適用于對(duì)舒適性要求較高的房間。采用太陽(yáng)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(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)的環(huán)保型地板有實(shí)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(yáng)能，太陽(yáng)能的儲(chǔ)能材料采用二元相變儲(chǔ)能復(fù)合材料，這一系統(tǒng)中設(shè)計(jì)溫度控制調(diào)節(jié)器和保證熱水循環(huán)的水泵，利用太陽(yáng)光照射產(chǎn)生的光能進(jìn)行發(fā)電，結(jié)合輔助電力加熱進(jìn)水，進(jìn)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(kuò)展了太陽(yáng)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(xiàn)：

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

作者簡(jiǎn)介：1.李優(yōu)（1992-），女，山西太原人;太原工業(yè)學(xué)院，專(zhuān)業(yè)：無(wú)，學(xué)歷：碩士，職稱(chēng)：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(hù)。

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(zhǎng)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(yùn)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(xiàng)目，環(huán)保地板，項(xiàng)目編號(hào)GK2021

太原工業(yè)學(xué)院 030008