碳纤维电采暖在节能建筑领域推广的可行性

张小梅 石松林

（北京嘉洁能科技股份有限公司，北京 101102）

0 引言

我国对于取暖的需求较大， 尤其是近年来南方的取暖需求地非常旺盛， 而且国家对于建筑物的节能等级的要求也越来越高，就北方地区而言，其节能等级是强制在65 以上的。 结合我国现有的一些自然资源和本身的气候环境， 我国室内取暖的能源主要来源于天然气和电能，无论是以上哪一种能源，在应用于节能建筑领域时，都会存在一些缺陷。 而碳纤维电采暖方式，更能够满足社会长远发展的需要，在进行电采暖时更加健康和高效，因此，探究这种电采暖方式节能建筑领域中的应用具有重要意义。

1 关于碳纤维电采暖方式的采暖原理分析

碳纤维主要是一种有机纤维通过碳化和石墨化处理后，得到微晶石墨材料，它的强度和模量都是比较高的，而且可以较好地抵抗高温和腐蚀，抗疲劳效果也较好，在导电和导热方面都具有显著的优势[1]。

而碳纤维电采暖的原理， 主要是借助电能的引发和激励，然后经过碳分子团进行布朗运动，在这个过程中， 碳分子之间会进行一系列的互相撞击和摩擦，然后产生热能以及大量的红外线辐射。 这种电采暖方式的电能与热能之间的转换率较高， 可以达到98%以上。

2 利用碳纤维进行电采暖的优势分析

本文之所以去探究在节能建筑领域中推广碳纤维电采暖方式的可行性，更多的是因为碳纤维电采暖方式具有其特定的一些优势。

第一，碳纤维电采暖方式可以让人有更强的舒适感[2]。利用碳纤维进行电采暖，能够以比较科学合理地将热力学温度控制在一定范围，可以在室内整个地面上进行持续的低温散热，散热面积较大，而且散热均匀， 让室内的温度从下而上地慢慢地进行2～3℃的递减。 当人们处在采用这种供暖方式的建筑里面时，会有一种脚温头凉的感觉，让人感觉到比较熟悉，将热量极大地集中于能够提高人体温度的地方。

第二， 碳纤维电采暖方式相较于其他的采暖方式，会更加健康。 探究碳纤维地暖所释放的热量可以发现，这种热量主要是一种远红外射能量，它的波长主要在5～15 um，超过80%的能量能够和人体红外线进行重合， 也是一种比较健康的进行医疗治理的光波。 在节能建筑中采用这种电采暖方式，可以帮助人们在室内进行红外线理疗， 让人们在取暖的同时，也变得更健康。

第三， 碳纤维电采暖方式比较节能。 从碳纤维电采暖的原理进行分析可以发现，当进行室内取暖时，使用碳纤维电取暖方式能够比其他常用的供热方式更加节能[3]。 例如，当需要满足相同的温度条件时，采用碳纤维电采暖方式所设置地暖温度可以比其他的采暖方式所设置的温度要低几摄氏度。

3 在节能建筑领域中推广碳纤维电采暖方式的可行性分析

分析碳纤维电采暖方式在节能建筑领域中推广的可行性，主要可以从政策、技术以及经济这几个大的角度进行。

3.1 政策角度的可行性分析

从国家政策的角度而言，因为在传统的采暖方式中所借助的能源大部分都是不可再生的，而且大部分是非清洁能源，不利于社会的持续健康发展。 同时，我国幅员辽阔，能源需求较大，其中，电能方面的压力也是不可轻视的。 考虑到现实中的种种因素，为促进我国用电均衡，做好削峰填谷工作，有效地缓解我国的电网压力，提高对于电能的利用率，我国相关部门在2013 年发布了相关政策，在我国全国范围内，推广峰谷用电的方式[4]。 同时，相关部门也出台了一些鼓励居民更多地使用电采暖方式进行取暖的通知，对主动使用电采暖的建筑，在采暖期间可以不按照梯度电价进行电费的计取，促进了节能建筑领域对碳纤维电采暖的推广。

3.2 技术角度的可行性分析

从技术的角度而言，在节能建筑领域推广碳纤维电采暖技术比较成熟可靠，也具备一定的可行性。

首先，碳纤维电采暖系统的线路连接方式进行研究可以发现，该系统所采用的是并联电路，这种连接方式可以提高整个系统运行的安全性和便捷性，发生意外时， 可以极大地降低事故对这个系统的影响，将风险降到最低。

其次，碳纤维电采暖系统的接头是专用的，这种接头通常都是在生产车间就与并联连接部位进行了一体化的连接，不需要进行现场连接，从而可以有效避免一些意外事故。

再者，碳纤维电采暖系统和产品在使用过程中具有较高的安全保障。 碳纤维电热体的材料是比较特殊的，是一种全黑体的半导体材料，这种材料在电能和热能之间的转换效率较高且工作状态发热体只产生微电流。 同时，分析碳纤维电采暖产品线体可以发现，其线体的绝缘防护较好，同时，还有电热系统和回路漏电保护器的防护，而且在节能建筑中铺设这种采暖系统的时候，对于接地要求也比较高，可以更好地提高使用安全性。

3.3 经济角度的可行性分析

从经济的角度而言，在节能建筑领域推广碳纤维电采暖方式比较经济可行。

首先，碳纤维电采暖方式的成本和费用较低。 按照特定的计算方式进行碳纤维电采暖成本的计算可以发现，在节能建筑中采用这种采暖方式的耗电量较低。 进行计算时候，可以先设计建筑热负荷，将建筑室内最高气温设计为25℃，按照国家对于节能建筑设计标准，可知，一般的住宅建筑，如果是14 层以上的，那么每1 m2内的温度恒为18℃，则24 小时内最大的耗电量可以计出为0.3 kW·h，以此类推，也可以计算其他节能建筑中采用这种采暖方式的耗电量情况。

其次，在节能建筑领域推广碳纤维电采暖，在管理维护和费用的分摊方面具有优势。 因为碳纤维电采暖的系统本身的特性，所以通常很少需要进行维护和管理工作，也不用另外安排专门的工作人员进行值班管理，可以极大地降低工作人员的劳动强度，缩减管理方面的费用支出。 另外，在进行费用缴纳的时候，因为这种电采暖系统在缴费时是通过购电的方式进行的，那么物业在进行居民取暖费用的收取时，也可以减缓一些压力，避免一些不必要的麻烦。

再者，碳纤维电供暖方式，可以借助平台是信息化的管理手段，实现分布式建设、集中式管理，从而免去了传统的集中供暖的热源站建设一次性的大资金投入， 而且也不需要进行挖沟破路之类的土建工程，建设起来比较方便，管理方面也更加的便捷，还能够实现精准供热。

4 结语

综上所述，通过对碳纤维电采暖的采暖原理的分析，以及对这种采暖方式优势的探究，可以发现这种电采暖方式是具有比较多的可取之处。 而从政策、技术以及经济这几个角度分析碳纤维电采暖在节能建筑领域的推广可知，其有比较高的可行性的，进一步推广这种电采暖方式有利于社会更长远的发展。