李优 张庆 成诺 裴舒桐

摘要：针对传统房屋装修与装饰过程中环境中存在的环保问题，为了提高房屋的居住安全性，为了保证人体的健康，拟探索、分析及研究利用太阳能的地板，并且能够吸除甲醛等污染化学物质;采用综合分析法开展环保地板的分析及研究，以低碳环保为出发点，研究一种为了人类的生存和子孙后代的健康又不释放有害气体的、同时能够起到净化居住环境中甲醛等有害气体作用的环保型地板，还可以依据顾客定制和季节变化设计不同的地板图案，以期达到更好地视觉欣赏效果，同时达到适应新时代的节能要求并保证人类健康需求的目的。

关键词：地板 环保 太阳能 污染 净化

1 研究背景

家用地板主要可分成常用的几大类：如纯实木地板、实木与其他材料的复合地板、带有负离子的木地板，风景及风水式地板、强化式复合木地板和竹子地板等。而通常地板的环保性是指为了人类健康和保护环境，坚持可持续发展状态，同时为了人类需求的环保属性以及和子孙后代更健康，所研究和生产的有害气体满足国家标准要求的地板。地板辐射热采用太阳能供给是一种以太阳能作为热源并用收集器储热，然后再作为热源去加热供水，而被加热过后的水则通过提前按照傳热系统设计，敷设在地下的蛇形管，盘居的蛇形管使地板温度持续升高，从而达到对居室全面进行供暖的目的。整个系统是以地板面积作为散热面积的，多属于辐射形散热方式，其中辐射形换热的量占总热量的百分之六十以上。辐射形地板在散热式供暖既具有清洁性，又具有安全性和舒适性。

生活中，房间在装修之后通常会产生多种刺激性气体，而其中包括的游离性甲醛，成为让人感觉到辣眼睛甚至刺眼睛而导致的流眼泪，还会引发头痛、胸闷甚至恶心、全身无力的主要原因之一。癌症的主要致病源之一就是这种游离性甲醛，也就是说世界公认的甲醛，对人体危害极大。所以，设计一种兼具净化空气和实现温度调节的环保型地板是可行的。研究包括两个方面，第一是利用活性炭实现净化空气的目的，第二是通过太阳能将光能转化为电能，实现地板的升温。

辐射型地板采暖的基本工艺是依靠收集的辐射换热将太阳能的热量传递到物体和空间环境之间，将具有辐射范围和温度调节的多重作用，符合居住环境加热的需求，并且具有舒适感。居室空间内空气的流动，在高度方向上的温度分布更均匀，并且温度梯度不大，热损失亦小，和传统的釆暖系统相比，要求条件会低2℃～3℃[1]。因此，拟研究一种地板可利用太阳能清洁能源，依据外界温度将太阳能转化为电能，通过升温，以达到人类宜居的环境温度，该地板表面拟复合一种高效吸附保护膜，这种保护膜能够吸除甲醛等污染化学物质，并能将污染物质转化为有益于人体健康的清洁物质，达到更加环保、提高居住安全性的要求。此外，还可以依据顾客定制和季节要求设计不同的地板图案，以期达到更好地视觉欣赏效果。

2 方案思路

地面辐射采暖时设计环保地板的温度要求一般为24℃～28℃，依据人体的心理和生理条件及其对舒适感的需求，这将使得利用阳能清洁能源，依据外界温度将太阳能转化为电能，并且实现对居室环境的净化成为可能。因此，复合一种活性炭的高效吸附保护膜，这种保护膜能够吸除甲醛等污染化学物质的太阳能地板，除能够进行采暖外，依据顾客定制和季节变化设计不同的地板图案，还能够达到更好地视觉欣赏效果，并且针对受到人们的欢迎和关注。净化型环保地板符合国家的节能减排政策，具有一定的多功能优势，有一定的用户人群，应用前景广阔，并且符合中华人民共和国住房和城乡建设部颁布的《中国“住宅阳光计划”纲要》中提出的：目前综合利用太阳能技术和目前的产业条件，太阳能清洁能源应用方面的供热水式辐射环保地板采暖技术与系统已经基本成为我国实施“住宅阳光计划”的优先及重点应用的项目之一[1]。而将相变材料与辐射形 太阳能环保地板采暖系统相结合，又将取得较好的节能环保效果。方案一采用一种导热系数大并且价格低的无机相变材料，但其存在相分离、腐蚀性强和过冷等问题;方案二采用一种具有过冷度小、不出现相分离、腐蚀性小和热性能稳定的有机相变材料，综合分析对比，研究一种地板可利用太阳能清洁能源，依据外界温度将太阳能转化为电能，储能材料采用有机相变材料——二元相变储能复合材料作为辐射形太阳能环保地板采暖系统的储能介质[2]。通过升温，以达到人类宜居的环境温度，该地板表面则覆盖一种高效吸附保护膜，这种保护膜能够吸除甲醛等污染化学物质，并能将污染物质转化为有益于人体健康的清洁物质，具有高效吸附性能的活性炭保护膜能够与地板复合为一体，达到吸附饱和后方便更换，以期达到更高环保的需求。

3 低碳环保方面的作用

在常规性的能源，如石油、煤等能源存储量越来越少，提倡节能减排的今天，太阳能做为能够被工业和民用行业普及的、用之不竭，取之不尽的可循环使用的清洁能源正在被各个行业拓展、探索并使用。开发并充分利用环保太阳能这种清洁能源，可以缓解能源短缺并能够为推动我国节能工作的可持续发展战略和实施。

作为辐射形太阳能环保地板采暖系统的储能介质的二元相变储能复合材料，能够做为一种采暖的介质，它比其他传统采暖系统要求室的温条件低两至三度[1]，因此，能够达到更高的节能标准，具有更好地节能效果。尤其是辐射地板与环保太阳能的二元相变储能复合材料相结合时，节能标准会更高;节能并且舒适，比采用空调进行温度调节的舒适性更佳。

绝大多以煤、天然气甚至是电力作为热源的传统式采暖系统，在煤、天然气以及电力的生产过程不仅会污染空气，并且释放出大量的CO2，CO2将引起气候逐渐变暖，而极端天气会不断出现[3]。环保和低碳太阳能二元相变储能复合材料地板辐射方式釆暖系统，使用清洁能源—太阳能，在降低有害气体和污染物排放的同时，复合于其上的高效吸附保护膜能够吸除甲醛等污染化学物质，并能将污染物质转化为有益于人体健康的清洁物，对防止污染、居室环境的净化起到了一定的作用，而且还能够减少二氧化碳排放，达到缓解气候变暖的目的。

4 结论

通过对环保地板的采暖系统的分析与研究，结合日常使用的暖通器材采暖进行分析比较后，得出环保地板的采暖系统能够保证居室温度分布更加均匀、舒适感更强并且能够节约能源。因此，融合创新的要求，构思居家使用的环保地板，以地板作为末端的采暖方式适合与太阳能集热结合，更适用于对舒适性要求较高的房间。采用太阳光照射的方式，将光能不断转化成电能，研究一种兼具净化空气和实现温度调节的环保型地板有实现的可能性。环保地板的升温采用低碳环保型能源—太阳能，太阳能的储能材料采用二元相变储能复合材料，这一系统中设计温度控制调节器和保证热水循环的水泵，利用太阳光照射产生的光能进行发电，结合辅助电力加热进水，进一步保证水的温度稳定性，也保证了系统加热的连续性;扩展了太阳能环保地板的采暖及净化作用;环保地板保证轻便并且使用方便快捷，适合大部分人群使用。

参考文献：

[1] 尹东鹏，李少博. 用于太阳能地板辐射采暖的相变储能复合材料[J]. 城市建设理论研究， 2015（19）：1415-1416.

[2] 李晓辉，刘振法，郭茹辉，张利辉. 用于太阳能地板辐射采暖的相变储能复合材料[J]. 太阳能学报， 2015（8）：2042-2045.

[3] 李茂强. 试析采暖通风设计在建筑节能工程中的应用途径[J]. 写真地理， 2021（13）： 1674-3733.

作者简介：1.李优（1992-），女，山西太原人;太原工业学院，专业：无，学历：硕士，职称：助教，现就职单位：太原工业学院，研究方向：武器系统防护。

2.张庆（2000-），男，山西榆社人，学历：本科，太原工业学院在读，研究方向：安全工程

3.成诺（1999-），女，山西长治，学历：本科，太原工业学院在读，研究方向：安全工程

4.裴舒桐（2001），女，山西运城，学历：本科，太原工业学院在读，研究方向：安全工程

太原工业学院 大学生创新训练项目，环保地板，项目编号GK2021

太原工业学院 030008