暖心地板：世界上最省電的采暖方式之一
珠穆朗瑪峰潛伏的“殺機”
2007年7月7日，在一個全球氣候危機演唱會上，一個叫彼得·希拉里的人說：“全球變暖正迅速改變世界第一高峰珠穆朗瑪峰的面目，以致他幾乎無法認出�！�
彼得·希拉里是人類首次登頂珠峰的新西蘭人埃德蒙·希拉里爵士的兒子，他曾兩次登頂珠峰。他說：“頂峰過去在5320米處，今年這個高度已經(jīng)降到了5280米，這都是因為冰川從上而下在融化。”他的話讓我們感到了一絲潛伏的殺機。因為1953年5月29日，他的父親希拉里爵士首次登上珠峰時，曾搭建過帳篷的冰川在過去20年里已經(jīng)倒退了3英里。
科學(xué)家們認為，未來50年，如果按目前的融化速度，那些長度在半英里至3英里之間的冰川將會融化為一塊塊的雪塊。更糟的是會給居住在喜馬拉雅山下的印度、尼泊爾、中國居民帶來影響。一方面是山川地貌改變；另一方面形成大型湖泊，有爆發(fā)洪水的威脅。
聯(lián)合國的調(diào)查也顯示，在喜馬拉雅地區(qū)約9000個冰川湖泊中，已有200多個存在爆發(fā)洪水的危險�？茖W(xué)家們估計，現(xiàn)在的洪水比1985年的洪水大20倍。 這個恐怖的描述，不能不讓我們聯(lián)想到歷史上的大洪水。 1988年孟加拉國發(fā)生特大洪水，淹沒了1/3以上的國土，3000萬人無家可歸，淹死餓死的人不計其數(shù)，洪水竟使這個國家成為全世界最貧窮的國家之一。1998年中國的“世紀洪水”到處肆虐，29個省受災(zāi)，農(nóng)田受災(zāi)面積3.18億畝，受災(zāi)人口2.23億人，經(jīng)濟損失達1666億元。這一年恰恰是世界氣象組織報告的“最溫暖的年份”。
彼得·希拉里說：“我曾親眼看到冰川湖水沖破堤岸，造成災(zāi)難性的后果。那場景就像一顆爆炸的原子彈，瞬間摧毀了一切。不幸的是，今天的洪水是過去根本不能相比的�！� 據(jù)有關(guān)國際組織統(tǒng)計，洪水造成死亡的人口占所有自然災(zāi)害死亡人口的75%，經(jīng)濟損失占到的40%。更嚴重的是洪水總是在人口稠密、農(nóng)業(yè)墾殖度高、江河湖泊集中、降雨充沛的地方發(fā)生。如中國、孟加拉國、美國、日本、印度、歐洲等。
這些情況讓人們的心徹底懸了起來，在人類的近代史上，除了戰(zhàn)爭給人造成的恐慌之外，氣候變暖造成的洪水災(zāi)害，似乎一下子會將人類帶到地獄之門。美國《時代周刊》甚至預(yù)言：“在社會經(jīng)濟發(fā)展的今天，如果我們?nèi)祟愒俨患右钥酥�，最后可能會被自己�?chuàng)造的生產(chǎn)和生活方式所消滅�！�
全球變暖 誰是“元兇”？
這些情況給人類敲響了警鐘，一系列針對全球氣候變暖的調(diào)查密集展開，隱匿在氣候變化背后的“罪魁”被逐步發(fā)掘出來。
人們發(fā)現(xiàn)，人類近一個世紀以來，大量使用煤炭、石油、天然氣，排放出了大量的CO2。由于這些氣體對來自太陽輻射的可見光具有高度的透過性，而對地球反射出來的長波輻射又具有高度的吸收性，因此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”，導(dǎo)致全球氣候開始變暖。而大量使用煤炭、石油、天然氣的領(lǐng)域恰恰是近代工業(yè)革命以，來給人類帶來高度現(xiàn)代化生活的建筑、工業(yè)、交通„„等諸多領(lǐng)域。
顯然，工業(yè)革命的進步，把原來人類很少接觸的煤炭、石油、天然氣開發(fā)出來用于發(fā)展經(jīng)濟和提高人們的生活水平，卻不曾想到又給自己的未來埋下了隱形的定時炸彈；當我們已經(jīng)適應(yīng)了這種現(xiàn)代化的生活方式時，未來又變得險象環(huán)生。 我們不得不重新審視人與自然、經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的關(guān)系。
“拯救人類的最后機會”
1992年，在巴西里約熱內(nèi)盧，有153個國家和歐共體的代表簽署了一份《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，這是世界上第一個為遏制溫室氣體排放、應(yīng)對全球變暖的國際公約。中國是該公約最早的10個締約方之一。公約明確規(guī)定，發(fā)達國家率先大幅減排，發(fā)展中國家在得到發(fā)達國家的資金、技術(shù)支持下積極采取減排行動。
1997年，各締約方在日本又通過了《京都議定書》； 2007年12月12日，聯(lián)合國又確立了“巴厘島路線圖”；
2009年12月，再次在哥本哈根召開世界氣候峰會，有192個國家的首腦參加會議。
哥本哈根會議，被喻為是“拯救人類最后一次機會”的大會，會議使“低碳經(jīng)濟”理念獲得了全球認同，并成為新的經(jīng)濟發(fā)展規(guī)則。過去高能耗、高污染的發(fā)展模式被拋棄，以節(jié)能減排為主題的全球第二次工業(yè)革命拉開了序幕。矛頭首先指向了建筑、工業(yè)、交通……等諸多“耗能大戶”。
神秘的“液態(tài)碳系電熱轉(zhuǎn)換材料”
2007年1月24日，國際能源研究權(quán)威——美國落基山學(xué)院的院長艾默里·洛文斯在達沃斯世界經(jīng)濟論壇上向各國領(lǐng)導(dǎo)人提了一個建議，他說：“提高能效是最有效、最便宜、最具發(fā)展前景、卻也是最容易被忽視的一種方法”。
這的確是一個絕妙的建議。不過早在2005年，在我國江蘇淮安，王柏泉教授就已經(jīng)開始了這一方向的探索之旅。他研發(fā)的項目是“液態(tài)碳系電熱轉(zhuǎn)換材料”，一種用來提高電能效率的重要材料。
自一八九三年，人們發(fā)現(xiàn)了一種叫“合金電熱絲”的電熱轉(zhuǎn)換材料后，曾引起了一場工業(yè)革命，我們現(xiàn)在常見的電子、電器、醫(yī)療、化工等行業(yè)的電熱設(shè)備都有它的身影，可以說它無處不在。但是合金電熱絲有一個致命的弱點，就是電熱轉(zhuǎn)換率低，僅有57%，原因是它是立體發(fā)熱體，有強光和感抗效應(yīng)損失，熱損耗較大。事實上它在造福人類的同時，也造成了嚴重的電能浪費和碳排放。在這種情況下，人們不得不尋找新的高效節(jié)能的材料。
受碳纖維的啟發(fā)，本世紀初，液態(tài)碳系電熱材料應(yīng)運而生，由于其電熱轉(zhuǎn)換率大于95%，美國、日本、韓國等許多國家紛紛在此布下了棋子，開始了競爭前的研發(fā)。但十幾年來，各國的專家反復(fù)研究試驗，也取得了許多理論成果，但研發(fā)都死死停留在了使用壽命只有5000小時這個“短命”的檻上遲遲無法突破，大自然的規(guī)律有時似乎確實無法抗拒。
在漫長的探索過程中，人們在期待科技上的突破。有些企業(yè)迫于社會對高效節(jié)能產(chǎn)品的需求，不得不匆匆投入生產(chǎn)和應(yīng)用。如2000年-2005年，在美國、日本、韓國以及我國東北地區(qū)時興一時的有些電熱膜采暖產(chǎn)品，采用的就是這種碳漿制成，雖然得到了一定的應(yīng)用，但是隨著時間的檢驗，最終大都因“命短”衰落了。
物質(zhì)的世界就是這么神秘復(fù)雜。當人們發(fā)現(xiàn)了一種物質(zhì)的利用價值后，但它又會設(shè)置重重迷霧和障礙，讓人無法利用它。如何破解這一難題，對研發(fā)這一材料的學(xué)術(shù)界來說不亞于破解“哥德巴赫猜想”。 王柏泉教授告訴記者：“中國作為世界最大的電能消費國，如果在這一領(lǐng)域沒有自己的核心技術(shù)，那就是自己沒盡到責(zé)任。因此中國的研發(fā)上無論如何都應(yīng)該走在世界前列�！�
全球第一片“暖芯” 中國造
2007年7月，是一個重要時間節(jié)點。這個時期，王柏泉教授的“液態(tài)碳系電熱材料”取得了突破性的進展。經(jīng)過反復(fù)研究、上萬次的試驗，終于解決了阻值不均勻、易龜裂脫落、電熱性能衰減快等致命的弱點。經(jīng)國家遠紅外產(chǎn)品檢測中心按36%的抗衰期檢測，使用壽命超過10萬小時。專家估計，若按50%的抗衰期檢測，使用壽命估計超過50年。
這是全球第一片高效節(jié)能的“暖芯”。神奇的是它只有３微米厚，厚度只相當于人頭發(fā)的1/25，而且像紙一樣可任意折疊切割，只傳熱不導(dǎo)電，是一種優(yōu)秀的電熱轉(zhuǎn)換材料。
專家認為，“暖芯”的研發(fā)成功有可能帶來一場涉及電子、電器、醫(yī)療、器械等諸多領(lǐng)域的節(jié)能改革。就像當年英國劍橋大學(xué)的卡文迪什實驗室傳出那個破譯DNA遺傳密碼的驚人消息一樣，一系列令人驚嘆的新成果接重而至。 或許“暖芯”將是一把解開諸多領(lǐng)域節(jié)能減排難題的“鑰匙”。
“暖芯” 劍指---采暖節(jié)能
2007年7月，距聯(lián)合國在巴厘島舉行世界氣候大會還有5個月時間，王柏泉教授的研發(fā)也進入了應(yīng)用階段。能否在新一輪全球減排談判進行之前，將“暖芯”應(yīng)用到節(jié)能減排形勢最為嚴峻的領(lǐng)域？他在與時間賽跑。
他首先把“暖芯”應(yīng)用到了我國最大的“能耗大戶”---建筑采暖上。他告訴記者，他的想法源自于一個經(jīng)常被忽略的事實。在建筑、交通、工業(yè)“三大能耗大戶”中，建筑的二氧化碳排放占世界總排量的幾乎50%，尤其令人擔心的是，這一排放量還在呈現(xiàn)向上的趨勢，中國工程院院士江億用‘黑洞’來形容建筑的能耗。
當人們將目光一次次聚焦在巨大的建筑“能耗黑洞”上時，集中供暖、空調(diào)采暖、地暖、電采暖的能耗“隱私”也逐漸暴露，并在人們心目中開始變得“黯然失色”，尋找高效節(jié)能的替代產(chǎn)品就成了一件迫在眉睫的事情。
王柏泉教授堅信，除了未來利用太陽能、淺層地能、空氣能、生物質(zhì)能等可再生能源部分解決建筑采暖的能耗問題外，“暖芯”是目前世界上最有效的節(jié)能方法之一。
一次性解決“歷史遺留問題”
2008年，“暖芯”獲得了強有力的改革支持者，這次國家隊出手了。國家發(fā)改委給予了“暖芯”高新技術(shù)產(chǎn)品專項資金的大力支持；江蘇省給予了重大科技成果轉(zhuǎn)化項目專項資金立項的支持，“暖芯”走上了開發(fā)應(yīng)用的快車道。
王柏泉教授將“暖芯層、遠紅外層”一次性直接植入到地板中，期望開發(fā)出一種集地板、采暖、保健三效合一的“暖芯地板”。這是一個顛覆性的結(jié)構(gòu)設(shè)計，他徹底拋棄了世界沿用了上百年的通過地下管道供熱的方式，讓所有材料都化零為整到一塊地板中，希望避免輸送環(huán)節(jié)的熱損耗。
他說，地暖是先在房間的水泥地面上鋪設(shè)20～35mm泡沫板，然后鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)；再將管道以蛇形方式綁扎在鋼絲網(wǎng)上；還得抹上40～50mm的水泥砂漿；最后再鋪設(shè)木地板。熱源先得加熱蛇形盤管；再加熱水泥砂漿；再傳導(dǎo)到木地板；而木地板又是熱的不良導(dǎo)體，發(fā)熱緩慢而效率低，熱量就是這樣被消耗的。而且施工復(fù)雜材料多，一旦管道堵塞或損壞，維修困難甚至不可能。
正如一位哲學(xué)家說的“當人們習(xí)以為常的思維方式消退時，解藥也蘊藏在其中。”王柏泉教授審視著各種采暖方式，發(fā)現(xiàn)著能耗的“隱私”，也給自己開發(fā)“暖芯地板”提供著寶貴的經(jīng)驗。
2008年3月，“暖芯地板”通過小試、中式、試銷，“地板+暖芯層+遠紅外層”的組合實現(xiàn)了“地板裝飾+采暖+保健”的功能組合。這是一個堪稱完美的組合，其95%以上的電熱轉(zhuǎn)換率（鍋爐供暖的熱效率只有50%左右、電纜\電熱膜地暖的熱轉(zhuǎn)換率只有60%左右）、溫度設(shè)置在18-20度時每平米0.058度/時的耗電量（一般電采暖的耗電量為每平米2度/時，公共建筑內(nèi)中央空調(diào)的耗電量為每平米60-70度/時）、超過35年的使用壽命（美日韓同類技術(shù)及產(chǎn)品僅有2年的使用壽命）、熱損耗幾乎接近“零”（其它采暖方式熱損耗為50%左右）、無電磁輻射等一系列遙遙領(lǐng)先的數(shù)據(jù)讓世界同行刮目相看，一舉突破了歐、美、韓、日及我國其它研究機構(gòu)歷經(jīng)十多年未能突破的技術(shù)障礙。
與此同時，植入地板中的遠紅外層也有了異曲同功的效果。集中在10到12微米的波譜范圍，恰好與太陽光中的遠紅外屬于同一波段。置身這樣的房間，就像沐浴在陽光里一樣。而且它能激活人體內(nèi)的水分子，提高身體含氧量；促進新陳代謝；延緩衰老、保持精力旺盛；還能激活免疫細胞，加速病灶修復(fù)，對風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、肩周炎等疾病都有預(yù)防和理療作用，因此人們把這種遠紅外線稱為“生命的光波”。這是一個多么奇妙的世界。
2008年7月，“暖芯地板”投入規(guī)�；a(chǎn)及銷售，出品的“暖芯地板”取名為“Sunlike尚蘭格”， 源自德國薩克森州著名的高科技城“太陽谷”---一個號稱“沒有冬天的城市”。
“暖芯地板”采暖的時代來臨
2010年4月28日，國家住建部鑒于尚蘭格“暖芯地暖”可能對世界建筑采暖產(chǎn)生巨大影響，召集幾十位權(quán)威專家組成評審委員會，在北京進行了縝密而嚴苛的科技成果鑒定。 我國著名暖通專家劉剛教授看到實驗數(shù)據(jù)后感到萬分驚訝，他說：“室內(nèi)溫度設(shè)置在19度以上，每平方米耗電量僅為0.058度/時，沒有比這個再省電的材料了；另外使用壽命超過35年，這在全球都也是個絕無僅有的，這些數(shù)據(jù)非常棒！”
鑒定會上，評審委員會成員一致認為：暖芯地板，代表了世界尖端科技，對我國采暖節(jié)能意義重大，對促進我國地板、地暖兩大行業(yè)升級換代影響巨大，它的誕生可能預(yù)示著一個新的采暖時代的來臨。”
2010年，一向以掌握世界尖端科技著稱的西方發(fā)達國家或許無論如何都想不到，中國此時已經(jīng)掌握了采暖節(jié)能的又一“核武器”，已經(jīng)將西方發(fā)達國家的同類技術(shù)遠遠拋在了后面。但在我國的四川、江蘇、浙江、貴州、安徽、河南等地的老百姓已經(jīng)確切的知道，市場上已經(jīng)有了高效節(jié)能的采暖產(chǎn)品。
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