木地板应用与地暖系统中的差异和应注意的问题 重庆温馨时代暖通设备有限公司 刘月飞（温馨五一暖通班学员） 郭春雨（指导教师） 丁华 摘 要：“地热地板”的选择和应用不仅要关注其抗形变能力，还要考虑其热阻对地暖传热的影响。热阻低，传热效果好，木地板内应力小，木地板就不易变形。能够保证有效传热，并有很好的防潮、抗形变能力的木地板就是合格的“地热地板”。 关键词：地热地板 实木地板 强化地板 实木复合地板 竹木地板 软木地板 热阻 前 言： 木地板是现代家居最常用的地面装饰材料之一，随着生产工艺的发展和完善，防腐、防潮，抗变形能力强的木地板的应用越来越广泛，木地板全铺也已经蔚然成风。无论是室内还是室外，甚至在厨房、卫生间等比较潮湿的环境也开始应用。木地板也成为消费者最喜爱的产品，市民的地板消费也逐年上升。 “地热地板”是地暖发展后衍生出来的新词汇。地暖和木地板应该属于不同的行业，由于在使用过程中的关联关系，所以地暖的发展也促使木地板行业发生了一些微妙的变化。几乎所有的木地板在销售时都自称是“地热地板”。那么，什么样的木地板适合地暖应用？“地热地板”的具体含义是什么呢？ 由于不同行业的认知点不同，对于“地热地板”就有了认识差异。许多客户和木地板商，以及及木地板厂家关心的是“木地板变形”的问题；而作为地暖设计、施工企业更应该关心的是木地板热阻对传热的影响，并应采取相应的措施予以适应或克服。 一、 “地热地板”的定义 “地热地板”即指能够应用与低温辐射地板采暖系统的专用地板。 “地热地板”要符合以下几个要素：即几何尺寸稳定，甲醛、苯等有害物挥发低，吸水率低，变形量小，热阻低等。 “地热地板”的成品其实已经有了点儿百炼成钢的意味。在其制作过程中必须经过四个循环的严格检验。 通常认为适宜低温辐射地板采暖系统的木地板有以下几种：第一，7至8毫米厚的强化木地板；第二，8至12毫米厚的三层或多层叠压实木复合地板；第三，8毫米厚的拼接拼花地板或镶嵌拼花地板；第四，10至12毫米厚的实木平口地板；第五，长、宽、高分别小于600 ×60×15毫米的实木企口地板，最好的是200×40×10毫米规格的地板，在施工时拼成方形或人字形使其热变形均匀。 我们认为，在大空间使用木地板的地暖应用中，如果能够有效的控制供热负荷，即使木地板热阻偏大，也完全能够保证地暖的正常传热。 总之，地热采暖的木地板的选择要掌握以下原则：木地板的尺寸稳定性要好，热稳定要好，含水率偏低，这样地板受热后就不容易变形；要利于热交换和传导，垫层材料不宜过厚；地板厚度宜薄不宜厚，宜窄不宜宽，以利于抗变形、热传导的要求。 二、 木地板的分类 目前市场上的地板品种很多，此处只介绍一些常见的木地板种类： 1、实木地板 1） 平口实木地板： 外形为长方体、四面光滑、直边、生产工艺较简单。 2） 企口实木地板： 板面呈长方形，整片地板是一块单纯的木材，它有榫和槽，背面有抗变形槽，生产技术要求比较全面。 3） 拼方、拼花实木地板： 由多块小块地板按一定的图案拼接而成，呈方形，其图案有一定的艺术性或规律性。生产工艺比较讲究，要求的精密度高，特别是拼花地板，它可能由多种木材拼接而成，而不同木材的材性是不一致的。 4） 竖木地板：以木材横切面为板面，呈正四边形、正六边形或正八边形，其加工设备也是较为简单，但加工过程的重要环节是木材改性处理，关键克服湿胀干缩开裂。 5） 指接地板： 由相等宽度、不等长度的小地板条连接起来，开有槽和榫。一般与企口实木地板结构相同，并且安装简单、自然美观，变形较小。 6） 集成地板（拼接地板）： 由宽度相等小地板条指接起来，再由多片指接材横向拼接。这种地板是幅面大，边芯材混合，互相牵制、性能稳定、不易变形，单独一片就能给人一种天然的美感。 2、强化地板 3、实木复合地板 1) 三层实木复合地板 2) 多层叠压实木复合地板 3) 细木工贴面地板 4、竹木地板 5、软木地板 软木是天然橡树的皮，经过加工而成。天然橡树主要生长在地中海沿岸和我国秦岭地区。 软木地板的原料就是橡树的树皮，具有天然性、环保性、隔音性，经过处理后防潮效果也很好，尤其是带给人极佳的脚感。软木地板安静、柔软、舒适、耐磨，对老人和小孩的意外摔倒可提供极大的缓冲作用，其独有的吸音效果和保温性能也非常适合于卧室、会议室、图书馆、录音棚、家庭影音室等场所。 软木地板的密度分为三级400kg-450kg/m3;450kg-500kg/m3;大于500kg/m3。一般家庭选用400kg-450kg/m3足够，若室内有重物，可稍微选高些，总之能选用密度小的尽量选择密度小的，因其具有更好的弹性、保温、吸声、吸振等性能。 某品牌软木地板测试数据对比表
我们可以从上面这个表得知，测试环境温度：22.5℃，干燥的室内空间，测试采用模拟加热地板底部，经过统计并对比地板底部与地板表面的平均温度差进行对比，对比测试标准地板为经验证正常用于地暖使用的实木复合地板；测试样板为软木地板，5块，规格为600 × 300 × 3mm，鉴于测试条件，测试数据会有一定的允许范围内的偏差，本测试仅为对比两类地板的热阻系数，不做为任何形式的产品质量合格凭证。 通常软木地板的单位热阻大于常规实木地板或实木复合地板，所以，由于没有认真分析，有时会误得出“软木不适合地暖使用”的错误结论。而通过测试及以上数据分析，测试软木地板传热数据却优于普通实木地板或实木复合地板，主要是因为软木地板实际厚度（3mm～5mm）远小于常规木地板，地板底面与表面温差小，传热效果好，地板底面与表面温差小，地板内部变形内应力小，地板不易变形，软木地板的铺设工艺是在原始基面做水泥自流平后粘接，地板与地面有效接触，符合传热原理，更有利于地暖使用。地板非常适合应用与地暖，木性温，并具有静音和舒适的脚感，结合地暖的热惰性，一定会为您带来舒适和健康生活。所以可以得出结论，如果应用得当，软木更适合应用与低温辐射地板采暖系统。 传热学中，热流密度的计算公式为： ф=k·△t/△δ ф----热流密度 W k ----传热系数 W/㎡·K △t----温差 K △δ----厚度 mm 因为热阻 R = 1 / k ，推导出 R =ф·dδ/ dt。 通过以上实验分析，结论如下：我们近似认为地板测试的环境相同，热流密度相同。由于板厚为15、17、18……在5mm范围内不会有太大的影响。所以，我们近似的可以得到地板的热阻只于温差有关。有根据公式，我们知道R与dt（温差）有关，既二者成反比关系。
三、 造成“木地板”变形的主要原因及需要注意的问题 在数年的地暖系统推广和应用中，我们分析了一些木地板变形的案例，几乎都是使用或安装不当造成的，如地板下受潮积水和局部受热等。 经过实践和分析，我们发现造成木地板变形的主要原因有如下几点：木地板吸水率高造成的膨胀变形；木地板受热不均，内应力集中造成的翘曲变形； 针对以上几点，在选择和使用木地时应注意：木地板需要经过很好的脱水及防潮处理，使用时注意地面的干燥度；选择使用四面锁扣的木地板；铺设木地板时，尤其是铺设比较大规格的木地板时，应注意木地板不要跨越地暖的边缘地带，即不要使得木地板一半（局部）受热。 还有一点需要特别提示大家注意的木地板变形情况，在南方高湿度地区，空气中含水量的饱和度极高，在运行地暖的过程中，如果长时间的开窗，由于地表面是热的，空气是冷和潮湿的，木地板表面就会凝露，进而受潮，容易造成木地板变形。这在许多冬季刚刚装修完成，业主希望快速将潮湿的室内烘干，家里又没有人，长时间的开窗运行地暖后出现的此类问题。
四、 “木地板”应用于地暖的认识误区 认识误区一：关于木地板的变形量 通常客户或地板商更多的是关注木地板的“变形”问题。更多的强调“不变形”。而木地板厂家能够提供的检测报告中也只能提供甲醛或苯含量、变形量、吸水率等指标，几乎都没有热阻参数。 而作为地暖设计、施工企业，更关心的是热阻数据，或木地板应用于地暖是否对传热产生不利的影响。 认识误区二：木地板应用与地暖易变形 通常认为地暖温度高会造成木地板的变形，其实这个认识是不准确的。规范已经对成功地暖的供水温度及地表面温度有界定，即供水温度≤60℃，地表面温度≤29℃。并且地暖现在逐渐在向低温介质发展，我们现在通常做的地暖供水温度都≤45℃，甚至更低。而这已经接近或低于环境温度对木地板的影响。由于使用地暖使得木地板在不同季节的温差变小，所以说，成功地暖反而是木地板克服变形的一个有利因素。 认识误区三：实木地板“热阻大”，不适用于地暖 通常我们能够查阅到不同地面材料的热阻数据中，木地板的热阻数据都是最大的，所以就会想当然的认为实木地板不适用于地暖系统。实际上经过我们的测试发现，不同木地板间的热阻数据差异很大，甚至达到5倍以上。简单的以某类“木地板”的热阻大就认定“木地板不适用与地暖系统”是不准确的。 我们发现同是实木地板，不同树种木材的热阻数据不同。经测试发现，不同木材种类的热阻随木地板的重量增加而降低，木地板的热阻与总量成反比，即：木材的密度越大，其热阻越低。 通常越是名贵的木种，其质量越大，即密度越大，其热阻越小。所以我们认定，越是高档的木地板，质量越大，密度越大，热阻越小，更适合与地暖系统。 认识误区四：软木地板“热阻大”，不适用于地暖 我们在查看地板的热阻数据时会发现软木地板的单位热阻最大，所以就会认为软木地板是不适合低温辐射地板采暖的，这是一个非常大的误区。 实际上，地板总热阻是地板单位热阻与地板厚度的乘积。 在测试中我们发现，把几种常见的“木地板”拿来做热阻测试比较，软木地板的实际热阻是最小的，而这是为什么呢？就是因为软木地板通常都非常薄，大约3～5mm，所以其总热阻就小。也就是说，软木地板更适合于低温辐射地板采暖系统。 认识误区五：实木复合地板更适用于地暖 通常认为“实木复合地板更适用于地暖”主要是根据实木复合地板具有更好的抗形变能力而得出结论的。而我们认为这样的认识是不够全面的。 实木复合地板的加工是采用人工的方式将木材按经纬不同的方向错茎叠压，使得木材纤维按交错的方向延展，这样就使得木地板的内应力相互的抵消，达到克服地板变形的目的。 实际上，好的“地热地板”不仅要求有很好的抗形变能力，还需要热阻小、利于传热。而许多实木复合地板通常是在表面层采用较为高档的木种，中间层和底层通常是采用的一些木材杂料或废料，质量轻、密度小、热阻大，某种意义上说，是不利于地暖传热的。所以，简单的以“实木复合地板变形小”作为适用于地暖的依据是不够充分的。 在我们测试的不同实木复合地板中，热阻不同的情况也是很普遍的。在同一厂家的不同种类实木复合地板中，实测热阻数据差异也是很大的，需要注意。 某品牌实木复合地板测试数据对比表
五、 怎样更好的选择地板 选择地热地板，应该根据地热采暖方式的特殊性来决定，适应冷热反复变换和利于热传导。在同样的情况下，实木地板较强化地板变形量大，强化地板较多层木地板变形量大。因而，在选择地暖地板时最好要符合以下几点： 1、 尺寸稳定性要好： 主要是看地板的基材密度及内结合强度，内结合强度越高，说明地板承受温度变化的能力越好，不至于发生开裂等现象，只有基材卫相对致密的木材的地板，才能保证长期在高温下不开裂、不变形。 2、 吸水率低、耐潮湿环境： 即吸水厚度膨胀率。用于水热地面辐射采暖的地板要求在高湿状态下尺寸变化小，膨胀率要小于等于2.5%。一般来说，膨胀率越小，地板的防潮性能越好。 3、 甲醛等有害物挥发低： 要求在长间加热的条件下，甲醛释放量不会超标。消费者在选择地热地板时，一定要尽可能选择甲醛含量低的地板，因为温度越高，甲醛释放量越多，在相对封闭的居室内，再加上室内其它物品造成的甲醛释放，室内甲醛有可能超标，对人体造成伤害。 4、 传热效果要快 ： 目前市场上能提供热传导系数的品牌不多，消费者在购买时除了要求商家提供符合国家标准的检测数据外，还可以根据如下原则选择“地热地板”，即：地板薄和地板重。通常来说，越薄的地板总热阻越小；越重的地板密度越大，越有利于传热。 总体而言，应把握宜薄不宜厚、宜重不宜轻、环保性能好、传热性能好的原则。 六、 使用和保养的问题 1、 初次使用时控制热媒温度，加热要循序渐进：使用地热地板时，要注意循序渐进地给地暖和地板加热。初次运行控制热媒温度不要太高，最好不要超过45℃，地表面温度≤22℃，逐渐升温。
2、 正常使用地暖也应控制热媒温度和地表面温度：正常使用地暖时，控制热媒不要超过55℃，地表面温度≤29℃。长时间后再次启用地热采暖系统时，也要像第一次使用那样，严格按加热程序升温。一般的家庭，冬季室温达到22℃左右，就已经很舒服了，正常升温的话，是不会影响地热地板的使用的。
3、 关闭地热系统，注意降温要渐进：随着季节的推移，当天气暖和起来，室内不再需要地热系统供暖时，应注意关闭地热系统也要有一个过程，地板的降温过程也要循序渐进，不可骤降，如果降温速度太快的话，也会影响地板的使用寿命。
4、 北方或空气干燥地区可以考虑加湿：过度干燥也是造成木地板变形的因素之一。冬季气候干燥，加上使用地热采暖，地板长期处在高温的情况下，容易干裂，这时业主有必要给房间加湿，以免地板干裂变形。
5、 南方潮湿地区使用要注意不要长时间开窗运行地暖：潮湿地区空气含水饱和度高，如若长时间开窗运行地暖，由于地板是热的，空气是冷和湿的，会在木地板表面形成凝露，造成木地板受潮变形。
结束语 通过研究和分析，我们会发现对于“地热地板”或“木地板”在地暖系统的应用中，许多我们通常的认识是有局限性或者是错误的。通过比较和分析，我们发现，只要满足基本的制造和铺装条件，几乎所有的地板都是可以应用与地暖系统的。 通过测试和分析，我们可以更加客观的认识问题，并科学、合理的选择应用与地暖的地面材料，保证地暖系统的正常使用，以及选择适合及舒适的木地板。 此文也只代表一家之言，难免有失偏颇。希望通过讨论的形式与大家共同提高地暖应用技术。欢迎大家批评指正！ 2011-9-1
参考文献： 《低温热水地面辐射供暖应用技术规程》。
作者简介： 刘月飞，大专学历，重庆温馨五一高级机电暖通班2011界毕业学员。经过4年机电专科学习和1年的暖通专业课程学习。现从事分户供暖供冷系统设计师工作。 郭春雨，重庆温馨时代暖通设备有限公司总工程师，重庆五一技师学院暖通专业班召集人、授课老师，学生论文指导老师。 丁华，重庆木地板行业协会秘书长。
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