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地熱地板基本知識（3）--實木復合地板與地熱

發布時間：2010年5月8日   |   點擊次數： 2883

地熱地板基本知識（3）--實木復合地板與地熱
中國林產工業協會專家委員
吉林省林業科學研究院  副院長 (研究員) 王  軍
吉林省林產品質量監督檢驗站站長  
1 地熱環境及地板的含水率
關于地熱的重類和地熱條件下地表面的溫度及要求，我們已在地熱地板基本知識（2）中進行了詳細的論述。在現有的文獻中，我們還無法找到有關地熱環境條件下地板實際含水率變化的相關數據，為了得到相關資料，我們對北方地區的地熱環境進行了數百個點的實測。冬季地熱供暖條件下，用戶房間空氣的相對濕度多數都在20～40％，在供暖后期地板達到平衡后的含水率為4～6％。夏季地板的平均含水率在12～13％。如果保證夏季最潮的季節地板條之間未有縫隙（含水率在12～13％的狀態），到冬季的地暖極限環境（含水率4％狀態），地板的含水率最多要下降8％左右。如果我們不選擇穩定性好的地板，就一定會出現較大縫隙。所以，通常人民都是選擇變形小的復合類地板作為地熱地板。
2 多層實木復合地板
從地板的尺寸穩定性來看，多層實木復合地板變形量最小，因此，很多人都把多層實木復合地板作為地熱地板的首選之一。由于多層實木復合地板是兩種變形量不同的物質（木皮與多層膠合板）粘貼在一起（詳見表1），在地熱環境，表板的收縮量大，基材的收縮量小，例如：從夏季到冬季地熱環境，地板含水率要最高要下降8％，多層膠合板（基材）收縮量只有0.15mm，如果面層材料為香脂木豆，它的收縮量為2.2mm,二者就相差了2mm。如果二者粘貼在一起，表板必須要維持與基材同樣的尺寸，就相當于表板被拉伸了2mm,表板承受拉應力，當這個拉應力大于木材的橫紋抗拉強度，地板表板就產生開裂（見圖1）。

 

表1寬度為125mm各種材料隨含水率變化的變化量
 初含水率(%) 各種含水率的理論變化值(mm)
14% 16% 8% 5%
基材 8 125.113 125.150 125 124.94
面  材 12 125.550 125.825 123.9 122.53
變形差  -0.437 -0.675 +1.10 +2.41
基材應力  拉應力 拉應力 壓應力 壓應力
面材應力  壓應力 壓應力 拉應力 拉應力

表2寬度125mm香脂木豆多層實木復合地板的應力分布
 初含水率(%) 各種含水率的理論變化值(mm)
14% 16% 8% 5%
基材 8 125.113 125.150 125 124.94
面  材 12 125.550 125.825 123.9 122.53
變形差  -0.437 -0.675 +1.10 +2.41
基材應力  拉應力 拉應力 壓應力 壓應力
面材應力  壓應力 壓應力 拉應力 拉應力

多層實木復合地板在南方的潮濕環境(含水率14％～16％），面層受潮后膨脹量大于基材，面層必須與基材維持同樣的尺寸，面層相當于被壓縮，面層承受的是壓應力，所以在南方環境，地板的面層不會開裂。相反，在北方的干燥環境，面層失水后干縮量大于基材，面層必須與基材維持同樣的尺寸，面層承受的是拉應力，地板的面層就容易開裂（見表2）。為了使多層實木復合地板在地熱環境條件下面層不開裂，在產品的生產過程中，通過降低表板的含水率和預壓應力技術可以避免表板的開裂，但成本也相應提高。所以，消費者在購買多層實木復合地板時，不要盲目追求低價位的多層實木復合地板。通過試驗我們還發現，地板越寬越容易產生面裂，面皮越厚越易變形。用多層實木復合地板做地熱地板，面層的含水率控制在8％以下不會產生面裂。韓國和日本的地熱地板采用了分割應力技術，把寬板變成窄板也可以解決面裂的問題（見圖2）
圖3是面層厚度為4mm的實木復合地板隨含水率變化的變形情況，在地熱環境，面層干縮量大，面層越厚，地板表面的拉力就越大，地板在面層的拉力作用下產生瓦狀變形（圖3a）；同樣，在潮濕的環境，面層越厚，地板表面的膨脹應力就越大，對基材產生的壓力就越大，地板產生反向的瓦狀變形（圖3b）。如果地板的寬度在125mm左右，表板的厚度在2mm以下更安全。如果要用3～4mm厚度的面層，地板的寬度最好在70～80mm，也可以減少地板瓦狀變形的發生。
  
3 三層實木復合地板
三層實木復合地板中間層是比較厚的橫向板條，抗彎能力較強，不易產生瓦狀變形，面皮可以選擇3～4mm。作為地熱地板，最好不要選擇太寬或過長的地板，地板的尺寸越大，在地熱環境產生的縫隙也越大。尤其是寬面獨幅的三層實木復合地板，如果生產時，面層的含水率過高，在地熱環境條件下也會產生面層開裂（見圖4）。因此，作為地熱用的三層實木復合地板在生產時，要嚴格控制面層的含水率在合理的范圍。
如果我們選擇三層實木復合地板的表板厚度在2mm或小于2mm時，由于三層實木復合地板中間層是由木板條制成的，在加工過程中完全可以通過設備將其厚度加工的很平整。但由于芯板條有徑切、弦切，有邊材和心材，板
熱條件下板面的（肋骨狀）波紋。
條之間的含水率又不可能完全一致。在地熱條件下，當地板的含水率發生變化時，板條的膨脹量不同，在地板的板面上會出現明顯的（肋骨狀）波紋（見圖5）。如果三層實木復合地板面層厚度在3mm以上，就不會出現（肋骨狀）波紋現象。所以，面層厚度為2mm及其以下的三層實木復合地板不宜作為地熱地板。

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