地热地板基本知识（3）--实木复合地板与地热
中国林产工业协会专家委员
吉林省林业科学研究院 副院长 (研究员) 王 军
吉林省林产品质量监督检验站站长
1 地热环境及地板的含水率
关于地热的重类和地热条件下地表面的温度及要求，我们已在地热地板基本知识（2）中进行了详细的论述。在现有的文献中，我们还无法找到有关地热环境条件下地板实际含水率变化的相关数据，为了得到相关资料，我们对北方地区的地热环境进行了数百个点的实测。冬季地热供暖条件下，用户房间空气的相对湿度多数都在20～40％，在供暖后期地板达到平衡后的含水率为4～6％。夏季地板的平均含水率在12～13％。如果保证夏季最潮的季节地板条之间未有缝隙（含水率在12～13％的状态），到冬季的地暖极限环境（含水率4％状态），地板的含水率最多要下降8％左右。如果我们不选择稳定性好的地板，就一定会出现较大缝隙。所以，通常人民都是选择变形小的复合类地板作为地热地板。
2 多层实木复合地板
从地板的尺寸稳定性来看，多层实木复合地板变形量最小，因此，很多人都把多层实木复合地板作为地热地板的首选之一。由于多层实木复合地板是两种变形量不同的物质（木皮与多层胶合板）粘贴在一起（详见表1），在地热环境，表板的收缩量大，基材的收缩量小，例如：从夏季到冬季地热环境，地板含水率要最高要下降8％，多层胶合板（基材）收缩量只有0.15mm，如果面层材料为香脂木豆，它的收缩量为2.2mm,二者就相差了2mm。如果二者粘贴在一起，表板必须要维持与基材同样的尺寸，就相当于表板被拉伸了2mm,表板承受拉应力，当这个拉应力大于木材的横纹抗拉强度，地板表板就产生开裂（见图1）。
表1宽度为125mm各种材料随含水率变化的变化量
初含水率(%) 各种含水率的理论变化值(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
变形差 -0.437 -0.675 +1.10 +2.41
基材应力 拉应力 拉应力 压应力 压应力
面材应力 压应力 压应力 拉应力 拉应力
表2宽度125mm香脂木豆多层实木复合地板的应力分布
初含水率(%) 各种含水率的理论变化值(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
变形差 -0.437 -0.675 +1.10 +2.41
基材应力 拉应力 拉应力 压应力 压应力
面材应力 压应力 压应力 拉应力 拉应力
多层实木复合地板在南方的潮湿环境(含水率14％～16％），面层受潮后膨胀量大于基材，面层必须与基材维持同样的尺寸，面层相当于被压缩，面层承受的是压应力，所以在南方环境，地板的面层不会开裂。相反，在北方的干燥环境，面层失水后干缩量大于基材，面层必须与基材维持同样的尺寸，面层承受的是拉应力，地板的面层就容易开裂（见表2）。为了使多层实木复合地板在地热环境条件下面层不开裂，在产品的生产过程中，通过降低表板的含水率和预压应力技术可以避免表板的开裂，但成本也相应提高。所以，消费者在购买多层实木复合地板时，不要盲目追求低价位的多层实木复合地板。通过试验我们还发现，地板越宽越容易产生面裂，面皮越厚越易变形。用多层实木复合地板做地热地板，面层的含水率控制在8％以下不会产生面裂。韩国和日本的地热地板采用了分割应力技术，把宽板变成窄板也可以解决面裂的问题（见图2）
图3是面层厚度为4mm的实木复合地板随含水率变化的变形情况，在地热环境，面层干缩量大，面层越厚，地板表面的拉力就越大，地板在面层的拉力作用下产生瓦状变形（图3a）；同样，在潮湿的环境，面层越厚，地板表面的膨胀应力就越大，对基材产生的压力就越大，地板产生反向的瓦状变形（图3b）。如果地板的宽度在125mm左右，表板的厚度在2mm以下更安全。如果要用3～4mm厚度的面层，地板的宽度最好在70～80mm，也可以减少地板瓦状变形的发生。
3 三层实木复合地板
三层实木复合地板中间层是比较厚的横向板条，抗弯能力较强，不易产生瓦状变形，面皮可以选择3～4mm。作为地热地板，最好不要选择太宽或过长的地板，地板的尺寸越大，在地热环境产生的缝隙也越大。尤其是宽面独幅的三层实木复合地板，如果生产时，面层的含水率过高，在地热环境条件下也会产生面层开裂（见图4）。因此，作为地热用的三层实木复合地板在生产时，要严格控制面层的含水率在合理的范围。
如果我们选择三层实木复合地板的表板厚度在2mm或小于2mm时，由于三层实木复合地板中间层是由木板条制成的，在加工过程中完全可以通过设备将其厚度加工的很平整。但由于芯板条有径切、弦切，有边材和心材，板
热条件下板面的（肋骨状）波纹。
条之间的含水率又不可能完全一致。在地热条件下，当地板的含水率发生变化时，板条的膨胀量不同，在地板的板面上会出现明显的（肋骨状）波纹（见图5）。如果三层实木复合地板面层厚度在3mm以上，就不会出现（肋骨状）波纹现象。所以，面层厚度为2mm及其以下的三层实木复合地板不宜作为地热地板。 