木质地板用地采暖方式研究探讨

路志强

甘肃华能工程建设有限公司

1 前言

随着人民生活水平的不断提高，对冬季采暖舒适性追求不断提高。近年来，随着建筑行业快速发展，采暖技术革新加速，采暖木地板在新建住宅项目中应用日益普遍，且具有节省空间、不影响室内装饰设计和节能高效等特点，逐渐取代了传统的采暖方式。本文结合采暖木地板应用现状，深入研究了采暖木地板发热方式及其原理，探讨了采暖木地板发展前景，以期促进采暖木地板技术应用与推广。

2 采暖木地板概述

采暖木地板是将发热元件（如热水管道、发热电缆、电热膜、碳素材料等）置于木地板下，通过自下而上热量辐射，实现空间内热量传导，达到冬季采暖的目的。与传统的采暖片式取暖方式相比，采暖木地板符合冷、热空气流动一般规律，空间热量分布更为均匀。由于采暖木地板特殊的加热方式，对铺地材料要求严格，要求选用热传导性能良好、热稳定性强、抗变形的专用地采暖专用木地板。

根据调研，采暖木地板导热系数是板材的首要要求，导热系数应控制0.04W/（m·K）~0.12W/（m·K）范围内，木地板不易散热和导热，满足冬季采暖热传导性要求。木地板热稳定性要求木地板在供暖30min内达到26℃~28℃要求。各区域表面温度差异应小于5℃，以满足住宅内均匀传导热量要求，避免因各区域温差过大而影响采暖舒适性。同时，为防止木地板在使用过程中出现收缩、膨胀现象，要求板材具备较高的密度。

根据市场上木地板板材材质，可将木地板分为实木地板、实木复合地板、强化木地板、竹地板等。根据行业标准《地采暖用木质地板》（LY/T 1700—2007）划分，可将采暖用木地板划分为地采暖用实木复合地板、地采暖用浸渍纸层压木质地板和其他采暖用木质地板。

3 采暖用木地板应用现状分析

根据采暖用木地板采暖方式划分，可划分为热元件独立采暖木地板和热元件集成采暖两种方式。其中，热元件独立采暖木地板应用较为普遍，根据其取暖构造形式划分，可分为热水辐射取暖、发热电缆辐射取暖和电热膜辐射取暖等。发热元件集成木地板也被称为自发热木地板，该类型木地板发热元件位于地板结构中部，其发热元件主要以碳素材料为主，主要包括长丝碳纤维、远红外碳纤维低温发热纸、碳晶远红外线薄膜和纳米碳膜等，热元件通电后内部分子运动产生热量，并向上辐射取暖。不同类型采暖木地板应用现状如下。

3.1 热元件独立采暖木地板

热元件独立采暖木地板是将木地板与发热元件分离并分层铺设的采暖木地板构造，其中，发热元件位于木地板下方，发热元件与木地板之间加铺保温层，发热元件与对面基层之间加铺隔热层。当热水管、发热电缆或电热膜通电后，其产生的热量向上传导、敷设，下层保温隔热材料阻止热量向下传导，保持热量传导的单向性，维持木地板表面温度，实现冬季室内取暖目的。

3.1.1 低温热水辐射采暖

低温热水辐射采暖是采用温度低于60℃的热水作为热媒，热水管置于木地板下循环流动的冬季采暖方式。在低温热水辐射采暖中，热量的传导主要依赖于热水管辐射传导热量，其次为室内热量对流传导。根据相关实验研究，低温热水辐射采暖传热面向上，在室内纵向形成“负温度梯度”，垂直向室内空气温度变化均为、平缓，在0.5m以下空间内，由于木地板表面热传导对流换热作用，室内对流换热均匀、高效，减少了建筑围护结构无效耗热量，该方式具有经济性高、采暖性能良好、舒适性高等特点。在该类型采暖方式中，自上而下构造依次为：木质地板、隔离层、细石混凝土层、保护层、绝热层、防潮层、找平层，热水管位于细石混凝土层。在低温热水辐射采暖应用中，由于其构造特点，主要采用湿式铺设方法，过程中需浇筑细石混凝土，由于混凝土结构稳定性良好在，且蓄热能力强，可连续多年使用，施工技术较为成熟。近年来，随着室内装饰施工技术的发展，逐渐发展出了干式铺设技术，干式铺设技术与湿式铺设技术的区别在于以供热板结构替代热水管和混凝土填充层（如图1所示），供热板厚度一般小于35mm，必要时可设置金属导热层，以提高采暖木地板传热性能。与湿式铺设技术相比，干式铺设技术施工方便，对原建筑基层结构影响小，且易于维修维护。

图1 低温热水辐射木地板干式铺设构造图

3.1.2 发热电缆辐射采暖

发热电缆辐射采暖是借助低温发热电缆作为热源的取暖方式。发热电缆由热线、冷线和接地屏蔽层和外护套组成。为了提高采暖效率，提高发热电缆发热量，发热导线多采用合金电阻丝及碳纤维材料电缆，绝缘层材料通常采用耐高温性能优异的交联聚乙烯，接地屏蔽层多采用编制成网的金属层或沿发热电缆纵向围合形成的金属带。外保护套是保护电缆结构的外结构层，其材质多为聚氯乙烯材料。

在发热电缆辐射木地板铺设时，其基本构造与低温热水管铺设防水基本一致，可分为湿式和干式两种铺设方式。湿式铺设方式与低温热水管木地板一致。干式发热电缆辐射木地板多采用铝合金管槽开槽或管道敷设方式安装，该方式具有敷设方便、成本低等特点。

3.1.3 电热膜辐射采暖

电热膜辐射采暖方式中，由电绝缘材料和发热电阻材料组成的平面型发热元件组成，根据其发热性能，可分为高温电热膜和低温电热膜两种，一般在室内木地板采暖中多采用低温电热膜。电热膜通电后，在电阻作用下，将电能转化为热能，热能向上辐射实现热量传递。电热膜辐射木地板构造层自上而下依次为：木地板、电热膜、铝箔、聚苯板保温层、隔离防潮层。由于电热膜是电能取暖方式，不能直接用于地面辐射供热，需加设PVC真空套管，起到保护线路和防水阻燃的作用，以满足电热膜层使用性能和使用安全要求。

3.2 热元件集成采暖

热元件集成采暖木地板是将发热元件内置于木地板构造内部，形成发热元件与木地板集成化结构。内置面状发热元件经通电后，分子结构运动产生热量并向木地板结构传导。热元件集成采暖木地板结构自上而下依次为：木地板装饰面板、上层基材、木地板发热层、下层基材、平衡层、木地板下铺设隔热保温层。在集成热元件采暖木地板中，发热芯层材料为面状碳素材料，其材料材质可为碳纤维材料或纳米碳墨材料，厚度一般为3μm，柔韧性良好，优于电热丝，可任意折叠、切割，且其材料性质决定了只传热、不导电的特性，具有较高的安全性。随着碳纤维材料的研究，越来越多的企业开始研究碳纤维材料在集成采暖木地板中的应用，但就目前营业现状来看，碳纤维发热材料集成木地板生产成本较高，一般采用小径级杉木内置碳纤维发热线材制备集成发热元件木地板，其性能能够满足技术标准要求，可在30min内达到采暖温度要求，木地板表面温度保持在30℃~35℃范围内，且热量分布均匀，导热性能良好。

4 木地板采暖方式应用前景及建议措施

4.1 木地板采暖方式应用前景

根据数据统计，我国约一半以上人口、地区需冬季采暖，而传统的空调、暖气片等采暖方式面临占据空间大、能耗高等缺点，不适应新时期绿色节能发展理念，且对住宅建筑装修装饰设计造成不利影响。再次背景下，木地板供热逐渐取代了传统的采暖方式，成为新建建筑项目的主流采暖方式。与传统的采暖方式相比，木地板采暖方式具有节能、环保、调节温湿度等特点，兼具功能性、装饰性等功能，因此，木地板采暖将成为住宅建筑采暖的最佳选择。此外，随着我国政府大力推广绿色建筑，倡导建筑绿色节能，采暖木地板具有广阔的应用前景。

4.2 木地板采暖发展建议

当前，随着采暖木地板在住宅建筑项目中广泛应用，取得了良好的应用成果，但同时也面临技术、标准、售后等标准制订滞后等问题，因此，提出建议措施如下。

（1）加大技术研发力度。木地板作为现代建筑室内装饰装修的重要材料，随着消费者对生活品质的要求不断提高，对木地板性能、质量要求不断提高。当前，在采暖木地板研发中，为提高木地板采暖抗变形性能和热稳定性能，部分企业通过研究高温热处理技术、乙酰化处理等改性技术或木地板锁扣技术实现木地板产品改进。

此外，随着5G技术和物联网技术的发展，将木地板与智能温控技术相结合是采暖木地板研发的热点领域、部分企业将碳纤维电采暖系统进行智能化设计，通过在电源电路设计中增加智能温度控制器，可实现木地板采暖智能温控和温度报警，能够有效提高采暖木地板温度控制精度、节能效果。

（2）材料研发与应用。在发热元件研究和应用方面，部分企业着眼于相变储能材料和碳元素材料的研究和应用。相变储能材料是利用夜间用电低谷蓄能、日间热量释放的方法，以此降低采暖能耗，达到电网谷差调节的目的，改善采暖木地板被动发热模式。

（3）标准制订。当前，虽然我国采暖用木地板应用日益广泛，并取得了良好的应用成果，但相关技术标准不完善，仅有《地采暖用木质地板》（LY/T 1700—2007）、《地面辐射供暖木质地板铺设技术和验收规范》（WB/T 1037—2008）和《低温辐射电热膜》（JG/T 286—2010）等行业技术标准，其强制约束力不强，且制订时间较早，随着采暖木地板技术的发展，其技术标准和材质发生了一些变化。尤其是集成式采暖木地板广泛应用，其市场前景巨大，但相关技术标准缺乏，未能对产品质量形成有效约束，导致市场上采暖木地板质量参差不齐现象突出，严重影响采暖木地板技术应用推广并侵害了消费者权益。甚至存在较大的安全风险。

针对上述问题，应结合采暖木地板发展趋势，从国家顶层设计层面制定行业标准，详细规定采暖木地板安全性、稳定性、节能性和环保性技术指标，并明确相关性能指标检测方法，以便于质检检测部门开展质量检查和厂家约束自身产品质量行为。

5 结语

新时期背景下，随着建筑行业发展，居民对生活品质要求不断提高，采暖木地板作为一种新兴的采暖方式，具有节省空间、美观、节能等特点，日益成为新建住宅项目冬季采暖方式的首选。同时，随着采暖木地板材料、铺设技术的发展，木地板呈现多样化发展趋势，其产品性能存在一定的差异。为了促进采暖木地板推广与应用，行业企业应加大研发力度，锚准用户需求开发新型发热元件和构造的采暖木地板，政府应从规范行业和企业产品质量角度出发，制定相关技术标准，明确木地板安全性、稳定性、节能性和环保性技术指标，促进采暖木地板行业可持续发展。