木質地板用地采暖方式研究探討

路志強

甘肅華能工程建設有限公司

1 前言

隨著人民生活水平的不斷提高，對冬季采暖舒適性追求不斷提高。近年來，隨著建筑行業快速發展，采暖技術革新加速，采暖木地板在新建住宅項目中應用日益普遍，且具有節省空間、不影響室內裝飾設計和節能高效等特點，逐漸取代了傳統的采暖方式。本文結合采暖木地板應用現狀，深入研究了采暖木地板發熱方式及其原理，探討了采暖木地板發展前景，以期促進采暖木地板技術應用與推廣。

2 采暖木地板概述

采暖木地板是將發熱元件（如熱水管道、發熱電纜、電熱膜、碳素材料等）置于木地板下，通過自下而上熱量輻射，實現空間內熱量傳導，達到冬季采暖的目的。與傳統的采暖片式取暖方式相比，采暖木地板符合冷、熱空氣流動一般規律，空間熱量分布更為均勻。由于采暖木地板特殊的加熱方式，對鋪地材料要求嚴格，要求選用熱傳導性能良好、熱穩定性強、抗變形的專用地采暖專用木地板。

根據調研，采暖木地板導熱系數是板材的首要要求，導熱系數應控制0.04W/（m·K）~0.12W/（m·K）范圍內，木地板不易散熱和導熱，滿足冬季采暖熱傳導性要求。木地板熱穩定性要求木地板在供暖30min內達到26℃~28℃要求。各區域表面溫度差異應小于5℃，以滿足住宅內均勻傳導熱量要求，避免因各區域溫差過大而影響采暖舒適性。同時，為防止木地板在使用過程中出現收縮、膨脹現象，要求板材具備較高的密度。

根據市場上木地板板材材質，可將木地板分為實木地板、實木復合地板、強化木地板、竹地板等。根據行業標準《地采暖用木質地板》（LY/T 1700—2007）劃分，可將采暖用木地板劃分為地采暖用實木復合地板、地采暖用浸漬紙層壓木質地板和其他采暖用木質地板。

3 采暖用木地板應用現狀分析

根據采暖用木地板采暖方式劃分，可劃分為熱元件獨立采暖木地板和熱元件集成采暖兩種方式。其中，熱元件獨立采暖木地板應用較為普遍，根據其取暖構造形式劃分，可分為熱水輻射取暖、發熱電纜輻射取暖和電熱膜輻射取暖等。發熱元件集成木地板也被稱為自發熱木地板，該類型木地板發熱元件位于地板結構中部，其發熱元件主要以碳素材料為主，主要包括長絲碳纖維、遠紅外碳纖維低溫發熱紙、碳晶遠紅外線薄膜和納米碳膜等，熱元件通電后內部分子運動產生熱量，并向上輻射取暖。不同類型采暖木地板應用現狀如下。

3.1 熱元件獨立采暖木地板

熱元件獨立采暖木地板是將木地板與發熱元件分離并分層鋪設的采暖木地板構造，其中，發熱元件位于木地板下方，發熱元件與木地板之間加鋪保溫層，發熱元件與對面基層之間加鋪隔熱層。當熱水管、發熱電纜或電熱膜通電后，其產生的熱量向上傳導、敷設，下層保溫隔熱材料阻止熱量向下傳導，保持熱量傳導的單向性，維持木地板表面溫度，實現冬季室內取暖目的。

3.1.1 低溫熱水輻射采暖

低溫熱水輻射采暖是采用溫度低于60℃的熱水作為熱媒，熱水管置于木地板下循環流動的冬季采暖方式。在低溫熱水輻射采暖中，熱量的傳導主要依賴于熱水管輻射傳導熱量，其次為室內熱量對流傳導。根據相關實驗研究，低溫熱水輻射采暖傳熱面向上，在室內縱向形成“負溫度梯度”，垂直向室內空氣溫度變化均為、平緩，在0.5m以下空間內，由于木地板表面熱傳導對流換熱作用，室內對流換熱均勻、高效，減少了建筑圍護結構無效耗熱量，該方式具有經濟性高、采暖性能良好、舒適性高等特點。在該類型采暖方式中，自上而下構造依次為：木質地板、隔離層、細石混凝土層、保護層、絕熱層、防潮層、找平層，熱水管位于細石混凝土層。在低溫熱水輻射采暖應用中，由于其構造特點，主要采用濕式鋪設方法，過程中需澆筑細石混凝土，由于混凝土結構穩定性良好在，且蓄熱能力強，可連續多年使用，施工技術較為成熟。近年來，隨著室內裝飾施工技術的發展，逐漸發展出了干式鋪設技術，干式鋪設技術與濕式鋪設技術的區別在于以供熱板結構替代熱水管和混凝土填充層（如圖1所示），供熱板厚度一般小于35mm，必要時可設置金屬導熱層，以提高采暖木地板傳熱性能。與濕式鋪設技術相比，干式鋪設技術施工方便，對原建筑基層結構影響小，且易于維修維護。

圖1 低溫熱水輻射木地板干式鋪設構造圖

3.1.2 發熱電纜輻射采暖

發熱電纜輻射采暖是借助低溫發熱電纜作為熱源的取暖方式。發熱電纜由熱線、冷線和接地屏蔽層和外護套組成。為了提高采暖效率，提高發熱電纜發熱量，發熱導線多采用合金電阻絲及碳纖維材料電纜，絕緣層材料通常采用耐高溫性能優異的交聯聚乙烯，接地屏蔽層多采用編制成網的金屬層或沿發熱電纜縱向圍合形成的金屬帶。外保護套是保護電纜結構的外結構層，其材質多為聚氯乙烯材料。

在發熱電纜輻射木地板鋪設時，其基本構造與低溫熱水管鋪設防水基本一致，可分為濕式和干式兩種鋪設方式。濕式鋪設方式與低溫熱水管木地板一致。干式發熱電纜輻射木地板多采用鋁合金管槽開槽或管道敷設方式安裝，該方式具有敷設方便、成本低等特點。

3.1.3 電熱膜輻射采暖

電熱膜輻射采暖方式中，由電絕緣材料和發熱電阻材料組成的平面型發熱元件組成，根據其發熱性能，可分為高溫電熱膜和低溫電熱膜兩種，一般在室內木地板采暖中多采用低溫電熱膜。電熱膜通電后，在電阻作用下，將電能轉化為熱能，熱能向上輻射實現熱量傳遞。電熱膜輻射木地板構造層自上而下依次為：木地板、電熱膜、鋁箔、聚苯板保溫層、隔離防潮層。由于電熱膜是電能取暖方式，不能直接用于地面輻射供熱，需加設PVC真空套管，起到保護線路和防水阻燃的作用，以滿足電熱膜層使用性能和使用安全要求。

3.2 熱元件集成采暖

熱元件集成采暖木地板是將發熱元件內置于木地板構造內部，形成發熱元件與木地板集成化結構。內置面狀發熱元件經通電后，分子結構運動產生熱量并向木地板結構傳導。熱元件集成采暖木地板結構自上而下依次為：木地板裝飾面板、上層基材、木地板發熱層、下層基材、平衡層、木地板下鋪設隔熱保溫層。在集成熱元件采暖木地板中，發熱芯層材料為面狀碳素材料，其材料材質可為碳纖維材料或納米碳墨材料，厚度一般為3μm，柔韌性良好，優于電熱絲，可任意折疊、切割，且其材料性質決定了只傳熱、不導電的特性，具有較高的安全性。隨著碳纖維材料的研究，越來越多的企業開始研究碳纖維材料在集成采暖木地板中的應用，但就目前營業現狀來看，碳纖維發熱材料集成木地板生產成本較高，一般采用小徑級杉木內置碳纖維發熱線材制備集成發熱元件木地板，其性能能夠滿足技術標準要求，可在30min內達到采暖溫度要求，木地板表面溫度保持在30℃~35℃范圍內，且熱量分布均勻，導熱性能良好。

4 木地板采暖方式應用前景及建議措施

4.1 木地板采暖方式應用前景

根據數據統計，我國約一半以上人口、地區需冬季采暖，而傳統的空調、暖氣片等采暖方式面臨占據空間大、能耗高等缺點，不適應新時期綠色節能發展理念，且對住宅建筑裝修裝飾設計造成不利影響。再次背景下，木地板供熱逐漸取代了傳統的采暖方式，成為新建建筑項目的主流采暖方式。與傳統的采暖方式相比，木地板采暖方式具有節能、環保、調節溫濕度等特點，兼具功能性、裝飾性等功能，因此，木地板采暖將成為住宅建筑采暖的最佳選擇。此外，隨著我國政府大力推廣綠色建筑，倡導建筑綠色節能，采暖木地板具有廣闊的應用前景。

4.2 木地板采暖發展建議

當前，隨著采暖木地板在住宅建筑項目中廣泛應用，取得了良好的應用成果，但同時也面臨技術、標準、售后等標準制訂滯后等問題，因此，提出建議措施如下。

（1）加大技術研發力度。木地板作為現代建筑室內裝飾裝修的重要材料，隨著消費者對生活品質的要求不斷提高，對木地板性能、質量要求不斷提高。當前，在采暖木地板研發中，為提高木地板采暖抗變形性能和熱穩定性能，部分企業通過研究高溫熱處理技術、乙?；幚淼雀男约夹g或木地板鎖扣技術實現木地板產品改進。

此外，隨著5G技術和物聯網技術的發展，將木地板與智能溫控技術相結合是采暖木地板研發的熱點領域、部分企業將碳纖維電采暖系統進行智能化設計，通過在電源電路設計中增加智能溫度控制器，可實現木地板采暖智能溫控和溫度報警，能夠有效提高采暖木地板溫度控制精度、節能效果。

（2）材料研發與應用。在發熱元件研究和應用方面，部分企業著眼于相變儲能材料和碳元素材料的研究和應用。相變儲能材料是利用夜間用電低谷蓄能、日間熱量釋放的方法，以此降低采暖能耗，達到電網谷差調節的目的，改善采暖木地板被動發熱模式。

（3）標準制訂。當前，雖然我國采暖用木地板應用日益廣泛，并取得了良好的應用成果，但相關技術標準不完善，僅有《地采暖用木質地板》（LY/T 1700—2007）、《地面輻射供暖木質地板鋪設技術和驗收規范》（WB/T 1037—2008）和《低溫輻射電熱膜》（JG/T 286—2010）等行業技術標準，其強制約束力不強，且制訂時間較早，隨著采暖木地板技術的發展，其技術標準和材質發生了一些變化。尤其是集成式采暖木地板廣泛應用，其市場前景巨大，但相關技術標準缺乏，未能對產品質量形成有效約束，導致市場上采暖木地板質量參差不齊現象突出，嚴重影響采暖木地板技術應用推廣并侵害了消費者權益。甚至存在較大的安全風險。

針對上述問題，應結合采暖木地板發展趨勢，從國家頂層設計層面制定行業標準，詳細規定采暖木地板安全性、穩定性、節能性和環保性技術指標，并明確相關性能指標檢測方法，以便于質檢檢測部門開展質量檢查和廠家約束自身產品質量行為。

5 結語

新時期背景下，隨著建筑行業發展，居民對生活品質要求不斷提高，采暖木地板作為一種新興的采暖方式，具有節省空間、美觀、節能等特點，日益成為新建住宅項目冬季采暖方式的首選。同時，隨著采暖木地板材料、鋪設技術的發展，木地板呈現多樣化發展趨勢，其產品性能存在一定的差異。為了促進采暖木地板推廣與應用，行業企業應加大研發力度，錨準用戶需求開發新型發熱元件和構造的采暖木地板，政府應從規范行業和企業產品質量角度出發，制定相關技術標準，明確木地板安全性、穩定性、節能性和環保性技術指標，促進采暖木地板行業可持續發展。