运动木地板结构性能及设计原则

　　体育木地板结构性能主要包括冲击吸收率、标准垂直变形、相对垂直变形率、球的反弹率、噪声扩散和振动传播等。影响体育木地板结构的主要因素为冲击吸收率、标准垂直变形、相对垂直变形率、球的反弹率4个功能性指标。因标准垂直变形指的是在面层地板受外力作用时，受力点上的垂直变形情况，而相对垂直变形率则是表示面层地板受外力作用时，受力点上的垂直变形与距受力点规定距离（500mm距离）的变形值的比值。因此，本章节主要以冲击吸收率、标准垂直变形、球的反弹率3项功能性指标为研究对象，研究体育木地板结构性能。

　　1.体育馆用木质地板的结构设计原则

　　当今国际知名的体育木地板品牌，在结构的设计上大多采用复合结构形式，单层结构形式已不多见，其原因在于单层结构形式的体育木地板无论从技术功能、运动功能还是保护功能均不能满足高水平竞技比赛的需求。但从另一方面考虑，我国的整体竞技水平还不高，国内各地区的国民经济发展水平不均衡，体育馆设施规模及水平参差不齐，而我国长期以来又没有属于自主产权的体育木地板的标准。因此，目前我国在体育木地板的结构设计上还是一个空白点，国内各专业体育木地板生产企业基本都在仿造国外先进国家的产品，对结构性能和技术参数的理解上与国外厂商相比还存在着很大的差距。体育木地板的结构设计是以能够提供特殊专业的运动功能、保护功能和技术功能为前提，同时兼顾生产、施工、使用功能、材料规格尺寸以及耗材造价等因素，具有能够长期、持续地承受高强度、大负荷，并能符合高水平的体育赛事要求。要能够在激烈的竞技运动中以人为本，最大限度地降低运动员在体育木地板上因跑动、弹跳、急停及旋转等所带来的运动损伤可能性，符合生物力学规律、更好适应运动员激烈地快节奏的竞技运动。均匀的运动平衡性、抗震性、减震性、隔音性是体育木地板设计的依据与原则。

　　2.体育馆用木质地板不同结构层的材料和性能要求

　　因体育木地板受体育馆的建设规模、用途、技术指标要求以及投资状况等原因影响，其结构形式也有所不同，相同结构层不同材料的体育木地板其结构性能也有显著的差异，但无论何种结构形式的体育木地板，整体结构性能应达到国家标准GB/T20239-2006《体育馆用木质地板》中相应的功能指标规定。

　　复合型体育木地板结构由面层地板、毛地板层、龙骨层、防潮层和弹性垫块等组成，各结构层的材料选择和功用将对体育木地板的整体结构产生不同的影响。

　　面层地板材料：面层地板通常使用的材料为实木地板或实木集成地板或实木复合地板。面层地板的材质及性能对体育木地板的功能性起着重要的作用。面层地板材料（实木地板或体育木地板集成地板或实木复合地板的表板）一般选择气干密度＞0.60gcm3，力学强度高，弹性好，木纤维长度＞1000m的阔叶材，面层地板的厚度一般在10-22mm，表面硬度以国家标准中规定的滚动载荷指标来表征，其中表面残余压痕≤0.5mm，且经专用滚动载荷装置滚压后面层地板表面不应有毛刺、裂纹、断裂、劈裂和表面漆膜损坏等现象。

　　毛地板层材料：也是体育木地板的载荷分布层，是体育木地板的重要结构层。在竞赛用体育木地板中，由于铺设有毛地板层，使体育木地板具有良好的表面平整性和整体冲击吸收功能。毛地板所用材料多为松木实木板材或多层落叶松胶合板（通常厚度为12mm）。采用实木板材作为毛地板层结构时，有满铺方式（毛地板间不留间隙紧密铺装）、等间距斜铺方式（相邻毛地板间有一定的间隙，且铺设角度与主龙骨成45°角）以及等间距直铺方式（相邻毛地板间有一定的间隙，且铺设角度与主龙骨成90°角）。体育木地板整体结构性能的优良，毛地板层性能是不可忽视的，竞赛用体育木地板结构中的毛地板层采用多层胶合板结构的居多。而采用软质松木板材铺设的毛地板层，单从体育木地板整体功能指标上，具有良好的弹性功能，但由于尺寸稳定性较差，目前应用的比较少。

　　毛地板层是铺设在面层地板下层的结构层，应具有较高的抗腐性能和结构稳定性，而多层落叶松胶合板结构与实木板材相比，无论结构特性还是力学性能，均好于实木结构，著名的ROBBINS体育木地板结构中的毛地板材料均采用落叶松胶合板，应用于NBA等高水平竞技比赛用体育馆的地板工程中。

　　龙骨层材料：对于双层龙骨结构的体育木地板，龙骨层分主龙骨层和辅龙骨层，其两层的龙骨规格尺寸和结构形式一样，双层龙骨层具有非常好的结构稳定性和整体弹性性能，增大了结构层的空气流动空间。对于单层龙骨层结构，因只有一层龙骨层，一般这样的结构形式主要是用于简易和健身用室内体育馆。

　　龙骨层所用材料多为实木板、方材、指接拼板、单板层积材（LVL）或落叶松多层胶合板。单纯的实木板、方材作为龙骨应用的较少，原因是实木板方材的结构稳定性较差，建筑施工验收规范对其含水率的要求也不高，一般为≤25%（GB50206-2002）受环境温湿度变化较大，易造成体育木地板结构的变形，影响体育木地板技术性能。目前国际上流行的结构形式多为集成组合板材和LVL的龙骨结构，上述结构的突出特点在于整体力学性能极佳，静曲强度和弹性模量分别为62MPa-67MPa，12000MPa-14000MPa。指接拼板和LVL二者均为结构用材，因此自身的性能远高于普通材料的性能，国内应用指接拼板和LVL作为龙骨材料的代表企业有大连千森木业有限公司和上海丛学娣体育设施发展有限公司，德国泰步体育木地板（HARO）的专利技术之一，集成组合结构实木龙骨已有十几年的历史，并在实际应用中证明了其优异的性能。上世纪九十年代美国的ROBBINS公司将工程木质材料——LVL引入体育木地板中，我国的大连千森木业有限公司也于本世纪初利用国内技术力量生产的LVL应用于体育木地板的龙骨，得到非常好的效果。国际上流行的另一种结构形式，利用落叶松胶合板混合作为龙骨层和毛地板层，使体育木地板的结构简单化，但功能指标基本满足要求，落叶松胶合板由于结构性能优良，而得到广泛的应用，国内应用该结构的企业有大连千森木业有限公司、上海丛学娣体育设施发展有限公司及青岛中奥体育地板有限公司等。

　　弹性垫层材料：主要作为各结构层间的弹性缓冲层，弹性胶垫是由天然橡胶或合成橡胶合成的弹性材料，我国现多采用仿造国外如耐克、雍克、盟多等弹性胶垫技术生产的弹性垫层材料，虽外观样式无差别，甚至达到无法辨认的程度，但材料的选择、弹性性能等还无法与国外发达国家的产品相媲美。