木材的热学性质主要用比热、导热系数和导温系数等指标来表达。这些物理参数对指导木材人工干燥、木材防腐改性、木材软化、曲木生产工艺、人造板板坯加热预处理、胶合、纤维干燥、胶合板生产时原木解冻、木段蒸煮及单板的快速干燥等方面重要意义。此外，木材热学性质与人们生活、环境材料方面息息相关，如人对地板和家具的触觉性能和建筑上隔热和保温设计（住宅壁面和天花板的隔热、保温性能）等。

5.4.1 木材热容量与比热

某物质平均温度升高１℃所需的热量称为该物质的热容量。通常用Q/△t表示，单位为J/K，其中Q表示所需热量，△t为温差。

某物质单位质量的热容量与相同质量水的热容量之比值称为比热(C)。1Kg水在15℃时的热容量为4.18KJ，因此比热又可简化为单位质量的物质在温度升高１℃时所需的热量[4.18KJ/(kg•K) = 1kcal/kg•℃]。

1913年，邓烙普（F. Dunlap）利用热量计法测定了20个树种100个试样在0－106℃之间的比热,推算得出绝干木材比热的经验式：

式中：1.112为绝干木材在0℃时的比热。

在温度0－100℃变动范围内，按50℃平均温度计算可知绝干木材的平均比热为1.354KJ/(Kg•K)。

上式表明，木材比热与树种、木材密度和在树干中的部位无关，仅受温度和含水率的影响。因为水的比热远大于木材和空气的比热，所以木材的比热随木材中含水率的增加而加大。若将湿材看作是木材、水分和空气所组成的三相系统，按热容量迭加原理并略去空气的热容量，利用湿木材热容量等于水的热容量与绝干材热容量之和的等式关系，可得出湿木材的比热：

木材是多孔有机材料，其比热远比金属材料大。我国红松、水曲柳等33种树种气干材比热测定表明，最高为1.88 KJ/(kg•K)，最低为1.62 KJ/(kg•K)，平均值为1.71KJ/(kg•K)。

5.4.2 木材的导热系数（导热系数）及其影响因素

5.4.2.1 木材的导热系数

木材被局部加热时，其加热部位的分子振动，能量增加。分子在振动碰撞过程中，将能量传递给邻近分子，这样顺次传递能量，将外加的热量向木材内部扩散，称为木材的热传导。如加热面和冷却面均能保持一定温度，即热面和冷面间的木材保持恒定的温度梯度状态下的热传导称稳态热传导。稳态热传导通常用导热系数（λ）来表示。它表示物体以传导方式在没有系统外热量损耗条件下，传递热量的能力。

木材的导热性用导热系数(λ)表示，导数系数为在单位时间内，通过木材单位面积和单位长度，在木材两面间所引起温度1℃的差异所需的热量。传导的热量Q用下式表式：

木材的导热系数不仅在评价热绝缘方面有重要意义，而且在木材加工方面也很重要。木材具多孔性，空隙中充满空气，各空隙虽不完全独立，但空气也不能在空隙间进行自由对流，此外自由电子少也不能形成流畅的热传递。

表5-13中铜的导热系数λ为348~394W／(m•K)，铝为218W／(m•K)，铁为46~58W／(m•K)；而木材平均顺纹导热系数λ为0.233~0.407W／（m•K），横纹导热系数λ为0.070~0.233W／(m•K)。铜、铝、铁的导热系数为约为木材的1000、5000、300倍以上。所以木材在建筑、保温和隔热方面有广泛的用途。

5.4.2.2 木材的导热系数影响木材导热系数的因素

（1）木材密度 木材导热系数随木材密度的增加而增大，二者近呈直线关系。全干木材的横纹导热系数与密度间的关系是成正比的，二者关系可用下式表示：

木材密度越小，空隙率越大，则导热系数越小，绝热性越好。轻软的杉木，泡桐和巴塞木等木材具有良好的保温性，故可用作保温材料。

（2）木材含水率 水的导热系数20℃时，为0.582W／(m•K)，此值约为空气导热系数的25倍。木材中随着含水率的增加，部分空气被水分替代，因而木材的导热系数将增大。密度大的木材这一增大效应更明显，特别是横纹导热系数。由于吸着水与自由水的密度不同，导热系数是有差异的，自由水增多的影响更为显著．故含水率W可分为在40%以上和以下两种情形。

横纹导热系数λ_┴按下式计算：

（3）温度 导热系数与热力学温度成正比，导热系数随温度升高而增高。其原因是温度升高，。木材分子运动加剧，热阻减少，从而使导热系数增加。

（4）热流方向 木材顺纹方向的导热系数远较横纹大。含水率在6％~15％范围内，木材纵向导热系数比横向约大2~2.5倍。这种差异随含水率增加而减少。红松、柞木等5种木材纵、横导热系数的比值在2.5~3.1间，云杉、栎木等5种木材比值在1.8~3.5之间。

木材纵、横导热系数差异，与木材与细胞壁的纤维素分子链长轴方向有关。其原因为热的传导依靠分子能量的平衡来完成，在构成

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