Относительная влажность и ее влияние на содержание влаги

В мире деревообработки успех любого проекта зависит не только от мастерства и дизайна — он тесно связан с невидимым миром влаги.

Представьте себе, что вы изготавливаете красивый пол из твердой древесины или замысловатый деревянный стол, а затем видите, как он деформируется или трескается, потому что вы упустили из виду глубокое влияние относительной влажности (ОВ) на влажность древесины (ВД).

Речь идет не только об эстетике; речь идет о прочности, долговечности и целостности вашего ремесла. В этой статье мы подробно рассмотрим взаимосвязь между RH и древесной MC, освещая основные знания, необходимые каждому столяру, будь то любитель или профессионал, чтобы гарантировать, что его проекты не просто хорошо выглядят, но и выдерживают испытание временем.

Погрузитесь в мир и откройте для себя искусство и науку, лежащие в основе взаимодействия древесины с влагой.

• Как относительная влажность воздуха (ОВ) влияет на влажность древесины (ВД)
• Как избежать деформаций, вызванных влагой, в ваших деревянных изделиях
• Различные типы древесины и их реакция на относительную влажность
• Убедитесь, что у вас есть древесина на желаемом уровне MC
• Температура не оказывает существенного влияния на MC древесины
• Понимание средней относительной влажности, средней влажности древесины и электромагнитной совместимости
• MC древесины, высушенной в печи, не является фиксированным
• Часто задаваемые вопросы

Как относительная влажность воздуха (ОВ) влияет на влажность древесины (ВД)

Если вы работаете с древесиной, вам нужно понимать, как она взаимодействует с относительной влажностью (RH) окружающей среды и как она на нее влияет. Это справедливо, если вы устанавливаете полы из ценных пород дерева, делаете мебель, например, шкафы и столы, или используете пиломатериалы для строительства.

Вам необходимо понять, как относительная влажность влияет на древесину, по одной простой причине.

Дерево гигроскопический.

Это просто причудливый способ сказать, что древесина набирает или теряет влагу в ответ на изменения относительной влажности. Если в древесине меньше влаги, чем в окружающем воздухе, она будет поглощать влагу из воздуха. Если в древесине больше влаги, чем в окружающем воздухе, она будет выделять влагу в воздух.

В конце концов, после того, как древесина находилась в определенной среде в течение определенного периода времени, она достигнет точки, в которой она больше не будет впитывать или выделять влагу. Она будет в равновесии со своей средой. Мы называем это сбалансированное состояние Равновесное содержание влаги или просто «ЭМС» для краткости.

Так почему же так важно понимать это свойство древесины?

Ну, это важно понимать, поскольку важно понимать, что происходит с древесиной, когда она впитывает и выделяет влагу...

Он изменяет физический размер.

Дерево физически сжимается или расширяется по мере потери или приобретения влаги.

По мере увеличения относительной влажности содержание влаги в древесине (MC) увеличивается, и из-за этого ее физический размер увеличивается. Она расширяется. Однако по мере снижения относительной влажности содержание влаги в древесине уменьшается, и ее физический размер уменьшается. Она сжимается.

Вот в этом и заключается проблема, к которой мы вернемся чуть позже.

Итак, когда древесина достигает EMC, она больше не сжимается и не расширяется. Как мы отметили выше, древесина достигает EMC после того, как она находится в определенном месте в течение определенного периода времени. Это могут быть недели или даже месяцы в некоторых случаях.

Это справедливо, если древесина представляет собой пиломатериалы в процессе производства, необработанный продукт, находящийся в пути или на хранении, или готовое изделие из древесины.

Хорошо, теперь давайте поговорим подробнее о том, что происходит, когда древесина сжимается или расширяется в размерах. А именно, что это означает для ваших деревянных проектов.

Как избежать деформаций, вызванных влагой, в ваших деревянных изделиях

Никто не хочет тратить время на создание ценного деревянного изделия — любого вида — а затем увидеть, как оно впоследствии испортится из-за проблем, связанных с влажностью.

Однако это может произойти, если вы не понимаете, как ОВ влияет на уровень влажности древесины и что происходит с физическими размерами древесины, когда она впитывает и выделяет влагу. Итак, давайте поговорим об этом подробнее.

Изменение MC древесины на 4% приведет к тому, что древесина либо сожмется, либо расширится примерно на 1% поперек волокон. Это зависит от породы. Однако мы можем с уверенностью сказать, что это около 1%.

Напротив, даже при больших изменениях MC древесина очень мало усаживается или расширяется вдоль волокон.

Конечно, 1% может показаться не такой уж большой цифрой.

Однако даже такие незначительные физические изменения могут вызвать серьезные проблемы. Проблемы со склеиванием, например. Это может случиться со шкафами, столами, напольными покрытиями или любыми другими деревянными изделиями. Ящики, которые не подходят друг другу, проблемы с дверцами, соединениями и т. д. Вы даже можете увидеть деформированные и потрескавшиеся покрытия.

Вот пример того, что может произойти с деревянным полом.

Изменение в 1/32 дюйма на каждые 2 дюйма, умноженное на 8-футовую комнату, превращается в 1-½ дюйма. Это будет трудно не заметить.

Итак, это небольшое изменение, но оно имеет большой эффект.

Самое важное, что нужно понять, это то, что если древесина не находится в EMC, где проект будет окончательно использован, она продолжит либо сжиматься, либо расширяться после этого. Так и происходят деформации.

Однако этой проблемы легко избежать, если знать, как измерить MC древесины.

Различные типы древесины и их реакция на относительную влажность

Когда дело доходит до деревообработки, не все виды древесины одинаковы. Разные виды имеют различные характеристики, включая то, как они реагируют на влажность. Вот более подробный обзор некоторых популярных видов древесины:

• Дуб: Дуб — твердая порода дерева, известная своей долговечностью. Однако он также очень чувствителен к влажности окружающей среды. При высокой влажности дуб может значительно разбухать. И наоборот, в более сухих условиях дуб может усыхать, что приводит к появлению щелей в напольных покрытиях или мебели.
• Сосна: Как мягкая древесина, сосна, как правило, более устойчива к изменениям влажности, чем дуб. Хотя она впитывает и выделяет влагу, ее размерные различия часто менее выражены. Однако мониторинг сосны, особенно в условиях колебаний влажности, имеет важное значение для предотвращения коробления.
• Красное дерево: Красное дерево, ценимое за его красивую текстуру и цвет, является тропической твердой древесиной. Оно относительно стабильно в ответ на колебания влажности, но, будучи плотным деревом, может потребоваться больше времени для достижения EMC (равновесного содержания влаги).
• Тик: Его часто используют для уличной мебели из-за его натуральных масел и невероятной устойчивости к влагопоглощению. Эта особенность делает его менее склонным к деформации или растрескиванию из-за изменений влажности. Однако, как и красное дерево, ему может потребоваться время, чтобы акклиматизироваться в новой среде.

Хотя это общие характеристики, важно понимать, что отдельные доски или детали могут отличаться. Правильная акклиматизация, понимание конкретных видов и использование правильных инструментов для измерения влажности могут обеспечить успех деревообработки.

Убедитесь, что у вас есть древесина на желаемом уровне MC

Когда древесина уже достигла желаемой MC, вам необходимо использовать качественный измеритель влажности чтобы убедиться, что древесина не будет продолжать впитывать или выделять влагу.

Почему?

Ну, на то, чтобы вернуть древесине желаемый уровень MC, уходит много времени, и, как мы только что сказали, вы не захотите создавать деревянные проекты, используя древесину, которая не имеет нужного уровня MC.

Температура не оказывает существенного влияния на MC древесины

Многие полагают, что температура как-то влияет на это уравнение. На самом деле, нет. Температура вообще не оказывает заметного влияния на MC древесины. Другими словами, увеличение или уменьшение температуры окружающей среды не вызовет существенной усадки или разбухания древесины.

Отсутствие чувствительности к температуре является одним из преимуществ древесины по сравнению с другими строительными материалами, такими как алюминий или пластик.

Бесплатная загрузка – 6 причин, по которым ваш проект по дереву провалился

Понимание средней относительной влажности, средней влажности древесины и электромагнитной совместимости

Для любого заданного среднего значения RH существует среднее значение MC, к которому будет приходить древесина. Мы можем увидеть это в следующей таблице. Если вы работаете с древесиной, вам, возможно, захочется запомнить эту информацию:

Например, если относительная влажность воздуха составляет 30%, древесина, хранящаяся в этой среде, в конечном итоге достигнет 6% MC. Мы также можем видеть из этой диаграммы, что если относительная влажность воздуха составляет 50%, древесина в конечном итоге достигнет MC 9%. Теперь, это может занять недели или даже месяцы. Все зависит от типа древесины, размера древесины, ориентации волокон, температуры окружающей среды и того, было ли нанесено какое-либо покрытие на древесину.

Обратите внимание, что древесина MC в конечном итоге достигнет, если ее хранить в среде с влажностью 30% или 50%, того же, что и EMC. То есть 6% или 9%.

Эти две цифры важно запомнить, поскольку они представляют собой типичные внутренние значения (при типичной комнатной температуре) для отапливаемых и кондиционируемых домов и офисов в большинстве стран Северной Америки.

Конечно, в условиях холодной зимы внутренние условия могут быть суше, чем 6% EMC. Фактически, в производственных помещениях, которые либо оборудованы вытяжными системами для пыли, либо отапливаются для комфорта, условия обычно суше, чем 6% EMC, если только они не увлажняются.

В летние влажные месяцы все наоборот. ЭМС в помещении без кондиционера может превышать 9%.

Для наружных конструкций, таких как сараи, склады или строящиеся дома без отопления, относительная влажность может составлять 65% при 12% MC и EMC.
Для жаркого и очень влажного южного климата, например, Флориды и Карибского бассейна, относительная влажность составит около 80%, а электромагнитная влажность — 16%.

Примечание: Вы можете подумать, что этот обмен влагой между древесиной и окружающей средой не происходит, если древесина покрыта. Это не так. Покрытая древесина претерпевает те же изменения в ответ на увеличение и уменьшение относительной влажности. Просто для достижения ее ЭМС требуется больше времени, чем для непокрытой древесины.

Итак, что все это значит для тех, кто работает с деревом?

Это означает, что древесина всегда должна находиться в равновесии с той средой, где она будет в конечном итоге использоваться.

Другими словами, необходимо дать ему достичь ЭМС, прежде чем вы начнете с ним работать, будь то укладка деревянного пола, изготовление шкафа или изготовление какого-либо другого вида деревянного изделия. Невыполнение этого требования может привести к проблемам после строительства, таким как растрескивание или деформация.

Что-то другое…

MC древесины, высушенной в печи, не является фиксированным

Некоторые полагают, что после того, как древесина высушена в печи до определенного MC, MC зафиксирован. Это неверно. Сушка в печи не дает нам древесину, которая не реагирует на изменения относительной влажности. Все, что она делает, это быстро высушивает древесину до желаемого MC. Если с высушенной в печи древесиной обращаться неправильно, она снова наберет влагу.

Понимание того, как древесина подвергается воздействию относительной влажности, необходимо, если вы хотите, чтобы ваши проекты были успешными. Как только ваша древесина достигнет желаемого уровня влажности, вам следует использовать качественный измеритель влажности, чтобы убедиться, что она остается такой.

Наша команда Серия Орион® измерители влажности древесины без штифта могут помочь вам сделать это. Они чрезвычайно точны и поставляются с калибратором по требованию, который позволяет вам перекалибровать измеритель на месте в соответствии со стандартами, прослеживаемыми NIST, примерно за минуту. Эта простая в использовании функция позволяет вам калибровать измеритель, не отправляя его обратно производителю.

Просто выберите функцию, нажмите кнопку и поместите измеритель на калибратор. Другие измерители влажности сообщают только о том, насколько сильно откалиброван измеритель. Они не могут перекалиброваться. Для этого вам нужно отправить измеритель обратно производителю.

Часто задаваемые вопросы

Как времена года влияют на влажность древесины?

A: Времена года играют ключевую роль в определении содержания влаги в древесине. Древесина имеет тенденцию впитывать влагу летом и весной, при более высоком уровне влажности, что может привести к ее разбуханию.

И наоборот, древесина может выделять влагу в более сухие зимние месяцы, что приводит к усадке. Сезонные изменения подчеркивают важность акклиматизации древесины и понимания ее влажности перед началом работы над проектами.

Может ли переработанная древесина иметь другие показатели влажности?

A: Абсолютно. Переработанная древесина, часто получаемая из старых конструкций, подвергалась воздействию условий окружающей среды в течение длительных периодов. Это длительное воздействие может сделать ее более стабильной с точки зрения колебаний влажности.

Однако также важно учитывать, где она была восстановлена ​​— характеристики влажности у прибрежного амбара могут отличаться от характеристик древесины из сухого, внутреннего района. Всегда измеряйте и акклиматизируйте восстановленную древесину перед использованием.

Как высота над уровнем моря или географическое положение влияют на влажность древесины?

A: Высота и география могут существенно влиять на свойства влажности древесины. Большие высоты, с их пониженным давлением воздуха и часто более сухими условиями, могут привести к более низкому содержанию влаги в древесине.

Между тем, прибрежные регионы или районы с постоянными осадками могут иметь более высокий уровень влажности древесины. Учитывайте местные условия и дайте древесине акклиматизироваться соответствующим образом, чтобы обеспечить долговечность проекта.

Команда Orion® 910, 930, 940 и 950 метров также оснащены технологией IntelliSense™, которая позволяет измерителю «не замечать» избыточную влажность на поверхности древесины.

Рон Смит

Как менеджер по продажам в Wagner Meters, Рон имеет более чем 35-летний опыт работы с приборами и измерительными системами в различных отраслях. На предыдущих должностях он занимал должность регионального менеджера по продажам, менеджера по продуктам и проектам, а также менеджера по продажам для производителей, занимающихся измерительными приборами.

Последнее обновление: 7 сентября 2023 г.