Влажность древесины и что с этим можно сделать

Ранее опубликовано Construction Canada

Древесина — исключительно универсальный и привлекательный строительный материал, который используется в строительстве буквально тысячи лет. Преимуществ древесины в строительстве много. Она чрезвычайно прочна по отношению к своему весу. Она также широко доступна и экономически конкурентоспособна по сравнению с другими типами строительных материалов. И она долговечна, может использоваться повторно и имеет самый низкий углеродный след среди всех сопоставимых строительных материалов.

Древесину можно использовать практически для любого аспекта строительного проекта, включая полы, стены, потолки, панели, шкафы, двери, оконные рамы и структурную поддержку. Действительно, ее можно изготовить в различных формах и размерах, чтобы она соответствовала практически любым строительным потребностям.

Для того чтобы древесина удовлетворительно выполняла свое предназначение в строительном проекте, необходимо учитывать, что она подвержена влиянию влаги в окружающей среде. Древесина — гигроскопичный материал, то есть она способна поглощать или терять влагу в зависимости от относительной влажности (ОВ) и температуры окружающей среды. Проще говоря, когда древесина поглощает влагу из окружающей среды, она имеет тенденцию расширяться. Когда древесина теряет влагу, она имеет тенденцию сжиматься.

Из-за своей склонности к набуханию и усадке древесина может получить значительные повреждения, связанные с влагой. Проблемы, вызванные влагой, могут проявляться по-разному. Деформация, то есть любое отклонение от плоскости, является распространенной проблемой, которая может возникнуть, когда древесина неравномерно впитывает влагу или высыхает слишком медленно или слишком быстро.

Деформация может принимать различные формы:

• Лук: деформация по всей длине лицевой стороны древесины.
• Крук: коробление по всей длине кромки древесины.
• Кружка: перекос по ширине, при котором края древесины выше или ниже центра.
• Twist: искажение, при котором два конца не лежат в одной плоскости.

Помимо нежелательного внешнего вида, деформация может также привести к дорогостоящим структурным отказам. Например, в деревянном настиле пола проблема с короблением может привести к образованию щелей между досками. В конце концов, если доски не вернутся к своей первоначальной форме, они могут отделиться от основания пола или даже расколоться или треснуть.

Влага может вызвать другие проблемы, которые ухудшают качество, внешний вид и эксплуатационные характеристики древесины.

Деформация — это чрезмерная реакция на влагу, которая обычно возникает в результате длительного воздействия избыточной влаги. В случае с деревянными полами деформация происходит, когда напольное покрытие отрывается от основания, поднимаясь на несколько сантиметров в одном или нескольких местах. К счастью, деформация — нечастое явление, и если ее обнаружить на ранней стадии, возможен локальный ремонт и замена.

Плесень и грибок могут образовываться на деревянных поверхностях, если окружающая среда влажная или плохо вентилируемая. Помимо появления неприглядных черных, синих или зеленовато-коричневых пятен, споры плесени могут вызывать аллергические реакции или другие серьезные проблемы со здоровьем. Хотя плесень способствует изменению цвета или появлению пятен, она обычно не является причиной структурных повреждений древесины.

Гниение древесины — ещё одна серьёзная проблема, связанная с влажностью. Оно вызывается специфическими грибами, способными расти во влажной древесине и разрушать древесные волокна, что приводит к повреждению структуры. Споры гнилостных грибов всегда присутствуют в воздухе. Поэтому их невозможно полностью исключить из процесса гниения древесины. Однако грибы, как правило, могут расти в древесине только тогда, когда содержание влаги в древесине превышает 20 процентов. Предотвратить гниение довольно просто, если поддерживать влажность древесины ниже этого порога.

Как древесина удерживает влагу

Гигроскопичность древесины происходит из его отдельных клеток, которые предназначены для впитывания влаги, необходимой живому дереву по мере его роста и созревания. Эти клетки не теряют своей способности удерживать и выделять влагу после того, как дерево превращается в пригодную для использования древесину.

Клетки удерживают влагу двумя способами:

• Свободная вода, в полостях клеток которой может находиться влага как в жидком, так и в парообразном состоянии.
• Связанная вода, в которой стенки клеток, состоящие из волокон целлюлозы, называемых микрофибриллами, удерживают воду, которая химически связана или по существу «связана» с молекулами целлюлозы.

Количество воды в древесине, или процент MC (MC%), представляет собой общую сумму свободной и связанной воды. Однако эти две формы воды по-разному влияют на древесину. Именно движение связанной воды в древесину или из нее оказывает наиболее существенное влияние на то, деформируется ли древесина, разбухает ли, усыхает или трескается.

Стенки клеток будут расширяться или сжиматься в зависимости от количества удерживаемой ими воды. Напротив, клетки, удерживающие свободную воду, практически не меняют свою форму при любом изменении MC в полостях клеток и открытых пространствах. Однако свободная вода обычно встречается при уровнях влажности, намного превышающих те, которые используются в строительстве.

Влияние температуры окружающей среды и относительной влажности

Условия окружающей среды (температура и относительная влажность) в значительной степени определяют, будут ли клетки древесины поглощать или выделять влагу. Температура воздуха влияет на количество влаги, которое может удерживать воздух. Более теплый воздух может удерживать больше влаги, чем более холодный. Относительная влажность показывает, сколько влаги удерживает воздух в процентах от того, что он может удерживать.

Древесина поглощает или выделяет влагу в ответ на относительную влажность окружающей среды. Когда относительная влажность окружающей среды низкая по сравнению с влажностью древесины, влага вытягивается из древесины. Когда относительная влажность высока по сравнению с уровнем влажности древесины, древесина будет впитывать влагу из окружающей среды.

Древесина достигает точки равновесное содержание влаги (EMC), когда он не поглощает и не выделяет влагу. Достижение EMC требует относительно стабильных условий окружающей среды, чтобы влажность внутри древесины могла в конечном итоге соответствовать окружающей среде. Когда условия окружающей среды постоянно меняются, то же самое будет делать и MC древесины.

В строительных проектах важно работать с древесиной, высушенной до надлежащего MC и достигшей точки EMC. Внутри отапливаемых зданий это часто означает, что нужно стремиться к MC около шести-восьми процентов, хотя это всего лишь эмпирическое правило, которое может меняться в зависимости от различных условий окружающей среды и географического положения.

Как измерить MC древесины

Хотя существуют и другие методы, самый простой и быстрый способ получить точное измерение MC древесины — использовать ручной влагомер. Доступны два типа: (1) резистивные или штифтовые и (2) диэлектрические или бесштифтовые измерители.

При использовании штифтового измерителя в древесину вставляются два штифта, и измеритель измеряет электрическое сопротивление между штифтами. Поскольку влага проводит электричество, более высокое электрическое сопротивление соответствует более сухой древесине, и наоборот, более низкое электрическое сопротивление соответствует более влажной древесине. Одним из недостатков штифтовых измерителей является то, что они навязчивы, оставляя неприглядные отверстия от штифтов в древесине. Другим недостатком является то, что они могут быть несколько медленными и громоздкими в использовании. Это особенно актуально для твердых пород древесины, где вставка штифтов на глубину, необходимую для точного показания, может оказаться сложной.

В противоположность, бесконтактные измерители влажности чрезвычайно быстры в использовании. Поскольку они используют плоскую пластину, контактирующую с поверхностью древесины, для обнаружения проводимости с помощью электромагнитных волн, они не оставляют в древесине повреждающих отверстий. Их также можно использовать для более широкого диапазона измерений MC, чем большинство штифтовых измерителей. Одним из недостатков бесштифтовых измерителей является то, что некоторые из них могут быть чрезмерно подвержены влиянию поверхностной влаги или температуры окружающей среды.

Поскольку бесштифтовые измерители быстры и просты в использовании, они обеспечивают превосходный способ контроля уровня влажности древесины практически в любом строительном или ремонтном применении. Во время строительства их можно использовать для оценки готовности древесных материалов к установке, например, при укладке полов из твердой древесины. В существующем здании их можно использовать для обнаружения небольших проблемных мест и для сдерживания проблем, связанных с влажностью, прежде чем они полностью выйдут из-под контроля. Ручные измерители также можно использовать для быстрого и простого определения степени существующей влажности, которая может вызвать повреждение.

Помните, что может быть полезно контролировать не только влажность древесины.
Учитывая, что условия окружающей среды играют такую ​​важную роль в том, как древесина подвергается воздействию влаги, может быть чрезвычайно полезно контролировать температуру окружающей среды и относительную влажность на любой рабочей площадке или в здании, где используются древесные материалы. Портативные устройства регистрации данных являются отличными инструментами для круглосуточного измерения температуры и относительной влажности.

Современная передовая технология измерения влажности

Новейшая технология измерения теперь делает мониторинг влажности на месте проще и точнее, чем когда-либо. Например, новый Orion^® линейка бесконтактных влагомеров от Wagner Meters разработан для проведения измерений на определенных глубинах, что сводит к минимуму влияние поверхностной влаги и обеспечивает более точные результаты. Орион 950 — это особенно мощное устройство, которое обеспечивает точные измерения влажности древесины, А ТАКЖЕ измеряет температуру окружающей среды и относительную влажность.

Еще одним недавним достижением в технологии бесштифтовых счетчиков является возможность проводить настоящую калибровку счетчиков в полевых условиях. Большинство ручных счетчиков, как штифтовых, так и бесштифтовых, необходимо отправлять производителю для повторной калибровки. Но счетчики Orion от Wagner предлагают удобство настоящей калибровки на месте, что помогает обеспечить точность каждого измерения.

Хотя некоторые из самых универсальных современных измерителей влажности древесины, такие как Orion 950, могут измерять температуру окружающей среды и относительную влажность, они делают это только тогда, когда пользователь находится на месте и проводит измерения.

Получение данных о температуре окружающей среды и относительной влажности 24/7

Всё большее число специалистов в строительной отрасли используют современные портативные регистраторы данных, которые круглосуточно собирают данные о температуре и относительной влажности, даже когда никого нет рядом для сбора информации. Например, новый Smart Logger™ от Wagner Meters — это относительно небольшое, незаметное устройство, которое можно легко установить и оставить в любом месте, где есть подозрение, что условия окружающей среды могут быть фактором, приводящим к повреждению от влаги, образованию плесени или грибка, или другим подобным проблемам.

Эти устройства регистрации данных полезны в самых разных жилых и коммерческих помещениях, включая больницы, школы, предприятия и правительственные здания. Они экономят время и деньги, сокращая количество посещений объекта, необходимых для мониторинга условий окружающей среды. Они также могут служить ценным напоминанием для клиентов и заказчиков о необходимости поддержания постоянных, оптимальных условий в здании или на проектной территории.

В современном строительном мире, где мы так много знаем о проблемах, связанных с влажностью, их причинах и последствиях, очевидно, имеет смысл воспользоваться преимуществами передовых измерителей влажности древесины и инструментов регистрации данных, которые способны быстро, легко и точно оценить состояние древесины и окружающей среды. Действительно, это единственный практический способ понять, что происходит, чтобы предотвратить или минимизировать значительные расходы и головную боль, связанные с проблемами влажности древесины.

Для получения дополнительной информации о влиянии влаги на древесину, а также о лучших методах и инструментах измерения влажности, позвоните в компанию Wagner Meters по телефону: 541-291-5124.

Референсы

Гласс С. и Зелинка Сэмюэл. Влажностный баланс и физические свойства древесины.

Научно-исследовательский и образовательный центр сельского хозяйства LSU. Причины и способы борьбы с гниением, разрушением и пятнами на древесине [PDF].

Риб, Дж. Э. Взаимосвязь древесины и влажности.

Последнее обновление: 29 июня 2026 г.