Влажность - одна из основных характеристик древесины. Влажность - это выраженное в процентах отношение массы воды к сухой массе древесины.

Абсолютной влажностью древесины называется отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины.

Относительная влажность древесины - это отношение массы влаги, содержащейся в древесине, к массе древесины во влажном состоянии.

Влага в древесине бывает связанная (гигроскопическая) и свободная. Из них складывается общее количество влаги в древесине. Связанная влага находится в стенках древесных клеток, свободная занимает полости клеток и межклеточные пространства. Свободная вода удаляется легче, чем связанная, и в меньшей степени влияет на свойства древесины.

Степени влажности древесины

По степени влажности древесина бывает:

мокрая древесина (влажность более 100%, это бывает, если древесина долгое время находилась в воде),
свежесрубленная (влажность от 50 до 100%),
влажная (от 23 до 50%),
атмосферно-сухая (18-22%),
воздушно-сухая искусственной сушки (12-18%),
комнатно-сухая (влажность 8-10%),
абсолютно сухая (влажность 0%).

Определение влажности древесины

Для определения влажности древесины можно использовать специальный прибор - электровлагомер. Его действие основано на изменении электропроводности древесины в зависимости от ее влажности. Иглы электровлагомера с подведенными к ним электропроводами втыкают в исследуемый образец дерева в направлении вдоль волокон и пропускают через них электрический ток. При этом на шкале прибора сразу отмечается влажность древесины в том месте, где введены иглы.

Датчик для измерения влажности стружки — разъемный стакан, куда между двумя дисковыми электродами помещается определенная весовая порция исследуемого материала, уплотняемая с помощью пресса. Для контроля влажности древесностружечных плит используют четырехигольчатый зонд. Такой метод измерения влажности древесины прост, но имеет свои недостатки. Абсолютная погрешность измерения составляет в диапазоне от 7 до 12% до ±2%; в диапазоне от 12 до 30% — ±3%, при влажности образца свыше 30% она возрастает в несколько раз.

Требования к влажности древесины в изделиях

Наименование изделий	ГОСТ	Влажность, %
Двери:
коробки наружных и тамбурных дверей	ГОСТ 475	12 ± 3
коробки внутренних дверей		9 ± 3
полотна дверей		9 ± 3
Окна:
коробки	ГОСТ 23166	12 ± 3
створки, форточки клапаны, жалюзи		9 ± 3
нащельники, раскладки		9 ± 3
Детали профильные:
доски и бруски пола, плинтус, подоконник	ГОСТ 8242	12 ± 3
внутренние наличники		12 ± 3
наличники и обшивка наружные		15 ± 3
поручни, обшивка наружные		15 ± 3
Балки перекрытий деревянные:
из цельной древесины	ГОСТ 4981	до 20
из клееной древесины	ГОСТ 4981	12 ± 3

Влажность свежесрубленной древесины зависит от породы и места взятия пробы по сечению ствола. У хвойных пород влажность древесины в периферийной части ствола (заболони) больше влажности древесины в центральной части ствола (ядро). У лиственных пород влажность по всему сечению ствола примерно одинакова.

Что представляет собой древесина? Это состоящий из гидрофильных компонентов материал имеющий капиллярно-пористую структуру, в связи с чем нем постоянно содержится определенное количество воды. Если рассматривать живое дерево, то здесь вода нужна для поддержания его жизни, поскольку она играет основную роль, как и в организме человека. Количество воды содержащееся в дереве называют уровнем влажности. И по факту это одна из основных и важнейших в своем роде характеристик дерева.

Показатель влажности имеет непосредственное отношение к качеству материала, оказывает большое влияние на его свойства и, соответственно, на его пригодность к применению в тех или иных строительных работах.

Указывается уровень влажности в процентах, и представляет собой отношение массы воды в древесине, к ее сухой массе.

Влажность также оказывает воздействие и взаимодействие материала с водой довольно значимые характеристики, в особенности для обработки механическим или химическим путем, к примеру, окраска, пропитка растворами, сплав и хранение и т.д.

В древесине имеется большое содержание целлюлозы, и вода оказывает влияние при ее активации. При помощи этого взаимодействия производиться бумага. Сначала дерево размалывают смешивая с водой, а после при формовании удаляют воду, благодаря этому образуются прочные межволоконные связи в готовом материале.

Также, свойства древесины непосредственно определяют и свойства изделий из нее. При использовании такого материалу необходимо подбирать древесину исходя из влажности воздуха в помещении, поскольку она имеет свойство подстраиваться под микроклимат помещения. Таким образом при нехватке влаги она будет впитывать ее из воздуха и разбухать, при ее переизбытке наоборот высыхать. После подбора древесины и ее монтажа необходимо постоянно поддерживать влажностный и температурный режим помещения.

Влажность древесины разделяют на 2 типа :

Относительная
Абсолютная

Относительная влажность определяется в процентном соотношении массы воды к массе всего материала.

Абсолютная же влажность это отношение содержащейся в дереве воды к сухой массе самой древесины, отношение также выражается в процентах. На примере паркета, абсолютная влажность должна колебаться от 6 до 12%, для максимального проявления своих эксплуатационных способностей этот показатель должен составлять 9%.

Понятие абсолютно сухой древесины подразумевает собой материал, высушенный до постоянной массы при температуре от 102 до 106 градусов по Цельсию. При этом значения относительной влажности также нужны, они используются при расчетах массовой доли компонентов материала в процентном отношении к абсолютно сухому материалу. Такой тип влажности используется для характеристики образцов древесины при сравнении их по отношению к содержанию воды.

Степени влажности древесины

Мокрая. Влажность такого материала превышает показатель в 100%(такое может быть, в случае, если древесина долгое время находилась в воде).
Свежесрубленная. Влажность такой древесины варьируется в диапазоне от 50 до 100%.
Воздушно-сухая. Древесина, высушенная естественным путем. Влажность такого материала может колебаться от 15 до 20 процентов в зависимости от климатических условий и времени года соответственно.
Комнатно-сухая. Такая древесина также высушивается естественным путем, но в сухом помещении, благодаря чему обладает влажностью 8-10%
Абсолютно сухая. Условия ее сушки были указаны ранее. Влажность равна 0%

Можно заметить неравномерное распределение воды по разным частям дерева. Таким образом, ствол содержит меньше воды, чем корни и ветки; Нижняя и верхняя части ствола больше, чем средняя; заболонные хвойные деревья содержат больше воды, чем спелая и ядровая древесина. У хвойных пород в свою очередь влажность ядра меньше чем у лиственных деревьев, а влажность по поперечному сечению распределена менее равномерно. Рассматривая кору отмечается значительно меньшая влажность корки, чем луба, примерно в 7-10 раз.

Касательно влажности свежесрубленного дерева – она составляет 80-100%, у сплавной древесины этот показатель в 2 раза больше. А на примере хвойных пород, влажность ядра меньше в 2-3 раза чем влажность заболони.

В строительной индустрии степеней влажности различают на несколько меньше, чем в общем рассмотрении :

Свежесрубленная. Влажность такой древесины в зависимости от микроклимата, грунта и времени сруба составляет от 50 до 100 процентов.
Воздушно-сухая. Древесина высушенная естественным путем на воздухе. Влажность такой древесины сопоставима с влажностью воздуха в регионе где она высушивалась и может составлять в среднем 15-20%.
Комнатно-сухая. Древесина высушенная в отапливаемом помещении, абсолютная влажность такого материала составляет 10-14%; также можно отметить мокрую древесину, получается в процессе долгого нахождения в воде, абсолютная влажность такой древесины до 200 и выше процентов.

Виды воды, находящиеся в древесине также различают, она бывает гигроскопическая и капиллярная. Из этих видов и складывается уровень влажности материала. Гигроскопичная влага находиться в стенках клеток, капиллярная в свою очередь непосредственно в самих клетках. Свободная, или капиллярная вода из древесины удаляется в разы меньше, также менее влияет на свойства материала.

Насыщение влагой древесины на начальном уровне проводиться с помощью гигроскопичной воды и только после полноценного наполнения стенок клеток начинается заполнение непосредственно самих клеток. По этой причине именно изменение связанной(гигроскопической) влаги служит причиной замедления, остановки или ускорения процессов коробления, усушки, изменения свойств прочности и упругости. В тот момент как изменение уровня свободной влаги практически ни оказывает влияние на какие-либо свойства и процессы.

Водопоглощение – уникальная способность древесины впитывать в себя воду при длительном нахождении с ней в непосредственном контакте. Поскольку дерево является природным материалом, оно очень восприимчиво к изменениям микроклимата. Основным свойством, которое представляет возможность адаптироваться к различным климатическим условиям – это гигроскопичность, т.е. способность материала изменять уровень влажности, адаптируя его, под уровень окружающей среды.

Древесина имеет так называемое свойство «дышать», то есть выделяет или поглощает поры воздуха при изменении микроклимата окружающей ее среды. Эти процессы проходят благодаря клеточным стенкам. Также следует отметить, что при постоянном, неизменном микроклимате, материал будет постепенно стремиться к постоянному уровню влажности, который именуют устойчивый или равновесный.

Гигроскопичность – свойство древесины адаптироваться, т.е. изменять уровень своей влажности, соответствуя изменению влажности окружающей ее среды. В большинства пород древесины показатель гигроскопичности равен 30% при температурном режиме 20 градусов Цельсия.

Как уже было сказано ранее влага в древесине делиться на два типа: связанная и свободная. Именно количество связанной влажности обозначает уровень гигроскопичности, а максимальное ее количество предел гигроскопичности. Этот предел может колебаться в зависимости от температурного режима, при 20 о С он составляет 30%, при изменении температуры связанная влага переходит в свободную и наоборот.

Уровень влажности материала понижаться путем сушки. Также в древесине может присутствовать химически связанная влага, обычно это вещества которые входят в состав материала, их можно устранить путем химической переработки.

Предел гигроскопичности не отличается в зависимости от породы древесины. В большинстве случаев он составляет 30% от массы древесины(при температуре 20 градусов Цельсия), это своеобразная точка насыщения. Остальное насыщение древесины водой происходит за счет свободной влаги.

При изменении уровня влажности, в зависимости от характера изменения древесина может усыхать, при уменьшении уровня влаги, или набухать, при его увеличении.

В большинстве случаев, видимое изменение размеров наблюдается по поперечному сечению, реже оно заметно по продольному. Говоря о плотной древесине, модно отметить ее больший вес и соответственно больший уровень разбухания или усушки.

В полости клеток древесины содержится свободная влага, в стенках клеток связанная соответственно. Стандартный предел насыщения древесины равен 30%, и при уменьшении уровня влаги соответственно происходит усыхание материала.

Если предел насыщения у всех пород практически одинаковый, то способность впитывать влагу зависит непосредственно от индивидуального строения материала, а соответственно от породы. Одними из наиболее гигроскопичных пород можно отметить бук, кемпас и грушу. Они максимально быстро реагируют на изменения микроклимата и сразу же начинают изменяться сами.

Также имеются и стабильные виды пород, которые практически не поддаются изменениям (если не происходит глобального изменения в температурном и влажностном режиме), такие как дуб, мербау и так далее. К их ряду также можно отнести и древесину бамбука, который имеет высокий уровень устойчивости к изменению климатических условий и неблагоприятному воздействию окружающей среды, это один из немногих видов, который можно даже положить на пол ванной комнаты.

Уровень влажности у каждой из пород также отличается. Древесина низкой влажности до 15% (клен, береза) имеет склонность к быстрому высыханию и в дальнейшем растрескиванию. Материал умеренной влажности, до 20%(орех, дуб), высыхает медленнее и обладает большей устойчивостью к образованию трещин. Беря во внимание материал высокой влажности, до 30% (например, ольха) можно сказать, что он обладает большой устойчивостью к высыханию, и соответственно образованию трещин на поверхности.

Для определения физико-механических свойств пород древесины ее испытывают, доводя до нормализованной влажность, в среднем это значение достигает 12%, путем кондиционирования при температуре 18-22 градуса и влажности воздуха 60-70%.

Определение влажности древесины

Для определения уровня влажности материала можно выделить несколько способов.

В бытовых условиях это делается при помощи специального прибора – электровлагомера. Прибор определяет влажность исходя из показаний изменения электропроводности древесины. От прибора проводятся иглы с диодами, и вводятся в дерево, после чего через них проводят электрический ток, исходя из данных проводимости, прибор показывает уровень влажности в месте, где введена игла.
Также зная физические свойства материала, вид древесины, его плотность и т. д., можно определить этот показатель по массе, короблению и прочим признакам.
Беря во внимание цвет коры, можно определить свежесрубленную или спелую древесину, а также уровень ее влажности.
Если не нужен точный показатель влажности, то можно определить по стружке, если она сминается, значит, материал влажный, если же она ломается или крошиться, значит материал достаточно сухой
Древесина с повышенным уровнем влаги достаточно хорошо режется, а на месте где проводилась разрезка остаются влажные следы.

Влажность пиломатериалов определяют по следующей формуле :

Где m с и m 0 это масса исходного и высушенного материала соответственно.

Т.е. фактически этот показатель определяется или путем взвешивания или с помощью специального прибора.

Влажность сплавной древесины - 200%, свежесрубленной - 100%, воздушно-сухой – 15-20%.

Сушка древесины

Сушка древесины предусматривает собой процесс удаления влаги из материала до определенного значения.

Блеск древесины – свойство материала отражать попадающие на него солнечные лучи. Зависит от от породы древесины, степени ее гладкости и показателей самого освещения. Высоким уровнем обладания данным свойством отличаются породы большую часть поверхности которой образуют сердцевидные лучи. Является он декоративным свойством и учитывается при определении породы дерева.

Диэлектрическое свойство древесины – способность, которая характеризует диэлектрическую проницаемость материала.

Коэффициент разбухания – это значение среднего разбухания материала при увеличении уровня влажности на один процент.

Коэффициент усыхания – значение среднего усыхания при уменьшении уровня влажности на один процент.

Коробление – свойство древесины видоизменяться, то есть терять свои размеры и форму под воздействием окружающей среды.

Коробление бывает продольно и поперечное. Поперечное зависит от разбухания и усушки относительно радиального и тангенциального направления, обуславливается оно несколькими факторами :

Расположение годичных слоев
Место выпиловки
Форма поперечного сечения

Продольное же зависит от наличия пороков древесины: наклоны волокон, сучки и т.д.

Также покоробленность различного типа возникает при нарушении равновесия напряжений в материале при дальнейшей обработке(фрезеровке, делении на более тонки доски и т.д.)

Продольная покоробленность чаще всего происходит при механическом изменении формы сечения материалов, которые вырезаны с разных участков дерева, или же при просушке.

Высушенная древесина обладает большим уровнем прочности, менее подвергается короблению, не восприимчива к гниению, достаточно легко склеивается, а также более долговечна, чем мокрая.

Одним из больших недостатков пиломатериала является чуткая реакция на изменения микроклимата окружающей их среды. В связи с чем при повышении влажности она вбирает в себя воду, а при нахождении в сухом помещении наоборот отдает влагу, вследствие чего высыхает и коробиться.

Для того чтобы избежать разрушения структуры материала нужно поддерживать постоянную влажность воздуха, для открытой среды это около 18%, для закрытых помещений 10%.

Также существует множество способов сушки древесины. Первый – естественная сушка, или атмосферная. При этом древесина сушиться на открытом пространстве. Складывать ее необходимо в тени, также предусмотреть навес и наличие сквозняка. Высушивать на солнце дерево нельзя, поскольку в таком случае верхняя часть быстро просушивается, в то время как внутренняя остается сырой, что имеет свои минусы. В следствии чего из-за разницы напряжения на поверхность проявляются трещины, ускоряется процесс коробления.

При высушивании бруса или досок их следует складывать штабелями на фундаменте, или любом основании высотой не менее половины метра. Укладываются доски внутренней частью вверх, это уменьшает шанс коробления. При высушивании на кромках конечно процесс будет идти быстрей, но и уровень коробления будет в разы выше.

Также для уменьшения коробления при высушивании мокрого рекомендуется обустроить поверх штабеля тяжелый груз. Также торцы бруса следует окрасить масляной краской или другим водоотталкивающим материалом, это позволит избежать их растрескивания. Процесс обработки необходимо начинать сразу после распила.

В случае если материал обладает высоким уровнем влажности торцы предварительно просушивают паяльной лампой, а только после этого обрабатывают. Саму доску полностью очищают от коры, для более быстрого просушивания и предупреждения повреждения насекомыми. Следует отметить, что древесина не очищенная от коры быстро начинает загнивать и подвергается грибковому поражению. Обычно после такого типа сушки влажность материала составляет 12-18%.

Существуют и другие способы просушивания .

Выпаривание. Такой способ использовался еще во времена Руси. Суть процесса в следующем. Материал разрезали на заготовки необходимого размера, после чего помещали в остывавшую печь на несколько часов, при температуре 65-75 градусов. Таким образом и проходило это самое выпаривание. В процессе из материала выводился натуральный сок и он приобретал светло шоколадный окрас, тем самым подчеркивая натуральный узор древесины. Такой материал в последующем легче обрабатывался, а после завершения сушки становился менее подвержен растрескиванию и короблению.
Второй способ – парафинирование. Он заключается в обработке материала парафином и дальнейшей его просушке в печи при температуре 40 градусов в течении нескольких часов, а далее в течении нескольких дней при комнатной температуре, в последствии материал обретал те же свойства, что и при выпаривании.
Запаривание в льняном масле. Предусматривает собой наполнение емкости льняным маслом в которое после опускается заготовка и на медленном огне пропаривается в нем. После такой процедуры древесина приобретает высокий уровень водостойкости и не подвергается растрескиванию.
Линейная сушка – предусматривает уменьшение линейных размеров материала путем удаления связанной воды из стенок клеток, также рассматриваются варианты обратные, разбухание древесины путем повышения процентного содержания воды.

Нормализованная влажность – уровень влажности материала достигаемый при нормативных условиях (влажность 60-70%, температура 18-22 градуса)

Объемная усушка – предусматривает полное удаление из материала связанной воды.

Объемное разбухание – предусматривает повышение уровня связанной воды в стенках клеток до предела.

Относительная влажность – определяется процентным отношением массы влаги к массе материала во влажном состоянии. Поскольку древесина материал гигроскопичный, то он стремиться к равновесной влажности относительно окружающего микроклимата. К примеру, при температуре воздуха 20 градусов и влажности 100%, равновесная этим значениям влажность древесины будет равна 30%.

Следует отметить, что быстрое изменение влажности древесины приведет к короблению или же наоборот сильному набуханию.

Чем более массивный элемент, тем больше внимания следует уделять его сушке, поскольку неравномерное просушивание влечет за собой образование трещин. При эксплуатации деревянных сооружений следует устранить резкие перепады температурного и климатического режима если это представляется возможным.

Относительно каждого из направлений величина усушки отличается. Таким образом, в радиальном она составляет 4-6%, а в тангенциальном 6-12 процентов. Именно вследствие данной неравномерности, в процессе высыхания, происходит небольшое коробление.

Также следует знать то, что при резком перепаде микроклиматических условий в материале возникает внутреннее напряжение, которое приводит к деформации и растрескиванию древесины. Рекомендуемая температура помещения, в котором обустроены деревянные элементы 20 градусов Цельсия, при влажности в 40-60%.

Нормативный уровень влаги для древесины, которая используется в строительных целях, в особенности для производства клееных материалов, 8-15%. Следовательно материал требует обязательной сушки. В свою очередь естественная сушка занимает больше времени, таким способом просушка доски толщиной 5 сантиметров при нормативных условиях (температура 18-22 градуса и влажность 50-60%) занимает 30-40 дней. Искусственная сушка займет в разы меньше времени – 5-6 суток, а при повышенных температурах время просушки сократиться до 3-4 часов.

Влажность материала после просушки обязательно должна соответствовать эксплуатационным нормам для того или иного вида работ.

При длительном высушивании влага из материала испаряется, что может привести к значительно деформации. Сам процесс высушивания длиться до тех пор пока материал не достигнет определенного предела по показателям влаги, предел же зависит от микроклимата в котором проходит сушка. Аналогично проходит и процесс поглощения влаги. Также в некоторых случаях проводиться усушка – то есть изменение размеров путем удаления связанной влаги, при этом если проводиться удаление свободной влаги усушка не происходит.

Как и высыхание, усушка сказывается на линейных размерах не прямо пропорционально, таким образом усушка в тангенциальном направлении составляет до 10%, а в радиальном всего до 3,5%

При непрерывном процессе усушки, влага в древесине снижается до гигроскопичного предела, то есть до 0%. При проведении такой процедуры необходимо тщательно следить за равномерным распределением влаги, в противном случае может образоваться внутреннее напряжение, которое станет причиной деформации, изменения размеров при механической обработке древесины.

Сам процесс конвективной сушке обуславливает неравномерное распределение влаги, что способствует неравномерному высыханию материала, а в дальнейшем и возникновению внутреннего напряжения.

Древесина - очень гигроскопичный материал, который легко изменяет свою влажность. Влажностью древесины называют процентное содержание в ней воды (влаги). Влажность древесины не зависит от породы дерева. Влажность древесины - это количественный показатель содержания влаги в ней

Влажность древесины

Между древесиной и воздухом все время происходит влагообмен. Поэтому, влажность древесины - очень нестабильная величина, которая изменяется вместе со влажностью окружающей среды. Если влажность древесины больше, чем влажность окружающего воздуха - будет происходить высыхание древесины. Если наоборот - увлажнение. А если влажность и температура окружающей среды (воздуха) достаточно долго будут иметь неизменное значение, то влажность дров тоже стабилизируется и будет соответствовать влажности окружающего воздуха.

Влажность древесины, при которой прекращается обмен влагой между ней и окружающей средой, называют «равновесной»

В природе, равновесная влажность для древесины - это крайне неустойчивое состояние. Потому что, в природе невозможно найти воздух с достаточно долго постоянными параметрами температуры и влажности. Однако, состояние равновесной влажности легко достигается для древесины, находящейся в условиях искусственного микроклимата, например - в сушильной камере или просто, в любом другом помещении с постоянной температурой и влажностью.

Различают абсолютную и относительную влажность древесины

Абсолютная влажность древесины

Абсолютная влажность - это отношение массы влаги, которую содержит образец древесины, к массе абсолютно сухой древесины этого же образца. По , величина абсолютной влажности (W) высчитывается после исследования (сушки) образца, по формуле:

W = (m - m 0) / m 0 x 100,

где, (m) и (m 0) - масса образца, до и после высушивания.

Понятие величины «абсолютная влажность», по ГОСТ 17231-78, трактуется просто как «влажность». Как и всё «абсолютное», величина «абсолютной влажности» оторвана от реального мира и является крайне неудобоваримой формой при теплотехнических расчётах. Например, при величине абсолютной влажности 25%, килограмм древесины будет содержать 200 грамм воды. Такое несоответствие цифр сбивает с толку при расчётах.

Более удобной и практичной является величина относительной влажности

Относительная влажность древесины

Относительная (рабочая) влажность древесины - это отношение массы влаги, которую содержит образец древесины, к его общей массе. По ГОСТ 17231-78, величина относительной влажности (W отн.) высчитывается из величины абсолютной влажности (W) образца, по формуле:

W отн. = 100W / (100+W)

или проще,

W отн. = m воды / m образца x 100

Относительная влажность - очень простая и удобная форма для учёта испаряемой воды в дровяных теплотехнических расчётах. Величина относительной влажности напрямую указывает на количественно содержание воды в древесине. Например, один килограмм древесины при влажности 20%, будет содержать 200 грамм воды и 800 грамм сухого древесинного вещества.

Для сравнения, соберём «живой» пример в таблицу. Это таблица для одного и того же нашего образца. Определим и сравним величины его абсолютной и относительной влажности:

Абсолютная влажность = 25%, вес образца: до высушивания = 1кг (1000гр), после высушивания = 0,8кг (800гр)	Относительная влажность = 20%, вес образца = 1кг (1000гр)
абсолютной влажности будет 25%,	- если один килограмм древесины будет содержать 800 грамм сухого древесинного вещества и 200 грамм воды, то величина его относительной влажности будет 20%,
Формула для определения W = (m - m 0) / m 0 x 100 W = (1000 - 800) / 800 x 100 = 25%	Формула для определения W отн. = 100W / (100+W) W отн. = 100 x 25 / (100+25) = 20%
Вывод Несмотря на то, что величина абсолютной влажности является первоисточником для определения величины относительной влажности, именно величина относительной влажности имеет большее практическое применение. Потому что, она (величина относительной влажности) более реалистично отображает содержание воды в образце и не сбивает с толку несоответствием цифр

Степень влажности древесины

По влажности, всю древесину делят на три группы: сырая (влажность более 35%), полусухая (влажность от 25 до 35%) и сухая (влажность менее 25%). Первоначально, влажность свежесрубленных деревьев составляет 50-60%. Затем, при естественной сушке под навесом на воздухе, древесина в течение полутора-двух лет теряет до 20-30% влаги и приходит в состояние условно- влажности. После этого, влажность древесины уже существенно не изменяется, и её величина составляет ≈25%. Такая древесина называются воздушно-сухой. Чтобы снизить влажность древесины до состояния комнатно-сухой (7...18%), её нужно сушить принудительно в сушильных камерах, либо переместить на длительное время в условия искусственного микроклимата с заданными условиями (например, перенести в комнату или иное помещение).

Различают следующие степени влажности древесины:

Сплавная (влажность 60%, и более)
Это может быть дерево, которое длительное время находилось в воде. Например, сплавная древесина, или древесина после сортировки в водном бассейне, или просто хорошо намокшее (отсыревшее) бревно.
Свежесрубленная (влажность 45...50%)
Это древесина, которая сохранила влагу растущего дерева.
Воздушно-сухая (влажность 20...30%)
Это древесина, которая длительное время выдерживалась на открытом воздухе, при хорошем проветривании.
Комнатно-сухая (влажность 7...18%)
Это древесина, которая длительное время находилась в жилой комнате или в ином, отапливаемом и вентилируемом помещении.
Абсолютно сухая (влажность 0%)
Это древесина, высушенная при температуре t=103±2°С до постоянной массы.

Теплотворность влажных дров

Теплотворная способность древесины находится в прямой зависимости от её влажности. Влажность дров относится к определяющему показателю их качества. Что сухие дрова горят лучше сырых - известно многим, если не всем. И все знают, что мокрые дрова всегда можно подсушить, а сухие, наоборот - намочить. Соответственно и качество топлива будет изменяться - улучшаться или ухудшаться. Но, так ли это важно для современного отопительного оборудования? Например, дровяные пиролизные котлы позволяют сжигать дрова, влажностью до 50%, и даже - до 70%!

В таблице приведены обобщённые показатели теплотворной способности древесины для каждой степени её влажности.

Из таблицы видно, что чем меньше влажность древесины, тем выше ее теплотворная способность . Например, воздушно-сухая древесина имеет рабочую теплотворность почти в два раза большую, чем свежесрубленная, не говоря уже о мокрой древесине.

Древесина, влажностью 70% и выше, практически не горит.
Идеальный вариант для дровяного отопления - это использовать дрова в состоянии комнатно-сухой степени влажности. Такие дрова дают максимальное количество тепла. Но, поскольку сушка дров до такого состояния сопряжена с дополнительными затратами энергии, то наиболее оптимальным вариантом для отопления, будет использование воздушно-сухой древесины. Довести дрова до воздушно-сухого состояния сравнительно не сложно. Для этого достаточно заготовить их впрок и хранить в сухом проветриваемом помещении.
Напоследок хочется заметить, что влага, содержащаяся в дровах, не только ухудшает их теплотворность. Повышенное содержание влаги в топливе отрицательно сказывается на самом процессе горения. Избыток водяных паров служит основой для создания агрессивной среды, являющейся причиной преждевременного износа отопительного агрегата и дымоходов.
Производители современного отопительного оборудования рекомендуют использовать в качестве топлива воздушно-сухую древесину, влажностью, не более 30-35%

В сегодняшней статье на объясним, насколько важна естественная влажность древесины при изготовлении срубов.

Срубы из бревна естественной влажности

В последние годы деревянное зодчество становится все более популярным и востребованным. Стремление людей жить в доме из натурального экологически безопасного материала понятно и естественно. Кроме того дерево является естественным строительным материалом среднерусской полосы. Организм отлично гармонирует с природным материалом, а древесина помогает избавиться от негативного воздействия суматошной жизни городских жителей.

Собираясь строить, необходимо понимать, что срубы домов естественной влажности долговечны и надежны, это подтверждается многовековыми сооружениями, разбросанными по всей территории России, некогда выполненными нашими предками и легко перенесшими изменения климатических условий, войны, снегопады, бури и наводнения. Мастера древнего зодчества в один голос утверждают, что строить деревянный дом нужно исключительно из естественной влажности древесины.

В старину рубленый дом строился только из бревен с нормальной природной влажностью. Специалисты давно заметили, что такое строение лучше выдерживает любые катаклизмы и резкие изменения погодных условий. Дом не будет давать усадки, влажность древесины естественной сушки позволяет стенам нормально дышать, не набирая лишней влаги. Дереву, как любому живому организму, требуется для нормального существования много воды. Бревна, идущие на строительство дома, должны содержать оптимальное количество влаги, позволяющей конструкции оставаться прочной и монолитной.

Срубы домов естественной влажности, преимущества:

Существующие типы пиломатериалов

Мокрая древесина со сто процентной влажностью бывает после длительного нахождения дерева в воде. Такой материал категорически запрещается использовать при любом строительстве.
Свежесрубленная древесина естественной влажности имеет в своей структуре от пятидесяти до восьмидесяти процентов влаги. Параметры напрямую зависят от времени года и места проведения вырубки.
Воздушно-сухая древесина имеет влажность не выше двадцати процентов. Этот материал, как правило, долго хранится под открытым небом при естественных изменениях погодных условий.
Комнатно-сухая древесина продолжительное время хранится в крытых складских помещениях и влажность не превышает десяти процентов.
Полностью сухая древесина получается при принудительном высушивании в специальных помещениях, влажность пиломатериала не превышает двух процентов.

Насколько важна влажность древесины естественной сушки при строительстве

Большое спасибо, что потратили время на ознакомление со статьей. Если материал заинтересовал можно задать вопросы, для этого лучше подписаться на обновление сайта строительной компании СПК «Русская изба» . Добавившись

Древесина является довольно пористым материалом, содержащим большое количество капиляров, наполненных влагой. На практике влажность древесины определяется как отношение веса воды, содержащейся в дереве к весу абсолютно сухой древесины. Существует понятие «свободной» и «связанной» влаги. «Свободная» влага содержится в порах и капилярах дерева. «Связанная» влага та, которая содержится непосредственно в клетках дерева.

При высыхании дерево дает усушку – уменьшается в размере (объеме). При этом уменьшение размера вдоль волокон (по длине доски) практически не происходит, но вот в направлении, поперечном ходу волокон, происходит значительное изменение размеров (по толщине и ширине доски). Величина этого изменения зависит от породы древесины и конкретного значения изменения влажности древесины. В жизни самые неприятные сюрпризы связаны с изменением ширины доски.

Например, если Вы стелите пол доской имеющей естественную влажность, то уменьшение её ширины со временем может быть настолько значительным, что две соседние доски потеряют зацепление друг с другом. В этом случае, для удаления щелей, Вам придется оторвать все доски от лаг и настелить их заново, согнав впритык.

«Какую же влажность должна иметь доска?», — спросите Вы. Всё просто – любое деревянное изделие, в процессе его эксплуатации стремится к так называемой «равновесной влажности». «Равновесная влажность» определяется температурой и влажностью воздуха в той среде, где будет находиться доска. Значения этой влажности Вы можете увидеть в таблице. Для жилого помещения она составляет в среднем 8-10%, для улицы она составляет в среднем 12-14%. Логично из этого следует, что сырая доска будет усыхать в помещении, теряя в своей ширине, с другой стороны сухая доска будет увлажняться вне помещения, расширяясь.

Естественная влажность, конечная влажность древесины

Естественная влажность — это влажность, присущая древесине в растущем или только что спиленном (распиленном) состоянии, без дополнительной сушки. Естественная влажность не нормируется и может составлять от 30% до 80%. Естественная влажность древесины колеблется в зависимости от условий произрастания и времени года. Так, естественная влажность свежеспиленных деревьев в «зимнем» лесу традиционно меньше влажности свежеспиленных деревьев в «летнем» лесу.

Начальная влажность — тоже самое, что и естественная влажность. Только что срубленное дерево обладает максимальной влажностью, которая для различных пород может даже превышать 100%. Дерево бальса может иметь влажность в свежесрубленом состоянии, доходящую до 600%. На практике мы имеем дело с меньшими значениями (30-70%), т.к. после рубки проходит какое-то время до момента распиливания дерева и помещения его в сушилку и оно, конечно, теряет некоторое количество воды. Мы принимаем за начальную влажность то значение влажности древесины, которое она имеет перед отправкой в сушильную камеру.

Конечная влажность — это та влажность, которую мы хотим получить после полного цикла сушки. В этом случае принимается во внимание назначение изделие, изготавливаемого из высушенной древесины.

Прежде всего, сушка древесины это процесс удаления влаги из древесины путем ее испарения.

Сушка древесины - одна из важнейших операций в процессе обработки древесины. Древесину сушат после лесопиления, но перед деревообработкой. Древесину сушат в целях её предохранения от поражения деревоокрашивающими и дереворазрушающими грибами при ее дальнейшем хранении и транспортировке. Сушка предупреждает древесину от изменения формы и размеров в процессе изготовления и эксплуатации изделий из нее, улучшает качество отделки древесины, склеивания. Влажность, до которой сушат древесину, зависит от сферы её дальнейшего применения. Весь смысл сводится к тому, чтобы довести влажность доски до такого же значения, которого достигло бы со временем изделие из этой доски в процессе эксплуатации в данных условиях. Такое значение влажности называется «равновесной влажностью», оно зависит от влажности и температуры окружающего воздуха. Например, доска, из которой будет изготавливаться паркет и прочие изденлия, эксплуатируемые внутри помещений — должна иметь влажность 6-8% так как именно такая влажность будет являться равновесной. Для изделий, которые будут эксплуатироваться в контакте с атмосферой, (например: деревянные окна, внешняя обшивка дома) равновесной влажностью будет 11-12%.

Вы спросите: «А что будет в противном случае?» Отвечаем: В противном случае будет то, что встречается в России сплошь и рядом, а именно потребитель столкнется с проблемами. Представьте, что Вы купили вагонку для того, чтобы обшить стены внутри Вашего загородного дома или дачи. Если Вы купите у нерадивого производителя вагонку, изготовленную из сырой доски и укроете ею стены своего дома, то она начнет медленно высыхать естественным образом в уже установленном состоянии. Обратимся к таблице равновесной влажности и опыту. Если Вы натопите зимой помещение до 25 градусов по Цельсию, то при типовой для зимы влажности воздуха внутри помещений в 35%, значение равновесной влажности для доски в таком помещении составит 6,6%. На базах и рынках вагонка очень часто может иметь влажность от 14% и выше (мы встречали и 30%). Далее представьте, что ваша вагонка начинает высыхать, теряя воду из своих пор. Высыхая идет процесс, называемый «усушкой» и выражающийся в уменьшении размеров деревянного изделия. Величина усушки зависит от породы древесины, направления волокон в изделии и т.д. Основная усушка идет поперек волокон (соответственно по толщине и ширине Вашей вагонки). Когда Ваша вагонка высохнет в установленном состоянии до равновесной влажности, Вы, в самом худшем случае рискуете не просто увидеть, что обшивка разошлась местами, а получить щели между досками, шириной чуть ли не в палец.

В промышленности используют различные технологии сушки древесины, различающиеся как применяемым оборудованием, так и особенностями передачи тепла высушиваемому материалу.
Классификация видов и способов сушки обычно и базируется на методах передачи тепла, по которым можно выделить четыре технологии сушки древесины:

конвективная технология сушки;
кондуктивная технология сушки;
радиационная технология сушки;
электрическая технология сушки;

Каждый вид сушки может также иметь несколько разновидностей в зависимости от типа сушильного агента и особенностей применяемого оборудования для сушки древесины. Существуют также комбинированные технологии сушки древесины, в которых одновременно применяют различные виды передачи тепла (например, конвективно-диэлектрическая) или совмещаются другие признаки различных технологий сушки древесины.

Самостоятельные технологии сушки

Камерная сушка

Камерная сушка. Это основная промышленная технология сушки древесины, осуществляемая в лесосушильных камерах различных конструкций, куда пиломатериалы загружают штабелями. Сушка происходит в газообразной среде (воздухе, топочных газах, перегретом паре), которая путем конвекции передает теплоту древесине. Для нагревания и циркуляции сушильного агента сушильные камеры снабжают нагревательными и циркуляционными устройствами.

При камерной технологии сушки древесины сроки просыхания пиломатериалов сравнительно небольшие (от десятков часов до нескольких суток), древесина просыхает до любой заданной конечной влажности при требуемом качестве, процесс сушки поддается надежному регулированию.

Атмосферная сушка

Второй по значению и распространению на лесопильных предприятиях способ промышленной сушки древесины, осуществляемый в штабелях, размещенных на специальной открытой территории (складах), омываемых атмосферным воздухом без подогрева. Преимущество атмосферной технологии сушки древесины-сравнительно низкая себестоимость. Кроме того, этот способ является наиболее щадящим. Недостатки: сезонность (зимой сушка практически прекращается); большая продолжительность; высокая конечная влажность. Атмосферную технологию сушки древесины применяют, главным образом, для сушки пиломатериалов на лесопильных предприятиях до транспортной влажности и на некоторых деревообрабатывающих предприятиях для подсушки и выравнивания начальной влажности пиломатериалов перед сушкой в сушильных камерах для древесины.

Сушка в жидкостях

Сушка в жидкостях осуществляется в ваннах, наполненных гидрофобной жидкостью (петролатумом, маслом), нагретой до 105-120 °С. Интенсивная передача теплоты от жидкости к древесине позволяет сократить срок сушки по сравнению с камерной в 3-4 раза при прочих равных условиях. Этот способ применяют в технологии консервирования древесины для снижения ее влажности перед пропиткой. Попытки применить сушку пиломатериалов в петролатуме на деревообрабатывающих предприятиях не дали положительных результатов из-за того, что пиломатериалы после такой сушки не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к древесине для мебели и столярно-строительных изделий.

Кондуктивная технология сушки

Кондуктивная (контактная) технология сушки древесины осуществляется передачей теплоты материалу посредством теплопроводности при контакте с нагретыми поверхностями. Ее применяют в небольших объемах для сушки, тонких древесных материалов - шпона, фанеры.

Радиационная сушка

Радиационная сушка дерева происходит при передаче тепла материалу излучением от нагретых тел. Эффективность радиационной сушки определяется плотностью потока инфракрасных лучей и их проницаемостью в твердых влажных телах. Интенсивность потока лучистой энергии ослабляется по мере углубления в материал. Древесина относится к малопроницаемым для инфракрасного излучения материалам (глубина проникновения 3-7 мм), поэтому для сушки пиломатериалов этот способ не применяют. Его можно использовать для сушки тонколистовых материалов (шпона, фанеры), кроме того, этот способ широко применяют в технологии отделки изделий из древесины для сушки лакокрасочных покрытий. В качестве излучателей используют электроплиты, электронагревательные элементы, газовые (беспламенные) горелки, осветительные электролампы накаливания мощностью от 500 Вт и выше.

Ротационная сушка

Ротационная сушка древесины основана на использовании центробежного эффекта, за счет которого свободная влага удаляется из древесины при вращении ее на центрифугах. Механическое удаление свободной влаги достигается при величине центростремительного, ускорения не менее 100-500g (g - ускорение свободного падения). Такие ускорения из-за трудности точной балансировки центрифуги со штабелем на практике пока не достигнуты, ведутся лишь опытные разработки соответствующих устройств. В известных промышленных ротационных сушилках центростремительное ускорение не превышает 12g. При этих условиях механическое обезвоживание проявляется в небольшой степени. Однако интенсификация процесса сушки в диапазоне влажности выше предела гигроскопичности наблюдается.

При установке карусели в сушильной камере технология сушки пиломатериалов такая же, как в обычных камерах периодического действия. Продолжительность сушки на первом этапе (от начальной влажности до предела гигроскопичности) сокращается в несколько раз в зависимости от толщины, породы и начальной влажности древесины по сравнению с обычной конвективной сушкой при одинаковых режимах. Хотя ротационные сушилки экономичны и обеспечивают высокое качество сушки, промышленного использования для сушки пиломатериалов ротационный способ пока не нашел.

Вакуумная сушка

Вакуумная сушка при пониженном давлении в специальных герметичных сушильных камерах. Из-за сложности оборудования и невозможности получения низкой конечной влажности древесины вакуумная сушка самостоятельного значения не имеет. Применяют ее в комбинации с другими методами сушки и как вспомогательную операцию при подготовке древесины к пропитке.

Диэлектрическая сушка

Диэлектрическая сушка — сушка древесины в электромагнитном поле токов высокой частоты, в котором нагрев древесины происходит за счет диэлектрических потерь. Благодаря равномерному нагреву древесины по всему ее объему, возникновению положительного градиента температур и избыточного давления внутри ее продолжительность диэлектрической сушки в десятки раз меньше конвективной. Из-за сложности оборудования, большого расхода электроэнергии и недостаточно высокого качества сушки собственно диэлектрическая сушка не находит широкого применения.

Комбинированные технологии сушки древесины

Более эффективно применение комбинированных технологий сушки древесины, например конвективно-диэлектрической и вакуумно-диэлектрической. Для массовой сушки применение этих способов неэкономично, но в отдельных случаях, особенно при сушке дорогих, ответственных пиломатериалов и заготовок из трудносохнущих пород древесины эти способы могут найти применение.

Конвективно-диэлектрическая сушка

При комбинированной конвективно-диэлектрической технологии сушки древесины к штабелю, загруженному в камеру, оборудованную тепловым и вентиляторным устройствами, подводят также и высокочастотную энергию от специального генератора ТВЧ через электроды, расположенные около штабеля.
Расход теплоты на сушку в сушильной камере при этом в основном компенсируется тепловой энергией пара, подаваемого в калориферы, а высокочастотная энергия подается для создания положительного перепада температур по сечению материала. Этот перепад в зависимости от характеристики материала и жесткости заданного режима составляет 2-5°С. Качество конвективно-диэлектрической сушки пиломатериалов высокое, так как сушка ведется с небольшим перепадом влажности по толщине материала.

Вакуумно-диэлектрическая сушка

Это еще один способ сушки древесины с применением энергии ТВЧ При этой технологии используют преимущества и вакуумной и диэлектрической сушки. За счет нагрева древесины в поле ТВЧ при пониженном давлении кипение воды в древесине достигается при небольших температурах древесины, что способствует сохранению ее качества. Перемещение влаги в древесине при вакуум — диэлектрической сушке древесины обеспечивается всеми основными движущими силами влагопереноса: градиентом влагосодержания, температурой, избыточным давлением, что сокращает продолжительность сушки.

При вакуум — диэлектрической сушке штабель пиломатериалов помещают в автоклав или герметичную камеру, где вакуум-насосом создается пониженное давление среды (1-20 кПа). Чем ниже давление среды, тем ниже и температура испарения влаги и древесины при сушке. Расход теплоты на сушку обеспечивается подводом высокочастотной энергии к древесине. При использовании этой технологии сушки древесины также возникают эксплуатационные трудности - сложность оборудования, особенно наладка и эксплуатация высокочастотных генераторов, большой расход электроэнергии на сушку. Поэтому при решении вопросов о применении вакуум — диэлектрнческих камер необходимо сначала по условиям конкретного предприятия разработать технико-экономическое обоснование.

Индукционная, или электромагнитная сушка древесины

Метод основан на передаче теплоты материалу от ферромагнитных элементов (сеток из стали), уложенных в штабеля между рядами досок. Штабель вместе с этими элементами находится в переменном электромагнитном поле промышленной частоты (50 Гц), образованном соленоидом, смонтированным внутри сушильной камеры. Стальные элементы (сетки) нагреваются в электромагнитном поле, передавая теплоту древесине и воздуху. При этом происходит комбинированная передача теплоты материалу: кондуктивным путем от контакта нагретых сеток с древесиной и конвекцией от циркулирующего воздуха, нагреваемого также сетками.