Od Drevárskeho doktora: Školenie o dreve a vlhkosti

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chránený autorským právom.
Použité s povolením spoločnosti Wagner Meters

Drevo a výrobky z dreva, aj keď boli sušené v peci, neustále získavajú alebo strácajú vlhkosť v snahe dosiahnuť vlhkostnú rovnováhu s prostredím.

Inými slovami, drevo získava vlhkosť vo vlhkejších miestach a stráca vlhkosť v suchších miestach. Tento nárast a strata vlhkosti sa môže stať kritickým, keď sa zistí, že drevo pri získavaní vlhkosti napučiava a pri strate vlhkosti sa zmršťuje.

Okrem toho sa drevo zle obrába a lepí, ak je obsah vlhkosti príliš vysoký alebo príliš nízky.

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chránený autorským právom.
Použité s povolením spoločnosti Wagner Meters

Obsah vlhkosti v kuse dreva a jeho rovnováha s prostredím je určená relatívnou vlhkosťou vzduchu obklopujúceho kus dreva. To platí bez ohľadu na to, či ide o rezivo a výrobný proces je nedokončený komponent počas prepravy alebo skladovania, alebo je drevo upravené nátermi, ako je lak, a uvedené do prevádzky.

Teplota výrazne neovplyvňuje obsah vlhkosti, a preto nespôsobuje ani zmršťovanie, ani napučiavanie dreva. Táto necitlivosť na teplotu je jednou z výhod dreva v porovnaní s inými stavebnými materiálmi, ako sú hliník alebo plasty.

Predtým, ako budeme pokračovať, pozrime sa na kritický vzťah medzi relatívnou vlhkosťou a obsahom vlhkosti. Pre danú priemernú relatívnu vlhkosť vzduchu existuje priemerný obsah vlhkosti, na ktorý by sa drevo malo vyrovnať.

Napríklad, ak je relatívna vlhkosť vzduchu 30 %, drevo skladované v týchto podmienkach nakoniec dosiahne obsah vlhkosti 6 %. Na dosiahnutie tejto konečnej rovnovážnej hodnoty môžu byť potrebné hodiny, dni, týždne alebo dokonca mesiace.

Čas závisí od mnohých faktorov, vrátane veľkosti kusu dreva (hrubšie drevo bude schnúť dlhšie); orientácie vlákien (kratšie drevo bude schnúť kratšie); teploty okolitého vzduchu (vyššia teplota) a prípadného naneseného náteru (natreté drevo bude schnúť dlhšie).

Vlhkosť vo vzduchu sa označuje ako rovnovážny obsah vlhkosti alebo EMC.

V našom príklade s relatívnou vlhkosťou 30 % má vzduch elektromagnetickú kompatibilitu 6 %.

Existujú 4 kľúčové hodnoty relatívnej vlhkosti a zodpovedajúcej elektromagnetickej kompatibility (EMC), s ktorými by mal byť výrobca alebo používateľ dreva veľmi dobre oboznámený a v skutočnosti by bolo rozumné si ich zapamätať.

Prvé dve hodnoty, 6 % až 9 % EMC, zodpovedajú relatívnej vlhkosti 30 % až 50 %. Sú veľmi dôležité, pretože ide o typické vnútorné hodnoty pre vykurované a klimatizované kancelárie a domácnosti vo väčšine Severnej Ameriky. Tieto hodnoty platia pre rezivo, surové alebo sušené v peci, ako aj pre surové diely, vyrobené komponenty, skrinky, nábytok a stolárske výrobky.

V chladnom podnebí môžu byť vnútorné podmienky dokonca suchšie ako 6 % EMC. Vo výrobných zariadeniach s odsávacími systémami a tam, kde sa vzduch ohrieva pre pohodlie, sú podmienky v závode často tiež suchšie ako 6 % EMC, pokiaľ nie je vzduch zvlhčený. Na druhej strane, vo vlhkých letných mesiacoch, najmä bez klimatizácie, môžu podmienky v domácnostiach, kanceláriách a výrobných zariadeniach niekedy prekročiť 9 % EMC.

Pre vonkajšie expozície chránené pred dažďom vo väčšine USA, vrátane skladov, nevykurovaných prístreškov a dokonca aj nevykurovaných domov, ktoré sú vo výstavbe, má vzduch v priemere 12 % EMC, čo zodpovedá 65 % relatívnej vlhkosti.

Pre pobrežné oblasti, Miami, New Orleans, Seattle a ostrovné podnebie, Jamajku a Japonsko, je EMC vyššia. V interiéri môže byť EMC až 12 %, v exteriéri až 16 %.

Nenatreté drevo zmení svoj obsah vlhkosti rýchlejšie ako dobre natreté drevo. Treba však poznamenať, že náter iba spomaľuje zmenu obsahu vlhkosti. Drevené výrobky s náterom často menia obsah vlhkosti pomerne pomaly, čo znamená, že krátkodobé extrémne suché alebo veľmi vlhké podmienky nebudú také výrazné ako v prípade nenatretého výrobku.

A ešte jeden základný koncept, sušenie v peci neposkytuje drevený produkt, ktorý by nemení vlhkosť. Všetko drevo mení svoj obsah vlhkosti, keď sa vlhkosť mení. Sušenie v peci je len rýchla a kvalitná technika na zníženie obsahu vlhkosti reziva na požadovanú hodnotu. Ak je sušené drevo správne vysušené, ale diely a komponenty vyrobené z tohto reziva nie sú správne spracované a nechajú sa znovu navlhčiť, potom sa dá očakávať následné zmršťovanie v suchom prostredí výrobného závodu alebo v suchom dome či kancelárii zákazníka.

Meranie EMC a obsahu vlhkosti si preberieme o chvíľu. Predtým si však zvážme niektoré dôvody našich kritických obáv týkajúcich sa obsahu vlhkosti.

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chránený autorským právom.
Použité s povolením spoločnosti Wagner Meters

Obsah vlhkosti v kuse dreva a jeho rovnováha s prostredím je určená relatívnou vlhkosťou vzduchu obklopujúceho kus dreva. To platí bez ohľadu na to, či ide o rezivo a výrobný proces je nedokončený komponent počas prepravy alebo skladovania, alebo je drevo upravené nátermi, ako je lak, a uvedené do prevádzky.

Teplota výrazne neovplyvňuje obsah vlhkosti, a preto nespôsobuje ani zmršťovanie, ani napučiavanie dreva. Táto necitlivosť na teplotu je jednou z výhod dreva v porovnaní s inými stavebnými materiálmi, ako sú hliník alebo plasty.

Predtým, ako budeme pokračovať, pozrime sa na kritický vzťah medzi relatívnou vlhkosťou a obsahom vlhkosti. Pre danú priemernú relatívnu vlhkosť vzduchu existuje priemerný obsah vlhkosti, na ktorý by sa drevo malo vyrovnať.

Napríklad, ak je relatívna vlhkosť vzduchu 30 %, drevo skladované v týchto podmienkach nakoniec dosiahne obsah vlhkosti 6 %. Na dosiahnutie tejto konečnej rovnovážnej hodnoty môžu byť potrebné hodiny, dni, týždne alebo dokonca mesiace.

Čas závisí od mnohých faktorov, vrátane veľkosti kusu dreva (hrubšie drevo bude schnúť dlhšie); orientácie vlákien (kratšie drevo bude schnúť kratšie); teploty okolitého vzduchu (vyššia teplota) a prípadného naneseného náteru (natreté drevo bude schnúť dlhšie).

Vlhkosť vo vzduchu sa označuje ako rovnovážny obsah vlhkosti alebo EMC.

V našom príklade s relatívnou vlhkosťou 30 % má vzduch elektromagnetickú kompatibilitu 6 %.

Existujú 4 kľúčové hodnoty relatívnej vlhkosti a zodpovedajúcej elektromagnetickej kompatibility (EMC), s ktorými by mal byť výrobca alebo používateľ dreva veľmi dobre oboznámený a v skutočnosti by bolo rozumné si ich zapamätať.

Prvé dve hodnoty, 6 % až 9 % EMC, zodpovedajú relatívnej vlhkosti 30 % až 50 %. Sú veľmi dôležité, pretože ide o typické vnútorné hodnoty pre vykurované a klimatizované kancelárie a domácnosti vo väčšine Severnej Ameriky. Tieto hodnoty platia pre rezivo, surové alebo sušené v peci, ako aj pre surové diely, vyrobené komponenty, skrinky, nábytok a stolárske výrobky.

V chladnom podnebí môžu byť vnútorné podmienky dokonca suchšie ako 6 % EMC. Vo výrobných zariadeniach s odsávacími systémami a tam, kde sa vzduch ohrieva pre pohodlie, sú podmienky v závode často tiež suchšie ako 6 % EMC, pokiaľ nie je vzduch zvlhčený. Na druhej strane, vo vlhkých letných mesiacoch, najmä bez klimatizácie, môžu podmienky v domácnostiach, kanceláriách a výrobných zariadeniach niekedy prekročiť 9 % EMC.

Pre vonkajšie expozície chránené pred dažďom vo väčšine USA, vrátane skladov, nevykurovaných prístreškov a dokonca aj nevykurovaných domov, ktoré sú vo výstavbe, má vzduch v priemere 12 % EMC, čo zodpovedá 65 % relatívnej vlhkosti.

Pre pobrežné oblasti, Miami, New Orleans, Seattle a ostrovné podnebie, Jamajku a Japonsko, je EMC vyššia. V interiéri môže byť EMC až 12 %, v exteriéri až 16 %.

Nenatreté drevo zmení svoj obsah vlhkosti rýchlejšie ako dobre natreté drevo. Treba však poznamenať, že náter iba spomaľuje zmenu obsahu vlhkosti. Drevené výrobky s náterom často menia obsah vlhkosti pomerne pomaly, čo znamená, že krátkodobé extrémne suché alebo veľmi vlhké podmienky nebudú také výrazné ako v prípade nenatretého výrobku.

A ešte jeden základný koncept, sušenie v peci neposkytuje drevený produkt, ktorý by nemení vlhkosť. Všetko drevo mení svoj obsah vlhkosti, keď sa vlhkosť mení. Sušenie v peci je len rýchla a kvalitná technika na zníženie obsahu vlhkosti reziva na požadovanú hodnotu. Ak je sušené drevo správne vysušené, ale diely a komponenty vyrobené z tohto reziva nie sú správne spracované a nechajú sa znovu navlhčiť, potom sa dá očakávať následné zmršťovanie v suchom prostredí výrobného závodu alebo v suchom dome či kancelárii zákazníka.

Meranie EMC a obsahu vlhkosti si preberieme o chvíľu. Predtým si však zvážme niektoré dôvody našich kritických obáv týkajúcich sa obsahu vlhkosti.

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chránený autorským právom.
Použité s povolením spoločnosti Wagner Meters

Ako sme už spomenuli, ale je to natoľko dôležité, že si to zaslúži zopakovanie, väčšina kancelárií a domov v Severnej Amerike má priemernú vnútornú elektromagnetickú kompatibilitu (EMC) 6 % až 9 % a relatívnu vlhkosť 30 % až 50 %. Niekedy môže byť dom alebo kancelária suchšia, napríklad uprostred zimy na severe USA alebo počas leta na suchom juhozápade USA. Na druhej strane, niekedy môže byť dom alebo kancelária pozdĺž južného alebo západného pobrežia vlhšia.

Správny obsah vlhkosti reziva prichádzajúceho do výrobného závodu, drevených výrobkov počas výroby a výrobku počas skladovania a montáže závisí od elektromagnetickej kompatibility (EMC) výrobku pri jeho konečnom použití. Pretože aj trochu príliš mokré drevo spôsobuje zmršťovanie a problém so zmršťovaním je zvyčajne vážnejší ako problém s napučaním a pretože typický dom alebo kancelária je zriedkakedy suchší ako 6 % až 7 % EMC, relatívna vlhkosť 28 % až 38 %.

Typický požadovaný priemerný obsah vlhkosti pre drevo, diely a komponenty určené pre interiérové ​​výrobky je 6 % až 7 %. Elektronické indikátory relatívnej vlhkosti sú dostupné v obchodoch s elektronikou za menej ako 30 dolárov. Preto je jednoduché a relatívne lacné určiť presnú vlhkosť a súvisiacu elektromagnetickú kompatibilitu na akomkoľvek mieste, kde sa drevené výrobky vyrábajú, skladujú, inštalujú alebo používajú.

Hoci priemerný kus dreva má vo väčšine interiérových priestorov vlhkosť 6 % až 7 %, drevo je variabilný materiál a žiadne dva kusy nie sú identické, preto sa v jednotlivých kusoch vystavených rovnakej elektromagnetickej kompatibilite vždy vyskytne malá odchýlka v obsahu vlhkosti pod 1 %.

Spravidla je ideálny rozdiel medzi vlhkosťou dreva a elektromagnetickou kompatibilitou vzduchu 2 % vlhkosť. Treba však poznamenať, že miera akceptovateľnej variability závisí od vyrábaného produktu a jeho citlivosti na zmeny vlhkosti.

Dosiahnutie lepšej rovnomernosti obsahu vlhkosti si vyžaduje viac úsilia počas sušenia v peci a lepšie skladovanie suchého reziva pri manipulácii, čo zvyšuje cenu reziva a komponentov. Zníženie rizika nepodarkov sa však oplatí za dodatočné náklady a starostlivosť.

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chránený autorským právom.
Použité s povolením spoločnosti Wagner Meters

Kľúčom k úspešnej kontrole obsahu vlhkosti je prevádzka pece. Po vysušení reziva v peci je potrebné ho skladovať pri správnej hodnote EMC, aby sa predišlo nežiaducim zmenám obsahu vlhkosti. Väčšina komerčných sušiarní suší na správny obsah vlhkosti a skladuje rezivo pri správnej hodnote EMC alebo relatívnej vlhkosti.

Druhým krokom pri kontrole obsahu vlhkosti, a tento druhý krok je ešte dôležitejší ako prvý, je výrobný závod. Sušené rezivo v procesných dieloch a vyrobených drevených komponentoch musí byť po ich prvom dodaní skladované pri správnej EMC, aby sa predišlo nežiaducim zmenám obsahu vlhkosti. Keďže komponenty sú oveľa menšie ako rezivo, majú väčšiu povrchovú plochu na objem a viac odkrytú štruktúru a vláknitosť ako rezivo.

Preto sa vlhkosť komponentov zmení oveľa rýchlejšie ako vlhkosť dreva, ak sa elektromagnetická kompatibilita vzduchu nerovná vlhkosti komponentu. Súčiastky a komponenty sú tiež oveľa cennejšie ako surové rezivo, takže správne skladovanie dielov a komponentov je ekonomicky dôležitejšie ako skladovanie reziva.

Kritickým prvkom pri kontrole obsahu vlhkosti v drevených komponentoch je kontrola elektromagnetickej kompatibility (EMC) vo výrobnom zariadení. EMC v zariadení musí byť veľmi blízka EMC v domácnosti alebo kancelárii zákazníka. To môže zahŕňať pridanie vlhkosti do vzduchu vo výrobnom zariadení. Ani kontrola vlhkosti v závode však neodstráni problémy s vlhkosťou, ak komponenty alebo diely nie sú pri prvom prijatí správne skladované.

Ďalším kritickým problémom je skladovanie hotových výrobkov v dome alebo kancelárii zákazníka. Tovar by sa nikdy nemal skladovať vonku ani v nevykurovanej budove či prístrešku. EMC je príliš vysoká. Je tiež možné, že v rozostavanej budove môže byť EMC dočasne oveľa vyššia ako v čase, keď je budova obývaná. Ak áno, skladované drevené výrobky najprv znovu navlhčia a potom po obývaní budovy vlhkosť rýchlo stratia, čím sa vyvinú deformácie, praskliny a iné poruchy súvisiace s vlhkosťou.

Cieľovú hodnotu EMC v miestnosti možno ľahko udržiavať. Najjednoduchší spôsob, ako znížiť EMC a relatívnu vlhkosť vzduchu, teda „vysušiť vzduch“, je pridaním tepla do miestnosti. Pravidlom je, že miestnosť vyhriata približne o 25 stupňov Fahrenheita nad rannú minimálnu teplotu vyvinie 7 % EMC, čo sa považuje za dobrú cieľovú hodnotu EMC.

Elektromagnetickú kompatibilitu (EMC) v malom sklade reziva je možné regulovať aj uzavretím skladovacieho priestoru a reguláciou relatívnej vlhkosti pomocou malej domácej odvlhčovacej jednotky. Toto bude fungovať iba vtedy, keď drevo už má správnu vlhkosť. Jednotka nemá dostatok výkonu na ďalšie sušenie reziva.

Podobne by v miestnosti nemali byť žiadne podstatné úniky vonkajšieho vzduchu. Tento skladovací priestor s reguláciou DH by sa mohol použiť aj vo vlhkom prostredí na skladovanie rozpracovanej výroby alebo hotových výrobkov, aby sa zabránilo nechcenému opätovnému navlhnutiu. Hoci takéto skladovanie vyžaduje určité úsilie, návratnosťou je kvalitnejší produkt bez sťažností zákazníkov.

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chránený autorským právom.
Použité s povolením spoločnosti Wagner Meters

Obsah vlhkosti drevených komponentov by sa mal monitorovať, aby sa zabezpečilo, že nedochádza k zbytočnému nárastu alebo strate vlhkosti. Keď sa obsah vlhkosti výrazne zmení, obnovenie správnej vlhkosti dreva bude trvať dlho. V skutočnosti je spracovanie dreva s nesprávnym obsahom vlhkosti veľkou stratou času a peňazí.

Správna manipulácia počas celého výrobného procesu zabezpečí, že sa to nestane. Drevené komponenty, diely alebo dokonca finálne výrobky, ktoré sú príliš suché, s obsahom vlhkosti pod 5 %, sa ťažko obnovujú do pôvodnej kvality.

Najlepším postupom je umiestniť drevo do miestnosti, ktorá je približne o 1 percentuálny bod vyššia ako zamýšľaná hodnota EMC. Miestnosť by mala mať aj niekoľko ventilátorov na miešanie vzduchu a jeho prúdenie cez drevené povrchy, potom počkať tak dlho, kým sa obsah vlhkosti neupraví; niekoľko týždňov alebo dlhšie.

Príliš mokré drevené časti alebo komponenty sa často dajú úspešne znovu vysušiť. Je však ťažké úspešne znovu vysušiť hotový výrobok. Ak je vysoký obsah vlhkosti výsledkom zlých skladovacích podmienok, drevo sa zvyčajne môže umiestniť do teplej miestnosti, ktorá má o 1 alebo 2 percentuálne body nižšiu hodnotu EMC ako je požadovaný obsah vlhkosti. Trocha tepla urýchli proces sušenia. Drevo musí v tejto miestnosti zostať, kým jadro nedosiahne správny obsah vlhkosti, a nie len po dobu potrebnú na dosiahnutie správneho obsahu vlhkosti vonkajšími vrstvami.

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chránený autorským právom.
Použité s povolením spoločnosti Wagner Meters

Diskutovali sme o obsahu vlhkosti v dreve, ale zatiaľ sme neuviedli definíciu obsahu vlhkosti.

Presná definícia obsahu vlhkosti v dreve je hmotnosť vody v kuse dreva v porovnaní s hmotnosťou tohto kusu dreva po vysušení. Obsah vlhkosti sa vždy vyjadruje v percentách (%), takže výsledok vynásobíme číslom 100.

Množstvo vody meriame odvážením kusu dreva a následným sušením v peci pri teplote 215 stupňov Celzia počas 12 až 36 hodín, kým drevo nevyschne. Po vysušení v peci kus opäť odvážime.

Rozdiel medzi týmito dvoma hmotnosťami je množstvo vody, ktoré bolo v dreve pred sušením. Konečná hmotnosť je hmotnosť po vysušení v peci.