Średnia wilgotność drewna – norma i znaczenie

Wybór drewna konstrukcyjnego charakteryzującego się właściwą wilgotnością to fundament trwałości i bezpieczeństwa budowli. Pomiar wilgotności drewna konstrukcyjnego odgrywa kluczowe znaczenie dla trwałości i bezpieczeństwa każdej struktury budowlanej.

Drewno jest materiałem organicznym, które naturalnie wchłania i traci wilgoć, co wpływa na jego rozmiar i kształt. Zbyt wysoka wilgotność drewna może prowadzić do deformacji, pęknięć, a nawet do rozwoju szkodliwych mikroorganizmów, takich jak pleśń i grzyby. Z drugiej strony, zbyt niska wilgotność drewna może prowadzić do jego wysuszenia, co również negatywnie wpływa na właściwości fizyczne.

Wilgotność drewna a jego właściwości

Wilgotność ma znaczący wpływ na pozostałe właściwości drewna. Zbyt duży jej poziom doprowadza do wypaczania się wyrobów z drewna, a także sprzyja rozwojowi grzybów. Zbyt mała wilgotność natomiast może doprowadzić do pękania.

Wilgotność drewna jest stosunkiem masy wody zawartej w drewnie do masy drewna - jej poziom podaje się w procentach. Rozróżniamy dwa typy wilgotności:

  • Względna - stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy drzewa wilgotnego
  • Bezwzględna - stosunek masy wody zawartej w drewnie do masy drewna absolutnie suchego.

Tuż po ścięciu drewno ma wilgotność przekraczającą 35 procent. Po wyschnięciu na świeżym powietrzu jego wilgotność zmniejsza się do około 15-20 procent, a w suchych pomieszczeniach jego poziom wilgotności wynosi przeciętnie od 8 do 13 procent.

Przeczytaj także: Penis - statystyki

Wilgotne drewno kurczy się podczas suszenia, a podczas nasiąkania wodą pęcznieje. Może to spowodować uszkodzenia materiału wykonanego z drewna, np. podłogi.

Klasy wilgotności drewna kominkowego

Trochę informacji o wilgotności drewna. Funkcjonują zasadniczo cztery klasy wilgotności:

  1. Najwyższą, tzw. klasę premium, stanowi drewno o wilgotności do 20%; to drewno sezonowane, dodatkowo dosuszane w suszarniach wysokotemperaturowych. Takie drewno spala się najefektywniej i wytwarza najwięcej ciepła.
  2. Druga klasa, najbardziej popularna, obejmuje tzw. drewno suche o wilgotności poniżej 25%. Drewno takie przygotowuje się na dwa rożne sposoby. Pierwszy - tradycyjny - uzyskiwany jest dzięki długotrwałemu suszeniu połupanego drewna na powietrzu. Najczęściej jest ono przygotowywane przynajmniej z rocznym wyprzedzeniem - ewentualnie półrocznym, jeśli zapewniono doskonałe warunki przewiewu i nasłonecznienia. Tak przygotowane drewno bardzo stabilnie się spala, ponieważ jest dość równomiernie suche w całym swoim przekroju (różnice wilgotności około 7%). Polana będą miały ciemniejszą barwę, a czasami, w przypadku słabej przewiewności składowania i narażenia na wilgoć, mogą mieć nieco zewnętrznej sinizny i śladów pleśni. Jeśli lato będzie ciepłe z mocnymi wiatrami, a drewno odpowiednio przechowywane, średnia wilgotność drewna może dorównać nawet klasie I. Jeśli będziemy mieli mniej korzystne warunki pogodowe, to drewno będzie bardziej wilgotne; otrzymamy z niego trochę mniej ciepła. Czasami tak przygotowane drewno może być bardziej wilgotne na zewnątrz niż w środku. Nie należy się tym zrażać, bo zewnętrzna strona szybko się na wietrze wysuszy. Drewno w klasie poniżej 25% przygotowywane jest też poprzez suszenie drewna świeżego w profesjonalnych suszarniach. Pamiętajmy o tym, że sam fakt suszenia drewna w komorze nie przesądza tego, że będzie ono zgodnie z powyższą normą należycie wysuszone. Drewno zbyt krótko suszone w suszarni będzie suche tylko w zewnętrznej warstwie.
  3. Trzecia klasa, najczęściej spotykana w ofertach na polskim rynku, to drewno półsuche o wilgotności do 35%, krótko sezonowane. Tutaj na początku spalania będziemy mieli już więcej dymu, wartość kaloryczna drewna jest już wyraźnie mniejsza.
  4. Wreszcie - czwartą klasę stanowi drewno świeże, o wilgotności rozpoczynającej się powyżej 35%, mogącej dochodzić i do 70%, a w niektórych gatunkach zdecydowanie wyżej. Ta klasa jest najbardziej zróżnicowana. Najtrudniej też jest tutaj ocenić prawdziwą wartość opałową kupowanego drewna. Spalając je, stracimy znaczną ilość ciepła na schnięcie polan i najwięcej niedopalonych cząsteczek zostanie wyrzuconych wraz z parą przez komin. Takie drewno w zasadzie warto kupić tylko wiosną albo z nastawieniem na roczne przygotowywanie drewna.

Normy wilgotności drewna konstrukcyjnego

Wilgotność drewna jest czynnikiem wysoce specyficznym, zależnym od zastosowań, do których przeznaczone jest dane drewno. Różne rodzaje konstrukcji i zastosowań budowlanych wymagają różnych wartości normatywnych wilgotności drewna.

Dla przykładu, drewno stosowane w konstrukcjach na zewnątrz, takich jak więźby dachowe, powinno mieć wilgotność w granicach 15-20%. Ta wartość zapewnia optymalny poziom wytrzymałości drewna na wpływy atmosferyczne. Z drugiej strony, drewno przeznaczone do zastosowań wewnętrznych, jak na przykład parkiety, powinno charakteryzować się wilgotnością w przedziale 8-12%. To idealne nawilżenie zapobiega nadmiernemu kurczeniu się drewna i zabezpiecza przed powstawaniem pęknięć. Natomiast dla drewna używanego w budownictwie szkieletowym, zaleca się wilgotność na poziomie około 16%, które jest optymalnym kompromisem między wytrzymałością a możliwością deformacji.

Metody pomiaru wilgotności drewna

Główne metody pomiaru wilgotności drewna, które doskonale wpisują się w kontekst trwałości i bezpieczeństwa konstrukcji, to metoda suszarkowo-wagowa i elektrometryczna. Metoda suszarkowo-wagowa polega na ważeniu próbki drewna przed i po wysuszeniu w suszarce. Wynika z niej bezpośrednio wilgotność drewna, jest jednak czasochłonna i wymaga precyzyjnego sprzętu. Z kolei metoda elektrometryczna to szybka i prosta technika pomiaru wilgotności drewna.

Przeczytaj także: Jaka woda do parzenia kawy?

Izolowany elektrycznie pomiarowy pręt wprowadza się do drewna, a urządzenie odczytuje opór, który proporcjonalnie zależy od wilgotności.

Określenie stopnia wilgotności drewna to część procesu gwarantująca jego odpowiednie przygotowanie do zastosowania w konstrukcji. Pomiar wilgotności rozpoczyna się od pobrania próbki drewna, która następnie poddawana jest analizie. W przypadku metody suszarkowo-wagowej, waży się próbkę przed i po wysuszeniu w specjalnej suszarce. Prowadzenie tego typu analizy jest o tyle istotne, że normy określają, jakie powinno być optymalne nasycenie materiału wodą.

Na przykład, dla drewna konstrukcyjnego, wilgotność powinna wynosić między 15 a 20%, a dla drewna do zastosowań wewnętrznych - około 8 do 12%. Dlatego zarówno pomiar, jak i przestrzeganie norm jest kluczowe dla zachowania właściwości drewna i uniknięcia problemów z pękaniem, odkształcaniem czy przerostem mikroorganizmów. Zapewnia to również długotrwałe bezpieczne użytkowanie konstrukcji.

Wilgotność drewna kominkowego - normy

Jeśli jednak chcemy porównywać gęstość drewna kominkowego różnych gatunków, musimy je wysuszyć tak, by miały taką samą wilgotność. Drewno kominkowe suche (zgodnie z niemiecką normą) to takie, którego wilgotność nie przekracza 25%. Sprawdzenie wilgotności dokonywane jest wilgotnościomierzem w środku szczapy, po jej przełupaniu. Średnia pomiarów mierzonych 4 cm od górnej i dolnej krawędzi oraz w środku szczapy nie może być większa od 25%.

Za suche jest też uznawane drewno kominkowe, którego masa wody odparowana do całkowicie suchego stanu drewna nie będzie wyższa niż 20%.

Przeczytaj także: Wpływ wilgotności na samopoczucie

Sposoby obniżania wilgotności drewna

Obniżenie wilgotności drewna kominkowego realizowane jest dwoma metodami: naturalnym sezonowaniem oraz suszeniem w suszarkach do drewna.

Wadą sezonowania jest długi czas suszenia, kilka lub kilkanaście miesięcy w zależności m.in. od gatunku i wielkości szczap, oraz związane z tym "zamrożenie" kapitału. Jeśli sami sezonujemy drewno, to w praktyce powinniśmy zarezerwować sobie miejsce na "dwuletni" zapas drewna kominkowego. Zaletą samodzielnego sezonowania drewna są niższe koszty suszenia, pewność, że drewno zostało odpowiednio wysuszone oraz praktyczny brak negatywnego wpływu na środowisko.

Suszenie w suszarkach realizowane jest przed wszystkim przez firmy zajmujące się produkcją lub dystrybucją drewna kominkowego. Pozwala na przygotowanie drewna powietrzno-suchego w zaledwie kilka dni. Wadą tego rozwiązania są wyższe koszty oraz negatywny wpływ na środowisko (związany z dostarczeniem energii cieplnej wykorzystywanej w procesie suszenia). W praktyce suszenie drewna kominkowego opłacalne jest wyłącznie w warunkach przewagi popytu nad podażą, które pozwalają na podniesienie ceny.

Sezonowanie czy suszenie drewna kominkowego powoduje obniżenie jego wilgotności. Oczywiście suszenie w warunkach naturalnych nie spowoduje osiągnięcia przez drewno stanu absolutnie suchego. Wysezonowane drewno opałowe zawiera jeszcze 12-18% wody. Ten poziom wilgotności nazywamy „powietrzno-suchym” i tylko takiego drewna powinniśmy używać do palenia. Podczas suszenia w suszarkach możemy osiągnąć niższą wilgotność, jednak ze względów ekonomicznych drewno suszone jest zazwyczaj do ok. 16%-20%.

Jak sprawdzić wilgotność drewna bez wilgotnościomierza?

Aby sprawdzić, czy drewno jest dostatecznie suche, nie potrzeba wilgotnościomierza. Przy wilgotności powyżej 23-25% wystarczy dotknięcie ręki, aby odczuć, że drewno jest mokre.

Inne metody weryfikacji wilgotności drewna:

  • Masa drewna: Gdy stan wilgotności drewna jest niejasny i nie wiemy czy było ono sezonowane, to jeśli to możliwe porównujemy je z podobnym kawałkiem suchego drewna tego samego gatunku, którego czas sezonowania jest nam znany. Drewno wilgotne wydaje się być dwa razy cięższe od suchego.
  • Kora: Jeśli kora oddziela się z trudem od drewna, to jest ono stosunkowo świeże, z drewna suchego natomiast kora odpada znacznie łatwiej.
  • Barwa drewna: Sezonowane drewno jest nieco ciemniejsze od świeżego tego samego gatunku. Przy okazji, barwa powinna być jednolita, ponieważ ciemne plamy mogą świadczyć o porażeniu przez grzyby rozkładające drewno. Powoduje to zmniejszenie jego wartości opałowej.
  • Spalanie drewna: Jeżeli na próbę położymy kawałek drewna w palenisku, tak by z przodu widzieć przekrój poprzeczny i podczas spalania wydzielają się na czole szczapy krople wody lub para wodna, a drewno piszczy oraz gwiżdże przy spalaniu, to jego wilgotność jest jednoznacznie zbyt wysoka i należy je dłużej suszyć.

Klasa drewna C24 a wilgotność

Klasa drewna C24 to jeden z najczęściej wybieranych standardów w budownictwie. Aby materiał mógł zostać zakwalifikowany do tej klasy, musi spełniać określone wymagania wytrzymałościowe, a także dotyczące sprężystości i gęstości. Nie bez znaczenia jest też wilgotność drewna konstrukcyjnego.

Jeśli chodzi o drewno C24, norma określa też inne istotne parametry. Należy do nich wilgotność drewna konstrukcyjnego, która dla klasy C24 nie może przekraczać 18% (+/-2%). Surowiec musi być strugany i suszony komorowo do tego poziomu.

Drewno konstrukcyjne C24 to materiał o wysokiej wytrzymałości na obciążenia i warunki atmosferyczne. Dzięki suszeniu komorowemu wykazuje odporność na grzyby i insekty. Z kolei proces strugania przekłada się na minimalną i fizyczną ochronę przed ogniem.

Może być z powodzeniem stosowane w budowie altan, domów, dachów, skrytek narzędziowych i wszelkiej architektury ogrodowej.

Gęstość drewna a zawartość wody

Poszczególne gatunki drewna w stanie świeżym różnią się znacznie poziomem wilgotności. Są gatunki zawierające kilkakrotnie większą ilość wody od innych.

Niektóre gatunki, na przykład jesion, mają wilgotność około 40%, a inne aż 180% (dla przykładu, wierzba). Różnice w poziomie wilgotności występują także w ramach jednego gatunku. Jest to zależne od miejsca, w którym rosło drzewo. Wyróżniamy również zróżnicowanie wilgotności w ciągu roku związane z dynamiką podciągania soków w drzewie.

Naturalnie nawet w ramach danego gatunku będą występowały różnice. W poszczególnych regionach kraju średnia wilgotność danego gatunku może być inna. To zależy od wielu czynników choćby takich jak wilgotność gleby na której rośnie drzewo, rodzaj siedliska. Nawet w rożnych fragmentach danego drzewa stwierdzimy różną wilgotność np. gałęzie będą bardziej wilgotne od pnia. Do tego dochodzi zróżnicowanie wilgotności w ciągu roku związane z dynamiką podciągania soków w drzewie. Warto także pamiętać o tym, że przy niewłaściwym składowaniu, każde drewno, niezależnie od gatunku, może wchłonąć znaczną ilość wody.

Gęstość drewna kominkowego a wartość opałowa

O praktycznej wartości opałowej drewna kominkowego decyduje przede wszystkim budowa samego drewna, jego zagęszczenie. Gdybyśmy ważyli polana o tej samej wilgotności przed ich włożeniem do kominka, to przekonalibyśmy się, że czas ich spalania jest wprost proporcjonalny do ich wagi.

Z pewnym uproszczeniem można powiedzieć, że to pochodna gęstości budowy danego gatunku, gęstości czyli stosunku masy do objętości, wyznacza czas jego spalania. Mówiąc potocznie "im więcej drewna w drewnie" tym dłużej się ono pali.

Zawartość dodatkowych składników w niektórych rodzajach drewna, takich jak żywice, może jedynie nieznacznie podnieść ich wartość cieplną.

Wilgotność drewna świeżego a wilgotność drewna suchego

Jest jeszcze jedna przeszkoda porównywania gęstości drewna, jest nią wspomniana różnorodność wilgotności. Poszczególne gatunki drewna w stanie świeżym różnią się znacznie poziomem wilgotności.

To nie jest tak, że każde świeżo ścięte drzewo, niezależnie od gatunku, będzie miało wilgotność charakterystyczną dla danej pory roku np. zima 55% a latem 75% wilgotności, a z takimi poglądami można się spotkać.

Analizując tabelę z gęstościami różnych gatunków drewna, łatwo można się przekonać z jak dużym zróżnicowaniem nasycenia wodą mamy do czynienia w różnych gatunkach drewna świeżego.

W grupie drewna o największej zawartości wody w stanie świeżym, powiedzmy powyżej 250 litrów do odparowania z 1 mpu, znajdą się takie gatunki drewna jak: wierzba, jodła, kasztan, buk, świerk i dąb. Absolutnym rekordzistą jest tu wierzba, która najczęściej ma aż 160 % wilgotność w stanie świeżym i odparujemy z niej w trakcie suszenia 2 razy więcej wody np z modrzewia czy jarzębiny.

Druga grupa to gatunki drewna o wysokiej zawartości wody w stanie świeżym, do odparowania od 200- 250 litrów z 1 mpu. Otwiera ja osika i gatunki owocowe, z których najbardziej wilgotna jest grusza. Do tej grupy należy także klon i popularna w obrocie na rynku kominkowym olcha. Warto zapamiętać, że z olchy musimy odparować aż 215 litrów wody.

W trzeciej grupie o średniej zawartości wody w stanie świeżym, w przedziale od 150 do 200 litrów wody do oparowania, znajdujemy takie gatunki jak jarzębina, modrzew stosunkowo rzadko stosowane do palenia.

Grupę o niskiej zawartości wody w stanie świeżym, od 100- 150 litrów/mpu, tworzą wiąz, grab, daglezja. Maja one okolo 130 litrów wody do odparowania. Najbardziej popularny jako drewno kominkowe jest tu grab.

Gatunki o bardzo niskiej zawartości wody w stanie świeżym, poniżej 100 litrów znajdują sie w ekskluzywnej grupie o bardzo niskiej zawartości wody. Z popularych gatunków znajdują sie tu tylko dwa: akacja i jesion. Odparować z nich musimy jedynie! około 90 litrów wody. Przy czym akacja to także bardzo zwarte drewno, powoli oddające wodę. Jesion jest tu wyjątkowo wdzięczny. To drewno o wysokiej gęstości i bardzo małej zawartości wody, a przy tym szybko schnące. Jesion to zdecydowany faworyt dla wszystkich spóźnialskich.

Wpływ wilgotności powietrza na wilgotność drewna

Wilgotność drewna kominkowego składowanego na wolnym powietrzu podlega wahaniom rzędu 5% w zależności od warunków pogodowych. W jesienne dni przy dużej wilgotności względnej powietrza zwiększa się zawartość wody w drewnie, która maleje w gorące letnie dni.

Wilgotność powietrza jest zmienna również w zależności od pory roku. Latem jest ona stosunkowo wysoka, często możemy zatem obserwować pęcznienie desek, natomiast zimą, kiedy intensywnie ogrzewamy nasze mieszkania, wilgotność powietrza jest niższa i powoduje kurczenie drewna.

Tabela: Wartości skurczu i pęcznienia drewna przy zmianie wilgotności o 1 %

Gatunek drewna Wielkość skurczu w procentach Wielkość pęcznienia w procentach Czas wymiany wilgotnościowej
Brzoza 0,41 0,29 średni
Buk 0,41 0,20 krótki
Dąb 0,36 0,16 długi
Grusza 0,33 0,16 długi
Jesion 0,38 0,21 długi
Orzech 0,29 0,18 długi
Wiąz 0,23 0,20 długi
Wiśnia 0,28 0,23 średni
Daglezja 0,27 0,15 krótki
Modrzew 0,30 0,14 średni
Sosna 0,36 0,19 krótki
Świerk 0,39 0,19 krótki
Afzelia 0,22 0,11 długi
Ahorn 0,26 0,15 długi
Iroko (kambala) 0,28 0,19 długi
Mahoń 0,25 0,20 długi
Mecruse 0,34 0,22 długi
Merbau 0,26 0,13 długi
Muhuhu 0,40 0,20 długi
Sucupira 0,35 0,23 długi
Teak 0,26 0,16 długi
Wenge 0,34 0,22 długi

tags: #srednia #wilgotnosc #drewna #norma

Popularne posty: