Wilgotność Techniczna Drewna: Definicja, Znaczenie i Metody Pomiaru

Jakość końcowa wyrobu z drewna w dużej mierze zależy od wilgotności zastosowanego drewna. Ma to szczególne znaczenie w przypadku drewna litego.

Czym jest wilgotność drewna?

Drewno to materiał higroskopijny. Oznacza to, że pochłania i uwalnia wilgoć, w zależności od panujących wokół warunków. Drewno, jako materiał organiczny, naturalnie reaguje na zmiany wilgotności w otoczeniu, co prowadzi do jego pęcznienia (gdy wilgoć jest wchłaniana) lub kurczenia się (gdy wilgoć jest oddawana). Drewno, które absorbuje wilgoć, zwiększa swoją objętość (pęcznieje), natomiast gdy traci wilgoć, kurczy się.

Wilgotność drewna wpływa, a właściwie decyduje o jego właściwościach. Zbyt wilgotne drewno jest podatne na rozwój grzybów, ale przede wszystkim kurczy się podczas suszenia, a podczas nasiąkania wodą pęcznieje. Najczęściej skutkuje to uszkodzeniami powierzchni, np. podłogi. Drewno o zbyt wysokiej wilgotności ma słabsze właściwości izolacyjne, co wpływa na energooszczędność budynku. Zmiany wilgotności prowadzą także do tworzenia szczelin, co z kolei obniża efektywność cieplną.

Wilgotność techniczną - której poziom zależy od wymagań związanych z obróbką drewna. Wilgotność użytkową - której zakres zależy od zastosowania i warunków użytkowania drewna.

Wpływ wilgotności na właściwości drewna

Wilgotność drewna odgrywa kluczową rolę w jego właściwościach fizycznych oraz trwałości. Zmiany w poziomie wilgoci prowadzą do pęcznienia i kurczenia materiału, co z kolei wpływa na jego objętość. Pęcznienie następuje, gdy drewno wchłania wodę z otoczenia, a kurczenie ma miejsce, kiedy wilgoć jest wydobywana.

Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu

Wysoka wilgotność stwarza ryzyko degradacji drewna, sprzyjając rozwojowi pleśni i grzybów, które osłabiają jego strukturę. Z kolei zbyt niska wilgotność może prowadzić do pęknięć na powierzchni oraz obniżenia wytrzymałości mechanicznej materiału. Utrzymanie optymalnego poziomu wilgotności zapewnia stabilność wymiarową oraz długowieczność materiału.

Zbyt wysoka wilgotność drewna sprzyja rozwojowi grzybów i pleśni, co może osłabić jego strukturę. Te niepożądane organizmy przyczyniają się do degradacji materiału, a co za tym idzie - zmniejszenia jego wytrzymałości mechanicznej. Drewno narażone na nadmiar wilgoci staje się także mniej odporne na fizyczne uszkodzenia.

Z drugiej strony drewno o zbyt niskiej wilgotności ma tendencję do pękania. Pęknięcia pojawiają się wskutek kurczenia się włókien podczas utraty wody, co czyni je bardziej kruchym i podatnym na uszkodzenia. Taki stan rzeczy wpływa negatywnie zarówno na trwałość drewna, jak i jego walory estetyczne.

Idealna wilgotność drewna w zależności od przeznaczenia

Idealna wilgotność drewna jest różna i zależy od rodzaju drewna oraz jego przeznaczenia. Pożądana wilgotność drewna dla elementów montowanych wewnątrz pomieszczeń, które nie będą miały kontaktu z powietrzem zewnętrznym, czyli wilgotność drewna na schody, wilgotność drewna na meble oraz wilgotność drewna na podłogę wynosi od 6 do 10 %. Dla elementów drewnianych, mających stały kontakt z powietrzem zewnętrznym, czyli np. drewno na elewacje, wilgotność powinna być wyższa.

Optymalne poziomy wilgotności drewna są zróżnicowane w zależności od jego zastosowania. W przypadku materiałów przeznaczonych do wnętrz, takich jak podłogi czy meble, idealny zakres wynosi od 6 do 10%. Drewno wykorzystywane na zewnątrz powinno być bardziej wilgotne, osiągając wartości między 15 a 18%. Wilgotność powietrzno-sucha dotyczy drewna składowanego na świeżym powietrzu, które ma około 15% zawartości wody. Z kolei drewno użytkowo-suche, stosowane w ogrzewanych pomieszczeniach, charakteryzuje się niższymi wartościami.

Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum

Dla drewna opałowego optymalna wilgotność wynosi 15-20%. Wartość opałowa takiego drewna jest nawet trzykrotnie wyższa niż świeżo ściętego o wilgotności 80%. Drewno o wilgotności przekraczającej 25% będzie trudne do rozpalenia, będzie dymić i pozostawiać osad w kominie. Drewno konstrukcyjne - zalecana wilgotność wynosi 8-15%. Taka wartość zapewnia odpowiednią stabilność wymiarową i wytrzymałość materiału. W przypadku mebli i elementów wykończenia wnętrz kluczowe jest, aby wilgotność drewna odpowiadała przyszłym warunkom użytkowania. Dla mebli i wykończeń wewnętrznych optymalna wilgotność to 6-10%. Instrumenty muzyczne wymagają szczególnie niskiej wilgotności, zazwyczaj na poziomie 5-8%.

Pamiętaj, że niezależnie od przeznaczenia, najważniejsza jest stabilność wilgotnościowa drewna w czasie.

Klasa drewna C24 a wilgotność

Klasa drewna C24 to jeden z najczęściej wybieranych standardów w budownictwie. Wynika to z wielu powodów, w tym bardzo atrakcyjnego stosunku ceny do jakości surowca. 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.

Klasa drewna C24 to jedna z najczęściej stosowanych klas wytrzymałości drewna iglastego, szczegółowo opisana w europejskiej normie PN-EN 338. Norma określa szereg parametrów, które musi wykazywać surowiec. 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.

Jak zmierzyć wilgotność drewna?

Istnieje kilka sposobów pomiary wilgotności drewna.

Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności

  • Metoda suszarkowo-wagowa polega na pobraniu próbki o wymiarach 2x2x2 cm ze środka badanej deski czy elementu w odległości 15-25 cm od czoła, zważeniu jej i umieszczeniu w suszarce elektrycznej-laboratoryjnej, wyposażonej w termoregulację. Proces suszenia próbek odbywa się w granicach 100 °C i do chwili kiedy próbki osiągną stały ciężar.
  • Metoda elektrometryczna nie wymaga pobrania próbek drewna i polega na pomiarze oporu elektrycznego, który jest zmienny w zależności od poziomu wilgotności drewna. Do pomiarów wilgotności metodą elektromagnetyczną służą wilgotnościomierze.

Rodzaje wilgotnościomierzy

Wśród nich najczęściej spotykany typ wilgotnościomierza do drewna to model oporowy. Działa na zasadzie pomiaru oporu elektrycznego między dwoma metalowymi elektrodami (igłami) wbitymi w drewno. Drewno, które zawiera więcej wilgoci, przewodzi prąd elektryczny lepiej niż drewno suche. Ten rodzaj pomiaru wilgotności drewna jest bardzo dokładny.

Alternatywą jest wilgotnościomierz pojemnościowy. Ten typ wilgotnościomierza działa bez konieczności wbijania elektrod w drewno. Zamiast tego mierzy zmianę pojemności elektrycznej na powierzchni drewna. Urządzenie emituje pole elektromagnetyczne. Zawartość wilgoci w drewnie wpływa na zmianę pojemności elektrycznej tego pola. Jego wadą jest to, że urządzenie jest mniej dokładne niż wilgotnościomierz oporowy, szczególnie w głębszych warstwach materiału.

Domowe sposoby pomiaru wilgotności drewna

Można ocenić wilgotność drewna organoleptycznie - poprzez wagę (suche drewno jest lżejsze), dźwięk (suche wydaje wyższy dźwięk przy uderzeniu), kolor (suche ma jaśniejszą barwę) oraz zapach (mokre ma intensywniejszy zapach).

Jedną z najprostszych metod jest ocena wagowa - weź do ręki kawałek drewna i oceń jego ciężar. Suche drewno jest znacząco lżejsze od mokrego tego samego gatunku.

Test dźwięku polega na delikatnym uderzeniu w badany kawałek drewna. Suchy materiał wydaje wyższy, czysty i dźwięczny odgłos, podczas gdy mokre drewno wydaje głuchy, stłumiony dźwięk.

Test pocierania to bardzo ciekawa metoda - energicznie potrzyj o siebie dwa kawałki badanego drewna. Jeśli usłyszysz charakterystyczny, trzeszczący dźwięk, najprawdopodobniej drewno jest suche.

Dla odważnych istnieje również próba ogniowa, która polega na próbie zapalenia małego fragmentu drewna. Suchy materiał zapali się stosunkowo łatwo i będzie palić się równomiernie jasnym płomieniem. Mokre drewno będzie syczeć, dymić i trudno się zapalać.

Jeśli zależy Ci na dokładniejszym wyniku, zastosuj domową metodę wagową. Najpierw zważ świeżą próbkę (Cw), następnie wysusz ją w piekarniku przez około 12 godzin w temperaturze 105°C i ponownie zważ (Cs). Wilgotność obliczysz ze wzoru: W = (Cw-Cs)/Cs × 100%.

Jak utrzymać odpowiednią wilgotność drewna?

W celu zachowania najwyższej jakości surowca niezwykle istotną rolę odgrywa sposób jego przechowywania. Dlatego tak ważne jest zagwarantowanie idealnych warunków przechowywania tarcicy. Niezwykle istotne jest stworzenie w pomieszczeniu odpowiednich warunków do przechowywania tarcicy. W celu utrzymania wymaganej wilgotności surowca, na poziomie od 8% do 10% stworzyliśmy nowy suchy magazyn ze stałym pomiarem wilgotności w pomieszczeniu. Zadbaliśmy o optymalne warunki przechowywania surowca, tym samym gwarantując najwyższą jakość oferowanej tarcicy.

Oprócz warunków „klimatycznych” w magazynie suchym należy zadbać o odpowiednie ułożenie tarcicy. Tarcicę układamy w sztaple krzyżowe, bez odstępów pomiędzy poszczególnymi deskami jednej warstwy. Sposób gwarantuje nam styk desek z powietrzem, które wpływa na zmianę wilgotności surowca.

Skutecznym sposobem jest impregnacja drewna. W przypadku drewna przed jego wykorzystaniem bardzo ważne jest też jego prawidłowe przechowywanie.

Czas schnięcia drewna konstrukcyjnego

Czas schnięcia drewna konstrukcyjnego jest kluczowym zagadnieniem w budownictwie, które wpływa na trwałość i stabilność konstrukcji. W przypadku naturalnego suszenia, drewno może potrzebować od kilku miesięcy do 1,5 roku, aby osiągnąć odpowiednią wilgotność. W zależności od metody suszenia oraz gatunku drewna, proces ten może trwać od kilku miesięcy do 1,5 roku. Na przykład, drewno iglaste o standardowych przekrojach zazwyczaj schnie od kilku miesięcy do roku, natomiast drewno liściaste może potrzebować jeszcze więcej czasu.

Czas schnięcia drewna konstrukcyjnego jest silnie uzależniony od warunków atmosferycznych, takich jak temperatura, wilgotność oraz wentylacja. W warunkach wysokiej wilgotności, proces schnięcia może być znacznie wydłużony, co wpływa na czas, jaki drewno potrzebuje, aby osiągnąć pożądaną wilgotność.

Czas schnięcia drewna konstrukcyjnego jest uzależniony od wielu czynników, które należy wziąć pod uwagę. Po pierwsze, gatunek drewna ma kluczowe znaczenie. Drewno iglaste, takie jak sosna, schnie zazwyczaj szybciej niż twardsze gatunki liściaste, jak dąb czy buk. Po drugie, grubość drewna także wpływa na czas suszenia; grubsze elementy potrzebują więcej czasu, aby osiągnąć odpowiednią wilgotność. Kolejnym czynnikiem jest metoda cięcia. Drewno cięte wzdłuż włókien schnie inaczej niż drewno cięte w poprzek. Włókna drewna mają tendencję do zatrzymywania wilgoci, co może wydłużać czas schnięcia. Dodatkowo, warunki atmosferyczne, takie jak temperatura i wilgotność powietrza, również mają znaczący wpływ na proces suszenia.

Na przykład, drewno iglaste, takie jak sosna czy świerk, schnie zazwyczaj szybciej niż twardsze gatunki liściaste, jak dąb czy buk. Sosna, z uwagi na swoją strukturę, może osiągnąć odpowiednią wilgotność w ciągu 6-12 miesięcy przy naturalnym suszeniu, podczas gdy dąb, który jest znacznie gęstszy, może wymagać od 1 do 2 lat.

Grubsze elementy drewna, takie jak belki o dużych przekrojach, schną znacznie dłużej niż cieńsze deski. Na przykład, belka o grubości 20 cm może potrzebować nawet do 1,5 roku, aby osiągnąć optymalny poziom wilgotności, podczas gdy deski o grubości 2-3 cm schną w znacznie krótszym czasie, zazwyczaj od kilku miesięcy do roku.

Metody suszenia drewna

Suszenie drewna konstrukcyjnego można przeprowadzać na dwa główne sposoby: naturalnie oraz komorowo. Naturalne suszenie polega na wystawieniu drewna na działanie powietrza i słońca, co pozwala na stopniowe odparowanie wilgoci. Ta metoda jest ekologiczna i nie wymaga specjalistycznego sprzętu, co czyni ją bardziej ekonomiczną.

Z kolei suszenie komorowe to nowoczesna metoda, która wykorzystuje kontrolowane warunki temperaturowe i wilgotnościowe w specjalnych komorach. Dzięki temu proces schnięcia jest znacznie szybszy, trwając od kilku godzin do kilku dni. Metoda ta pozwala na osiągnięcie pożądanej wilgotności drewna w krótszym czasie, co jest korzystne w przypadku dużych projektów budowlanych.

Drewno sezonowane w sposób naturalny często zachowuje lepsze właściwości estetyczne i jest bardziej odporne na późniejsze zmiany wilgotności. Z drugiej strony, metoda ta jest czasochłonna i naraża drewno na działanie niekorzystnych warunków atmosferycznych, co może prowadzić do uszkodzeń, takich jak pęknięcia czy deformacje.

Proces ten pozwala na szybkie i efektywne usunięcie nadmiaru wilgoci z drewna. W komorach suszarniczych drewno jest poddawane działaniu temperatury w zakresie od 35 do 75 stopni Celsjusza, co znacząco przyspiesza proces schnięcia, w porównaniu do tradycyjnych metod naturalnych. Oprócz szybkości, suszenie komorowe ma także inne zalety. Dzięki kontrolowanym warunkom, drewno jest mniej narażone na rozwój grzybów i pleśni, co może być problematyczne w przypadku naturalnego suszenia. Dodatkowo, drewno poddane suszeniu komorowemu często zachowuje lepsze właściwości mechaniczne oraz estetyczne.

Warunki środowiskowe podczas suszenia drewna

Aby osiągnąć efektywne suszenie drewna, kluczowe jest zapewnienie odpowiednich warunków środowiskowych. Należy dbać o odpowiednią wentylację, aby umożliwić swobodny przepływ powietrza wokół elementów drewnianych. Warto również kontrolować temperaturę i wilgotność powietrza, aby uniknąć nadmiernego gromadzenia się wilgoci. Ułożenie drewna na legarach pod zadaszeniem z odstępami pomiędzy elementami również sprzyja efektywnemu procesowi suszenia.

Konsekwencje zastosowania wadliwego drewna konstrukcyjnego

  • Wilgotne drewno (bezpośrednio po ścięciu lub nieodpowiednio suszone) będzie wysychało po zamontowaniu. Spowoduje to z czasem jego deformację: wypaczenie, pękanie, zmniejszenie przekrojów, poluzowanie połączeń, a to z kolei - obniżenie wytrzymałości całej konstrukcji.
  • Prawidłowy proces suszenia drewna w komorach w wysokich temperaturach powoduje zniszczenie ewentualnych jajeczek i larw owadzich. Drewno suszone komorowo jest mniej „atrakcyjnym” pokarmem dla larw owadów. Dobrze też wchłania impregnat w przeciwieństwie do drewna mokrego.
  • Zastosowanie drewna o mniejszej lub nieokreślonej klasie wytrzymałości niezgodnej z projektem wykonawczym może skutkować zniszczeniem konstrukcji.

Tabela 1. Wymagania dotyczące konstrukcji drewnianych zgodnie z rozporządzeniem - Dziennik Ustaw poz. 1996 Warszawa 6 grudnia 2019.

Wymaganie Opis
Wilgotność Nie powinna przekraczać: 18% - w konstrukcjach chronionych przed zawilgoceniem, 23 % - w konstrukcjach pracujących na otwartym powietrzu
Wytrzymałość Określona w normie PN-EN 338: 2016-06 IV. Drewno konstrukcyjne - Klasy wytrzymałości
Wymiary Zgodnie z PN-EN 336: 2013-12V - Drewno konstrukcyjne - Wymiary, dopuszczalne odchyłki
Sortowanie Na podstawie normy PN-EN 14081-1+A1: 2019-11VI - Konstrukcje drewniane - drewno konstrukcyjne sortowane wytrzymałościowo o przekroju prostokątnym. Drewno może być sortowane metodą wizualną lub maszynową.
Impregnacja Zgodnie z normą PN-EN 335: 2013-07VII - Trwałość drewna i materiałów drewnopochodnych. Klasy użytkowania: definicje, zastosowanie do drewna litego i materiałów drewnopochodnych oraz normą PN-EN 460: 1997VIII - Trwałość drewna i materiałów drewnopochodnych - Naturalna trwałość drewna litego - Wytyczne dotyczące wymagań w zakresie trwałości drewna stosowanego w klasach zagrożenia.

tags: #wilgotność #techniczna #drewna #definicja

Popularne posty: