Od Wood Doctora: Školení o dřevě a vlhkosti

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chráněný autorským právem.
Použito s laskavým svolením společnosti Wagner Meters

Dřevo a dřevěné výrobky, i když byly sušeny v peci, neustále získávají nebo ztrácejí vlhkost ve snaze dosáhnout vlhkostní rovnováhy s prostředím.

Jinými slovy, dřevo bude na vlhčích místech získávat vlhkost a na sušších místech vlhkost ztrácet. Tento zisk a ztráta vlhkosti se může stát kritickým, když si uvědomíme, že dřevo při získávání vlhkosti bobtná a při ztrátě vlhkosti se smršťuje.

Kromě toho se dřevo špatně obrábí a lepí, pokud je obsah vlhkosti příliš vysoký nebo příliš nízký.

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chráněný autorským právem.
Použito s laskavým svolením společnosti Wagner Meters

Obsah vlhkosti v kusu dřeva a jeho rovnováha s okolím je určena relativní vlhkostí vzduchu obklopujícího kus dřeva. To platí bez ohledu na to, zda se jedná o řezivo a výrobní proces je nedokončený prvek při přepravě nebo skladování, nebo o dřevo, které je upraveno nátěry, jako je lak, a uvedeno do provozu.

Teplota nijak zvlášť neovlivňuje obsah vlhkosti, a proto ani nezpůsobuje smršťování ani bobtnání dřeva. Tato absence citlivosti na teplotu je jednou z výhod dřeva ve srovnání s jinými stavebními materiály, jako je hliník nebo plasty.

Než budeme pokračovat, podívejme se na kritický vztah mezi relativní vlhkostí a obsahem vlhkosti. Pro danou průměrnou relativní vlhkost vzduchu existuje průměrný obsah vlhkosti, na který by se dřevo mělo vyrovnat.

Například pokud je relativní vlhkost vzduchu 30 %, dřevo skladované za těchto podmínek nakonec dosáhne 6% vlhkosti. K dosažení této konečné rovnovážné hodnoty může být zapotřebí hodin, dnů, týdnů nebo dokonce měsíců.

Doba schnutí závisí na mnoha faktorech, včetně velikosti kusu dřeva (čím silnějším bude trvat déle); orientace vláken (čím kratší budou vláken); teploty okolního vzduchu (čím teplejší bude trvat kratší dobu); a případného naneseného nátěru (čímž dřevo bude trvat déle) bude trvat déle.

Vlhkost ve vzduchu se označuje jako rovnovážný obsah vlhkosti neboli EMC.

Pro náš příklad relativní vlhkosti 30 % má vzduch 6% elektromagnetickou kompatibilitu.

Existují 4 klíčové hodnoty relativní vlhkosti a odpovídající elektromagnetické kompatibility (EMC), které by měl výrobce nebo uživatel dřeva velmi dobře znát a ve skutečnosti by bylo moudré si je zapamatovat.

První dvě hodnoty, 6 % až 9 % EMC, odpovídají 30 % až 50 % relativní vlhkosti. Jsou velmi důležité, protože se jedná o typické vnitřní hodnoty pro vytápěné a klimatizované kanceláře a domácnosti ve většině Severní Ameriky. Tyto hodnoty platí pro řezivo, surové nebo sušené v peci, stejně jako pro surové díly, vyrobené komponenty, skříně, nábytek a truhlářské výrobky.

V chladném podnebí mohou být vnitřní podmínky dokonce sušší než 6 % EMC. Ve výrobních závodech s odsávacími systémy a tam, kde je vzduch ohříván pro zajištění komfortu, jsou podmínky v závodě často také sušší než 6 % EMC, pokud není vzduch zvlhčován. Na druhou stranu ve vlhkých letních měsících, zejména bez klimatizace, mohou podmínky v domácnostech, kancelářích a výrobních závodech někdy překročit 9 % EMC.

Pro venkovní expozice chráněné před deštěm ve většině USA, včetně skladů, nevytápěných přístřešků a dokonce i nevytápěných domů ve výstavbě, dosahuje vzduch v průměru 12 % elektromagnetické kompatibility, což odpovídá 65 % relativní vlhkosti.

Pro pobřežní oblasti, Miami, New Orleans, Seattle a ostrovní klima, Jamajku a Japonsko, je EMC vyšší. V interiérech může být EMC až 12 %, v exteriérech až 16 %.

Nenatřené dřevo změní svůj obsah vlhkosti rychleji než dobře natřené dřevo. Je však třeba poznamenat, že nátěr změnu obsahu vlhkosti pouze zpomaluje. Dřevěné výrobky s nátěrem často mění obsah vlhkosti poměrně pomalu, což znamená, že krátkodobé extrémně suché nebo velmi vlhké podmínky nebudou tak výrazné jako u nenatřeného výrobku.

A ještě jeden základní koncept, sušení v peci neposkytuje dřevěný produkt, který by neměnil vlhkost. Veškeré dřevo mění svůj obsah vlhkosti, když se změní vlhkost. Sušení v peci je pouze rychlá a kvalitní technika, která snižuje obsah vlhkosti řeziva na požadovanou hodnotu. Pokud je sušené dřevo správně vysušeno, ale díly a komponenty vyrobené z tohoto řeziva nejsou správně zacházeny a nechají se znovu navlhčit, lze očekávat následné smrštění v suchém prostředí výrobního závodu nebo v suchém domě či kanceláři zákazníka.

Měření elektromagnetické kompatibility (EMC) a obsahu vlhkosti probereme za chvíli. Než se k tomu ale pustíme, zvažme některé důvody pro naše zásadní obavy ohledně obsahu vlhkosti.

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chráněný autorským právem.
Použito s laskavým svolením společnosti Wagner Meters

Obsah vlhkosti v kusu dřeva a jeho rovnováha s okolím je určena relativní vlhkostí vzduchu obklopujícího kus dřeva. To platí bez ohledu na to, zda se jedná o řezivo a výrobní proces je nedokončený prvek při přepravě nebo skladování, nebo o dřevo, které je upraveno nátěry, jako je lak, a uvedeno do provozu.

Teplota nijak zvlášť neovlivňuje obsah vlhkosti, a proto ani nezpůsobuje smršťování ani bobtnání dřeva. Tato absence citlivosti na teplotu je jednou z výhod dřeva ve srovnání s jinými stavebními materiály, jako je hliník nebo plasty.

Než budeme pokračovat, podívejme se na kritický vztah mezi relativní vlhkostí a obsahem vlhkosti. Pro danou průměrnou relativní vlhkost vzduchu existuje průměrný obsah vlhkosti, na který by se dřevo mělo vyrovnat.

Například pokud je relativní vlhkost vzduchu 30 %, dřevo skladované za těchto podmínek nakonec dosáhne 6% vlhkosti. K dosažení této konečné rovnovážné hodnoty může být zapotřebí hodin, dnů, týdnů nebo dokonce měsíců.

Doba schnutí závisí na mnoha faktorech, včetně velikosti kusu dřeva (čím silnějším bude trvat déle); orientace vláken (čím kratší budou vláken); teploty okolního vzduchu (čím teplejší bude trvat kratší dobu); a případného naneseného nátěru (čímž dřevo bude trvat déle) bude trvat déle.

Vlhkost ve vzduchu se označuje jako rovnovážný obsah vlhkosti neboli EMC.

Pro náš příklad relativní vlhkosti 30 % má vzduch 6% elektromagnetickou kompatibilitu.

Existují 4 klíčové hodnoty relativní vlhkosti a odpovídající elektromagnetické kompatibility (EMC), které by měl výrobce nebo uživatel dřeva velmi dobře znát a ve skutečnosti by bylo moudré si je zapamatovat.

První dvě hodnoty, 6 % až 9 % EMC, odpovídají 30 % až 50 % relativní vlhkosti. Jsou velmi důležité, protože se jedná o typické vnitřní hodnoty pro vytápěné a klimatizované kanceláře a domácnosti ve většině Severní Ameriky. Tyto hodnoty platí pro řezivo, surové nebo sušené v peci, stejně jako pro surové díly, vyrobené komponenty, skříně, nábytek a truhlářské výrobky.

V chladném podnebí mohou být vnitřní podmínky dokonce sušší než 6 % EMC. Ve výrobních závodech s odsávacími systémy a tam, kde je vzduch ohříván pro zajištění komfortu, jsou podmínky v závodě často také sušší než 6 % EMC, pokud není vzduch zvlhčován. Na druhou stranu ve vlhkých letních měsících, zejména bez klimatizace, mohou podmínky v domácnostech, kancelářích a výrobních závodech někdy překročit 9 % EMC.

Pro venkovní expozice chráněné před deštěm ve většině USA, včetně skladů, nevytápěných přístřešků a dokonce i nevytápěných domů ve výstavbě, dosahuje vzduch v průměru 12 % elektromagnetické kompatibility, což odpovídá 65 % relativní vlhkosti.

Pro pobřežní oblasti, Miami, New Orleans, Seattle a ostrovní klima, Jamajku a Japonsko, je EMC vyšší. V interiérech může být EMC až 12 %, v exteriérech až 16 %.

Nenatřené dřevo změní svůj obsah vlhkosti rychleji než dobře natřené dřevo. Je však třeba poznamenat, že nátěr změnu obsahu vlhkosti pouze zpomaluje. Dřevěné výrobky s nátěrem často mění obsah vlhkosti poměrně pomalu, což znamená, že krátkodobé extrémně suché nebo velmi vlhké podmínky nebudou tak výrazné jako u nenatřeného výrobku.

A ještě jeden základní koncept, sušení v peci neposkytuje dřevěný produkt, který by neměnil vlhkost. Veškeré dřevo mění svůj obsah vlhkosti, když se změní vlhkost. Sušení v peci je pouze rychlá a kvalitní technika, která snižuje obsah vlhkosti řeziva na požadovanou hodnotu. Pokud je sušené dřevo správně vysušeno, ale díly a komponenty vyrobené z tohoto řeziva nejsou správně zacházeny a nechají se znovu navlhčit, lze očekávat následné smrštění v suchém prostředí výrobního závodu nebo v suchém domě či kanceláři zákazníka.

Měření elektromagnetické kompatibility (EMC) a obsahu vlhkosti probereme za chvíli. Než se k tomu ale pustíme, zvažme některé důvody pro naše zásadní obavy ohledně obsahu vlhkosti.

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chráněný autorským právem.
Použito s laskavým svolením společnosti Wagner Meters

Jak jsme již zmínili, ale je to natolik zásadní, že si zaslouží zopakování, většina kanceláří a domů v Severní Americe má průměrnou vnitřní elektromagnetickou kompatibilitu 6 % až 9 % a relativní vlhkost 30 % až 50 %. Někdy může být dům nebo kancelář sušší, například uprostřed zimy na severu USA nebo v létě na suchém jihozápadě USA. Na druhou stranu někdy mohou být domy nebo kanceláře podél jižního nebo západního pobřeží vlhčí.

Správný obsah vlhkosti pro řeziva přicházejícího do výrobního závodu, pro dřevěné výrobky během výroby a pro výrobek během skladování a instalace závisí na elektromagnetické kompatibilitě (EMC) daného výrobku při jeho konečném použití. Protože i trochu příliš mokré dřevo způsobuje smrštění a problém se smrštěním je obvykle závažnější než problém s bobtnáním, a protože typický dům nebo kancelář je zřídkakdy mnohem sušší než 6 % až 7 % EMC, relativní vlhkost vzduchu je 28 % až 38 %.

Typická požadovaná průměrná vlhkost řeziva, dílů a komponentů určených pro interiérové ​​výrobky je 6 % až 7 %. Elektronické indikátory relativní vlhkosti jsou k dostání v obchodech s elektronikou za méně než 30 dolarů. Proto je snadné a relativně levné určit přesnou vlhkost a související elektromagnetickou kompatibilitu v jakémkoli místě, kde se dřevěné výrobky vyrábějí, skladují, instalují nebo používají.

Přestože průměrný kus dřeva má ve většině interiérů vlhkost 6 % až 7 %, dřevo je proměnlivý materiál a žádné dva kusy nejsou identické, proto se u jednotlivých kusů vystavených stejné elektromagnetické kompatibilitě vždy bude vyskytovat malá odchylka v obsahu vlhkosti pod 1 %.

Obecně platí, že ideální rozdíl mezi vlhkostí dřeva a elektromagnetickou kompatibilitou vzduchu je 2 % vlhkosti. Je však třeba poznamenat, že míra akceptovatelné variability závisí na vyráběném produktu a jeho citlivosti na změny vlhkosti.

Dosažení lepší rovnoměrnosti obsahu vlhkosti vyžaduje větší úsilí během sušení v peci a lepší skladování suchého řeziva při manipulaci, což obojí zvyšuje cenu řeziva a jeho součástí. Snížení rizika zmetků se však vyplatí za dodatečné náklady a péči.

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chráněný autorským právem.
Použito s laskavým svolením společnosti Wagner Meters

Klíčem k úspěšné kontrole obsahu vlhkosti je provoz pece. Jakmile je řezivo usušeno v peci, musí být skladováno při správné hodnotě EMC, aby se zabránilo nežádoucím změnám obsahu vlhkosti. Většina komerčních sušáren suší na správný obsah vlhkosti a skladuje řezivo při správné hodnotě EMC nebo relativní vlhkosti.

Druhým krokem v regulaci obsahu vlhkosti, a tento druhý krok je ještě důležitější než první, je výrobní závod. Sušené řezivo v procesních dílech a vyrobených dřevěných komponentách musí být po svém příjezdu skladováno při správné elektromagnetické kompatibilitě (EMC), aby se zabránilo nežádoucím změnám obsahu vlhkosti. Protože komponenty jsou mnohem menší než řezivo, mají větší povrch na objem a více odkrytou strukturu a vlákna než řezivo.

Proto se vlhkost součástek změní mnohem rychleji než vlhkost řeziva, pokud se elektromagnetická kompatibilita vzduchu nerovná vlhkosti součástky. Díly a součástky jsou také mnohem cennější než surové řezivo, takže správné skladování dílů a součástek je ekonomicky důležitější než skladování řeziva.

Klíčovým prvkem při kontrole obsahu vlhkosti v dřevěných součástech je regulace elektromagnetické kompatibility (EMC) ve výrobním závodě. EMC v závodě musí být velmi blízká EMC v domě nebo kanceláři zákazníka. To může zahrnovat přidání vlhkosti do vzduchu ve výrobním závodě. Ani regulace vlhkosti v závodě však problémy s vlhkostí neodstraní, pokud součásti nebo díly nejsou při prvním dodání správně skladovány.

Dalším kritickým problémem je skladování hotového zboží v domě nebo kanceláři zákazníka. Zboží by nikdy nemělo být skladováno venku ani v nevytápěné budově či kůlně. EMC je příliš vysoká. Je také možné, že v budově ve výstavbě může být EMC dočasně mnohem vyšší než v době, kdy je budova obývána. Pokud ano, skladované dřevěné výrobky nejprve znovu navlhčí a poté, co je budova obývána, vlhkost rychle ztratí, což může vést k deformacím, prasklinám a dalším vadám způsobeným vlhkostí.

Cílovou hodnotu EMC v místnosti lze snadno udržet. Nejjednodušší způsob, jak snížit EMC a relativní vlhkost vzduchu, tedy „vysušit vzduch“, je přidáním tepla do místnosti. Pravidlem je, že místnost vyhřátá o přibližně 25 stupňů Fahrenheita nad minimální ranní teplotu vyvine 7% EMC, což je považováno za dobrou cílovou hodnotu EMC.

Elektromagnetickou kompatibilitu (EMC) v malém skladu řeziva lze také regulovat uzavřením skladovacího prostoru a regulací relativní vlhkosti pomocí malé odvlhčovací jednotky pro domácnost. To bude fungovat pouze tehdy, když řezivo již má správnou vlhkost. Jednotka nemá dostatek výkonu k dalšímu sušení řeziva.

Stejně tak by v místnosti neměly být žádné podstatné úniky venkovního vzduchu. Tento skladovací prostor s regulací DH by mohl být také použit ve vlhkém prostředí ke skladování rozpracované výroby nebo hotových výrobků, aby se zabránilo nežádoucímu opětovnému navlhnutí. I když takové skladování vyžaduje určité úsilí, návratností je kvalitnější produkt bez stížností zákazníků.

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chráněný autorským právem.
Použito s laskavým svolením společnosti Wagner Meters

Obsah vlhkosti dřevěných komponentů by měl být sledován, aby se zajistilo, že nedochází k zbytečnému nárůstu nebo ztrátě vlhkosti. Jakmile se obsah vlhkosti výrazně změní, bude trvat dlouho, než se dřevo vrátí na správnou vlhkost. Ve skutečnosti je to velká ztráta času a peněz zpracovávat dřevo s nesprávnou vlhkostí.

Správná manipulace v průběhu celého výrobního procesu zajistí, že se to nestane. Dřevěné komponenty, díly nebo dokonce finální výrobky, které jsou příliš suché, s obsahem vlhkosti nižším než 5 %, se obtížně vracejí do původní kvality.

Nejlepším postupem je umístit dřevo do místnosti, která je asi o 1 procentní bod vyšší než zamýšlená hodnota EMC. Místnost by měla mít také několik ventilátorů, které by míchaly vzduch a proudily by přes dřevěné povrchy, a poté počkat tak dlouho, dokud se vlhkost neupraví; několik týdnů nebo déle.

Dřevěné díly nebo komponenty, které jsou příliš mokré, lze často úspěšně znovu vysušit. Je však obtížné úspěšně znovu vysušit hotový výrobek. Pokud je vysoký obsah vlhkosti důsledkem špatných skladovacích podmínek, lze dřevo obvykle umístit do teplé místnosti, která má o 1 nebo 2 procentní body vyšší vlhkost, než je požadovaný obsah vlhkosti (EMC). Trocha tepla proces sušení urychlí. Dřevo musí v této místnosti zůstat, dokud jádro nedosáhne správného obsahu vlhkosti, a ne jen po dobu potřebnou k dosažení správného obsahu vlhkosti vnějších vrstev.

Od Dr. Eugena Wengerta – Materiál chráněný autorským právem.
Použito s laskavým svolením společnosti Wagner Meters

Diskutovali jsme o vlhkosti dřeva, ale zatím jsme neuvedli definici vlhkosti.

Přesná definice vlhkosti dřeva je hmotnost vody v kusu dřeva v porovnání s hmotností tohoto kusu dřeva v sušárně. Vlhkost se vždy vyjadřuje v procentech (%), takže výsledek vynásobíme číslem 100.

Množství vody změříme zvážením kusu dřeva a následným sušením v peci při teplotě 215 °C po dobu 12 až 36 hodin, dokud dřevo neuschne. Po sušení v peci kus znovu zvážíme.

Rozdíl mezi těmito dvěma hmotnostmi je množství vody, které bylo ve dřevě před sušením. Konečná hmotnost je hmotnost suchá v peci.