Стабильность - это сколько %? Нам поможет гистерезис.

Влажность воздуха в московской квартире.

В своей статье "Сушка древесины. Объясняем музыкантам" я написал, что  "Древесина должна быть высушена до той влажности которая будет устойчивой влажностью для тех условий (влажность воздуха и температура воздуха) при которой изделие будет находится большую часть времени".  В этом случае размеры изделия остаются стабильными, изделие не "ведет", не "коробит", оно не рассыхается. Какова же эта, необходимая влажность древесины после сушки в цифрах? Обычно влажность древесины измеряют в процентах, что это за проценты стоит рассказать отдельно, а пока просто сформулируем вопрос так: "Какая должна быть влажность древесины в процентах для стабильных размеров изделия?" К сожалению, единственной цифры влажности древесины для различных условий эксплуатации не существует, но определить какая нужна для каждого конкретного случая эксплуатации - можно, и нужно.

В чем заключается основная проблема? В основном в том, что температурно-влажностные условия изменяются в течение года. Рассмотрим, для примера, изменение климата в квартире расположенной в Москве. В течении года температура в квартире достаточно стабильна, около 22С, а вот влажность изменяется и очень значительно. Летом, когда отопление не работает, относительная влажность воздуха в квартире, почти такая же как и на улице около 40%. Конечно, в зависимости от погоды (дождь, туман, солнце, ветренно и т.д) влажность меняется, но эти изменения кратковременны. Среднее значение относительной влажности в Московском регионе летом  - 40%. Зимой, среднее значение относительной влажности в квартире в два раза меньше, около 20%. Если Вы только не пользуетесь увлажнителями воздуха.

Какова же устойчивая влажность древесины для этих климатических условий?

Вот древесина и стремится зимой высохнуть до влажности 5%, а летом набрать влаги до 8%, а набирая влаги, древесина меняет размеры и форму. Так бы оно и было если бы не одна замечательная вещь - гистерезис.  Вы можете пропустить следующую главу если это слово вам знакомо или Вы не хотите с ним знакомится.

Гистерезис

Слово это греческое, означающиее "отстающий". Вот этот вот "отстающий" и приходит нам на помощь. Вы можете посмотреть что такое "гистерезис", например, в Википедии, а я объясню музыкантам на пальцах, без научных терминов и формул.

Вот тут видео лежит:

https://www.youtube.com/watch?v=F5l02RpboYg

До скольки сушить в %?

Так вот, массивная древесина после камерной сушки преобретает свойство гистерезиса сушки-увлажгнения. Механизм этот сложный и до конца не изученный. Российская наука считает что величина гистерезиса около 2,5%. Данные зарубежных ученых чуть выше, некоторые приводят цифру до 4% и считают, что величина зависит от влажности до которой была высушена древесина. Чем сильнее высушена - тем больше гистерезис.

Гистерезис, т.е. отставание очень полезная нам вещь, в пределах этой величины, при изменении климатических условий, древесина не меняет своей влажности. То есть, не сохгнет и не набухает. В рассматриваемом нами примере московской квартиры, изменение климата ведет к изменению влажности древесины от 5 до 8%. Т.е. разница между этими крайними значениями 3% - приблизительно равна величине запаздывания (гистерезиса) влажности древесины. Но мы можем полностью воспользоваться всей величиной в 3% только при условии, что мы высушим древесину до значения ровно в середине этого диапазона, т.е.  до 6,5%!

Итак, для рассматриваемой московской квартиры, если мы высушим древесину до 6,5%, то в течении года, при изменении влажности воздуха требующего изменить влажность древесины от 5 до 8%, древесина будет запаздывать (гитстерезить ) и влажности своей не изменит.

Ответ на вопрос заголовка: Сушить нужно до устойчивой влажности, значение которой находится в середине диапазона изменения внешних условий.

Что пишут в священных текстах?

Для начала, давайте посмотрим, что рекомендуют нам (как покупателям) и предписывают нам (как производителям) ГОСТы и другие нормативные документы.

Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки пиломатериалов. РТМ 2000:

Что же мы видим? Рекомендуемая влажность паркета(!) 8% +-2%, - это от 6% до 10%. А вы еще спрашиваете "Почему он скрипит?"

Детали: 7%+-2% - это от 5% до 9%. Все детали с влажностью выше 6,5% в нашей квартире гарантированно усохнут.

Строительные детали 12%... вспомните советские окна и ежегодную предзимнюю заклейку бумагой щелей... эх, золотые времена доступного жилья.

В РТМ, правда, под двумя звездочками, написана правильная фраза, но так скромно и так мелко...

Совершенно неприемлем такой большой допуск в 2% влажности для столярных изделий, паркета и мебели. Современные камеры и системы управления сушкой позволяют уменьшить разброс влажности до 0,5%, притом сушить нужно с допуском в "минус", так как многие операции (склейка, грунтовка водными составами, шпаклева на водной основе и прочее) увлажняют материал.

Что вы все про Москву, а если я из Чернигова?

Да хоть из Улан-Батора! Физика чем лучше религии? Тем, что она действительно для всех одна!

Методика такая:

1. Определяем температурный диапазон в котором будет эксплуатироваться изделие. Как? Можете посмотреть метеорологические данные или спросить у мамы с папой.

2. Определяем относительную влажность воздуха. Для минимальной температуры - минимальную влажность воздуха, для максимальной - максимальную влажность. Как? Смотри п.1.

3. Определяем устойчивую влажность древесины для этих двух крайних точек. Как? Пока только по графикам, не справитесь, пишите, помогу:

Для положительных температур.

Для отрицательных температур:

4. Находим середину диапазона (складываем минимальное и максимальное значение, сумму делим на четыре и умножаем на два). Полученный результат и есть значение влажности до которого нужно сушить древесину.

Если разница между двумя крайними значениями получилась меньше 4%, то условия отличные. Если разница больше чем 4%, то придется обратить особое внимание на отделку изделия, покрыть парозащитным материалом чтобы максимально замедлить доступ паров воды к древесине.

Данная статья написана предельно упрощенно, процессы увлажнения-сушки, скорость процессов, вычисление средних значений,  достаточно сложны. Но приведенного уровня вполне достаточно для практического применения.

Всем окон без щелей!

Ваш Mãteriatura.

materiatura@gmail.com

Nice, 10.04.2016