Wilgotność drewna i co można z nią zrobić

Wcześniej opublikowane przez Construction Canada

Drewno jest wyjątkowo wszechstronnym i atrakcyjnym materiałem budowlanym, który jest używany w budownictwie dosłownie od tysięcy lat. Drewno ma wiele zalet w budownictwie. Jest niezwykle wytrzymałe w stosunku do swojej wagi. Jest również szeroko dostępne i jest ekonomicznie konkurencyjne w porównaniu z innymi rodzajami materiałów budowlanych. Jest trwałe, nadaje się do ponownego użycia i ma najniższy ślad węglowy spośród wszystkich porównywalnych materiałów budowlanych.

Drewno można wykorzystać w niemal każdym aspekcie projektu budowlanego, w tym podłogi, ściany, sufity, panele, szafki, drzwi, ramy okienne i podpory konstrukcyjne. W rzeczywistości można je wytwarzać w różnych kształtach i rozmiarach, aby dopasować do praktycznie każdej potrzeby budowlanej.

Aby drewno w pełni spełniało swoje zadanie w projekcie budowlanym, należy pamiętać, że jest wrażliwe na wpływ wilgoci zawartej w środowisku. Drewno jest materiałem higroskopijnym, co oznacza, że ​​ma zdolność pochłaniania lub oddawania wilgoci w zależności od wilgotności względnej (RH) i temperatury otoczenia. Mówiąc prościej, drewno, pochłaniając wilgoć z otoczenia, ma tendencję do rozszerzania się. Oddając wilgoć, drewno ma tendencję do kurczenia się.

Ze względu na tendencję do pęcznienia i kurczenia się, drewno może ulec znacznym uszkodzeniom pod wpływem wilgoci. Problemy związane z wilgocią mogą dawać o sobie znać na różne sposoby. Wypaczanie, czyli wszelkie odchylenia od płaskości, to częsty problem, który może wystąpić, gdy drewno nierównomiernie wchłania wilgoć lub schnie zbyt wolno lub zbyt szybko.

Deformacja może przybierać różne formy:

• Łuk: osnowa biegnąca wzdłuż powierzchni drewna.
• Oszust: osnowa biegnąca wzdłuż krawędzi drewna.
• Puchar: osnowa o szerokości, w której krawędzie drewna są wyżej lub niżej niż środek.
• Twist: Zniekształcenie, w którym dwa końce nie leżą w tej samej płaszczyźnie.

Oprócz niepożądanego wyglądu, odkształcenia mogą również prowadzić do kosztownych uszkodzeń konstrukcyjnych. Na przykład w przypadku podłóg drewnianych problem z wybrzuszeniem może powodować powstawanie szczelin między deskami. Ostatecznie, jeśli deski nie powrócą do swojego pierwotnego kształtu, mogą oddzielić się od podłogi, a nawet rozłupać się lub pęknąć.

Wilgoć może być przyczyną innych problemów, które pogarszają jakość, wygląd i właściwości drewna.

Wybrzuszenie to skrajna reakcja na wilgoć, która zazwyczaj występuje w odpowiedzi na długotrwałe narażenie na jej nadmiar. W przypadku podłóg drewnianych wybrzuszenie następuje, gdy podłoga odrywa się od podłoża, unosząc się nawet o kilka centymetrów w jednym lub kilku miejscach. Na szczęście wybrzuszenie nie jest częstym zjawiskiem, a jeśli zostanie wykryte wcześnie, możliwa jest miejscowa naprawa i wymiana.

Pleśń i grzyb mogą rozwijać się na powierzchniach drewnianych, gdy otoczenie jest wilgotne lub słabo wentylowane. Poza powstawaniem nieestetycznych czarnych, niebieskich lub zielonkawo-brązowych plam, zarodniki pleśni mogą powodować alergie lub inne poważne problemy zdrowotne. Chociaż pleśń przyczynia się do przebarwień lub plam, zazwyczaj nie jest czynnikiem powodującym uszkodzenia strukturalne drewna.

Gnicie lub gnicie drewna to kolejny poważny problem związany z wilgocią. Jest ono wywoływane przez specyficzne grzyby, które mogą rozwijać się w wilgotnym drewnie i niszczyć jego włókna, prowadząc do uszkodzeń strukturalnych. Zarodniki grzybów powodujących gnicie są stale obecne w powietrzu. Z tego powodu nie można ich chronić przed drewnem. Jednak grzyby mogą rozwijać się w drewnie tylko wtedy, gdy wilgotność drewna (MC) przekracza 20%. Zapobieganie gniciu jest proste, pod warunkiem, że drewno jest utrzymywane poniżej tego progu wilgotności.

Jak drewno zatrzymuje wilgoć

Higroskopijna natura drewna pochodzi z jego pojedynczych komórek, które są zaprojektowane do wchłaniania wilgoci, której żywe drzewo potrzebuje w miarę wzrostu i dojrzewania. Te komórki nie tracą swojej zdolności do zatrzymywania i uwalniania wilgoci, gdy drzewo zostanie przekształcone w użyteczne drewno.

Komórki zatrzymują wilgoć na dwa sposoby:

• Woda wolna, w której komory komórkowe mogą utrzymywać wilgoć zarówno w stanie ciekłym, jak i gazowym.
• Woda związana, w której ściany komórkowe zbudowane z włókien celulozowych, zwanych mikrofibrylami, zawierają wodę związaną chemicznie lub w zasadzie „związaną” z cząsteczkami celulozy.

Ilość wody w drewnie, czyli procent MC (MC%), to łączna suma wody wolnej i związanej. Jednak te dwie formy wody nie wpływają na drewno w ten sam sposób. To ruch wody związanej do lub z drewna ma największy wpływ na to, czy drewno się wypacza, pęcznieje, kurczy lub pęka.

Ściany komórkowe będą się rozszerzać lub kurczyć w zależności od ilości wody, jaką zawierają. Natomiast komórki zawierające wolną wodę praktycznie nie zmieniają swojego kształtu przy jakimkolwiek przesunięciu MC w komorach komórkowych i otwartych przestrzeniach. Jednak wolna woda zwykle występuje przy poziomach wilgotności znacznie wyższych niż te stosowane w budownictwie.

Wpływ temperatury otoczenia i wilgotności względnej

Warunki otoczenia (temperatura i RH) w dużej mierze decydują o tym, czy komórki drewna przyjmują, czy uwalniają wilgoć. Temperatura powietrza wpływa na ilość wilgoci, jaką powietrze może utrzymać. Cieplejsze powietrze może utrzymać więcej wilgoci niż zimniejsze. RH wskazuje, ile wilgoci powietrze utrzymuje jako procent tego, co mogłoby utrzymać.

Drewno pochłania lub uwalnia wilgoć w odpowiedzi na wilgotność względną otoczenia. Gdy wilgotność względna otoczenia jest niska w stosunku do MC drewna, wilgoć jest wyciągana z drewna. Gdy wilgotność względna jest wysoka w stosunku do poziomu wilgotności drewna, drewno będzie wchłaniać wilgoć z otoczenia.

Drewno osiąga punkt równowaga zawartości wilgoci (EMC), gdy nie pochłania ani nie uwalnia wilgoci. Osiągnięcie EMC wymaga względnie stabilnych warunków otoczenia, aby wilgoć w drewnie mogła ostatecznie dopasować się do otoczenia. Gdy warunki otoczenia stale się zmieniają, zmienia się również MC drewna.

W projektach budowlanych ważne jest, aby pracować z drewnem, które zostało wysuszone do właściwego MC i osiągnęło punkt EMC. Wewnątrz ogrzewanych budynków często oznacza to dążenie do MC wynoszącego około sześciu do ośmiu procent, chociaż jest to jedynie reguła, która może się różnić w zależności od różnych warunków środowiskowych i lokalizacji geograficznej.

Jak zmierzyć MC drewna

Chociaż istnieją inne metody, najprostszym i najszybszym sposobem na uzyskanie dokładnego pomiaru MC drewna jest użycie ręcznego miernika wilgotności. Dostępne są dwa typy: (1) mierniki oporowe lub typu pin i (2) mierniki dielektryczne lub bezpinowe.

Podczas korzystania z miernika szpilkowego, dwa bolce są wkładane do drewna, a miernik mierzy rezystancję elektryczną między bolcami. Ponieważ wilgoć przewodzi prąd, wyższy opór elektryczny odpowiada suchszemu drewnu, a odwrotnie, niższy opór elektryczny odpowiada wilgotniejszemu drewnu. Jedną z wad mierników szpilkowych jest to, że są inwazyjne, pozostawiając nieestetyczne dziurki w drewnie. Inną wadą jest to, że mogą być nieco powolne i niewygodne w użyciu. Dotyczy to szczególnie twardego drewna, w którym wkładanie szpilek na głębokość niezbędną do dokładnego odczytu może okazać się trudne.

W przeciwieństwie, mierniki wilgotności bezigłowe są niezwykle szybkie w użyciu. Ponieważ wykorzystują płaską płytkę w kontakcie z powierzchnią drewna do wykrywania przewodnictwa za pomocą fal elektromagnetycznych, nie pozostawiają żadnych uszkadzających otworów w drewnie. Mogą być również używane do szerszego zakresu pomiarów MC niż większość mierników typu pin. Jedną z wad mierników bezpinowych jest to, że niektóre z nich mogą być nadmiernie narażone na wilgoć powierzchniową lub temperaturę otoczenia.

Ponieważ bezpinowe mierniki są szybkie i łatwe w użyciu, stanowią doskonały sposób monitorowania poziomu wilgotności drewna w niemal każdym zastosowaniu budowlanym lub naprawczym. Podczas budowy można ich używać do oceny, kiedy materiały drewniane są gotowe do instalacji, na przykład w zastosowaniu do podłóg z twardego drewna. W istniejącym budynku można ich używać do wykrywania małych punktów problemowych i pomocy w ograniczaniu problemów związanych z wilgocią, zanim całkowicie wymkną się spod kontroli. Przenośne mierniki można również używać do szybkiego i łatwego określania zakresu istniejącej wilgoci, która może spowodować uszkodzenia.

Należy pamiętać, że monitorowanie nie tylko wilgotności drewna może okazać się przydatne.
Biorąc pod uwagę, że warunki otoczenia odgrywają tak ważną rolę w tym, jak drewno jest dotknięte wilgocią, monitorowanie temperatury otoczenia i RH w każdym miejscu pracy lub budynku, w którym używane są materiały drewniane, może być niezwykle pomocne. Przenośne urządzenia rejestrujące dane są świetnymi narzędziami do pomiaru temperatury i RH 24/7.

Dzisiejsza zaawansowana technologia pomiaru wilgotności

Nowsza technologia mierników sprawia, że ​​monitorowanie warunków wilgotności na miejscu jest teraz łatwiejsze i dokładniejsze niż kiedykolwiek. Na przykład nowy Orion^® linia bezszpilkowych mierników wilgotności od Wagner Meters jest zaprojektowany do wykonywania pomiarów na określonych głębokościach, co minimalizuje wpływ wilgoci powierzchniowej i zapewnia dokładniejsze wyniki. Orion 950 jest wyjątkowo wydajnym urządzeniem zapewniającym dokładny pomiar wilgotności drewna ORAZ pomiar temperatury otoczenia i wilgotności względnej.

Innym niedawnym postępem w technologii mierników bezpinowych jest możliwość prawdziwej kalibracji mierników w terenie. Większość mierników ręcznych, zarówno z pinem, jak i bezpinowych, musi zostać odesłana do producenta w celu ponownej kalibracji. Jednak mierniki Orion firmy Wagner oferują wygodę prawdziwej kalibracji na miejscu, aby pomóc zapewnić dokładność każdego pomiaru.

Chociaż niektóre z najbardziej wszechstronnych mierników wilgotności drewna, takie jak Orion 950, potrafią mierzyć temperaturę otoczenia i wilgotność względną, robią to tylko wtedy, gdy użytkownik znajduje się na miejscu i wykonuje pomiary.

Uzyskiwanie danych o temperaturze otoczenia i wilgotności względnej 24/7

Coraz więcej osób w branży budowlanej korzysta z dzisiejszych przenośnych rejestratorów danych, które rejestrują dane dotyczące temperatury i wilgotności względnej przez całą dobę, nawet gdy nie ma nikogo, kto mógłby je zebrać. Na przykład nowy Smart Logger™ firmy Wagner Meters to stosunkowo niewielkie, dyskretne urządzenie, które można łatwo zainstalować i pozostawić w dowolnym miejscu, w którym istnieje podejrzenie, że warunki otoczenia mogą być czynnikiem powodującym uszkodzenia spowodowane wilgocią, rozwojem pleśni lub innych podobnych problemów.

Te urządzenia rejestrujące dane są przydatne w wielu różnych środowiskach mieszkalnych i komercyjnych, w tym w szpitalach, szkołach, firmach i budynkach rządowych. Oszczędzają czas i pieniądze, zmniejszając liczbę wizyt na miejscu potrzebnych do monitorowania warunków otoczenia. Mogą również służyć jako cenne przypomnienie dla klientów i kontrahentów, aby utrzymywali stałe, optymalne warunki w budynku lub obszarze projektu.

W dzisiejszym świecie budownictwa, w którym wiemy tak wiele o problemach związanych z wilgocią oraz ich przyczynach i skutkach, oczywistym jest, że warto skorzystać z wysoce zaawansowanych mierników wilgotności drewna i narzędzi do rejestrowania danych, które są w stanie dać szybki, łatwy i dokładny obraz warunków w drewnie i otaczającym środowisku. W rzeczywistości jest to jedyny praktyczny sposób, aby zapanować nad tym, co się dzieje, dzięki czemu można zapobiec lub zminimalizować znaczne koszty i ból głowy związany z problemami z wilgocią drewna.

Aby uzyskać więcej informacji na temat wpływu wilgoci na drewno oraz najlepszych metod i narzędzi do pomiaru wilgotności, zadzwoń do firmy Wagner Meters pod numer 541-291-5124.

Referencje

Glass, S. i Zelinka, Samuel. Relacje wilgotnościowe i właściwości fizyczne drewna.

Centrum Badań i Rozwoju Rolnictwa LSU. Przyczyny i kontrola rozkładu, degradacji i plam drewna [PDF].

Reeb, JE Relacje drewna i wilgoci.

Ostatnia aktualizacja 5 sierpnia 2026 r.