Естественная влажность сосны

Древесина – очень гигроскопичный материал, который легко изменяет свою влажность. Влажностью древесины называют процентное содержание в ней воды (влаги). Влажность древесины не зависит от породы дерева. Влажность древесины – это количественный показатель содержания влаги в ней

1. Влажность древесины
2. Способы определения влажности древесины
3. Единицы измерения влажности древесины
4. Абсолютная влажность древесины
5. Относительная влажность древесины
6. Степени влажности древесины
   • Сплавная (влажность 60%, и более)
   • Свежесрубленная (влажность 45…50%)
   • Воздушно-сухая (влажность 20…30%)
   • Комнатно-сухая (влажность 7…18%)
   • Абсолютно сухая (влажность 0%)
7. Теплотворность влажной древесины

Влажность древесины

Между древесиной и воздухом все время происходит влагообмен. Поэтому, влажность древесины – очень нестабильная величина, которая изменяется вместе со влажностью окружающей среды. Если влажность древесины больше, чем влажность окружающего воздуха – будет происходить высыхание древесины. Если наоборот – увлажнение. А если влажность и температура окружающей среды (воздуха) достаточно долго будут иметь неизменное значение, то влажность дров тоже стабилизируется и будет соответствовать влажности окружающего воздуха.

Влажность древесины, при которой прекращается обмен влагой между ней и окружающей средой, называют «равновесной»

В природе, равновесная влажность для древесины – это крайне неустойчивое состояние. Потому что, в природе невозможно найти воздух с достаточно долго постоянными параметрами температуры и влажности. Однако, состояние равновесной влажности легко достигается для древесины, находящейся в условиях искусственного микроклимата, например – в сушильной камере или просто, в любом другом помещении с постоянной температурой и влажностью.

Различают абсолютную и относительную влажность древесины

Абсолютная влажность – это отношение массы влаги, которую содержит образец древесины, к массе абсолютно сухой древесины этого же образца. По ГОСТ 17231-78, величина абсолютной влажности (W) высчитывается после исследования (сушки) образца, по формуле:

W = (m – m0) / m0 x 100,

где, (m) и (m0) – масса образца, до и после высушивания.

Понятие величины «абсолютная влажность», по ГОСТ 17231-78, трактуется просто как «влажность». Как и всё «абсолютное», величина «абсолютной влажности» оторвана от реального мира и является крайне неудобоваримой формой при теплотехнических расчётах. Например, при величине абсолютной влажности 25%, килограмм древесины будет содержать 200 грамм воды. Такое несоответствие цифр сбивает с толку при расчётах.

Более удобной и практичной является величина относительной влажности

Относительная (рабочая) влажность древесины — это отношение массы влаги, которую содержит образец древесины, к его общей массе. По ГОСТ 17231-78, величина относительной влажности (Wотн.) высчитывается из величины абсолютной влажности (W) образца, по формуле:

Wотн. = 100W / (100+W)

или проще,

Wотн. = mводы / mобразца x 100

Относительная влажность – очень простая и удобная форма для учёта испаряемой воды в дровяных теплотехнических расчётах. Величина относительной влажности напрямую указывает на количественно содержание воды в древесине. Например, один килограмм древесины при влажности 20%, будет содержать 200 грамм воды и 800 грамм сухого древесинного вещества.

Для сравнения, соберём «живой» пример в таблицу. Это таблица для одного и того же нашего образца. Определим и сравним величины его абсолютной и относительной влажности:

Абсолютная влажность = 25%, вес образца: до высушивания = 1кг (1000гр), после высушивания = 0,8кг (800гр)	Относительная влажность = 20%, вес образца = 1кг (1000гр)
— если один килограмм древесины будет содержать 800 грамм сухого древесинного вещества и 200 грамм воды, то величина его абсолютной влажности будет 25%,	— если один килограмм древесины будет содержать 800 грамм сухого древесинного вещества и 200 грамм воды, то величина его относительной влажности будет 20%,
Формула для определения W = (m – m0) / m0 x 100 Расчёт W = (1000 – 800) / 800 x 100 = 25%	Формула для определения Wотн. = 100W / (100+W) Расчёт Wотн. = 100 x 25 / (100+25) = 20%
Вывод Несмотря на то, что величина абсолютной влажности является первоисточником для определения величины относительной влажности, именно величина относительной влажности имеет большее практическое применение. Потому что, она (величина относительной влажности) более реалистично отображает содержание воды в образце и не сбивает с толку несоответствием цифр

Степень влажности древесины

По влажности, всю древесину делят на три группы: сырая (влажность более 35%), полусухая (влажность от 25 до 35%) и сухая (влажность менее 25%). Первоначально, влажность свежесрубленных деревьев составляет 50–60%. Затем, при естественной сушке под навесом на воздухе, древесина в течение полутора-двух лет теряет до 20–30% влаги и приходит в состояние условно-равновесной влажности. После этого, влажность древесины уже существенно не изменяется, и её величина составляет ≈25%. Такая древесина называются воздушно-сухой. Чтобы снизить влажность древесины до состояния комнатно-сухой (7…18%), её нужно сушить принудительно в сушильных камерах, либо переместить на длительное время в условия искусственного микроклимата с заданными условиями (например, перенести в комнату или иное помещение).

Различают следующие степени влажности древесины:

• Сплавная (влажность 60%, и более)
  Это может быть дерево, которое длительное время находилось в воде. Например, сплавная древесина, или древесина после сортировки в водном бассейне, или просто хорошо намокшее (отсыревшее) бревно.
• Свежесрубленная (влажность 45…50%)
  Это древесина, которая сохранила влагу растущего дерева.
• Воздушно-сухая (влажность 20…30%)
  Это древесина, которая длительное время выдерживалась на открытом воздухе, при хорошем проветривании.
• Комнатно-сухая (влажность 7…18%)
  Это древесина, которая длительное время находилась в жилой комнате или в ином, отапливаемом и вентилируемом помещении.
• Абсолютно сухая (влажность 0%)
  Это древесина, высушенная при температуре t=103±2°С до постоянной массы.

Теплотворность влажных дров

Теплотворная способность древесины находится в прямой зависимости от её влажности. Влажность дров относится к определяющему показателю их качества. Что сухие дрова горят лучше сырых – известно многим, если не всем. И все знают, что мокрые дрова всегда можно подсушить, а сухие, наоборот – намочить. Соответственно и качество топлива будет изменяться – улучшаться или ухудшаться. Но, так ли это важно для современного отопительного оборудования? Например, дровяные пиролизные котлы позволяют сжигать дрова, влажностью до 50%, и даже – до 70%!

В таблице приведены обобщённые показатели теплотворной способности древесины для каждой степени её влажности.

Влажность дров (%)	Массовая рабочая теплотворность, ккал/кг	Степень влажности
0	4400	Абсолютно сухая древесина
7…18	3980-3750	Комнатно-сухая древесина
25…30	3630-3120	Воздушно-сухая древесина
33…50	2870-1860	Свежесрубленная древесина
50…70	1800 и менее	Сплавная древесина
70 и более	Практически не горит	Сплавная древесина

Из таблицы видно, что чем меньше влажность древесины, тем выше ее теплотворная способность. Например, воздушно-сухая древесина имеет рабочую теплотворность почти в два раза большую, чем свежесрубленная, не говоря уже о мокрой древесине.

Древесина, влажностью 70% и выше, практически не горит.
Идеальный вариант для дровяного отопления – это использовать дрова в состоянии комнатно-сухой степени влажности. Такие дрова дают максимальное количество тепла. Но, поскольку сушка дров до такого состояния сопряжена с дополнительными затратами энергии, то наиболее оптимальным вариантом для отопления, будет использование воздушно-сухой древесины. Довести дрова до воздушно-сухого состояния сравнительно не сложно. Для этого достаточно заготовить их впрок и хранить в сухом проветриваемом помещении.
Напоследок хочется заметить, что влага, содержащаяся в дровах, не только ухудшает их теплотворность. Повышенное содержание влаги в топливе отрицательно сказывается на самом процессе горения. Избыток водяных паров служит основой для создания агрессивной среды, являющейся причиной преждевременного износа отопительного агрегата и дымоходов.
Производители современного отопительного оборудования рекомендуют использовать в качестве топлива воздушно-сухую древесину, влажностью, не более 30-35%

Влажность древесины | Дрова на tehnopost.kiev.ua

1. Влажность древесины
2. Способы определения влажности
3. Единицы измерения влажности
4. Абсолютная влажность
5. Относительная влажность
6. Свободная влага
7. Связанная влага
8. Степень влажности древесины
9. Теплотворность влажной древесины

При влажности древесины менее 30% в ней прекращаются гнилостные грибковые процессы и такая щревесина считается пригодной для длительного хранения

Альтернативное Отопление: древесина, дерево, дрова, теплотворность, теплота, отопление, дровяное

Почему рекомендуют строить деревянные дома из зимнего леса

Строительство дома — дело ответственное. Особенно если это строительство деревянного дома из рубленого бревна. Дерево, как и любой другой органический материал, не прощает ошибок. По этой причине строительство деревянного дома требует максимального профессионализма. Одним из актуальных вопросов: «Какое бревно использовать для сруба? Зимний лес или летний?

Казалось бы, вопрос уже не раз озвучивался. Но его все равно задают. Так почему? В чем же преимущество зимнего леса над летним лесом?

Прежде чем делать «пустые» и неподтвержденные утверждения: «Зимний лес – это хорошо или плохо». Рассмотрим немного теории. Для нетерпеливых читателей выводы в конце статьи.

1. Строение ствола дерева
2. Особенности сокодвижения у деревьев
3. Рост дерева
4. Дерево – особая среда обитания
5. Лес – основной строительный материал
6. Зимний или летний лес?

Строение ствола дерева

Все мы в школе изучали строение стебля, проводили опыты с окрашиванием стебля, рассматривали в микроскопе клетки, но со временем и за ненадобностью вся необходимая информация для понимания особенностей зимнего леса «выветрилась» из головы. Поэтому в общих чертах нужно напомнить то, что и так всем известно.

Ствол дерева – это стебель растения, в котором происходит ряд преобразований на клеточном уровне, благодаря чему он приобретает большую жесткость и может достигать большой высоты и не сгибается под собственным весом как, например, стебель пшеницы под весом колоса. Стебель имеет осевую, опорную, проводящую и запасающую функции.

Если рассмотреть срез стебля под микроскопом или, в нашем случае, спил дерева невооруженным глазом, то увидим следующие слои.

Разрез ствола хвойного дерева

• В центре среза будет находиться сердцевина – это самая плотная часть, которая имела опорную функцию. Так как сердцевина состоит из мертвых клеток, то она может трупеть (собственно слово и означает омертвение), вплоть до образования пустоты внутри ствола. Обычно сердцевина темнее остальной части.
• Следующий слой – это древесина, в которой с разной степенью у разных пород просматриваются радиальные лучи и годовые кольца. Древесина представлена наибольшим объемом и состоит из живых клеток (снаружи), отмирающих (внутри) и мертвых клеток (трахеи и трахеиды хвойных пород и сосуды лиственных пород). Древесина состоит и одревесневших клеток – это клетки, в которых под воздействием лигнина целлюлоза оболочки клетки теряет эластичность и становится твердой. Мертвые клетки имеют вытянутую форму. Расположены они радиально от сердцевины и вертикально. Наружную часть древесины с живыми клетками называют заболонью. Научное название древесины – ксилема.
• Следующий слой очень тонкий – это камбий. Камбий плохо просматривается, но это один из самых важных слоев. В камбии происходит деление клеток и формирование сосудов, то есть это зона роста ствола в толщину. Именно камбий и является той болонью, по отношению к которой обозначают заболонь. Если снять кору с дерева, то мы увидим древесину с матовым блеском, очень плотную, с которой, если полить, вода скатывается и не впитывается. Внутрь от камбия формируется ксилема (заболонь), а наружу флоэма.
• Флоэма или луб – это следующий слой, который не менее важен, чем камбий. Во флоэме проходят сосуды, которые отвечают за перемещение питательных веществ (сахаров) от листьев к стволу и корням.
• Кора – сложный по строению слой (состоит еще из нескольких слоев). Основное назначение коры – предотвращение испарения влаги стволом и защита ствола от атмосферных явлений. В том числе кора защищает растение от перепада температуры, и микроорганизмов, которые не в состоянии преодолеть кору.

Таким образом, на уровне строения ствола, из которого производится бревно для сруба, зимний лес и летний лес не будут различаться. А точнее почти не будут, но об этом чуть позже.

Особенности сокодвижения у деревьев

Растение нуждается в питании. Для его нормального роста нужна вода, минеральные соли и сахара (углеводы).

Вода и минеральные соли в дерево поступают с помощью корнем. Корни впитывают воду с растворенными солями из почвы. Затем вода под действием тургорного давления поднимается вверх по сосудам в заболони. Одновременно с этим влага испаряется через листья, давление воды в верхней части снижается. При перепаде давления воды в сосудах (вверху меньше, а внизу больше) вода активно движется вверх.

Естественно, чем сильнее испарение (лето), тем меньше тургорное давление в клетках. Зимой испарения с листьев у лиственных пород отсутствует, а у хвойных пород испарение очень слабое. Зимой вода с минералами медленно поднимается к кроне и листьям (хвое), только за счет тургорного давления. В итоге, влажность деревьев зимой выше, а не ниже, как принято преподносить. Также выше и содержание минеральных солей.

Абсолютная влажность свежеспиленной древесины по месяцам рубки

Порода	Январь, %	Фераль, %	Март, %	Апрель, %	Май, %	Июнь, %	Июль, %	Август, %	Сентябрь, %	Октябрь, %	Ноябрь, %	Декабрь, %
Сосна, заболонь	122	116	113	115	102	110	109	100	96	119	123	123
Сосна, ядро	33	33	35	33	33	32	31	31	33	34	34	34
Сосна, среднее	83	86	89	92	85	84	85	80	88	92	94	97
Ель, заболонь	145	147	142	115	106	112	110	103	112	114	117	114
Ель, спелая	42	45	43	38	35	42	38	39	43	36	36	42
Ель, среднее	103	105	101	80	83	85	83	78	90	81	82	103
Береза, периферия	80	77	75	72	91	66	51	53	60	74	81	73
Береза, центральная	86	91	91	84	95	74	60	61	69	85	91	90
Береза, среднее	82	86	82	76	92	70	59	60	71	78	82	84
Осина, периферия	123	114	111	105	98	70	64	59	66	95	92	109
Осина, центральная	110	94	95	92	88	79	90	83	92	90	90	91
Осина, среднее	118	107	104	102	91	82	72	64	73	91	91	105

Во флоэме или лубе происходит движение питательных веществ (сахаров) от листьев к корням. Сахара образуются при «переработке» крахмала, образовавшегося во время фотосинтеза.

Через лучевые клетки растворенные питательные вещества отводятся в заболонь для питания живых клеток заболони и накопления в виде крахмала на зиму, так как зимой из-за недостаточной освещенности образующихся питательных веществ в хвойных породах недостаточно, а в лиственных породах процесс фотосинтеза прекращается из-за отсутствия листьев.

Именно по этой причине в зимней древесине увеличивается процентное содержание крахмала. При увеличенном содержании крахмала, медленной скорости движения воды с повышением ее минерализации получается жидкость с повышенной вязкостью, которая не застывает при низких температурах, предупреждая повреждение клеток. Фактически сезонно повышается плотность древесины. В результате древесина звенит!!!

Зимой при температуре ниже 40 – 45оС в лесу или парке можно услышать треск – вот это уже следствие нарушения целостности клеток.

Рост дерева

Выше мы выяснили, что летом в дереве происходит образование крахмала в листьях (фотосинтез). Затем крахмал преобразуется в сахара, которые идут на питание и «строительный материал» для клеток. Излишки сахаров преобразуются в крахмал и запасаются в ксилеме (заболони).

Затем в камбии происходит деление клеток, их количество увеличивается преимущественно с внутренней части (рост заболони). Из-за различного количества питательных веществ и воды по сезонам года, а также различий температуры, деление зимой и летом происходит с разной скоростью. С разной скоростью растут и сами клетки камбия. Именно эти различия так отчетливо мы видим на срезе древесины.

Спил сосны

Спил березы

Летом клетки быстро растут, достигают больших размеров до их дальнейшего деления, а зимой наоборот. Зимой клетки растут медленно, при делении получаются очень маленькие клетки. Но располагаются они плотнее! В результате ранняя древесина (образованная в начале вегетационного сезона, летом) менее плотная, а поздняя древесина (зимний прирост) – более плотная.

На готовых кольцах мы это может наблюдать в цвете: летний прирост, как правило, светлее, а зимний прирост – темнее.

У лиственных пород деревьев зимний прирост может практически отсутствовать. В результате на срезе такого дерева можно увидеть очень широкие, порой сильно размазанные кольца. Иногда и у лиственных пород кольца четко выражены. Но это относится к так называемым кольцесосудистым породам, когда во время летнего прироста формируется особое кольцо проводящих сосудов. Это не зимний прирост!

Таким образом, можно утверждать, что у хвойных пород, которые произрастают с явно выраженной сезонностью (низкие температуры, ограниченность во влаге), перед началом нового вегетационного периода образуется слой древесины повышенной плотности и наибольшей толщины.

Дерево – особая среда обитания

Выше уже говорилось, что во внешнем контуре ствола (луб) движутся питательные вещества, которые запасаются в заболони. Кроме этого кора защищает древесину от низких температур и перемерзания, являясь хорошим утеплителем.

Все это создает «благоприятную» среду для жизни на стволе дерева, под корой и в древесине. Летом насекомые и микроорганизмы питаются на дереве, а зимой пытаются забраться и забираются под кору для зимовки (большинство для этого предпочитает почву).

Наиболее показательным примером являются короеды, которые обитают именно в лубе и камбии, а некоторые виды углубляются в заболонь. Кора не дает им замерзнуть и благополучно перезимовать. Естественно выживают не все.

В летней древесине, если есть короед, то это личинка, которая находится в верхних слоях. Она легко обнаруживается и удаляется. На зиму личинка вгрызается в заболонь, переходит в стадию куколки и благополучно зимует. Весной выходит взрослый жук и начинает активно размножаться, возможно, уже на срубе.

Существует мнение, что зимний лес не поражен короедом. Наоборот! Риски больше, нужно быть более внимательными, так как зимний лес до тепла может лежать неокоренным. А это риск одним пораженным бревном заразить тонны хорошего зимнего леса на складе производства срубов.

Лес – основной строительный материал

Известный историк Лев Николаевич Гумилев утверждал, что культура народа обусловлена условиями и средой его обитания. Поэтому народ, который обитает в лесной зоне будет строить дома из подходящего леса (дерева); в горах – из необработанного камня, если твердые горные породы, и обработанного камня – при наличии мягких горных пород (известняк); в степной же зоне основным строительным материалом высушенная трава, которая не может идти на корм скоту (камыш, солома злаковых культур).

Вполне естественно, что в России, где преобладают леса, при низких температурах зимой – дерево стало основой строительства.

Так из какого же леса: зимнего или летнего строили наши предки?

Промышленной развитие, согласно официальной истории, на территории России началось относительно недавно. До этого, да и долгое время после, Россия считалась аграрной страной. Жизнь людей зависела от сезона года. Начиная с ранней весны, занимались огородом, выходили в поле, сеяли, косили, убирали урожай и так далее.

Заниматься строительством дома в летнее время было некогда. Летнее строительство было исключительной ситуацией: пожар – лишение семьи крова. В этом случае созывалась «помочь» — дом в срочном порядке строили все, кто согласился бескорыстно помочь! Специалисты-ремесленники занимались только «промышленными» стройками: строили трактиры, мануфактуры, церкви.

Если же это было плановое строительство, то не в летнее время. Строительство деревянного дома осуществлялось по одному из вариантов.

Строительство рубленого дома из кело

После окончания уборочных работ выбирался лес. Делалось это заранее, осенью. У комля удалялась кора: прекращалось питание корней, продолжала поступать вода с минеральными веществами из корней, ствол «насыщался» крахмалом. Так «консервировали» дерево. В итоге корни без питания погибали, дерево сохло. Получалось кело – дерево, медленно высохшее на корню. В таком дереве и короед жить не будет 

Рубили лес после установления постоянного снежного покрова в 10-20 см, когда конь не тонет в снегу и может вытягивать бревно, то есть приходилось на конец октября – начало ноября. Вывозить бревна волоком значительно проще, чем грузить их на телегу. В зимнее время сруб ставился. Так как раньше отделка в доме из сруба не требовалась, то перед началом сельскохозяйственного сезона в дом можно было уже заселяться.

Строительство дома из «зимнего» леса

Если первый вариант осуществлялся при планировании строительства за несколько лет, то во втором случае сруб ставился сразу после рубки. Лес заготовлялся после крещенских морозов, но до февральских метелей. Дерево было вымороженное, но вывозить волоком или на санях еще возможно. Рубка производилась в марте, сруб ставился сразу на месте.

Таким образом, получается, что наши предки в строительстве дома ориентировались на зиму, в первую очередь, как на свободный от сельского хозяйства период. Конечно, был субъективный опыт, что лучше использовать сухое бревно, медленнее сушить, легче вывозить.

Зимний лес – что это?

Само понятие «зимний лес» очень неоднозначное. В строительной фирме, которая осуществляет изготовление срубов, могут сказать: «Сруб изготовлен из зимнего бревна. Лес заготовлялся в ноябре». Как? Но они будут правы. Почему?

Хвойный лес для сруба заготовлялся в конце сезона активного роста при сниженном сокодвижении. Бревна для сруба сохли в зимних условиях, то есть вымораживались. Потенциально трещин должно быть минимальное количество. Поэтому это уже вполне корректно называть зимним лесом.

В тоже время такой лес, такая древесина, не будет иметь максимальной толщины зимнего прироста, которая самая плотная. Это будет только к марту. Но лес, заготовленный в марте, уже не получится высушить при низких температурах.

Таким образом, зимний лес – понятие очень условное, не имеющее четких характеристик. Заготовляться лес должен с ноября по март. А вот когда рубить и ставить сруб решать вам: либо это зимняя сушка, либо зимний прирост древесины.

Зимний или летний лес?

1. влажность зимнего леса больше
2. риск поражения короедом одинаков
3. зимний лес, заготовленный в конце зимы или начале весны, имеет более плотные наружные слои
4. зимний лес проходит первоначальную сушку при пониженных температурах с меньшим риском растрескивания

В итоге все зависит от сушки бревен. И лето может быть пасмурным и холодным, кроме этого сушить можно в тени. Бревна, которые заготовлены в ноябре и пролежали на складе всю зиму, теряют достаточное количество влаги. И рубка из них даже летом возможно.

Важнее не выбирать зимний или летний, а как можно раньше заключить договор, в котором будут оговорены сроки рубки сруба предпочитаемые вами. В противном случае на это время может быть спланирована рубка другого сруба.

• Какой фундамент лучше для дома из бревна
• Норвежская рубка
• Проекты домов из бревна

Сохранить или рассказать друзьям:

Каждый, начинающий работать с лесоматериалами, сталкивается с таким понятием, как естественная влажность древесины. Этот термин характеризует соотношение жидкости к общей массе дерева. И большинство столкнувшихся с влажностью древесины считают, что чем этот показатель меньше, тем лучше. Хотя это неверно, поскольку для каждого конкретного случая подбирается материал на основе определённых условий. Поэтому опытные мастера всегда учитывают, сколько процентов влаги содержится в заготовках, что указывает на то, подходит ли она для обработки.

Дерево относится к материалам природного происхождения, поэтому окружающая среда влияет на влажность пиломатериала, то есть, процент влаги в нём может меняться. При одних условиях материал накапливает её в себе, а при других – теряет. И это сказывается на характеристиках. Вес бруса естественной влажности, а также его размерные параметры могут колебаться из-за окружающей среды. Поэтому для любой из сфер использования дерева нет установленного точного значения количества содержащейся влаги, она всегда указывается в допустимом диапазоне.

Факторы, влияющие на сырость

Естественная влажность древесины – процентный показатель содержания жидкости в свежеспиленном дереве, которое ещё не подвергалось какому-либо виду сушки. Он зависит от таких критериев, как:

• порода;
• особенности окружающей среды;
• время года.

Этот показатель не является нормируемым и варьируется в диапазоне 30–80%. И влияют на него вышеуказанные критерии.

Виды влажности и их показатели

Помимо естественной, выделяется ещё две – абсолютная и относительная. Первый вариант является нормированным (должна соблюдаться норма по ГОСТ), второй объединяет в себя два подвида процентного содержания влаги в пиломатериале – свободный и связанный.

Чаще всего влажность бруса или доски делят на такие категории:

• естественная;
• транспортная;
• мебельная.

Как уже отмечено, доски с естественным влагосодержанием могут содержать в себе от 30 до 80% жидкости. Такие материалы зачастую применяются для создания стропильных систем, опалубок, обрешёток.

Для получения пиломатериалов иных категорий древесина подвергается сушке различными способами. Причём применяемые методы влияют не только на процент жидкости, но и на то, сколько сохнет доска или брус естественной влажности. К примеру, атмосферная сушка позволяет получить древесину транспортной категории с содержанием влаги на уровне 18–22%. Но этот метод очень длительный по времени. Лесоматериалы транспортной категории являются самыми ходовыми, поскольку отличаются лёгкостью обработки и хорошими эксплуатационными показателями.

Влияние сушки

Для ускорения процесса применяются различные технологии:

• конвективная;
• кондуктивная;
• электрическая;
• радиационная.

Эти методы позволяют не только быстро просушить дерево, но и получить на выходе заготовки мебельной категории, у которой влагосодержание сухой древесины составляет 8–12%. Судя по названию, можно понять, что такой лесоматериал применяется для создания мебели.

Зависимость веса материала от количества жидкости

Как уже отмечено, габаритные параметры и масса дерева зависит от количества содержащейся в ней влаги. Поэтому вес древесины естественной влажности будет отличаться показателями материала транспортной или мебельной категорий. Для определения массы используют два норматива – объёмный и удельный. Первый указывает массу с учётом породы, количества влаги, иных критериев. К примеру, сосна с процентным содержанием жидкости на уровне 70% весит 720 кг/м. куб. При снижении показателя до 20% масса уменьшится до 520 кг/м. куб.

Удельный вес не учитывает указанные условия для расчёта. Это значение принято для всех типов лесоматериалов, оно статично, равно 1540 км/м. куб.

Поскольку процент содержания влаги – очень важный параметр, он обязательно учитывается при выборе материала для использования в той или иной сфере.

Но отметим, что это только общая информация касательно такого норматива, как влагосодержание лесоматериалов. Этот критерий очень обширен и обладает множеством особенностей и нюансов.

Древесина является довольно пористым материалом, содержащим большое количество капиляров, наполненных влагой. На практике влажность древесины определяется как отношение веса воды, содержащейся в дереве к весу абсолютно сухой древесины. Существует понятие «свободной» и «связанной» влаги. «Свободная» влага содержится в порах и капилярах дерева. «Связанная» влага та, которая содержится непосредственно в клетках дерева.

При высыхании дерево дает усушку – уменьшается в размере (объеме). При этом уменьшение размера вдоль волокон (по длине доски) практически не происходит, но вот в направлении, поперечном ходу волокон, происходит значительное изменение размеров (по толщине и ширине доски). Величина этого изменения зависит от породы древесины и конкретного значения изменения влажности древесины. В жизни самые неприятные сюрпризы связаны с изменением ширины доски.

Например, если Вы стелите пол доской имеющей естественную влажность, то уменьшение её ширины со временем может быть настолько значительным, что две соседние доски потеряют зацепление друг с другом. В этом случае, для удаления щелей, Вам придется оторвать все доски от лаг и настелить их заново, согнав впритык.

«Какую же влажность должна иметь доска?», — спросите Вы. Всё просто – любое деревянное изделие, в процессе его эксплуатации стремится к так называемой «равновесной влажности». «Равновесная влажность» определяется температурой и влажностью воздуха в той среде, где будет находиться доска. Значения этой влажности Вы можете увидеть в таблице. Для жилого помещения она составляет в среднем 8-10%, для улицы она составляет в среднем 12-14%. Логично из этого следует, что сырая доска будет усыхать в помещении, теряя в своей ширине, с другой стороны сухая доска будет увлажняться вне помещения, расширяясь.

Естественная влажность, конечная влажность древесины

Естественная влажность — это влажность, присущая древесине в растущем или только что спиленном (распиленном) состоянии, без дополнительной сушки. Естественная влажность не нормируется и может составлять от 30% до 80%. Естественная влажность древесины колеблется в зависимости от условий произрастания и времени года. Так, естественная влажность свежеспиленных деревьев в «зимнем» лесу традиционно меньше влажности свежеспиленных деревьев в «летнем» лесу.

Начальная влажность — тоже самое, что и естественная влажность. Только что срубленное дерево обладает максимальной влажностью, которая для различных пород может даже превышать 100%. Дерево бальса может иметь влажность в свежесрубленом состоянии, доходящую до 600%. На практике мы имеем дело с меньшими значениями (30-70%), т.к. после рубки проходит какое-то время до момента распиливания дерева и помещения его в сушилку и оно, конечно, теряет некоторое количество воды. Мы принимаем за начальную влажность то значение влажности древесины, которое она имеет перед отправкой в сушильную камеру.

Конечная влажность — это та влажность, которую мы хотим получить после полного цикла сушки. В этом случае принимается во внимание назначение изделие, изготавливаемого из высушенной древесины.

Прежде всего, сушка древесины это процесс удаления влаги из древесины путем ее испарения.

Сушка древесины — одна из важнейших операций в процессе обработки древесины. Древесину сушат после лесопиления, но перед деревообработкой. Древесину сушат в целях её предохранения от поражения деревоокрашивающими и дереворазрушающими грибами при ее дальнейшем хранении и транспортировке. Сушка предупреждает древесину от изменения формы и размеров в процессе изготовления и эксплуатации изделий из нее, улучшает качество отделки древесины, склеивания. Влажность, до которой сушат древесину, зависит от сферы её дальнейшего применения. Весь смысл сводится к тому, чтобы довести влажность доски до такого же значения, которого достигло бы со временем изделие из этой доски в процессе эксплуатации в данных условиях. Такое значение влажности называется «равновесной влажностью», оно зависит от влажности и температуры окружающего воздуха. Например, доска, из которой будет изготавливаться паркет и прочие изденлия, эксплуатируемые внутри помещений — должна иметь влажность 6-8% так как именно такая влажность будет являться равновесной. Для изделий, которые будут эксплуатироваться в контакте с атмосферой, (например: деревянные окна, внешняя обшивка дома) равновесной влажностью будет 11-12%.

Вы спросите: «А что будет в противном случае?» Отвечаем: В противном случае будет то, что встречается в России сплошь и рядом, а именно потребитель столкнется с проблемами. Представьте, что Вы купили вагонку для того, чтобы обшить стены внутри Вашего загородного дома или дачи. Если Вы купите у нерадивого производителя вагонку, изготовленную из сырой доски и укроете ею стены своего дома, то она начнет медленно высыхать естественным образом в уже установленном состоянии. Обратимся к таблице равновесной влажности и опыту. Если Вы натопите зимой помещение до 25 градусов по Цельсию, то при типовой для зимы влажности воздуха внутри помещений в 35%, значение равновесной влажности для доски в таком помещении составит 6,6%. На базах и рынках вагонка очень часто может иметь влажность от 14% и выше (мы встречали и 30%). Далее представьте, что ваша вагонка начинает высыхать, теряя воду из своих пор. Высыхая идет процесс, называемый «усушкой» и выражающийся в уменьшении размеров деревянного изделия. Величина усушки зависит от породы древесины, направления волокон в изделии и т.д. Основная усушка идет поперек волокон (соответственно по толщине и ширине Вашей вагонки). Когда Ваша вагонка высохнет в установленном состоянии до равновесной влажности, Вы, в самом худшем случае рискуете не просто увидеть, что обшивка разошлась местами, а получить щели между досками, шириной чуть ли не в палец.

В промышленности используют различные технологии сушки древесины, различающиеся как применяемым оборудованием, так и особенностями передачи тепла высушиваемому материалу.
Классификация видов и способов сушки обычно и базируется на методах передачи тепла, по которым можно выделить четыре технологии сушки древесины:

• конвективная технология сушки;
• кондуктивная технология сушки;
• радиационная технология сушки;
• электрическая технология сушки;

Каждый вид сушки может также иметь несколько разновидностей в зависимости от типа сушильного агента и особенностей применяемого оборудования для сушки древесины. Существуют также комбинированные технологии сушки древесины, в которых одновременно применяют различные виды передачи тепла (например, конвективно-диэлектрическая) или совмещаются другие признаки различных технологий сушки древесины.

Самостоятельные технологии сушки

Камерная сушка

Камерная сушка. Это основная промышленная технология сушки древесины, осуществляемая в лесосушильных камерах различных конструкций, куда пиломатериалы загружают штабелями. Сушка происходит в газообразной среде (воздухе, топочных газах, перегретом паре), которая путем конвекции передает теплоту древесине. Для нагревания и циркуляции сушильного агента сушильные камеры снабжают нагревательными и циркуляционными устройствами.

При камерной технологии сушки древесины сроки просыхания пиломатериалов сравнительно небольшие (от десятков часов до нескольких суток), древесина просыхает до любой заданной конечной влажности при требуемом качестве, процесс сушки поддается надежному регулированию.

Атмосферная сушка

Второй по значению и распространению на лесопильных предприятиях способ промышленной сушки древесины, осуществляемый в штабелях, размещенных на специальной открытой территории (складах), омываемых атмосферным воздухом без подогрева. Преимущество атмосферной технологии сушки древесины—сравнительно низкая себестоимость. Кроме того, этот способ является наиболее щадящим. Недостатки: сезонность (зимой сушка практически прекращается); большая продолжительность; высокая конечная влажность. Атмосферную технологию сушки древесины применяют, главным образом, для сушки пиломатериалов на лесопильных предприятиях до транспортной влажности и на некоторых деревообрабатывающих предприятиях для подсушки и выравнивания начальной влажности пиломатериалов перед сушкой в сушильных камерах для древесины.

Сушка в жидкостях

Сушка в жидкостях осуществляется в ваннах, наполненных гидрофобной жидкостью (петролатумом, маслом), нагретой до 105-120 °С. Интенсивная передача теплоты от жидкости к древесине позволяет сократить срок сушки по сравнению с камерной в 3-4 раза при прочих равных условиях. Этот способ применяют в технологии консервирования древесины для снижения ее влажности перед пропиткой. Попытки применить сушку пиломатериалов в петролатуме на деревообрабатывающих предприятиях не дали положительных результатов из-за того, что пиломатериалы после такой сушки не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к древесине для мебели и столярно-строительных изделий.

Кондуктивная технология сушки

Кондуктивная (контактная) технология сушки древесины осуществляется передачей теплоты материалу посредством теплопроводности при контакте с нагретыми поверхностями. Ее применяют в небольших объемах для сушки, тонких древесных материалов — шпона, фанеры.

Радиационная сушка

Радиационная сушка дерева происходит при передаче тепла материалу излучением от нагретых тел. Эффективность радиационной сушки определяется плотностью потока инфракрасных лучей и их проницаемостью в твердых влажных телах. Интенсивность потока лучистой энергии ослабляется по мере углубления в материал. Древесина относится к малопроницаемым для инфракрасного излучения материалам (глубина проникновения 3-7 мм), поэтому для сушки пиломатериалов этот способ не применяют. Его можно использовать для сушки тонколистовых материалов (шпона, фанеры), кроме того, этот способ широко применяют в технологии отделки изделий из древесины для сушки лакокрасочных покрытий. В качестве излучателей используют электроплиты, электронагревательные элементы, газовые (беспламенные) горелки, осветительные электролампы накаливания мощностью от 500 Вт и выше.

Ротационная сушка

Ротационная сушка древесины основана на использовании центробежного эффекта, за счет которого свободная влага удаляется из древесины при вращении ее на центрифугах. Механическое удаление свободной влаги достигается при величине центростремительного, ускорения не менее 100-500g (g — ускорение свободного падения). Такие ускорения из-за трудности точной балансировки центрифуги со штабелем на практике пока не достигнуты, ведутся лишь опытные разработки соответствующих устройств. В известных промышленных ротационных сушилках центростремительное ускорение не превышает 12g. При этих условиях механическое обезвоживание проявляется в небольшой степени. Однако интенсификация процесса сушки в диапазоне влажности выше предела гигроскопичности наблюдается.

При установке карусели в сушильной камере технология сушки пиломатериалов такая же, как в обычных камерах периодического действия. Продолжительность сушки на первом этапе (от начальной влажности до предела гигроскопичности) сокращается в несколько раз в зависимости от толщины, породы и начальной влажности древесины по сравнению с обычной конвективной сушкой при одинаковых режимах. Хотя ротационные сушилки экономичны и обеспечивают высокое качество сушки, промышленного использования для сушки пиломатериалов ротационный способ пока не нашел.

Вакуумная сушка

Вакуумная сушка при пониженном давлении в специальных герметичных сушильных камерах. Из-за сложности оборудования и невозможности получения низкой конечной влажности древесины вакуумная сушка самостоятельного значения не имеет. Применяют ее в комбинации с другими методами сушки и как вспомогательную операцию при подготовке древесины к пропитке.

Диэлектрическая сушка

Диэлектрическая сушка — сушка древесины в электромагнитном поле токов высокой частоты, в котором нагрев древесины происходит за счет диэлектрических потерь. Благодаря равномерному нагреву древесины по всему ее объему, возникновению положительного градиента температур и избыточного давления внутри ее продолжительность диэлектрической сушки в десятки раз меньше конвективной. Из-за сложности оборудования, большого расхода электроэнергии и недостаточно высокого качества сушки собственно диэлектрическая сушка не находит широкого применения.

Комбинированные технологии сушки древесины

Более эффективно применение комбинированных технологий сушки древесины, например конвективно-диэлектрической и вакуумно-диэлектрической. Для массовой сушки применение этих способов неэкономично, но в отдельных случаях, особенно при сушке дорогих, ответственных пиломатериалов и заготовок из трудносохнущих пород древесины эти способы могут найти применение.

Конвективно-диэлектрическая сушка

При комбинированной конвективно-диэлектрической технологии сушки древесины к штабелю, загруженному в камеру, оборудованную тепловым и вентиляторным устройствами, подводят также и высокочастотную энергию от специального генератора ТВЧ через электроды, расположенные около штабеля.
Расход теплоты на сушку в сушильной камере при этом в основном компенсируется тепловой энергией пара, подаваемого в калориферы, а высокочастотная энергия подается для создания положительного перепада температур по сечению материала. Этот перепад в зависимости от характеристики материала и жесткости заданного режима составляет 2-5°С. Качество конвективно-диэлектрической сушки пиломатериалов высокое, так как сушка ведется с небольшим перепадом влажности по толщине материала.

Вакуумно-диэлектрическая сушка

Это еще один способ сушки древесины с применением энергии ТВЧ При этой технологии используют преимущества и вакуумной и диэлектрической сушки. За счет нагрева древесины в поле ТВЧ при пониженном давлении кипение воды в древесине достигается при небольших температурах древесины, что способствует сохранению ее качества. Перемещение влаги в древесине при вакуум — диэлектрической сушке древесины обеспечивается всеми основными движущими силами влагопереноса: градиентом влагосодержания, температурой, избыточным давлением, что сокращает продолжительность сушки.

При вакуум — диэлектрической сушке штабель пиломатериалов помещают в автоклав или герметичную камеру, где вакуум-насосом создается пониженное давление среды (1-20 кПа). Чем ниже давление среды, тем ниже и температура испарения влаги и древесины при сушке. Расход теплоты на сушку обеспечивается подводом высокочастотной энергии к древесине. При использовании этой технологии сушки древесины также возникают эксплуатационные трудности — сложность оборудования, особенно наладка и эксплуатация высокочастотных генераторов, большой расход электроэнергии на сушку. Поэтому при решении вопросов о применении вакуум — диэлектрнческих камер необходимо сначала по условиям конкретного предприятия разработать технико-экономическое обоснование.

Индукционная, или электромагнитная сушка древесины

Метод основан на передаче теплоты материалу от ферромагнитных элементов (сеток из стали), уложенных в штабеля между рядами досок. Штабель вместе с этими элементами находится в переменном электромагнитном поле промышленной частоты (50 Гц), образованном соленоидом, смонтированным внутри сушильной камеры. Стальные элементы (сетки) нагреваются в электромагнитном поле, передавая теплоту древесине и воздуху. При этом происходит комбинированная передача теплоты материалу: кондуктивным путем от контакта нагретых сеток с древесиной и конвекцией от циркулирующего воздуха, нагреваемого также сетками.

Понравилась статья? Поделитесь ссылкой на неё с друзьями в социальных сетях: