При строительстве деревянного дома, особенно по каркасной технологии, перед застройщиком стоит нелёгкий выбор: из какого дерева его построить, какую выбрать влажность древесины — естественную влажность или влажность после технической сушки. Эти пиломатериалы существенно отличаются ценой, а также точностью и геометрией размеров и у каждого из них есть как достоинства, так и недостатки.

 

      Что такое влажность древесины

Основным свойством древесины является гигроскопичность — способность поглощать влагу из влажного воздуха и отдавать влагу в сухой воздух. При нахождении древесины на воздухе происходит их взаимный влагообмен. Древесина высокой влажности отдаёт влагу воздуху, высыхая при этом (усыхает). Древесина низкой влажности, наоборот, впитывает влагу из воздуха, увлажняясь при этом (разбухает).

Бесконечно влага испаряться или впитываться не может по той причине, что древесина при эксплуатации стремится к равновесному, устойчивому состоянию — к «равновесной влажности». Это состояние определяется температурой и влажностью воздуха той среды, где находится материал. Как правило, значение «равновесной влажности» для жилого помещения составляет 8-10%, для улицы 12-14%. То есть, сырое деревянное изделие в помещении будет усыхать, а сухое изделие вне помещения будет разбухать.  

Вода в древесине находится в двух состояниях: свободная и связаная.

Свободная влага содержится в полостях клеток древесины и в межклеточных пространствах (капиллярах). За счёт сил капиллярного взаимодействия она поглощается из окружающей среды при прямом контакте с водой и удерживается только механическими связями. Поэтому и удаляется из материала сравнительно легко.

Связаная вода находится внутри стенок клеток, имеющих способность поглощать влагу из воздуха. Поскольку эта вода удерживается физико-химическими связями (молекулярными силами), то и удаляется значительно труднее, с дополнительными затратами энергии.

Влажность древесины определяется на практике как процентное отношение веса воды, содержащееся в ней, к весу абсолютно сухой древесины.

 

       Классификация древесины по степени влажности

  • мокрая (влажность 100% и более) — древесина длительное время находилась в воде;
  • свежесрубленная (влажность 50-100%)- в зависимости от природных условий произрастания дерева;
  • воздушно-сухая (влажность 15-20%)- древесина хранится на воздухе или под навесом, поэтому влажность зависит от времени года и климатических условий;
  • комнатно-сухая (влажность 8-12%) — древесина хранится в закрытом, отапливаемом и хорошо проветриваемом помещении;
  • сухая (влажность менее 8%) — принудительно высушенная древесина.

        Естественная влажность древесины

Каждое дерево первоначально имеет свой естественный уровень влажности, который зависит от места произрастания, вида древесины, погодных условий, способа хранения.

Естественная влажность — влажность древесины в растущем или свежеспиленном состоянии. Она зависит от того, в каких условиях произрастало дерево и в какое время года его спилили и колеблется в пределах 30-80%. У некоторых пород деревьев естественная влажность может превышать 100%.

При обычной распиловке бревна получают пиломатериал естественной влажности, уровень которой колеблется от 22 до 100%. Из-за высокого уровня влажности такие пиломатериалы в значительной степени подвержены гниению и поражению грибком и очень быстро приходят в негодность.

К тому же перевозить такие материалы на большие расстояния нельзя, поскольку при благоприятных погодных условиях плотно уложенные брёвна начнут гнить через 3-5 дней. Поэтому в строительстве их используют только при сооружении малоответственных конструкций. 

Свойства деревянных изделий такие же, как и свойства древесины, из которой они изготовлены. При высыхании деревянное изделие, изготовленное из древесины естественной влажности и предварительно не просушенное, уменьшается в размерах (объёме) — даёт усушку, теряя при этом связанную воду.

Причём, размер древесины вдоль волокон (по длине пиломатериала) практически не уменьшается. Напротив, размер древесины поперёк волокон (по толщине и ширине пиломатериала) изменяется значительно. На величину изменения размеров влияет порода древесины и изменение значения её влажности. 

Пиломатериалы, изготовленные из древесины естественной (высокой) влажности усыхают и коробятся. Дом, возведённый из такой древесины, за год может усесть на 10-20см. Во избежание этого, строительными нормами и правилами допускается использование в строительных работах древесины, естественная влажность которой находится в пределах 12-15%. Чтобы достичь такой влажности, древесину необходимо высушить, а результат проверить специальными приборами.

Сушка древесины — очень важная операция при обработке древесины, которая заключается в удалении из неё лишней влаги до необходимого процента влажности. Древесину сушат для того, чтобы защитить её от гниения и от поражения грибком при дальнейшей транспортировке и хранении. К тому же, изделия из сухой древесины обладают высокой прочностью, меньше коробятся, более долговечны, хорошо отделываются, легко склеиваются.

Сфера дальнейшего применения древесины определяет процент влажности, до которого её сушат (до равновесной влажности). Значение влажности зависит от температуры и влажности окружающего воздуха.

При изготовлении стен и перегородок нужно выбирать древесину с влажностью 6-20%. Для внутренней отделки помещений, а также для изготовления окон и дверей рекомендуется использовать древесину с влажностью 8-10%. Влажность древесины, из которой изготовлены деревянные элементы крыши, не должна превышать 15%.

 

 Технологии профессиональной сушки древесины

В строительстве используют разнообразные технологии сушки древесины. Они отличаются не только применяемым оборудованием, а и способом передачи тепла материалу, который высушивают.

 

Атмосферная сушка

Атмосферная сушка древесины

Атмосферная сушка древесины

Это удаление влаги из дерева путём естественного процесса испарения. Древесина укладывается в штабеля и размещается в сухом, хорошо проветриваемом помещении таким образом, чтобы её омывал атмосферный воздух. Между штабелями обязательно должны быть вентилируемые просветы.

Если древесину сушить на открытом солнце, то её внешняя поверхность будет нагреваться больше, чем внутренняя. Это может привести к появлению различных дефектов.

Этот метод сушки считается недорогим, наиболее щадящим, а полученная древесина более устойчива к деформациям. К недостаткам этого метода относят: большую продолжительность сушки (4-6 месяцев); высокую конечную влажность материала (15-20%).

 

Камерная сушка

Камерная сушка древесины

Камерная сушка древесины

Это высокоэффективная технология сушки древесины, позволяющая получать качественный материал необходимой влажности. В лесосушильные камеры штабелями загружают пиломатериалы, где под воздействием газообразной среды (топочных газов, воздуха, перегретого пара) происходит выпаривание жидкости. Газообразная среда путём конвекции передаёт тепло древесине.

Для равномерного распределения и циркуляции тёплого воздуха в сушильных камерах применяют осевые или центробежные вентиляторы.  Своевременный отвод лишней влаги позволяет избежать растрескивания и коробления пиломатериалов, а также получить материал высокого качества в минимальные сроки (от нескольких часов до нескольких суток).

Неоспоримым преимуществом данной технологии является: высокая скорость испарения лишней влаги, маленькое напряжение в готовом материале, большой объём загрузки камеры (до 1000м3).

Камерная сушка древесины — удовольствие не из дешёвых, поэтому пиломатериалы, высушенные подобным образом, по стоимости значительно дороже, чем пиломатериалы естественной влажности. Однако если для строительства дома выбрать древесину естественной влажности можно выиграть в деньгах, но проиграть в качестве, со временем заделывая дыры между рассохшимися досками или меняя прогнившие конструкции.

Поскольку древесина технической сушки — высококачественное сырьё для строительства всех видов деревянных конструкций с высокими защитными и стабильными физико-механическими свойствами, то для строительства дома она подходит как нельзя лучше.