Prawidłowa wilgotność drewna i sposoby jej pomiaru

Drewno jest materiałem higroskopijnym, co oznacza, że pochłania i oddaje wilgoć z otoczenia. Z tego powodu właściwa wilgotność drewna konstrukcyjnego i budowlanego jest podstawą trwałości każdego projektu. Jak sprawdzić wilgotność drewna? Sprawdź wskazówki ekspertów VIDARON.

Spis treści:

1. Dlaczego drewno jest wilgotne?
2. Jak określa się wilgotność drewna?
3. Dlaczego właściwa wilgotność drewna jest taka ważna?
4. Jak zmierzyć wilgotność drewna?
5. Czym zmierzyć wilgotność drewna?
6. Jak utrzymać odpowiednią wilgotność drewna?

O wilgotności drewna słyszał każdy, kto kiedykolwiek je malował, kupował czy obrabiał. Na puszce każdego lakieru, preparatu gruntującego czy farby jest informacja na temat pożądanej wilgotności drewna. Dlaczego odpowiednia wilgotność jest taka ważna? Jak przeprowadzić pomiar wilgotności drewna? Odpowiedzi na te pytania znajdziesz w naszym artykule.

Dlaczego drewno jest wilgotne?

Drewno charakteryzują dwie cechy wpływające na jego wilgotność. Po pierwsze, higroskopijność, czyli zdolność do wchłaniania wilgotności z powietrza. Stopień higroskopijności zależy od gatunku drewna, temperatury i wilgotności względnej powietrza.

Drewno, jako materiał organiczny, naturalnie reaguje na zmiany wilgotności w otoczeniu, co prowadzi do jego pęcznienia (gdy wilgoć jest wchłaniana) lub kurczenia się (gdy wilgoć jest oddawana). Drewno, które absorbuje wilgoć, zwiększa swoją objętość (pęcznieje), natomiast gdy traci wilgoć, kurczy się. W konstrukcjach budowlanych takie zmiany mogą prowadzić do poważnych problemów, takich jak odkształcenia, pęknięcia, a nawet osłabienie połączeń konstrukcyjnych.

Co więcej, zdolność drewna do pochłaniania wilgoci oznacza, że w niewłaściwych warunkach może ono zbyt łatwo pochłaniać wodę. Prowadzi to do degradacji, pleśni, gnicia, czy nawet uszkodzenia całej struktury. Kontrolowanie higroskopijności pomaga w zapobieganiu takim problemom. Drewno o stabilnej wilgotności zachowuje swoje właściwości mechaniczne, co jest kluczowe w budownictwie. Nadmierne zmiany wilgotności mogą obniżyć jego wytrzymałość, co w konsekwencji wpływa na trwałość całej konstrukcji.

Druga ważna cecha drwna to nasiąkliwość, czyli zdolność do wchłaniania wody (lub innych cieczy) przez drewno, które jest w tej cieczy zanurzone. Stopień nasiąkliwości zależy od porowatości drewna, która z kolei ma związek z jego gęstością. Dlatego też drewno o dużej gęstości wolniej wchłania wodę, ponieważ ma mniej porów od drewna o małej gęstości. Gdy drewno osiągnie stan pełnego nasycenia - tonie.

Drewno, które ma wysoką nasiąkliwość, wchłania więcej wody, co zwiększa ryzyko rozwoju grzybów, pleśni i gnicia. Te czynniki mogą osłabić strukturę drewna, prowadząc do jego degradacji i utraty wytrzymałości.

Drewno nasycone wodą traci część swoich właściwości wytrzymałościowych. Staje się mniej odporne na obciążenia mechaniczne, co jest kluczowe w przypadku elementów konstrukcyjnych takich jak belki czy słupy nośne.

Z kolei drewno o niższej nasiąkliwości jest trwalsze, stabilniejsze wymiarowo i odporniejsze na działanie warunków atmosferycznych, co przekłada się na długowieczność i bezpieczeństwo konstrukcji.

Jak określa się wilgotność drewna?

Wilgotność drewna możemy podzielić na dwa typy:

• Wilgotność techniczną – której poziom zależy od wymagań związanych z obróbką drewna. Procesy, takie jak cięcie, frezowanie czy struganie, wymagają, aby drewno miało odpowiednią wilgotność.

• Wilgotność użytkową – której zakres zależy od zastosowania i warunków użytkowania drewna. Na przykład drewno stosowane w konstrukcjach zewnętrznych będzie narażone na zmienne warunki atmosferyczne, co wymaga określonego poziomu wilgotności, który zapobiega jego nadmiernemu pęcznieniu czy kurczeniu się.

Drewno budowlane pod względem wilgotności sklasyfikowano według następujących stopni:

• użytkowo-suche – wilgotność do 15%;
• powietrzno-suche – wilgotność od 15 do 18%;
• załadowczo-suche – od 20 do 25%;
• mokre – powyżej 25%.

W pomieszczeniach mieszkalnych drewno osiąga wilgotność od 8 do 13 procent w zależności od pory roku i ogrzewania.

Dlaczego właściwa wilgotność drewna jest taka ważna?

Wilgotność drewna wpływa, a właściwie decyduje o jego właściwościach. Zbyt wilgotne drewno jest podatne na rozwój grzybów, ale przede wszystkim kurczy się podczas suszenia, a podczas nasiąkania wodą pęcznieje. Najczęściej skutkuje to uszkodzeniami powierzchni, np. podłogi.

Drewno o zbyt wysokiej wilgotności ma słabsze właściwości izolacyjne, co wpływa na energooszczędność budynku. Zmiany wilgotności prowadzą także do tworzenia szczelin, co z kolei obniża efektywność cieplną. Za to zbyt suche drewno pęka i też nie nadaje się do użytku.

Idealna wilgotność drewna jest różna i zależy od rodzaju drewna oraz jego przeznaczenia. Pożądana wilgotność drewna dla elementów montowanych wewnątrz pomieszczeń, które nie będą miały kontaktu z powietrzem zewnętrznym, czyli wilgotność drewna na schody, wilgotność drewna na meble oraz wilgotność drewna na podłogę wynosi od  6 do 10 %. Dla elementów drewnianych, mających stały kontakt z powietrzem zewnętrznym, czyli np. ramy okienne, drzwi zewnętrzne, okiennice oraz wilgotność drewna na więźbę i  wilgotność drewna na taras powinna wynosić od 10 do 15 %.

Jak zmierzyć wilgotność drewna?

Drewno o stabilnej wilgotności zachowuje swoje właściwości mechaniczne, co jest kluczowe w budownictwie. Nadmierne zmiany wilgotności mogą obniżyć jego wytrzymałość. Dlatego pomiar wilgotności drewna jest niezbędny w każdej sytuacji, gdy wykorzystujemy drewno budowlane czy konstrukcyjne.

Istnieje kilka sposobów pomiary wilgotności drewna. Najpopularniejsze metody pomiaru wilgotności drewna to metoda suszarkowo-wagowa i metoda elektrometryczna.

Metoda suszarkowo-wagowa polega na pobraniu próbki o wymiarach 2x2x2 cm ze środka badanej deski czy elementu w odległości 15-25 cm od czoła, zważeniu jej i umieszczeniu w suszarce elektrycznej-laboratoryjnej, wyposażonej w termoregulację (która utrzymuje temperaturę na żądanym poziomie z dokładnością do +/- 5 °C). Proces suszenia próbek odbywa się w granicach 100 °C i do chwili kiedy próbki osiągną stały ciężar, tj. jaki był między przedostatnim a ostatnim ważeniem i nie przekracza 0,3%. Znając ciężar próbki wilgotnej (Gw) i po wysuszeniu (Go), wilgotność drewna (Wo) oblicza się z dokładnością do 0,5%.

Metoda elektrometryczna nie wymaga pobrania próbek drewna i polega na pomiarze oporu elektrycznego, który jest zmienny w zależności od poziomu wilgotności drewna. Przewodnictwo elektryczne zwiększa się wraz ze zwiększeniem wilgotności drewna aż do punktu nasycenia włókien – po nim wzrost wilgotności powoduje już nieznaczne zmiany przewodnictwa.

Czym zmierzyć wilgotność drewna?

Do pomiarów wilgotności metodą elektromagnetyczną służą wilgotnościomierze. Wśród nich najczęściej spotykany typ wilgotnościomierza do drewna to model oporowy. Działa na zasadzie pomiaru oporu elektrycznego między dwoma metalowymi elektrodami (igłami) wbitymi w drewno. Drewno, które zawiera więcej wilgoci, przewodzi prąd elektryczny lepiej niż drewno suche. Gdy elektrody są wprowadzone do materiału, urządzenie mierzy przepływ prądu pomiędzy nimi, a na tej podstawie określa poziom wilgotności.

Ten rodzaj pomiaru wilgotności drewna jest bardzo dokładny. Jego wadą jest jednak to, że może uszkadzać powierzchnię drewna, co nie jest pożądane w przypadku wykończonych elementów lub powierzchni dekoracyjnych.

Alternatywą jest wilgotnościomierz pojemnościowy. Ten typ wilgotnościomierza działa bez konieczności wbijania elektrod w drewno. Zamiast tego mierzy zmianę pojemności elektrycznej na powierzchni drewna. Urządzenie emituje pole elektromagnetyczne. Zawartość wilgoci w drewnie wpływa na zmianę pojemności elektrycznej tego pola. Na podstawie tych zmian wilgotnościomierz oblicza wilgotność drewna.

Jego wadą jest to, że urządzenie jest mniej dokładne niż wilgotnościomierz oporowy, szczególnie w głębszych warstwach materiału. Dzieje się tak dlatego, że ten sprzęt mierzy głównie wilgotność na powierzchni lub w płytkich warstwach.

Jeśli potrzebujemy zmierzyć wilgotność posiadanego drewna, nie musimy od razu kupować wilgotnościomierza czy oddawać próbek do laboratorium. Można taką usługę zlecić wyspecjalizowanej firmie lub po prostu wypożyczyć urządzenie.

Jak utrzymać odpowiednią wilgotność drewna?

Wiesz już, czym zmierzyć wilgotność drewna. Jak jednak sprawić, by drewno utrzymało właściwą i pożądaną wilgotność? Skutecznym sposobem jest impregnacja drewna. Impregnaty VIDARON tworzą barierę, która chroni drewno przed nadmierną wilgotnością, a także przed trudnymi warunkami atmosferycznymi.

W przypadku drewna przed jego wykorzystaniem bardzo ważne jest też jego prawidłowe przechowywanie. Drewno należy umieścić na podkładkach, aby zapewnić cyrkulację powietrza, a także przechowywać w suchym i przewiewnym miejscu.