如何让木材达到平衡含水量？

土木工程 木头 木质运动 水分
2021-11-28 23:52:54

我试图调和以下 3 点，但不能：

  1. 在将木材用于项目之前，让木材在预期使用的环境中放置一段时间非常重要，以使其与环境达到平衡水分含量 (EMC)。证据：这个建议一次又一次地出现在这里，在论坛上，在文章中，无处不在。
  2. 在我住的地方，这是不可能的，在过去的两年里，EMC 几乎每天都在 2.8% 到 29.1% 之间变化。证据：见下文。
  3. 无论如何，用木头建造家具显然是可行的。证据：我住在纽约。这里有 1500 万人的家具不会经常自行撕裂。

对精良家具的极其重要的要求怎么可能看似不可能，但精良的家具仍然存在？以上三点之一必须为假。它是：

  1. 没那么重要，或者
  2. 完全有可能，或
  3. 纽约市没有人的家具在变形之前可以使用超过一两年。

它是哪一个？我在这里想念什么？在这样一个瞬息万变的环境中，究竟如何才能让木材达到它的 EMC 呢，或者建议是否被误导了，这实际上并不重要吗？

上述第 2 点的来源：

这是根据上述数据计算的我所在地区典型的 10 天期间的 EMC，即使在一天的过程中，也显示出从 6% 到 23% 的高度变化范围：

在此处输入图像描述

以下是过去 2 年计算的 EMC（每小时），显示EMC 与季节之间的相关性非常小，噪声分布在 2.8 和 29.1 之间：

在此处输入图像描述

这里是温度 (C) 和相对湿度 (%)，只是为了在同一 2 年期间的完整性。当然有明显的季节性变化，但在一天/一周内变化很大：

在此处输入图像描述

在此处输入图像描述

这是我的天气和计算出的 EMC 数据（未压缩）。

我怎样才能让这一切变得有意义？有证据表明，“让木头静置几周或几个月以与环境达到平衡”的建议实际上并不正确（因为这似乎不可能——目标 MC 是什么？），但我必须假设我错过了一个关键点，因为我的经验不足。

随着问题和答案的不断发展，我对自己的困惑越来越清楚：我的假设不是木材的 MC 变化很快，这是在高度变化的环境中，我质疑它是否变化太慢而无法真正达到 EMC，至少在建议的传统“几周”或“几个月”休息时间。我也质疑关于季节和地点的传统观念（然而，当我输入这些行时，我正在收集更多关于这些行的数据）。据我所知，活木的 MC 很高，需要干燥；在查看答案和数据后，我真正不清楚的是，木材在其最终位置附近是否真的很重要，以及几周或几个月的时间真的有多大影响。根据所有传统经验，确实如此，但根据我迄今为止所做的非常有限的观察，似乎并非如此。

问题到此结束。以下部分包含杂项。与评论相关的数据。

过去 2 年的季节性温度/湿度/EMC 统计数据（21,457 个样本）（完整结果）。如果你这样摆动，我已经包括了中位数和 IQR：

          min   max   mean   std  median  iqr    REL HUMIDITY (%)
Winter     11   100   59.9  20.2   56.0  36.0
Spring     12   100   62.6  22.7   63.0  43.0
Summer     24   100   63.2  16.9   62.0  26.0
Fall       17    97   64.2  17.8   63.0  30.0

          min   max   mean   std  median  iqr    TEMPERATURE (C)
Winter  -16.7  21.7    1.3   6.2    1.1   8.6
Spring   -6.1  31.7   14.7   7.1   15.0  10.0
Summer   11.7  35.6   23.8   3.6   23.3   4.4
Fall     -5.6  28.3   11.9   6.3   12.2   9.5

          min   max   mean   std  median  iqr    EMC (%)
Winter    2.8  29.1   12.4   5.1    10.5  7.8
Spring    2.9  29.1   13.1   5.8    11.6 10.3
Summer    5.1  28.8   12.4   4.3    11.3  5.4
Fall      4.0  25.7   13.0   4.5    11.9  6.9

          min   max   mean   std  median  iqr    EMC (%) BY MONTH
Jan       4.2  25.2   11.7   4.5    10.0  5.7  
Feb       5.1  22.9   12.0   4.5    10.6  6.5
Mar       2.8  26.0   11.7   5.4     9.7  9.0
Apr       2.9  29.1   12.0   5.9    10.2  8.9
May       3.9  25.9   13.1   5.6    11.6  9.5
Jun       4.6  29.0   14.3   5.2    13.2  9.4
Jul       5.4  28.8   12.9   4.6    11.7  6.0
Aug       5.5  23.2   11.6   3.9    10.8  4.7
Sep       5.1  23.3   12.5   3.9    11.7  4.9
Oct       5.7  25.7   12.9   4.3    11.9  6.7
Nov       4.0  23.4   12.6   4.8    11.3  7.9
Dec       6.0  29.1   14.8   5.1    13.6  8.8

影响上述情况的主要变量是 2015 年冬季/12 月出现破纪录的高温（72F/22C 不是白色圣诞节）。从这里我学到了两件事：

  • 季节性 EMC 平均值 (12.4-13.1%) 和中值 (10.5-11.9%) 范围更窄，表明 EMC 目标是合理的。这是个好消息。
  • 我所在地区每个季节（甚至每个月）的相对湿度和 EMC 在统计上没有显着差异。这导致了本文原始版本范围之外的其他问题。

这提出了一些需要反思的额外问题：最值得注意的是 1）“几周”或“几个月”真的足够让木头坐下来，2）那个季节无关紧要与一些公认的经验相矛盾，尽管这可能是对我的位置来说是独一无二的。

4个回答

在这样一个瞬息万变的环境中，究竟如何才能让木材达到其 EMC 水平，或者建议是否被误导，这实际上并不重要吗？

这确实很重要，而且水分含量比你想象的要容易一些。让我解释。

众所周知，湿度全天波动。然而，平均而言，一个区域的湿度水平可以给出相当精确的数值。例如，我们都希望热带雨林的平均湿度水平高于沙漠，尽管两者都会有很大的波动。

我怎样才能让这一切变得有意义？有证据表明，“让木头静置几周或几个月以与环境达到平衡”的建议实际上并不正确（因为这似乎不可能 - 目标 MC 是什么？），但我必须假设我错过了一个关键点。

要记住的重要一点是，按比例计算，木材所含的水量比它所在的空气多。大自然总是寻求达到平衡。所以，如果你有一块木头的水分比空气多，空气会试图从木头中去除水分以平衡系统。

在某些时候，会有几天空气比木头更潮湿，木头中不会发生水分流失。 然而，如果给予足够的时间，木材会失去足够的水分，平均而言，它与空气一样潮湿。

在此之后，每天的波动会使木材中的水分含量上下移动，但这通常局限于木材的外部纤维。将其视为“湿气惯性”。一块越厚，它的湿气惯性越大，与空气平衡所需的时间就越长。相反，它的湿度惯性越大，一旦达到 EMC，它就越能抵抗湿度波动。

无论如何，用木头建造家具显然是可行的。证据：我住在纽约。这里有 1500 万人的家具不会经常自行撕裂。

精心打造的家具将这些动作付诸实践。制作不良的家具会出现裂缝和开缝（以及其他问题），这些问题没有得到适当的考虑。

延伸阅读

  1. 重新考虑工作台的水分含量（失落的艺术出版社）
  2. 但它足够干燥吗？（失落的艺术出版社）
  3. Water vs. Wood：斗气（Lost Art Press）

有许多技术可以设计一件不会因环境波动而自行撕裂的家具，但您缺少的关键点是您理想地希望在木材处于其所处环境的 EMC 时对其进行加工最终居住。

您处理的所有气候数据可能都是针对没有任何气候控制的户外作品。但是，如果要安装在有空调的房屋或公寓中，则需要与该环境的 EMC 合作。

另一点值得注意的是，木材的水分含量会比环境的波动更加缓慢。如果你让你的材料来到卧室的EMC，然后把它们带到你的商店，它们不会立即与商店平衡。

扭曲还是扭曲，这是个问题

在将木材用于项目之前，让木材在预期使用的环境中放置一段时间非常重要，以使其与环境达到平衡水分含量 (EMC)。证据：这个建议一次又一次地出现在这里，在论坛上，在文章中，无处不在。

这是非常真实的。木材天生具有吸湿性。这就是叶子如何获得制造树液所需的水分的方式。这里的问题是水分会改变木材的形状。当水分含量发生变化时，会导致木材形状发生变化，而这些变化是大多数人不希望发生的。

我已经购买了昂贵的木材并将其堆放在车库中仅 1 晚。第二天，它就变形了，无法修复。我没有在板之间放置垫片，让它随着水分的变化而弯曲。我对木材的了解是它会弯曲或扭曲，但永远不会恢复到原来的形状。

如果您使用新木材进行切割，也会出现同样的问题。几天后，一切都会变成不同的形状。

所以让木头静置很重要，但你如何堆叠它也很重要。给它很多支撑，不要在上面施加额外的重量，并为木材留出空间呼吸。

但它会改变形状。这是事实。你的工作是尽可能减少这种情况。

在我住的地方，这是不可能的，在过去的两年里，EMC 几乎每天都在 2.8% 到 29.1% 之间变化。证据：见下文。

木材会呼吸，因此它会随着湿度的变化而膨胀和收缩。关键是让它自然地做到这一点。随着水平的波动，它只是意味着如果你没有正确存储它，你更有可能使木材翘曲。这并不意味着您不能将其与您的环境平衡。

宜家不是木工

无论如何，用木头建造家具显然是可行的。证据：我住在纽约。这里有 1500 万人的家具不会经常自行撕裂。

大多数人购买制造的家具。这东西使用人造材料，已经上漆，质量一般都很差。它只是为了看起来不错。如果每个人都有用实木制成的家具，他们将不得不学习如何保养它。

一个好的木匠知道如何建造不会改变形状的东西。这是木材加工的另一个主题，我相信有关于这个主题的书籍，但如果你遵循这些指导方针，你就不会有任何问题。

都是相对的

在这样一个瞬息万变的环境中，究竟如何才能让木材达到其 EMC 水平，或者建议是否被误导，这实际上并不重要吗？

这一切都与木材以前的位置有关。已经在您的商店中并且已经存在一段时间的木材已经到达 EMC。是的，您的环境在不断变化，但现在木材正在以预期的方式发生变化，因为它现在与您的环境相关。

来自工厂的木材来自不同的环境，现在必须改变。以前的环境越接近您的环境，所需的更改就越少。

你得到你所买的

当你收到木头时让木头休息是一回事。期待糟糕的切割、进口木材或非常不同的水分含量在以后为您生产出漂亮的木材产品是另一回事。

我数不清有多少次因为试图找到没有结、裂缝或长度的木头而分心，以至于忘记检查末端纹理。后来让它休息后，木头以一种可以预见的方式弯曲。

买家的错误比环境问题更常见。

我相信你的问题的主要问题是假设木材的水分含量会在瞬间改变。不是这种情况。木纤维确实与周围空气的相对湿度达到水分平衡，但这是一个非常缓慢的过程，尤其是对于较厚的木片。

您用来确定 EMC 的计算器很好，但它并没有告诉您 EMC 变化的速度。相对湿度和温度的每日波动不会对 EMC 产生直接影响。一年中的逐渐变化确实如此，而且速度足够慢，可以消除任何波动（即使近距离观察时它们可能非常极端，每小时一次）。

考虑到窑干采伐木材需要数周时间，而风干采伐木材每英寸厚度大约需要一年时间，您可以看到木材的 MC 变化缓慢。相同的费率适用于您家中的家具。

最后，正如其他一些答案所指出的，您提供的所有数据都与外面的木材有关。对于室内家具来说，温度和湿度的变化可能不如室外那么严重，再次将任何极端波动降至最低。不过值得一提的是，房子的面积确实有影响——地下室或卧室的一件家具EMC有很大的不同。

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