木材如何应对温度和湿度的变化

所有从事木材行业的人都知道，木材会对其所处环境产生反应。尤其是温度和湿度对木材及其含水率 (MC) 的影响。而含水率的波动会导致木材产生反应。同一木材品种对不同环境的反应也不同。

美国有五个主要气候区。每个气候区对木材的影响各不相同。东南部气候炎热潮湿，但温差比东北部小。东北部通常最多只有半湿润气候，而且仅限于夏季。美国东北部的冬季干燥而寒冷。

了解不同的环境条件如何影响木材至关重要。无论您是铺设木地板、制作木制家具，还是以其他方式使用木材，这一点都至关重要。

这并不是说某些地区不应该或不能使用木材，但无论如何，您都需要注意您所在的情况和地区。木结构建筑在沙特阿拉伯蓬勃发展，但主要用作室内装饰。相反，在北极圈，木材也用于建筑的夹层隔热层。这只是一个了解和规划木材如何应对气候问题的问题。

即使环境条件的季节性和日常变化也会影响木材。这是无法避免的。无论您的木制品位于何处，温度和湿度都会对其产生影响。

关于温度和湿度如何影响木材的简短故事

“木材医生”吉恩·温格特解释说，木材会随着其MC的变化而收缩和膨胀。这就引出了一个问题：那么，是什么导致了木材样本MC的变化呢？

木材在其空腔和细胞中保持水分。细胞吸收或释放水分时会改变形状，从而改变木材的物理状态。空气也会保持水分；这就是湿度。相对湿度 (RH) 是空气中水分含量相对于空气可容纳量的百分比。较低温度的空气比较高温度的空气能容纳的水分更少。

这就是为什么两个具有相同的环境 绝对 如果气温不同，湿度也会不同，相对湿度也会不同。犹他州普罗沃在较温暖的夏季月份的相对湿度比其较冷月份的平均相对湿度低40个点。相比之下，炎热潮湿的休斯顿的相对湿度全年稳定在70华氏度左右。

温格特还解释了为什么相对湿度对于了解木材在特定环境下的反应如此重要。如果木材的微晶纤维素和空气尚未达到平衡，它们就会交换水分。

在高相对湿度的环境中，低MC的木材会从空气中吸收水分。如果空气相对湿度较低，而木材中水分过多，水分就会蒸发。在这两种情况下，水分进出木材都会导致木材收缩、膨胀、变形或开裂。

根据木材医生的说法，目标是让木材在进行任何建筑工序之前达到其平衡含水量（EMC）。EMC是指木材和空气的湿度达到平衡点，此时它们不再进行水分交换。

Wengert 绘制了 EMC 估算值与相对湿度 (RH) 和温度的关系图。因此，当您了解项目的使用条件 (RH 和温度) 时，也能得到一个大致的 EMC 百分比。您可以使用该大致的 EMC 百分比来指导您确定木材的目标 MC。

一般来说，北美地区 30% 到 50% 的相对湿度对应 XNUMX% 到 XNUMX% 的电磁兼容性 (EMC)。然而，这个规则过于宽泛，无法帮助您确定特定条件下木材样品的目标 MC。您需要考虑许多变量：

木材是用于室内还是室外？暖通空调系统意味着室温稳定的室内环境条件变化通常较小。
一年中环境温度和相对湿度的波动幅度有多大？即使是室内木材也会受到影响，因为暖通空调的设置会随着季节变化。
木材的种类有哪些？有些树种，比如美国山毛榉、柚木和山核桃木，耐湿热。木兰和美国榆树则耐寒。

另一个重要问题是木材的适应期。木材应始终在使用条件下进行适应，否则安装后 EMC 点会发生变化。EMC 目标点的变化意味着木材和空气将经历一段时间的水分交换。这正是您要避免的。在永久安装之前，木材的 MC 应在预估的 EMC 点的可接受范围内。

当然，这需要你对木材的 MC 进行精确测量。

使用正确的工具测量木材的 MC 和 EMC

使用能够精确测量MC的木材水分仪是最好的入门方法。然而，了解木材样本的MC只是整个过程的一部分。您需要知道木材的MC是否与其环境达到平衡。

计算 EMC 的公式需要用到空气的相对湿度 (RH) 和温度，相当复杂。Wagner Meters 是一家长期提供木材水分仪的供应商，最近推出了 Orion® 950 智能无针木材水分仪，这款木材水分仪还能帮您计算 EMC。有了计算机帮您计算 EMC，您可以更轻松地决定是否继续进行项目，而且即使您手边没有计算器或黑板，也能更快地做出决定。

Orion 950 还配备了业界独有的“按需校准器”，让您无论身在何处，都能在不到 20 秒的时间内完成校准。许多木材测量仪都配有“校准参考”，可以大致判断测量仪的校准偏差，但如果测量仪未校准，则需要将测量仪送回工厂进行校准。对于需要符合 ISO 卓越标准的公司，Wagner Meters 还提供可追溯至 NIST 的“按需校准器”工具版本。

您可以了解更多有关 猎户座950。如果您想更深入地了解 RH 和 EMC，请查看 Gene Wengert 的网站。

罗恩史密斯

作为瓦格纳仪表公司的销售经理，Ron 拥有超过 35 年的行业仪器仪表和测量系统经验。此前，他曾担任区域销售经理、产品和项目经理以及测量仪器制造商的销售经理。

最后更新于 9 年 2025 月 XNUMX 日