相对湿度及其对水分含量的影响

在木工领域，任何项目的成功不仅仅取决于技能和设计——它还与看不见的湿气世界紧密相连。

想象一下，您制作了一块漂亮的硬木地板或一张设计精巧的木桌，却因为忽视了相对湿度 (RH) 对木材含水量 (MC) 的深远影响而导致它弯曲或开裂。

这不仅仅关乎美观，还关乎耐用性、寿命以及工艺的完整性。在本文中，我们将深入探讨RH（相对湿度）和木材MC（主成分分析）之间的关系，阐明每位木工（无论是业余还是专业）都需要掌握的基本知识，以确保他们的项目不仅外观精美，而且经得起时间的考验。

深入了解木材与湿度关系背后的艺术和科学。

• 相对湿度（RH）如何影响木材含水量（MC）
• 如何避免木制品因潮湿而出现变形
• 不同类型的木材及其对 RH 的反应
• 确保你把木材保持在所需的 MC
• 温度对木材MC没有显著影响
• 了解平均 RH、平均木材 MC 和 EMC
• 窑干木材的MC不是固定的
• 常见问题

相对湿度（RH）如何影响木材含水量（MC）

如果您使用木材，您需要了解木材如何与环境相对湿度 (RH) 相互作用，以及如何受其影响。无论您是铺设优质硬木地板、制作橱柜和桌子等家具，还是使用木材进行建筑施工，这一点都至关重要。

您需要了解 RH 如何影响木材，原因很简单。

木是 吸湿性.

这只是一种更贴切的说法，木材会随着相对湿度的变化而吸水或失水。如果木材的水分含量低于周围空气的水分含量，它就会从空气中吸收水分。如果木材的水分含量高于周围空气的水分含量，它就会向空气中释放水分。

最终，木材在任何特定环境中放置一段时间后，都会达到不再吸收或释放水分的程度。它会与周围环境保持平衡。我们称这种平衡状态为 平衡含水量 或简称为“EMC”。

那么，了解木材的这种特性为什么如此重要？

嗯，了解这一点很重要，因为木材在吸收和释放水分时会发生什么……

它改变了物理尺寸。

木材 物理收缩或膨胀 因为它会失去或获得水分。

随着相对湿度（RH）的升高，木材的含水量（MC）也会升高，因此其物理尺寸也会增大，从而导致木材膨胀。然而，随着相对湿度（RH）的降低，木材的含水量（MC）会降低，其物理尺寸也会减小，从而导致木材收缩。

问题就在这里，我们稍后会讨论。

所以，当木材达到EMC时，它就不再收缩或膨胀。正如我们上面提到的，木材在某个地方放置一段时间后就会达到EMC。在某些情况下，这可能需要几周甚至几个月。

如果木材是制造过程中的木材、运输或储存中的未成品或成品木制品，则情况确实如此。

好的，现在我们来进一步探讨一下木材收缩或膨胀时会发生什么。具体来说，这会对您的木制品项目产生什么影响。

如何避免木制品因潮湿而出现变形

没有人愿意花时间创建一个有价值的木制品（无论是哪种类型），结果却发现它后来因与湿气相关的问题而被毁掉。

然而，如果你不了解 RH 如何影响 木材含水量 木材在吸收和释放水分时，其物理尺寸会发生什么变化？现在我们来详细谈谈这个问题。

木材的MC变化4%会导致木材沿纹理收缩或膨胀约1%。具体数值会因木材种类而异。不过，我们可以肯定地说，收缩或膨胀幅度在1%左右。

相反，即使 MC 发生很大变化，木材沿纹理的收缩或膨胀也非常小。

现在，1% 听起来可能不是很多。

然而，即使是如此微小的物理变化也可能导致严重的问题。例如，粘合问题。橱柜、桌子、地板或任何其他木制物品都可能出现这种情况。抽屉安装不严，门、接头等问题。您甚至可能会看到表面翘曲或开裂。

举个例子，木地板可能会发生以下情况。

在1英尺（约32米）的房间里，每2英寸（约8米）的变化量乘以1/XNUMX英寸（约XNUMX米），就变成了XNUMX-XNUMX英寸（约XNUMX米）。这很难忽略。

所以，这是一个很小的改变，但却有很大的影响。

最重要的一点是，如果木材没有达到最终项目使用的EMC标准，那么之后它会继续收缩或膨胀。这就是变形发生的原因。

然而，如果您知道如何测量木材的 MC，这个问题就很容易避免。

不同类型的木材及其对 RH 的反应

说到木工，并非所有木材都生来平等。不同树种的特性各不相同，包括它们对湿度的反应。以下是一些常见木材的详细介绍：

• 橡木： 橡木是一种硬木，以其耐用性而闻名。然而，它也对环境湿度高度敏感。在高湿度环境下，橡木会显著膨胀。相反，在较干燥的环境中，橡木可能会收缩，导致地板或家具部件出现缝隙。
• 松树： 作为软木，松木比橡木更能适应湿度变化。虽然松木会吸收和释放水分，但其尺寸差异通常不那么明显。然而，监测松木，尤其是在湿度波动的情况下，对于防止其翘曲至关重要。
• 桃花心木： 桃花心木是一种热带硬木，以其美丽的纹理和色泽而备受珍视。它对水分变化的反应相对稳定，但由于木材密度高，达到平衡含水量 (EMC) 可能需要更长时间。
• 柚木： 由于其天然油脂，它常用于制作户外家具，并且具有极强的抗吸湿性。这一特性使其不易因湿度变化而变形或开裂。然而，与桃花心木一样，它需要时间才能适应新的环境。

虽然这些都是普遍现象，但必须认识到，每块木板或木块的含水量可能存在差异。适当的适应措施、了解具体木材种类以及使用合适的工具测量含水量，可以确保木工的成功。

确保你把木材保持在所需的 MC

当木材已经达到其所需的 MC 时，你需要使用 质量水分测定仪 以确保木材不会继续吸收或释放水分。

为什么？

嗯，让木材恢复到所需的 MC 非常耗时，而且正如我们刚才所说，您不想使用不具有适当 MC 的木材来创建木工项目。

温度对木材MC没有显著影响

许多人以为温度会以某种方式影响这个公式。实际上并非如此。温度根本不会显著影响木材的熔融指数 (MC)。换句话说，环境温度的升高或降低不会导致木材出现任何明显的收缩或膨胀。

与铝或塑料等其他建筑材料相比，木材的优势之一是对温度缺乏敏感性。

免费下载 – 你的木工项目失败的 6 个原因

了解平均 RH、平均木材 MC 和 EMC

对于任何给定的平均相对湿度，木材都会达到一个平均相对湿度平衡值。我们可以在下图中看到这一点。如果你从事木材行业，你可能需要记住以下信息：

例如，如果空气相对湿度为 30%，储存在此环境中的木材最终会达到 6% 的 MC。从图表中我们还可以看到，如果空气相对湿度为 50%，木材最终会达到 9% 的 MC。这可能需要数周甚至数月的时间。这完全取决于木材的类型、尺寸、纹理方向、环境温度以及木材是否涂有涂层。

请注意，如果将木材储存在 30% 或 50% 的湿度环境中，MC 木材最终会达到与 EMC 相同的湿度，即 6% 或 9%。

记住这两个数字很重要，因为它们是北美大部分地区有暖气和空调的住宅和办公室的典型室内值（在典型的室温下）。

当然，在寒冷的冬季，室内环境可能比 6% EMC 更干燥。事实上，在安装了除尘排气系统或舒适供暖的制造工厂中，除非进行加湿，否则环境通常比 6% EMC 更干燥。

在潮湿的夏季，情况正好相反。在没有空调的室内，EMC 可能会超过 9%。

对于没有暖气的棚屋、仓库或正在建造的房屋等外部建筑，RH 可能为 65%，MC 和 EMC 为 12%。
对于佛罗里达和加勒比地区等炎热、潮湿的南部气候，RH 将在 80% 左右，EMC 为 16%。

注意： 您可能会认为，如果木材涂有涂层，木材与其环境之间的水分交换就不会发生。事实并非如此。涂层木材会随着相对湿度的升高和降低而发生相同的变化。只是达到其电磁兼容性 (EMC) 所需的时间比未涂层木材更长。

那么，这对于从事木材工作的人来说意味着什么呢？

这意味着木材应始终与其最终使用的环境保持平衡。

换句话说，无论是铺设硬木地板、制作橱柜，还是建造其他类型的木制品，都必须先让木材达到电磁兼容性标准 (EMC)，然后才能开始施工。否则，可能会导致施工后出现诸如开裂或翘曲等问题。

还有别的事……

窑干木材的MC不是固定的

有些人认为，一旦木材经窑干处理至某个特定的MC值，MC值就固定了。这是不正确的。窑干并不会产生对相对湿度变化不敏感的木材。它的作用只是快速将木材干燥至所需的MC值。如果窑干木材处理不当，它会重新吸湿。

如果您想让您的项目取得成功，了解木材如何受到相对湿度 (RH) 的影响至关重要。一旦木材达到理想的相对湿度 (MC)，您就应该使用优质湿度计来确保其保持这种状态。

我们的 Orion® 系列 无针木材水分仪可以帮助您做到这一点。它们非常精确，并配备按需校准器，可让您在大约一分钟内现场重新校准仪器，使其符合 NIST 可追溯标准。这项易于使用的功能使您无需将仪器送回制造商即可校准。

只需选择功能，按下按钮，然后将仪表放在校准器上即可。其他湿度计只能显示仪表的校准偏差程度。它们无法重新校准。如果要重新校准，您需要将仪表寄回制造商。

常见问题

季节如何影响木材含水量？

答：季节对木材的含水率影响巨大。夏季和春季湿度较高，木材容易吸收水分，这可能会导致木材膨胀。

相反，木材在较为干燥的冬季可能会释放水分，导致收缩。季节变化凸显了木材适应环境以及在项目开始前了解其含水量的重要性。

再生木材会有不同的湿度特性吗？

答：当然。再生木材通常来自旧建筑，经过长时间暴露在各种环境中。这种长期暴露可以使其在湿度波动方面更加稳定。

然而，还必须考虑木材的回收地点——海边谷仓的含水量可能与来自干燥内陆地区的木材不同。使用前务必测量回收木材并使其适应当地气候。

海拔或地理位置如何影响木材水分？

答：海拔和地理位置会显著影响木材的含水率。海拔较高的地方，气压较低，气候通常也较为干燥，因此木材的含水率较低。

同时，沿海地区或降雨持续的地区木材的含水量可能较高。考虑当地环境，让木材适当适应，以确保项目的使用寿命。

此 Orion® 910、930、940 和 950 米 还配备了 IntelliSense™ 技术，使仪表能够“忽视”木材表面的多余水分。

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 7 年 2023 月 XNUMX 日