Влага в древесине. Причины, последствия и контроль

Владельцу (или потенциальному владельцу) сруба, стремящемуся поддержать свой деревянный дом в хорошем состоянии и избежать дорогостоящего ремонта в будущем, важно иметь хотя бы начальное представление о дереве вообще.

Древесина - это клеточный материал, составляющий ствол дерева. Вода, таннины, воск, смола, крахмал, алкалоиды и масла заполняют клеточные впадины, придавая древесине тот или иной цвет, запах, вкус, сопротивляемость гниению и воспламеняемость. Именно клеточная структура придает древесине ее удивительную прочность, изоляционные свойства, позволяет ей удерживать воду, кислород и питательные вещества. Как в органическом материале, в древесине постоянно меняется содержание влаги. В зависимости от того, как изменяется влажность и температура вокруг, она впитывает и выделяет влагу.

Влага в деревянных постройках может содержаться по двум причинам: бревно не до конца высушили или влага проникла в сухое дерево из окружающей среды. Естественной влагой принято считать изначальный уровень содержания влаги в древесине, который выражается в процентах от ее сухого веса. Уровень содержания влаги в живом дереве - больше, чем точка насыщения волокон (за ТНВ, как правило, принимают 30% содержания влаги), и может достигать 200 и более процентов в некоторых видах. Для деревянных элементов, применяемых в быту (например, окончательный деревянный настил), дерево перед распилом высушивают до 6-12%, максимально приближая его к тому уровню влажности, который оно обретет в интерьере в процессе службы, минимизируя таким образом возможность сдвигов и изменений в размере после установки. Большинство строительных пиломатериалов высушивают до 19-15% содержания влаги, что обеспечивает постоянство в размерах после монтирования. Из-за большого поперечного разреза бревен, которые обычно применяются в строительстве срубов, трудно гарантировать точное содержание влаги во всем стволе. Если по показаниям счетчика влажности уровень в трехсантиметровом слое от поверхности составляет менее 20%, можно предположить, что глубже в бревне содержание влаги выше.

Содержание влаги в бревне имеет существенное значение по нескольким причинам:

• Древесина продолжит терять влагу через испарение, пока не достигнет равновесия с температурой и относительной влажностью воздуха окружающей среды. Это содержание влаги, известное как равновесное, меняется незначительно с ежедневными небольшими колебаниями температуры и влажности и достаточно существенно - с сезонными изменениями этих двух факторов. При влажности воздуха 95% содержание влаги в древесине будет свыше 20%, эта цифра падает до 9% при влажности воздуха 50%. При любом уровне влажности воздуха, чем выше температура, тем меньше влаги в древесине.
• Изменения в размерах, скорее всего, происходят вследствие этой изначальной потери влаги, называемой естественной усушкой. Она и порождает существенные изменения в размерах - усадку, когда клеточные стенки сжимаются и уплотняются. Создается давление, в результате чего поверхность дерева трескается вдоль волокон. Трещины обычно лучеобразно стягиваются к сердцевине бревна. Наружные трещины будут собирать дождь, если их не защитить от проникновения осадков и/или не обработать во избежание накопления воды, причиняющего бревну вред.
• Древесина будет сжиматься и набухать и после достижения равновесного содержания влаги, если атмосферные условия вокруг меняются. Процесс сжатия и набухания, наблюдаемый в высушенном дереве, которое уже стоит в конструкции, называется движением (обычно говорят: "повело"). Оно играет определенную роль в сложном процессе выдерживания древесины, а также причиняет незначительные неприятности, такие как заедающие двери и рассохшиеся стыки.
• Обесцвечивание вследствие заражения грибком сини, когда высокое содержание влаги сочетается с высокими сезонными температурами. Эта проблема стоит не настолько остро в прохладную и сухую погоду.
• Физические свойства дерева только выигрывают, если содержание влаги уменьшается. Низкая влажность означает меньший вес и легкость в эксплуатации; внешние клетки лучше вбирают морилку и другие средства обработки; качество внутренней полировки повышается и сам процесс упрощается. Каждый производитель принимает целую серию решений в отношении продуктов из древесины, которые он производит и предлагает покупателю. В области контроля содержания влаги возможно несколько вариантов, каждый из которых предоставляет различные возможности и результаты по истечении взятого периода времени.
• Некоторые производители вкладывают средства в сушильные печи. В процессе такой сушки они "заранее усаживают" дерево, уменьшают вес бревен, облегчают распил, кристаллизуют смолу в смолистых видах и убивают насекомых и микроорганизмы, которые могли поселиться в живом дереве. Некоторые компании дают гарантию на то, что бревна будут содержать определенный процент влаги. Для этого соответствующим образом регулируются время и циклы сушки.
• Другие - используют мертвостоящий лес, в котором содержание влаги ниже (как правило, на уровне 20% и ниже), что позволяет сразу приступать к распилу.
• Воздушная сушка - еще один распространенный метод, который подразумевает организацию хранения лесоматериалов на протяжении достаточно длительного периода времени (1-2 года), обеспечивая при этом воздушный поток, способствующий испарению из дерева влаги. Высушенные таким способом материалы содержат от 12% до 30 % влаги в зависимости от периода сушки, конкретной техники и климата.
• Некоторые компании используют свежесрубленные или недосушенные деревья, которые частично подвергались воздушной обработке перед распилом. Термин "свежесрубленное" означает дерево, не подвергавшееся никакой обработке по уменьшению содержания влаги, по сути, - это сырой материал. Эти компании проектируют их здания с поправкой на потерю влаги и усадку после завершения строительства.
• Другие - применяют клееные бревна (с минимальным содержанием влажности) в сборке стен и тем самым уменьшают склонность бревна к усадке, перекашиванию, искривлению и растрескиванию.