كيف يستجيب الخشب للتغيرات في درجات الحرارة والرطوبة

يدرك كل من يتعامل مع الخشب أن الخشب يتفاعل مع بيئته، وتحديدًا تأثير درجة الحرارة والرطوبة عليه وعلى نسبة رطوبته (MC). وتُسبب تقلبات نسبة رطوبته تفاعل الخشب. وتختلف استجابة أنواع الخشب نفسها للبيئات المختلفة.

للولايات المتحدة خمس مناطق مناخية رئيسية، ولكل منها تأثيرها الفريد على الأخشاب. يتميز الجنوب الشرقي بحرارة ورطوبة مرتفعتين، إلا أن نطاق درجات الحرارة فيه أضيق من الشمال الشرقي. أما الشمال الشرقي، فعادةً ما يكون شبه رطب في أفضل الأحوال، وذلك خلال فصل الصيف فقط. أما الشتاء في شمال شرق الولايات المتحدة، فهو جاف وقارس البرودة.

من الضروري فهم كيفية تأثير الظروف البيئية المختلفة على الخشب. وينطبق هذا سواءً كنتَ تُركّب أرضيات خشبية، أو تُصنّع أثاثًا خشبيًا، أو تعمل بالخشب بأي طريقة أخرى.

هذا لا يعني وجود مناطق لا يُنصح فيها باستخدام الخشب، ولكن بغض النظر عن ذلك، عليك أن تكون على دراية بالوضع والمنطقة التي تعيش فيها. يشهد بناء الخشب ازدهارًا في المملكة العربية السعودية، ولكن كعناصر داخلية. على العكس من ذلك، يُستخدم الخشب أيضًا لعزل طبقات البناء في الدائرة القطبية الشمالية. الأمر ببساطة يتعلق بمعرفة كيفية تفاعل الخشب مع المناخ والتخطيط له.

حتى التقلبات الموسمية واليومية في الظروف المحيطة تؤثر على الخشب. لا مفر من ذلك. تؤثر درجة الحرارة والرطوبة على أعمالك الخشبية، أينما كانت.

قصة قصيرة عن تأثير درجة الحرارة والرطوبة على الخشب

يشرح "طبيب الخشب"، جين وينجرت، أن الخشب يتقلص وينتفخ استجابةً لتغيرات في تركيبه العضوي. وهذا يطرح السؤال: ما الذي يسبب تغيرات في تركيب عينة الخشب؟

يحتفظ الخشب بالرطوبة في تجاويفه وخلاياه. يتغير شكل الخلايا عند امتصاصها أو إطلاقها للرطوبة، مما يُغير الحالة الفيزيائية للخشب. يحتفظ الهواء أيضًا بالرطوبة؛ وهذه هي الرطوبة. الرطوبة النسبية (RH) هي نسبة الرطوبة في الهواء إلى ما يمكن أن يحمله. الهواء ذو ​​درجات الحرارة الباردة يحتفظ برطوبة أقل من الهواء ذو ​​درجات الحرارة الدافئة.

لهذا السبب هناك بيئتان بنفس مطلق تختلف الرطوبة النسبية باختلاف درجات حرارة الهواء. تنخفض الرطوبة النسبية خلال أشهر الصيف الدافئة في بروفو، يوتا، بمقدار 40 نقطة عن متوسطها خلال أشهر الشتاء الباردة. في المقابل، تبقى الرطوبة النسبية في هيوستن، الحارة والرطبة، في منتصف السبعينيات طوال العام.

يشرح وينجرت أيضًا أهمية الرطوبة النسبية لفهم كيفية تفاعل الخشب في بيئة معينة. إذا لم تصل الرطوبة النسبية للخشب والهواء إلى حالة توازن، فسيتبادلان الرطوبة.

الخشب ذو المحتوى المائي المنخفض في بيئة ذات رطوبة نسبية عالية سيمتص الرطوبة من الهواء ويمتصها. إذا كانت الرطوبة النسبية للهواء منخفضة وكانت الرطوبة في الخشب زائدة، فسيتبخر. في كلتا الحالتين، قد يؤدي انتقال الرطوبة إلى الخشب أو خارجه إلى انكماشه أو تمدده أو اعوجاجه أو تشققه.

الهدف، وفقًا لـ Wood Doctor، هو السماح للخشب بالوصول إلى نقطة توازن الرطوبة (EMC) قبل استخدامه في أي نوع من عمليات البناء. EMC هي النقطة التي تتعادل فيها رطوبة كل من الخشب والهواء، ويتوقف تبادل الرطوبة بينهما.

تُقدّر مخططات وينجرت التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) بالنسبة للرطوبة النسبية ودرجة الحرارة. وبالتالي، عند معرفة حالة الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة في مشروع ما، ستحصل على نسبة تقريبية للتوافق الكهرومغناطيسي. استخدم هذه النسبة التقريبية لتوجيه قراراتك بشأن التوافق الكهرومغناطيسي المستهدف للخشب الذي سيعيش فيه.

عمومًا، تُعادل نسبة الرطوبة النسبية بين 30% و50% في أمريكا الشمالية نسبة رطوبة نسبية تتراوح بين XNUMX% وXNUMX% من التوافق الكهرومغناطيسي. إلا أن هذه القاعدة واسعة جدًا بحيث لا تساعدك في تحديد التوافق الكهرومغناطيسي المستهدف لعينة الخشب في ظل ظروف محددة. يجب مراعاة العديد من المتغيرات:

هل الخشب مُصمم للاستخدام الداخلي أم الخارجي؟ أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء تعني أن الأماكن الداخلية ذات درجة الحرارة المستقرة عادةً ما تكون أقل تقلبًا في الظروف المحيطة.
ما مدى تقلبات درجة الحرارة المحيطة والرطوبة النسبية على مدار العام؟ حتى الخشب الداخلي يتأثر بهذا، إذ تتغير إعدادات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء مع تغير الفصول.
ما نوع الخشب؟ بعض الأنواع، مثل الزان الأمريكي والساج والجوز، تتحمل الرطوبة جيدًا. أما الماغنوليا والدردار الأمريكي، فيتحملان البرد.

هناك مسألة مهمة أخرى، وهي مكان ترك الخشب يتأقلم. يجب أن يتأقلم الخشب دائمًا في ظروف التشغيل، وإلا ستتحرك نقطة التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) بعد تركيبه. أي تغيير في نقطة التوافق الكهرومغناطيسي المستهدفة يعني أن الخشب والهواء سيمران بفترة من تبادل الرطوبة. وهذا ما يجب تجنبه تمامًا. يجب أن تكون درجة حرارة الخشب (MC) ضمن نطاق مقبول من نقطة التوافق الكهرومغناطيسي المقدرة قبل التركيب الدائم.

بالطبع، هذا يتطلب منك أن يكون لديك قياس دقيق لـMC للخشب.

استخدام الأداة المناسبة لقياس MC وEMC للخشب

يُعدّ استخدام جهاز قياس رطوبة الخشب الذي يقيس تركيز المحلول الملحي (MC) بدقة أفضل طريقة للبدء. ومع ذلك، فإن معرفة تركيز المحلول الملحي لعينة الخشب ليس سوى جزء واحد من المعادلة. يجب أن تعرف ما إذا كان تركيز المحلول الملحي للخشب قد تكيف مع بيئته.

تعتمد صيغة حساب التوافق الكهرومغناطيسي على الرطوبة النسبية للهواء ودرجة حرارته، وهي صيغة معقدة للغاية. أصدرت شركة Wagner Meters، الشركة العريقة في مجال أجهزة قياس رطوبة الخشب، مؤخرًا جهاز Orion® 950 Smart Pinless Wood Moisture Meter، وهو جهاز يحسب التوافق الكهرومغناطيسي نيابةً عنك. إن وجود جهاز كمبيوتر لحساب التوافق الكهرومغناطيسي يُسهّل عليك اتخاذ قرار مواصلة المشروع، وربما يُسرّعه كثيرًا، إلا إذا كنت تملك آلة حاسبة أو سبورة.

يأتي جهاز أوريون 950 مزودًا بـ"معاير حسب الطلب" حصري في هذا المجال، يتيح لك معايرة الجهاز أينما كنت في أقل من 20 ثانية. تتميز العديد من عدادات الخشب بـ"مرجع معايرة" يُظهر لك تقريبًا مدى بُعد الجهاز عن المعايرة، ولكن في حال عدم معايرة الجهاز، فسيتعين عليك إرساله إلى المصنع للمعايرة. كما تقدم شركة فاغنر ميترز نسخة من أداة "معاير حسب الطلب" متوافقة مع معايير المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) للشركات التي ترغب في الالتزام بمعايير الجودة ISO.

يمكنك معرفة المزيد عن اوريون 950إذا كنت تريد استكشاف RH وEMC بعمق أكبر، تحقق من موقع جين وينجرت.

رون سميث

بصفته مدير مبيعات في شركة فاغنر ميترز، يتمتع رون بخبرة تزيد عن 35 عامًا في مجال الأجهزة وأنظمة القياس في مختلف الصناعات. شغل سابقًا مناصب مدير مبيعات إقليمي، ومدير منتجات ومشاريع، ومدير مبيعات لدى شركات تصنيع أجهزة القياس.

آخر تحديث في 11 يونيو 2025