الرطوبة النسبية وتأثيرها على محتوى الرطوبة
في عالم النجارة، يعتمد نجاح أي مشروع على أكثر من مجرد المهارة والتصميم، بل إنه مرتبط ارتباطًا وثيقًا بعالم الرطوبة غير المرئي.
تخيل أنك تصنع أرضية خشبية جميلة أو طاولة خشبية مصممة بشكل معقد، فقط لتشاهدها تتشوه أو تتشقق لأنك تجاهلت التأثير العميق للرطوبة النسبية (RH) على محتوى الرطوبة في الخشب (MC).
لا يقتصر الأمر على الجماليات فحسب، بل يشمل أيضًا المتانة وطول العمر وسلامة حرفتك. في هذه المقالة، نتعمق في العلاقة بين الصحة والسلامة المهنية للخشب، ونسلط الضوء على المعرفة الأساسية التي يحتاجها كل نجار، سواءً كان هاويًا أم محترفًا، لضمان أن تكون مشاريعه ليس فقط جميلة المظهر، بل تدوم طويلًا.
انغمس في اكتشاف الفن والعلم وراء علاقة الخشب بالرطوبة.
- كيف تؤثر الرطوبة النسبية (RH) على محتوى رطوبة الخشب (MC)
- كيفية تجنب التشوهات المرتبطة بالرطوبة في مشاريعك الخشبية
- أنواع مختلفة من الخشب واستجاباتها للرطوبة النسبية
- تأكد من إبقاء الخشب في مكانه المطلوب
- لا يوجد تأثير كبير لدرجة الحرارة على MC الخشب
- فهم متوسط الرطوبة النسبية، ومتوسط محتوى الرطوبة في الخشب، والتوافق الكهرومغناطيسي
- إن MC للخشب المجفف بالفرن غير ثابت
- الأسئلة الشائعة
كيف تؤثر الرطوبة النسبية (RH) على محتوى رطوبة الخشب (MC)
إذا كنت تعمل بالخشب، فعليك فهم كيفية تفاعله مع الرطوبة النسبية للبيئة وتأثره بها. وينطبق هذا على تركيب أرضيات خشبية ناعمة، أو صناعة أثاث كالخزائن والطاولات، أو استخدام الأخشاب في البناء.
يجب عليك أن تفهم كيف تؤثر الرطوبة النسبية على الخشب لسبب بسيط واحد.
الخشب استرطابي.
هذه مجرد طريقة مُبتكرة للقول إن الخشب يكتسب أو يفقد الرطوبة استجابةً لتغيرات الرطوبة النسبية. إذا كانت نسبة رطوبة الخشب أقل من نسبة رطوبة الهواء المحيط، فإنه يمتص الرطوبة من الهواء. أما إذا كانت نسبة رطوبة الخشب أعلى من نسبة رطوبة الهواء المحيط، فإنه يُطلق الرطوبة في الهواء.
في النهاية، بعد بقاء الخشب في بيئة معينة لفترة من الزمن، سيصل إلى نقطة يتوقف فيها عن امتصاص أو إطلاق الرطوبة. سيكون في حالة توازن مع بيئته. نُسمي هذه الحالة المتوازنة محتوى الرطوبة المتوازن أو "EMC" فقط للاختصار.
إذن، لماذا من المهم بالتحديد أن نفهم هذه الخاصية للخشب؟
حسنًا، من المهم أن نفهم ذلك بسبب ما يحدث للخشب أثناء امتصاصه للرطوبة وإطلاقها...
يتغير الحجم المادي.
خشب يتقلص أو يتمدد جسديًا عندما يفقد الرطوبة أو يكتسبها.
مع زيادة الرطوبة النسبية، يزداد محتوى الرطوبة في الخشب، ونتيجةً لذلك، يزداد حجمه الفيزيائي، ويتمدد. ومع انخفاض الرطوبة النسبية، يتناقص محتوى الرطوبة في الخشب، ويتقلص حجمه الفيزيائي، ويتقلص.
وهنا تكمن المشكلة، والتي سنتناولها بعد قليل.
لذا، عندما يصل الخشب إلى حالة التوافق الكهرومغناطيسي، فإنه يتوقف عن الانكماش أو التمدد. وكما ذكرنا سابقًا، يصل الخشب إلى حالة التوافق الكهرومغناطيسي بعد بقاءه في مكانه لفترة من الزمن، قد تمتد لأسابيع أو حتى أشهر في بعض الحالات.
وهذا صحيح إذا كان الخشب عبارة عن قطع خشبية في عملية التصنيع، أو منتج غير مكتمل أثناء النقل أو التخزين، أو منتج خشبي مكتمل.
حسنًا، لنتحدث الآن أكثر عن تأثير انكماش الخشب أو تمدده على مشاريعك الخشبية.
كيفية تجنب التشوهات المرتبطة بالرطوبة في مشاريعك الخشبية
لا أحد يريد أن يقضي وقته في إنشاء مشروع خشبي قيم - من أي نوع - فقط ليرى لاحقًا أنه يتعرض للتدمير بسبب مشاكل متعلقة بالرطوبة.
ومع ذلك، قد يحدث ذلك إذا لم تفهم كيف يؤثر RH على مستويات رطوبة الخشب وماذا يحدث للأبعاد الفيزيائية للخشب أثناء امتصاصه للرطوبة وإطلاقها؟ فلنتحدث أكثر عن ذلك الآن.
يؤدي تغييرٌ بنسبة 4% في محتوى الكربون العضوي في الخشب إلى انكماشه أو تمدده بنسبة 1% تقريبًا عبر العروق. يختلف هذا باختلاف الأنواع، ولكن يمكننا القول بثقة إنه حوالي 1%.
على النقيض من ذلك، حتى مع التغيرات الكبيرة في MC، يتقلص الخشب أو يتمدد قليلاً على طول الحبوب.
الآن، 1% قد لا يبدو كثيرًا.
ومع ذلك، حتى التغييرات المادية البسيطة قد تُسبب مشاكل خطيرة. على سبيل المثال، مشاكل في اللصق. قد يحدث هذا مع الخزائن، والطاولات، والأرضيات، أو أي مشروع خشبي آخر. أدراج غير مُثبّتة بشكل صحيح، ومشاكل في الأبواب، والمفاصل، وما إلى ذلك. قد تلاحظ أيضًا انحناءً وتشققًا في التشطيبات.
ولإعطائك مثالاً، إليك ما يمكن أن يحدث مع الأرضيات الخشبية.
إن التغيير بمقدار 1/32 بوصة لكل 2 بوصة مضروبة في غرفة بمساحة 8 أقدام يتحول إلى 1 بوصة، وسيكون من الصعب تفويت ذلك.
لذا، فهو تغيير صغير، لكن تأثيره كبير.
أهم نقطة يجب فهمها هي أنه إذا لم يكن الخشب في مرحلة التجميع الكهرومغناطيسي (EMC) حيث سيُستخدم المشروع نهائيًا، فسيستمر في الانكماش أو التمدد لاحقًا. هكذا تحدث التشوهات.
ومع ذلك، فهذه مشكلة يمكن تجنبها بسهولة إذا كنت تعرف كيفية قياس MC للخشب.
أنواع مختلفة من الخشب واستجاباتها للرطوبة النسبية
عندما يتعلق الأمر بالنجارة، ليست جميع أنواع الأخشاب متساوية. لكل نوع خصائصه المميزة، بما في ذلك كيفية استجابته للرطوبة. إليك نظرة عن كثب على بعض أنواع الأخشاب الشائعة:
- البلوط: يُعرف خشب البلوط، وهو خشب صلب، بمتانته. ومع ذلك، فهو شديد الحساسية للرطوبة البيئية. ففي الرطوبة العالية، قد ينتفخ خشب البلوط بشكل كبير. وعلى العكس، في الظروف الأكثر جفافًا، قد ينكمش، مما يؤدي إلى ظهور فجوات في الأرضيات أو قطع الأثاث.
- صنوبر: نظرًا لكونه خشبًا لينًا، يميل خشب الصنوبر إلى أن يكون أكثر مرونةً في مواجهة تغيرات الرطوبة من خشب البلوط. ورغم امتصاصه للرطوبة وإطلاقها، إلا أن اختلافات أبعاده غالبًا ما تكون أقل وضوحًا. ومع ذلك، فإن مراقبة خشب الصنوبر، وخاصةً في ظروف الرطوبة المتقلبة، ضرورية لمنع اعوجاجه.
- الماهوجني: يتميز خشب الماهوجني بجمال عروقه ولونه، وهو خشب صلب استوائي. يتميز بثبات نسبي في استجابته لتقلبات الرطوبة، ولكن نظرًا لكثافته، قد يستغرق وقتًا أطول للوصول إلى محتوى الرطوبة المتوازن (EMC).
- خشب الساج: يُستخدم غالبًا في صناعة الأثاث الخارجي بفضل زيوته الطبيعية ومقاومته الفائقة لامتصاص الرطوبة. هذه الميزة تجعله أقل عرضة للالتواء أو التشقق بسبب تغيرات الرطوبة. ومع ذلك، ومثل الماهوجني، قد يستغرق وقتًا للتأقلم مع البيئات الجديدة.
مع أن هذه سلوكيات عامة، إلا أنه من الضروري إدراك أن كل لوح أو قطعة قد تختلف. فالتأقلم الجيد، وفهم الأنواع المختلفة، واستخدام الأدوات المناسبة لقياس نسبة الرطوبة، كلها عوامل تضمن نجاح أعمال النجارة.
تأكد من إبقاء الخشب في مكانه المطلوب
عندما يكون الخشب بالفعل عند MC المطلوب، فأنت بحاجة إلى استخدام جهاز قياس الرطوبة عالي الجودة للتأكد من أن الخشب لا يستمر في امتصاص أو إطلاق الرطوبة.
لماذا؟
حسنًا، إن إرجاع الخشب إلى MC المطلوب يستغرق وقتًا طويلاً وكما قلنا للتو، فأنت لا تريد إنشاء مشاريع خشبية باستخدام خشب ليس في MC المناسب.
لا يوجد تأثير كبير لدرجة الحرارة على MC الخشب
يفترض الكثيرون أن درجة الحرارة عامل مؤثر في هذه المعادلة. في الواقع، لا تؤثر. لا تؤثر درجة الحرارة بشكل ملحوظ على MC للخشب. بمعنى آخر، ارتفاع أو انخفاض درجة الحرارة المحيطة لن يُسبب أي انكماش أو انتفاخ ملحوظ في الخشب.
إن عدم حساسية الخشب تجاه درجات الحرارة هو أحد مميزاته مقارنة بمواد البناء الأخرى مثل الألومنيوم أو البلاستيك.
تنزيل مجاني - 6 أسباب لفشل مشروعك الخشبي
فهم متوسط الرطوبة النسبية، ومتوسط محتوى الرطوبة في الخشب، والتوافق الكهرومغناطيسي
لأي متوسط رطوبة نسبية (RH) مُحدد، يوجد متوسط رطوبة نسبية (MC) يتوازن عنده الخشب. يمكنك رؤية ذلك في الجدول التالي. إذا كنت تعمل مع الخشب، فقد ترغب في حفظ هذه المعلومات:
| الرطوبة النسبية للموقع قيد الاستخدام | التوافق الكهرومغناطيسي للموقع قيد الاستخدام | ما هو MC المقابل الذي سيصل إليه الخشب في هذا الموقع |
|---|---|---|
| 19-25٪ | 5% | 5% |
| 26-32٪ | 6% | 6% |
| 33-39٪ | 7% | 7% |
| 40-46٪ | 8% | 8% |
| 47-52٪ | 9% | 9% |
على سبيل المثال، إذا كانت الرطوبة النسبية للهواء 30%، فإن الخشب المُخزّن في هذه البيئة سيصل في النهاية إلى رطوبة نسبية 6%. كما يتضح من هذا الرسم البياني أنه إذا كانت الرطوبة النسبية للهواء 50%، فإن الخشب سيصل في النهاية إلى رطوبة نسبية 9%. قد يستغرق هذا أسابيع أو حتى أشهرًا. يعتمد الأمر كله على نوع الخشب، وحجمه، واتجاه العروق، ودرجة الحرارة المحيطة، وما إذا كان قد تم طلاء الخشب.
تجدر الإشارة إلى أن نسبة الرطوبة التي يحققها خشب MC عند تخزينه في بيئة رطوبة 30% أو 50% تساوي نسبة الرطوبة EMC، أي 6% أو 9%.
من المهم أن نتذكر هذين الرقمين لأنهما يمثلان القيم الداخلية النموذجية (في درجات حرارة الغرفة النموذجية) للمنازل والمكاتب المدفأة والمكيفة في معظم أنحاء أمريكا الشمالية.
بالطبع، في ظروف الشتاء الباردة، قد تكون الظروف الداخلية أكثر جفافًا من 6% من EMC. في الواقع، في منشآت التصنيع المجهزة بأنظمة عادم للغبار أو مُدفأة للراحة، تكون الظروف عادةً أكثر جفافًا من 6% من EMC، إلا إذا تم ترطيبها.
في أشهر الصيف الرطبة، يكون العكس صحيحًا. قد يتجاوز التوافق الكهرومغناطيسي في الأماكن المغلقة بدون تكييف 9%.
بالنسبة للهياكل الخارجية مثل الحظائر أو المستودعات أو المنازل قيد الإنشاء بدون تدفئة، قد تكون الرطوبة النسبية 65% مع 12% من الرطوبة النسبية والتوافق الكهرومغناطيسي.
بالنسبة للمناخات الجنوبية الحارة والرطبة جدًا مثل فلوريدا ومنطقة البحر الكاريبي، ستكون الرطوبة النسبية حوالي 80% مع 16% معادلة للرطوبة النسبية.
ملحوظة: قد يخطر ببالك الاعتقاد بأن تبادل الرطوبة بين الخشب وبيئته لا يحدث إذا كان الخشب مطليًا. هذا غير صحيح. فالخشب المطلي يمر بنفس التغيرات استجابةً لارتفاع وانخفاض الرطوبة النسبية. لكنه يستغرق وقتًا أطول للوصول إلى حالة التوافق الكهرومغناطيسي مقارنةً بالخشب غير المطلي.
إذن، ماذا يعني كل هذا بالنسبة لأولئك الذين يعملون بالخشب؟
وهذا يعني أنه ينبغي السماح للخشب دائمًا بالتوازن مع البيئة التي سيتم استخدامه فيها في النهاية.
بمعنى آخر، يجب السماح للخشب بالوصول إلى التوافق الكهرومغناطيسي قبل البدء بالعمل عليه، سواءً كان ذلك تركيب أرضية خشبية، أو صنع خزانة، أو أي نوع آخر من المنتجات الخشبية. قد يؤدي عدم القيام بذلك إلى مشاكل ما بعد البناء، مثل التشقق أو الالتواء.
شيء آخر…
إن MC للخشب المجفف بالفرن غير ثابت
يعتقد البعض أنه بمجرد تجفيف الخشب في الفرن إلى درجة رطوبة معينة، يُصبح رطوبة الخشب ثابتة. هذا غير صحيح. فالتجفيف في الفرن لا يُنتج خشبًا لا يستجيب لتغيرات الرطوبة النسبية، بل يُجفف الخشب بسرعة إلى درجة الرطوبة المطلوبة. إذا لم يُعامل الخشب المجفف في الفرن بشكل صحيح، فسيستعيد رطوبته.
إن فهم كيفية تأثر الخشب بالرطوبة النسبية ضروري لنجاح مشاريعك. بعد وصول الخشب إلى مستوى الرطوبة المطلوب، يجب عليك استخدام مقياس رطوبة عالي الجودة لضمان بقائه على هذا المستوى.
سلسلة أوريون® يمكن لأجهزة قياس رطوبة الخشب بدون دبابيس مساعدتك في ذلك. تتميز هذه الأجهزة بدقة فائقة، وتأتي مع مُعايرة عند الطلب تُمكّنك من إعادة معايرة الجهاز في الموقع وفقًا لمعايير المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) القابلة للتتبع في غضون دقيقة تقريبًا. تُمكّنك هذه الميزة سهلة الاستخدام من معايرة الجهاز دون الحاجة إلى إعادته إلى الشركة المُصنّعة.
ما عليك سوى اختيار الميزة، والضغط على زر، ثم وضع الجهاز على جهاز المعايرة. أجهزة قياس الرطوبة الأخرى تُخبرك فقط بمدى انحراف الجهاز عن المعايرة المطلوبة، ولا يمكنها إعادة المعايرة. لذلك، عليك إعادة الجهاز إلى الشركة المصنعة.
الأسئلة الشائعة
كيف تؤثر الفصول على نسبة رطوبة الخشب؟
ج: تلعب الفصول دورًا محوريًا في تحديد محتوى رطوبة الخشب. يميل الخشب إلى امتصاص الرطوبة خلال الصيف والربيع، مع ارتفاع مستويات الرطوبة، مما قد يؤدي إلى انتفاخه.
على العكس من ذلك، قد يُطلق الخشب الرطوبة في أشهر الشتاء الجافة، مما يؤدي إلى انكماشه. تُبرز التغيرات الموسمية أهمية تأقلم الخشب مع الظروف الجوية وفهم نسبة رطوبته قبل العمل على المشاريع.
هل يمكن أن يكون للخشب المستصلح خصائص رطوبة مختلفة؟
ج: بالتأكيد. الخشب المُستَصلح، والذي يُستَخرَج غالبًا من المباني القديمة، تعرّض لظروف بيئية لفترات طويلة. هذا التعرّض الطويل الأمد يجعله أكثر استقرارًا في مواجهة تقلبات الرطوبة.
مع ذلك، من الضروري أيضًا مراعاة مكان إعادة تدوير الخشب - فقد تختلف خصائص رطوبة حظيرة ساحلية عن الخشب من منطقة جافة داخلية. احرص دائمًا على قياس الخشب المُعاد تدويره وتأقلمه قبل الاستخدام.
كيف يؤثر الارتفاع أو الموقع الجغرافي على رطوبة الخشب؟
ج: يؤثر الارتفاع والجغرافيا بشكل كبير على خصائص رطوبة الخشب. فالارتفاعات العالية، مع انخفاض ضغط الهواء وظروفها الجافة في كثير من الأحيان، قد تؤدي إلى انخفاض محتوى الرطوبة في الخشب.
في هذه الأثناء، قد تكون مستويات رطوبة الخشب أعلى في المناطق الساحلية أو المناطق ذات الأمطار المنتظمة. راعي البيئة المحلية واسمح للخشب بالتأقلم بشكل مناسب لضمان عمر المشروع.
ال أوريون® 910، 930، 940، و950 مترًا كما أنها تأتي مع تقنية IntelliSense™ التي تمكن العداد من "التغاضي" عن الرطوبة الزائدة على سطح الخشب.
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 7 سبتمبر 2023
800-634-9961
عامل نجارة هنا. مقال رائع. شكرًا.
حصلتُ للتو على جذع أرز أصفر كبير بنسبة رطوبة ١٤٪ للنحت. لم أفهم ذلك بالنسبة للرطوبة. الرسوم البيانية مفيدة جدًا. ما زلتُ غير متأكد مما إذا كان الخشب يتشقق أقل إذا جفّ ببطء.
أعيش في جبال سييرا نيفادا، على ارتفاع 3,200 قدم. امتلكتُ طاولة من خشب البلوط لسنوات في منطقة خليج سان فرانسيسكو، وسرعان ما تصدعت هنا. لم يكن بها أي تداخل في الحبوب. الرطوبة منخفضة جدًا هنا في الصيف.
شكرا مرة أخرى