題:
如何使木材達到平衡的水分含量?
Jason C
2016-02-02 00:52:02 UTC
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我正試圖調和以下3點,但不能:

  1. 讓木材在打算用於的環境中靜置一陣子是非常重要的。在將其用於項目之前應先使用,以使其與環境達到平衡水分含量(EMC)。證據:在這裡,論壇,文章中,無處不在,這種建議一次又一次地出現。
  2. 在我居住的地方這樣做是不可能的,在過去兩年中,EMC幾乎每天都在2.8%到29.1%之間變化。證據:見下文。
  3. 用木材建造家具仍然可以正常工作。證據:我住在紐約。這裡有1500萬人使用的家具並不會經常撕裂。
  4. ol>

    對於精巧的家具,極其重要的要求顯然是不可能的,但是精巧的家具仍然存在?以上三點之一必須是錯誤的。它可能是:

    1. 不那麼重要,或者
    2. 完全有可能,或者
    3. 在紐約市,沒有人的家具在變形前可以使用超過一兩年。本身就是碎片。
    4. ol>

      這是什麼?我在這裡想念什麼?在如此變化莫測的環境中,實際上如何使木材達到其EMC ,或者該建議是否被誤導了,這實際上沒有關係嗎?


      來源對於上述第2點:

此處是根據上述計算得出的EMC我所在地區典型的10天時間段的數據,即使在一天的過程中也顯示出從6%到23%的高度變化:

enter image description here

這是過去兩年中計算得出的EMC(每小時),顯示 EMC與季節之間的相關性很小,噪聲分佈在2.8和29.1之間:

enter image description here

此處的溫度(C)和相對濕度(%)只是為了在同一兩年內保持完整性。當然會有明顯的季節性變化,但是一天/一周之內變化很大:

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這是我的天氣和計算出的EMC數據未壓縮)。

如何使所有這些變得有意義?證據表明“讓木材靜置數週或數月以與環境達到平衡”的建議實際上是不正確的(因為似乎不可能-目標MC會是什麼?),但我必須假設我錯過了由於我的經驗不足,這是一個關鍵點。

隨著問題和答案的發展,我對自己所困惑的事情越來越清楚:我的假設是不是木材的MC快速變化,就是在存在高度變化的環境的情況下,我質疑它的變化是否太慢而無法真正達到EMC,至少是在建議的常規“幾週”或“幾月”內。我也質疑有關季節和位置的傳統公認觀點(但是,我在鍵入時會收集這些數據的更多數據)。對我來說,活木材的MC很高,需要乾燥。在查看答案和數據後,對我而言真正不清楚的是,將木材放置在最終位置附近是否真的很重要,幾週或幾個月的時間真的會有所不同。從所有傳統經驗來看,都是這樣,但是到目前為止,根據我所做的非常有限的觀察,似乎還沒有。


問題在這裡結束。本節包含其他內容。與評論有關的數據。

過去2年的季節性溫度/濕度/ EMC統計數據(21,457個樣本)(完整結果)。如果您採用這種方式,我已經包括了中位數和IQR:

 最小最大平均標準中位數iqr相對濕度(%)冬季11100 59.9 20.2 56.0 36.0春季12100 62.6 22.7 63.0 43.0 24 100 63.2 16.9 62.0 26.0秋季17 97 64.2 17.8 63.0 30.0分鐘最大平均標準中值iqr溫度(C)冬季-16.7 21.7 1.3 6.2 1.1 8.6春季-6.1 31.7 14.7 7.1 15.0 10.0夏季11.7 35.6 23.8 3.6 23.3 4.4秋季-5.6 28.3 11.9 6.3 12.2 9.5分鐘最大標準均值中位數iqr EMC(%)冬季2.8 29.1 12.4 5.1 10.5 7.8春季2.9 29.1 13.1 5.8 11.6 10.3夏季5.1 28.8 12.4 4.3 11.3 5.4秋季4.0 25.7 13.0 4.5 11.9 6.9分鐘最大均值中位數iqr EMC( 1月4.2 25.2 11.7 4.5 10.0 5.7 2月5.1 22.9 12.0 4.5 10.6 6.5 3月2.8 26.0 11.7 5.4 9.7 9.0 2.9 29.1 12.0 5.9 10.2 8.9 5月3.9 25.9 13.1 5.6 11.6 9.5 6月4.6 29.0 14.3 5.2 13.2 9.4 7月5.4 28.8 12.9 4.6 11.7 6.0 8月5.5 23.2 11.6 3.9 10.8 4.7 9月5.1 23.3 12.5 3.9 11.7 4.9 10月5.7 25.7 12.9 4.3 11.9 6.7 11月4.0 23.4 12.6 4.8 11.3 7.9Dec 6.0 29.1 14.8 5.1 13.6 8.8  

影響上述結果的主要變量是2015年冬季/十二月的破紀錄高溫(72F / 22C不是白色聖誕節)。由此,我學到了兩件事:

  • 季節性EMC平均值(12.4-13.1%)和中位數(10.5-11.9%)的範圍越窄,建議的EMC目標值就越合理。這是個好消息。
  • 我所在地區的相對濕度和每個季節(甚至是每月,甚至每個月)的EMC均無統計學上的顯著差異。這就引出了本文原始版本範圍之外的其他問題。 “確實有足夠的時間讓木頭坐下,2)這個季節並不重要,這與某些公認的經驗相矛盾,儘管這可能對我所在的位置來說是唯一的。
答案中有很多有用的信息……我唯一要說的是考慮您要建的季節。如果是夏天,請期望木材在發胖的一側有點多,並且會縮水。 (例如,門中的面板可能比您通常建造的面板要緊一些。)相反,在冬天,預計木材會有些薄,因此請進行相應的計劃。 (只是為了擊敗一匹死馬,所有這些擴張/收縮都跨越了穀物……不是縱向的。)
@AloysiusDefenestrate計算得出的我所在區域的EMC在冬季和夏季之間並沒有實際變化。以您提到的方式影響木材狀態的變量是什麼?您是說,如果我還沒有休息,並且它仍然處於處於原始狀態的任何環境中的任何狀態,是否期望它變胖/瘦?因為它的“生存”狀態在兩個季節之間大不相同?
嗯,您現在要我支持我的“公認”智慧。我想我正在經歷的事情(而且我認為紐約也將如此)是夏天更加潮濕和溫暖。溫特斯則相反。 (我們在您的黑色圖表中看到了這一點,對嗎?)無需深入研究計算出的EMC背後的數學原理,我就無法真正挑戰它,但是我感到木材的吸收比實際測量的天氣要慢。如果有機會,我會更仔細地研究您所擁有的,也許會有更好的答案。也許我會改變主意。不知道。
@AloysiusDefenestrate在我所在地區,溫度非常季節性,儘管濕度和EMC隨季節或月份的變化似乎沒有統計學意義。我確實做了一個令人愉快的發現,即計算得出的EMC平均值在整年中似乎保持相對恆定(因此可以達到)。請參閱我在上面添加的表格以解決此評論。
神聖統計蝙蝠俠!
六 答案:
grfrazee
2016-02-02 01:13:35 UTC
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在這種瞬息萬變的環境中,實際上如何使木材達到其EMC,或者建議是否被誤導了,這實際上沒有關係嗎?

它確實很重要,而且水分含量比您要確定的要容易一些。讓我解釋一下。

眾所周知,濕度整天都在波動。但是,根據平均值,區域的濕度水平可以達到相當的精度。例如,我們都希望雨林的平均濕度要比沙漠高,儘管兩者都會有很大的波動。

我怎麼能使所有這些變得有意義?證據表明“讓木材靜置數週或數月以與環境達到平衡”的建議實際上是不正確的(因為似乎不可能-目標MC會是什麼?),但我必須假設我錯過了一個關鍵點。

要記住的重要一點是,木材開始時所含的水分要比其所含的空氣要多得多。大自然總是力求達到平衡。因此,如果您的木材中的水分比空氣中的水分多,那麼空氣將試圖從木材中除去水分以平衡系統。

在某些時候,有時空氣比木材更濕潤,木材中不會發生水分流失。 但是,如果有足夠的時間,木材將失去足夠的水分,平均而言,它與空氣一樣潮濕。

在此之後,每天的波動都會使水分移動含量在木材中上下浮動,但這通常局限於木材的外部纖維。將其視為“水分慣性”。一塊越厚,它的濕氣慣性就越大,並且與空氣平衡所需的時間就越長。相反,它具有的水分慣性越大,一旦達到EMC,就越能抵抗水分波動。

用木材建造家具顯然可以。證據:我住在紐約。這裡有1500萬人使用的家具不會經常撕裂。

精心打造的家具使這些動作生效。建得不好的家具在沒有適當解決的地方會出現裂縫和縫隙(還有其他問題)。


進一步閱讀

  1. 重新考慮工作台的水分含量(失落的藝術出版社)
  2. 但是它足夠幹嗎?(失落的藝術出版社)
  3. 水與木:怨恨之爭(失落的藝術出版社)
  4. ol>
因此,在上述環境中,在判斷木材是否準備就緒之前,我將要拍攝哪個MC範圍?儘管差異很大,但大致等於該2年期間的平均值?
@JasonC,可能是一個不錯的起點。就個人而言,我認為任何低於15%的東西都足以滿足您所在地區的需求。
存放木材時,您知道MC變化率與EMC-MC之間的關係是什麼嗎?我想進行一個近似的模擬。
@JasonC,,請參閱我的回答中添加的“進一步閱讀”部分。那裡有些有趣的東西。第三,特別是如果您要運行模擬。
這些是很棒的鏈接。我需要一些時間來消化。尤其是#2正在改變我對此的看法。接近EMC並不像變乾*足夠*那樣重要,例如即使環境的平均EMC為12%,即使以90%開始,至少也要說環境的最大值,例如30%是最重要的部分。這可能是我的關鍵遺漏點。但是,這實際上加劇了我一直對*位置*(和季節)是否完全重要的新疑問:如果所需的EMC很高,那麼在哪裡存儲真的很重要嗎?
對於在鏈接#3中檢查模擬器的任何人:在某些最新版本的gmsh中引入了一個錯誤,該錯誤使其無法正常工作。該錯誤已解決,可能會存在於gmsh的下一個穩定版本中。同時,版本2.9.2應該可以正常工作。
rob
2016-02-02 08:03:26 UTC
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設計家具的很多技術都不會因環境波動而破裂,但是您所缺少的要點是,理想情況下,您希望在木材處於環境EMC的狀態下對其進行加工。

您處理的所有氣候數據大概都是針對坐在戶外而沒有任何氣候控制的數據。但是,如果要坐在有空調的房屋或公寓中,則需要使用該環境的EMC。

另一點值得注意的是,木材的水分含量將比環境的。如果您讓材料進入臥室的EMC,然後將它們帶入您的商店,它們將不會立即與商店達到平衡。

夏天,我的臥室與我公寓的其餘部分大不相同,以至於根據“休息用的木材”建議,我完全不相信廚房中存儲的木材可以適應我的臥室;這是典型的。還是關於空調的一個好處。 FWIW,儘管我沒有確切數字,但紐約市確實相信配備空調的家庭比例相對較低,並且每戶能源消耗較低。在我的情況下,我的臥室有一個窗戶空調,地板漏水的地板供暖。在冬天,我的室內環境與外面的環境仍然有很大不同。夏天,它們差不多。
存放木材時,您知道MC變化率與EMC-MC之間的關係是什麼嗎?我想進行一個近似的模擬。 (我確實發現[紐約州僅20%的家庭擁有中央空調](https://www.eia.gov/state/print.cfm?sid=NY),不確定紐約市-我窗口A / C導致室內環境中EMC的變化更加奇怪。
Reactgular
2016-02-02 03:08:25 UTC
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要翹曲或扭曲,這是一個問題

在將木材用於項目之前,讓木材在打算使用的環境中靜置一會非常重要使其與環境達到平衡水分含量(EMC)。證據:在這裡,論壇,文章中到處都反復出現這種建議。

這是非常正確的。木材被設計成自然吸收水分。這就是葉子獲取樹汁所需的水的方式。這裡的問題是水分會改變木材的形狀。當水分含量變化導致木材形狀發生變化時,這些變化就是大多數人不希望發生的情況。

我已經購買了昂貴的木材並將其堆放在車庫中僅僅一晚。第二天,它變形了,無法修復。我沒有在板子之間放置墊片,以使其隨著濕度的變化而彎曲。我對木材的了解是,木材會彎曲或扭曲,但永遠不會恢復其原始形狀。幾天后,形狀會有所不同。

因此,讓木頭坐著很重要,但是如何堆疊它也很重要。給它大量的支撐,不要在上面加重,並留出空間讓木頭呼吸。

但這會改變形狀。這是事實。您的工作是盡可能地減少這種情況。 2年。證據:見下文。

木頭呼吸,所以隨著濕度的變化,木頭會膨脹和收縮。關鍵是讓它自然地做到這一點。隨著水平的波動,這意味著如果您沒有正確存放木材,您更有可能翹曲木材。這並不意味著您無法將其等同於您的環境。

宜家不是木匠業

用木材建造家具顯然可以。證據:我住在紐約。這裡有1500萬人使用的家具並不會經常撕裂。

大多數人都購買人造家具。這些東西使用人造材料,已被噴漆,質量普遍較差。它只是使外觀很好。如果每個人都有用實木製成的家具,他們將必須學習如何保養牠。

一個好的木匠知道如何製造不會變形的東西。這是木材加工的另一個主題,我敢肯定有關於這個主題的書,但是如果您遵循這些準則,您將不會有任何問題。

這是相對的

在如此多變的環境中,實際上如何使木材達到其EMC,或者建議是否被誤導了,這實際上沒有關係嗎?

這就是全部相對到先前的木材。已經在您的商店中並且已經存在一段時間的木材已經達到EMC。是的,您的環境在不斷變化,但是現在木材正以預期的方式發生變化,因為它現在是相對於您的環境而言的。

工廠的木材來自不同的環境現在必須改變。以前的環境離您的環境越近,所需的更改就越少。

您得到的購買物

在收到木材時讓木材休息是一回事。期望砍伐,進口木材或水分含量差異很大,這又是另一種情況,以後才能為您提供優質的木材產品。我需要的裂縫或長度,卻忘了檢查最終的晶粒。待其放下後,木頭以一種可以預見的方式翹曲。

儘管宜家確實有一些便宜的家具,但它的設計考慮了這一點。他們的大多數產品都是先價格設計,然後是材料設計。同樣,許多工程木更能抵抗水分的變化。水接觸是另一回事...
大多數木工不認為自己是木匠,反之亦然。
櫥櫃製造和木工曾經是獨立的行會,並具有不同的傳統方式來處理木材移動問題。
我很討厭您在紐約的每個人都購買宜家家具的含意。現在,如果您能原諒我,我必須在宜家關閉之前先去宜家。
Eli Iser
2016-02-02 12:51:44 UTC
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我認為,您的問題的主要問題是假設木材的水分含量可以瞬間變化。不是這種情況。木纖維確實會與周圍空氣的相對濕度達到濕度平衡,但這是一個非常緩慢的過程,特別是對於較厚的物體。您過去曾確定EMC的優劣,但並不能告訴您EMC發生變化的速率。相對濕度和溫度的每日波動不會立即影響EMC。一年中的變化確實很大,但它足夠緩慢以消除任何波動(即使按小時查看近距離波動也是如此)。

請考慮一下,窯幹下降了。木材需要幾週的時間,風乾的伐木木材每英寸厚度大約需要一年的時間,因此您可以看到木材的MC變化緩慢。

最後,正如其他一些答案所指出的那樣,您提供的所有數據都與外面的木材有關。對於室內家具,溫度和濕度變化可能不如外部變化嚴重,從而將任何極端波動降至最低。但是,值得一提的是,房屋的面積確實會產生影響-地下室或臥室中的一件家具的EMC差異很大。

需要明確的是:並不是說木材的MC會快速變化,而是在環境變化很大的情況下,我懷疑木材的變化是否“太慢”而無法真正達到EMC。我也質疑有關季節和位置的傳統公認觀點(我在鍵入時會收集這些數據的更多數據)。據認為,活木材具有較高的MC,需要乾燥。在查看答案和數據後,對我而言真正不清楚的是,將木材放置在最終位置附近是否真的很重要,幾週或幾個月的時間真的會有所不同。
然後,我要說的是您的數據的主要問題是它是針對室外條件而不是室內條件。由於大多數高檔家具都應留在室內,因此您需要獲取室內溫度和相對濕度的數據才能得出真實結論。
alpintrekker
2017-12-27 23:15:18 UTC
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只需簡單記錄一下您的氣候數據即可:它是針對室外的。由於大多數木製家具都可以坐在室內,因此您必須計算室內氣候。

要給人留下深刻的印象,這是計算出的平衡水分含量的圖表 >在我的工作室中,基於RH-T日誌,我最近開始記錄: Calculated MC_eq

Graham
2016-02-02 18:13:12 UTC
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別忘了,一旦家具被製造出來,它就具有了完整的結構完整性。單個金屬片將在所有方向上擺動,但是如果將其彎曲並成形為車體,則可以賦予其抵抗變形的能力,無論發生變形的原因是什麼。

這當然取決於您的設計具有結構完整性。但這取決於您是否是合格的木工。 :)



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