Добавить в закладки

Rubankom.com - Строительство и ремонт при небольшом бюджете

Статьи

Сушка бруса: цели, проблемы, технология, оборудование

Зачем сушат свежесрубленную древесину? Как должен проходить этот процесс? Какого оборудования требует сушка бруса — вакуумная, инфракрасная и камерная?

Мы постараемся ответить на эти вопросы и как можно детальнее разобраться в применяющихся технологиях.

Загрузка пиломатериалов в сушильную камеру.

Загрузка пиломатериалов в сушильную камеру.

Зачем это нужно

Начнем со знакомства с некоторыми общими понятиями.

По влажности различают следующие виды древесины:

Степень влажности Описание Процентное отношение воды к сухой массе древесины
Мокрая Долго контактировавшая с водой 100%  и более
Свежесрубленная Пиломатериалы после разделки только что срубленного ствола 50-100%
Воздушно-сухая Древесина, долгое время хранившаяся на открытом воздухе под навесом 15-20%
Комнатно-сухая Прошедшая сушку в закрытом помещении или в сушильной камере 8-12%
Абсолютно сухая Прошедшая сушку (сублимацию) в вакуумной камере 0%

Уточним: абсолютно сухая древесина требует немедленной консервации (нанесения гидрофобизирующего покрытия или пропитки) и в строительстве не применяется.

В чем разница между сырой и сухой древесиной в практическом плане:

  • Влажное дерево в отличие от сухого обладает гибкостью, способностью постепенно деформироваться под нагрузкой. Наиболее наглядный пример — сравнение свежесрезанного прута и сухой ветки того же диаметра: согласитесь, что на изгибающую нагрузку они реагируют по-разному;
  • При контакте с атмосферным воздухом сырая древесина постепенно снижает свою влажность естественным путем, за счет испарения; при этом ее линейные размеры могут уменьшатся на 7-15% в зависимости от направления волокон;

Важно: дома из пиломатериалов естественной влажности требуют длительной (до полутора лет) усадки до начала внутренней отделки. Дома из сухого бруса камерной сушки дают минимальную усадку в течение первых 3-6 месяцев с момента возведения сруба; строения из клееного бруса и вовсе не дают усадки.

Сруб из бруса естественной влажности должен выстояться до окончания усадки.

Сруб из бруса естественной влажности должен выстояться до окончания усадки.

  • Обработка сырой древесины гораздо проблематичнее: она забивает абразивные поверхности, медленнее пилится, ее поверхность куда труднее сделать гладкой благодаря поднимающемуся на ней ворсу;
  • Наконец, главное: при естественной сушке благодаря ее неравномерности происходит деформация и растрескивание пиломатериалов. Отсюда — изгибы ростверков и мауэрлатов (порой доходит до вырванного крепежа), щели между венцами сруба, поведенные опорные колонны и прочие неприятности.

Проблемы сушки

Уменьшение влажности бруса — это равнодействующая двух параллельных процессов:

  1. Влагообмена — испарения воды с поверхности бруса;
  2. Влагопереноса — перемещения воды в толще древесины.

Для того, чтобы сушка протекала без деформаций и растрескивания поверхности, важно, чтобы оба процесса протекали с равной скоростью. Понятно, что влагоперенос не может протекать быстрее влагообмена: вода не будет перемещаться из той области массива, где ее меньше, в более насыщенные влагой слои.

Рассмотрим три основных сценария и их последствия для состояния бруса:

  1. Скорость влагообмена равна скорости влагопереноса. Сушка проходит по всему объему; напряжений и, соответственно, деформации и трещин не возникает;
  2. Скорость влагообмена больше скорости влагопереноса. В поверхностном слое возникают напряжения из-за уменьшения его линейных размеров при сохранении прежних размеров сердцевины бруса; возможны деформации по длине;
  3. Скорость влагообмена намного больше скорости влагопереноса. На поверхности бруса возникают значительные напряжения, гарантированно приводящие к растрескиванию и деформациям.
Неравномерное испарение влаги привело к растрескиванию бруса.

Неравномерное испарение влаги привело к растрескиванию бруса.

Технологии и оборудование

Атмосферная сушка

Брус атмосферной сушки наиболее востребован на рынке стройматериалов из-за относительной дешевизны. При обработке не требуется сколь-нибудь значительных затрат энергии: она расходуется только при работе погрузочного оборудования. Как выглядит сам процесс?

Брус выкладывается под навесом на ровной площадке, исключающей контакт с влагой, в штабель с поперечными прокладками между рядами. Шаг между прокладками должен исключать вероятность деформации пиломатериалов под собственным весом. Прокладки между рядами размещаются на одной вертикальной линии.

Плотность укладки не должна препятствовать естественной циркуляции воздуха.

Плотность укладки не должна препятствовать естественной циркуляции воздуха.

Достоинство решения очевидно: экономия энергии и, как следствие, невысокая цена готового пиломатериала. Кроме того, атмосферная сушка не требует специального оборудования и легко может быть организована своими руками непосредственно на месте будущего строительства.

Недостаток — значительная продолжительность сушки: она может занимать от одного до трех месяцев. Кроме того, влажность ниже 18-22% недостижима в принципе — просто из-за того, что атмосферный воздух насыщен достаточно большим количеством водяных паров.

Совет: снизить влажность до более низких значений поможет простая инструкция. Используйте для сушки не открытый воздух, а отапливаемое помещение.

Камерная сушка

Строганный брус камерной сушки дороже пиломатериала естественной влажности на 30 — 60%. Существенная часть расходов на его производство — затраты на энергоносители.

Сушильная камера.

Сушильная камера.

В роли источника тепла выступает пар, циркулирующий через систему калориферов, или топочные газы. Соответственно, выделяют паровоздушные или газовые сушильные камеры.

Движение нагретого воздуха или газа через штабеля бруса может быть:

  • Естественным — за счет конвекции (вытеснения нагретых масс в верхнюю часть камеры);
  • Принудительным — с использованием вентиляторов.

Различают камеры периодического и непрерывного действия. В первых загрузка и выгрузка бруса происходит с одного конца камеры; во вторых выгрузка происходит через отдельные ворота, что позволяет несколько ускорить процесс сушки.

В зависимости от температуры в камере различают:

  • Мягкий режим сушки, при котором сохраняются и механические свойства древесины, и ее цвет, а у смолистых пород не допускается выплавление смолы;
Имитация бруса камерной сушки полностью сохранила оригинальный цвет древесины.

Имитация бруса камерной сушки полностью сохранила оригинальный цвет древесины.

  • Нормальный режим, допускающий незначительные изменения цвета массива;
  • Форсированный, допускающий потемнение и снижение прочности на раскалывание на 20%;
  • Высокотемпературный, предполагающий не только вышеперечисленные изменения, но и некоторое уменьшение прочности на изгиб, сжатие и растяжение.

Обратите внимание: в форсированных и высокотемпературных режимах продолжительность сушки заметно сокращается; однако они рекомендуются исключительно для изделий с незначительными эксплуатационными нагрузками.

Вакуумная сушка

Она происходит в герметичной камере с пониженным атмосферным давлением. Снижение давления, как известно, способствует летучести жидкостей; вода переходит в газообразное состояние уже при температуре в 45-62 градуса. При вакуумном методе обеспечивается минимальная продолжительность сушки и ее максимальная равномерность, полностью исключающая трещины и  деформации.

Достоинства метода очевидны, его недостаток — необходимость использовать сложное и высокотехнологичное оборудование.

Для работы вакуумной камеры требуется полная герметичность корпуса.

Для работы вакуумной камеры требуется полная герметичность корпуса.

Конденсационная сушка

Эта технология предполагает использование для нагрева воздуха и снижения его влажности холодильного оборудования. Простейшей функционирующей моделью конденсационной камеры является  закрытая комната с установленным в ней (не в оконном проеме, а именно внутри помещения) бытовым оконным кондиционером.

Как это работает:

  • Воздух, проходящий через горячий теплообменник кондиционера, подается к штабелю бруса и заставляет его усиленно испарять влагу;
  • Горячий воздух повышенной влажности проходит через холодный теплообменник, где содержащийся в нем водяной пар конденсируется и отводится за пределы помещения.
Устройство конденсационной камеры.

Устройство конденсационной камеры.

Инфракрасная сушка

Суть метода — в использовании низкотемпературных пленочных ИК-нагревателей (пленочного теплого пола) мощностью 400-440 ватт/м2. Они крепятся на реечном каркасе, образуя щиты, которыми обкладывается штабель бруса. Снаружи конструкция теплоизолируется пенофолом; для отвода влажного воздуха может быть использована как естественная конвекция, так и принудительная вытяжная вентиляция.

Достоинство метода — в том, что он не требует использования стационарной камеры. Недостаток — довольно высокая для бытовых условий энергоемкость: скажем, для пяти кубометров бруса потребуется 24 м2 пленочного нагревателя с общей постоянной мощностью 9,6 КВт.

На фото - щит с пленочным нагревателем для инфракрасной сушки.

На фото — щит с пленочным нагревателем для инфракрасной сушки.

Заключение

В небольшой по объему статье мы описали лишь наиболее востребованные технологии сушки древесины (см.также статью «Сухой брус в строительстве: способы сушки и особенности строительства домов»).

Узнать больше о применяющихся для этой цели технических решениях читателю поможет видео в этой статье. Успехов!

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен