Интенсификация процесса сушки оцилиндрованных бревен

УДК

DOI:

Аннотация

В статье рассмотрены проблемы применения оцилиндрованных бревен при строительстве деревянных домов коттеджного типа, их преимущества и недостатки. Основными недостатками производства домов из оцилиндрованного бревна являются трещины, появляющиеся на поверхности бревна, и усадка, появляющаяся при снижении его влажности. Древесина, используемая на изготовление срубов из оцилиндрованных бревен, имеет естественную влажность. Процесс сушки бревен в уже собранном доме длится 1...2 года, за это время сруб дает усадку, составляющую 5...7 % по высоте. Другое негативное последствие, связанное с применением сырой древесины, — увеличение вероятности грибковых поражений при дальнейшей эксплуатации дома.

Сушка бревен до эксплуатационной влажности весьма длительный процесс. Даже при сушке в естественных условиях появляются глубокие трещины на поверхности, ухудшается внешний вид и эксплуатационные свойства построенного дома, что потребует применения специальных замазок. Чтобы избежать появления поверхностных трещин, необходимо обеспечить равномерный выход влаги из древесины по всему сечению бревна.

Поэтому целью исследований является разработка способов обработки, позволяющих снизить длительность высушивания оцилиндрованных бревен до эксплуатационной влажности.

Авторами предложен новый способ конвективной сушки оцилиндрованных бревен, основанный на том, что перед началом сушки по всей длине бревна равномерно сверлят сквозные отверстия в поперечном направлении. Это ускоряет нагрев бревна по сечению и облегчает выход испарившейся влаги. И чем больше отверстий, тем быстрее будет происходить процесс сушки, который определяется конечной влажностью древесины.

Это было подтверждено методом численного эксперимента по установлению влияния количества отверстий и продолжительности сушки на влажность древесины оцилиндрованных бревен. В результате проведенных исследований установлено, что при 10 отверстиях на 1 м (погонном) оцилиндрованного бревна продолжительность сушки от 23 до 12 % влажности составила 100 ч. У бревна без отверстий за тот же период времени влажность снизилась только до 18 %.

Следовательно, наличие сквозных в поперечном направлении отверстий будет способствовать быстрому и равномерному нагреву бревна по сечению, что ускорит процесс сушки. Равномерность нагрева древесины отверстиями обеспечивает одновременную усушку волокон центральной и периферийной части бревна, что приводит к снижению внутренних напряжений, возникающих в бревне в процессе сушки, и устраняет образование трещин на его поверхности.

Сведения об авторах

А.А. Лукаш, канд. техн. наук, доц.

Е.С. Гришина, асп.

Брянская государственная инженерно-технологическая академия, просп. Ст. Димитрова, 3,

г. Брянск, Россия, 241037

Е-mail: grishin57@yandex.ru

Ключевые слова

Литература

1. Лукаш А.А. Гришина Е.С. Перспективы и проблемы производства домов из оцилиндрованного бревна // Биосферносовместимые города и поселения: материалы междунар. науч.-прак. конф., 11–13 дек. 2012 г., Брянск; под общ. ред. В.А. Ильичева, В.И. Колчукова. Брянск: БГИТА, 2012. С.133—137.

2. Лукичев А.В. Перспективы деревянного каркасного домостроения в России // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI в. 2008. № 11. С. 44–45.

3. Мальцев В.В. Малоэтажное деревянное домостроение: Концепция нового века // Дерево.RU. 2006. 215 с.

Ссылка на английскую версию:

Intensification of Round Log Drying

А.А. Lukash, Candidate of Engineering, Associate Professor

Е.S. Grishina, Postgraduate Student

Bryansk State Engineering and Technological Academy, Prospekt Stanke Dimitrova, 3,

241037 Bryansk, Russia

Е-mail: grishin57@yandex.ru

The article considers the problems of using round logs in constructing wooden cottage houses, their advantages and disadvantages. The main disadvantages are cracks appearing on the surface of a log and shrinkage due to moisture content reduction in a log. The wood used for production of blockhouses made of round logs has natural moisture. Logs in the assembled house undergo the process of drying for one or two years. During this time, the blockhouse shrinks by 5­7 % of its height. Among other negative consequence of using wet wood we can name an increased risk of fungal decay in the future.

Drying of logs to make them fit for further service is quite a long process. Even when drying in natural conditions there can appear deep cracks on the surface, which affects the appearance and performance properties of the constructed house and would require special fillings. Such surface cracks can be avoided by ensuring a uniform exit of moisture from the wood across the log section.

Therefore, the research aimed to develop methods of round logs treatment reducing the time of log drying to the service moisture content.

The authors propose a new method of convection drying of round logs, according to which diametral through-holes are drilled evenly along the entire length of the log in crosswise direction before drying. This will speed-up the cross-sectional heating of the logs and facilitate the exit of the evaporated moisture. And the greater the number of holes, the faster the drying process, which is determined by the final moisture content in the wood.

This was confirmed by a numerical experiment which determined the influence of the number of holes and drying time on the moisture content in round logs. Drying of round logs having 10 holes per 1 running meter from 23 % to 12 % moisture content took
100 hours. While in logs without holes, the moisture content decreased only to 18 % for the same period.

Crosswise through-holes facilitate cross-sectional heating of the logs and speed up the drying process. Uniform heating of wood by holes provides simultaneous shrinkage of fibers in the central and peripheral parts of the log, which reduces the internal stresses arising in the log at drying and eliminates the formation of cracks on its surface.

Keywords: construction, building, wood, log reducing, shrinkage, contraction, drying, process, intensification.

REFERENCES

1 Lukash A.A., Grishina E.S. Perspektivy i problemy proizvodstva domov iz otsilindrovannogo brevna [Prospects and Problems of Construction of Houses Made of Round Timber]. Biosfernosovmestimye goroda i poseleniya: materialy mezhdunar. nauch.- prak. konf. [Biosphere-Compatible Cities and Settlements: Int. Sci. and Pract. Conf.].
Bryansk, 11–13 December 2012. Bryansk, 2012, pp. 133–137.

2. Lukichev A.V. Perspektivy derevyannogo karkasnogo domostroeniya v Rossii [The Prospects of the Wooden Framework Housing Construction in Russia]. Stroitel'nye materialy oborudovanie, tekhnologii XXI veka, 2008, no. 11, pp. 44–45.

3. Mal'tsev V.V. Maloetazhnoe derevyannoe domostroenie: Kontseptsiya novogo veka [Low-Rise Wooden Buildings: The Concept of the New Century]. Derevo.RU, 2006.
215 p.