Данное исследование является началом цикла статей о взаимосвязи между микроклиматом, т.е. микроклиматом на поверхности древесины, и содержанием влаги в древесине. На микроклимат влияет конструкция швов; если вода задерживается в швах и остается на деревянных поверхностях, время, в течение которого вода впитывается древесиной, увеличивается. Для измерения профилей содержания влаги и изучения взаимосвязи между конструкцией швов и содержанием влаги были разработаны методы определения содержания влаги, продолжительности поверхностной влажности и наличия воды в щелях.
Содержание влаги определялось путем измерения электрической проводимости между двумя электродами, вставленными в дерево. В отличие от электродов, обычно используемых для этой цели, эти электроды были небольшими и были закреплены электропроводящим клеем, так что контакт между электродами и деревом оставался.
На взаимосвязь между электропроводностью и влагосодержанием влияет ряд древесных пород и экспериментальных переменных, поэтому были проведены калибровочные эксперименты.
Поскольку исследование касается древесины расположенной на открытом воздухе, соотношение определялось, главным образом, высоким содержанием влаги. Образцы были обусловлены разными уровнями относительной влажности двумя разными методами.
От 64% до 95% относительной влажности, использовались насыщенные солевые растворы, а для высоких уровней относительной влажности (98-100%) образцы кондиционировались при помощи метода нажимных пластин. Взаимосвязь между проводимостью и влагосодержанием получена для содержания влаги от 18% до 180%.
Эксперимент с нажимной пластиной также привел к предварительной изотермии десорбции от 98% до 100% относительной влажности воздуха. Предложен также метод определения изотермии поглощения при высоких уровнях относительной влажности воздуха.
Для прогнозирования срока службы конструкции можно использовать модель, в которой воздействие конструкции сравнивается с ее прочностью. Какие параметры воздействия и сопротивления зависят от материала, из которого изготовлена конструкция. Этот подход, с параметрами воздействия и сопротивления, аналогичен подходу, используемому в строительстве, где нагрузка (воздействие) сравнивается с несущей способностью (сопротивлением) элемента конструкции.
Для древесины на открытом воздухе важным параметром воздействия является сочетание содержания влаги в древесине и температуры, а параметром устойчивости является способность противостоять разложению плесневыми грибами.
Плесневые грибы развиваются постепенно, они растут и разлагаются при благоприятных условиях, но когда условия менее благоприятны, деградация не будет продолжаться. Поэтому состояние деревянной конструкции на открытом воздухе зависит от предыдущего воздействия, а не от воздействия в определенный момент времени.
Климат, воздействию которого подвергается строительство, можно определить на трех уровнях: макро-, мезо- и микроклимат.
Макроклимат - это погодные условия (например, осадки, относительная влажность и температура) в месте строительства, в то время как мезоклимат также включает влияние положения части конструкции, например, направление или высоту над землей. Микроклимат - это поверхностный климат.
Для прогнозирования содержания влаги и температуры, достигаемой древесиной, макроклимат должен быть преобразован в микроклимат. Влажность и температурный режим древесины могут быть рассчитаны с использованием моделей тепло- и массообмена, граничными условиями которых являются микроклимат.
Конструкция влияет на влажность поверхности древесины. Если вода задерживается в швах и остается на деревянных поверхностях, время, в течение которого она поглощается древесиной, увеличивается. Со временем, когда древесина подвергается многократному увлажнению и высыханию, возникают участки поверхности, которые также могут удерживать воду и вызывать высокое содержание влаги на месте.
Это означает, что разрушение конструкции не будет равномерным, а будет сосредоточено на определенных участках. Целью данной работы является предоставление информации о взаимосвязи между микроклиматом и содержанием влаги в древесине.
Исследование касается конструкций, расположенных на открытом воздухе над землей, т.е. конструкций, подверженных воздействию жидкостей, где достигается высокое содержание влаги.
