Tässä on todella tärkeä graafi ilmankosteuden syvempään ymmärrykseen.
Kosteusprosentti ei kerro kaikkea!
Esimerkkinä nämä kevätkelit:
Ei kuulosta enää kostealta? No ei niin, koska ei se olekaan. Ei paljoa sada suomessa keväisin!
Tärkeä graafi mutta ei kerro koko totuutta…
Puun ollessa kyseessä ratkaisevaa on kuitenkin suhteellinen kosteus, koska puuaines asettuu tasapainokosteuteen ympäröivän ilman suhteellisen kosteuden mukaisesti.
Tässä toinen tärkeä graafi:
Lähde: TasapainoKosteus.jpg (625×549)
Jos tässä katsotaan tilannetta, jossa lämpötila on 5 astetta ja suhteellinen kosteus 100 %, niin puuaineksen tasapainokosteus on siellä noin 29–30 %, eli lähellä puun syiden kyllästymispistettä. Jos taas lämpötila on 25 astetta ja suhteellinen kosteus on 30 %, niin puuaineksen tasapainokosteus on vähän yli 6 %. Kummassakin tapauksessa ilman absoluuttinen vesipitoisuus on täsmälleen sama.
Puuaineksen näkökulmasta sillä ei ole kuitenkaan merkitystä, vaan ainoastaan ilman suhteellinen kosteus vaikuttaa, koska puuaines asettuu tasapainokosteuteen nimenomaan ilman suhteellisen kosteuden mukaan, riippumatta ilman absoluuttisesta vesimäärästä.
Eli, jos ulkona on +5 astetta ja suhteellinen kosteus yli 90 % RH, kuten tässä on viime aikoina öisin ollut, niin sehän on todella kosteaa. Päivällä on taas +10 astetta ja kosteus noin 35 % RH, hyvinkin kuivaa. Vaikka absoluuttinen ilman vesimäärä on lähes sama, niin yöllä pintakäsittelemätön puujousi kostuu ja päivällä kuivuu.
Muuttujia on siis neljä:
Näistä ilman suhteellinen kosteus vaikuttaa eniten puuainekseen tasapainokosteuteen. Lämpötilan vaikutus on pienehkö. Ilman suhteellinen kosteus riippuu lämpötilasta ja ilman absoluuttisesta vesipitoisuudesta.
Nyt menee aivot jumiin! Jos ilmassa on saman verran kosteutta, mutta lämpötila on matalampi… miksi puu imisi silloin enemmän kosteutta? En ymmärrä.
Ilman suhteellinen kosteuspitoisuus tarkoittaa sitä, kuinka paljon vesihöyryä ilmassa on verrattuna siihen, kuinka paljon ilmaan mahtuisi maksimissaan vettä kyseisessä lämpötilassa. Vaikka ilman absoluuttinen vesipitoisuus olisi sama, niin viileämmässä ilman suhteellinen kosteuspitoisuus on suurempi kuin lämpimässä.
Puuaines on hygroskooppista materiaalia eli se imee ympäröivästä ilmasta vettä. Ja tässä kohtaa oleellista on nimenomaan ilman suhteellinen kosteus, koska se kertoo, että kuinka paljon ilmassa voi olla vettä kyseisessä lämpötilassa. Ilmassa oleva vesihöyry ja puuainekseen (puun soluseiniin) sitoutunut vesi pyrkivät tasapainoon diffuusion avulla (diffuusio on ilmiö, jossa molekyylit pyrkivät siirtymään väkevämmästä pitoisuudesta laimeampaan tasoittaen mahdolliset pitoisuuserot ajan mittaan). Ilmassa molekyylit ovat vesimolekyylejä, jotka lilluvat vesihöyryssä ja puussa puuainekseen sitoutuneita vesimolekyylejä.
Nyt olennainen käsite on vesihöyryn osapaine ilmassa – vesihöyryn osapaine tarkoittaa sitä painetta, jonka ilmassa oleva vesihöyry aiheuttaa koko ilmaseokseen (ilmahan koostuu monesta osasta, joilla kullakin on oma vesipaine, vesihöyry on yksi osa). Jos ilmassa on paljon vesihöyryä → vesihöyryn osapaine on suuri ja jos ilmassa on vähän vesihöyryä → osapaine on pieni. Olennaista on, että vesi (vesihöyry) siirtyy aina kohti tasapainoa, eli tässä tapauksessa puuaineksen ja ilman välillä tapahtuu vesihöyryn siirtymistä, joka pyrkii eri tasoittamaan osapaineiden eron ilman ja puuaineksen välillä.
Vähän vastaava tapaus on lämmön siirtyminen – vaikka olisi ulkoilma olisi kylmää, niin lämpöenergiaa siirtyy kylmästä ilmasta vielä kylmempään kappaleeseen, jos vuorovaikutus on mahdollista, jolloin vielä kylmempi kappale lämpenee. Lämpimässä ilmassa lämpöenergiaa on enemmän, jolloin kylmä kappale lämpenee enemmän. Sama pätee, jos lämpöenergian sijasta ajatellaan ilman suhteellista kosteutta (eli vesihöyryn osapainetta), jolloin kosteutta siirtyy suuremmasta osapaineesta pienempään ja erot tasoittuvat.
Siksi, että matalammassa lämpötilassa ilman suhteellinen kosteus on suurempi kuin korkeammassa lämpötilassa, jolloin vesihöyryn osapaine on suurempi ja kosteus pyrkii enemmän kohti puuta → puu imee enemmän vettä riippumatta siitä kuinka paljon ilmassa on absoluuttisesti vettä (tässä pitää muistaa se, että vaikka ilman absoluuttinen vesipitoisuus olisi pieni, niin silti ilmassa on periaatteessa saatavilla vettä äärettömästi; eri asia jos tila on rajoitettu, jolloin tilassa oleva puu ei voi imeä vettä enempää kuin ympärillä oleva ilmamäärä voi sitä luovuttaa). Korkeammassa lämpötilassa vesihöyryn osapaine on pienempi ja jossain kohtaa puu alkaa luovuttamaan kosteutta ilmaan, jotta osapaineiden erot tasoittuvat. Tämä on se syy, miksi puuaines hakeutuu tasapainokosteuteen ympäröivän ilman suhteellisen kosteuden funktiona.
Tämä on ihan empiirisestikin havaittavissa. Vie kuiva puukalikka viileään maakellariin (esimerkiksi +5 astetta ja 95 % RH), kyllä se viikon kuluttua on aika kostea. Ja sama asia on ilmaistu graafisesti tuossa aiemmin linkitetyssä kuvassa. Siinä kun katsoo vaikka 90 % RH kohdalta, niin ilman lämpötila vaikuttaa enää hyvin vähän puun tasapainokosteuteen.
Tässä ehkä vielä selkeämpi kuva:
No just. Pakko kai tuo uskoa. Aina kun luulee jotain oppineensa niin seuraava päivä tulee.
Tätä pitäisi testata jotenkin niin osaisi hahmottaa käytännön jippoja. Nämä kosteusasiat on lähinnä mielessä sarvijousien takia ja kun niissä on jänteitä, jäykistyvät jouset kylmyydestä. Vähän vaikeita siis havainnoida kokonaisuutta.
