工作台教學
木材橫紋方向的伸縮
每次濕度變化,木板寬度都會改變。依有來源的收縮率估算變化量,設計時預留空間,避免伸縮造成損壞。
木材為何伸縮
木材主要沿橫紋方向收縮與膨脹。Wood Handbook 指出,大多數樹種由生材至全乾的縱向收縮率僅為 0.1% 至 0.2%;沿年輪方向的弦向收縮率,則大於穿越年輪方向的徑向收縮率:本網站所列樹種的弦向值為徑向值的 1.3 至 2.2 倍。因此弦切板的寬度變化與杯狀翹曲都比徑切板大。
含水率低於約 30% 的纖維飽和點後,木材才開始收縮。使用中的木材,含水率通常在約 6% 至 14% 間變動;Wood Handbook 在這個範圍內,將收縮與含水率視為線性關係。
估算變化量
Wood Handbook 公式 4-9 假設木材尺寸在纖維飽和點與全乾之間呈線性變化。含水率變動幾個百分點時,寬度變化約為:寬度 × 全收縮率 ÷ 100 × 含水率變化 ÷ 纖維飽和點。弦切板採弦向收縮率,徑切板採徑向收縮率;紋向混合或不明時,手冊建議採弦向值。
個別木板存在差異:手冊指出,收縮率的變異係數約為 15%,而製材很少是完全的弦切或徑切。請將結果視為估計值,不能當作公差。表格以寬 300 mm 的木板、含水率變動 4 個百分點為例,例如從潮濕季節的 12% 降至暖氣房內的 8%。
| 樹種 | 弦切板 | 徑切板 |
|---|---|---|
| 柚木 | 2.4 mm | 1.3 mm |
| 桃花心木(Swietenia) | 1.9 mm | 1.4 mm |
| 伊羅科木(Iroko) | 2.8 mm | 1.8 mm |
| 美國黑胡桃木 | 3.1 mm | 2.2 mm |
| 歐洲橡木 | 3.8 mm | 1.7 mm |
| 美國紅橡木 | 3.4 mm | 1.6 mm |
| 硬楓木(糖楓) | 4 mm | 1.9 mm |
| 歐洲山毛櫸 | 4.4 mm | 2.1 mm |
| 玫瑰桉 | 3.9 mm | 2.2 mm |
| 歐洲雲杉 | 3 mm | 1.4 mm |
為伸縮預留空間
徑切木料的寬度變化較小,因此直紋地板收縮與膨脹較少,板邊接縫也較不易張開(Wood Handbook 第 6 章)。柚木或桃花心木等低收縮率樹種,相同寬度下的伸縮量比山毛櫸或橡木小。
拼板的伸縮如同相同寬度的單片木板,因此寬 600 mm 的桌面伸縮量是寬 300 mm 桌面的兩倍。要讓伸縮有空間:使用長孔或可滑動的固定方式,在框架內預留板材伸縮空間,並為乾季安裝的抽屜與門片保留間隙。
加工前的含水率
組裝後的伸縮,來自裁切時與使用時的含水率差異。加工前先量測,並讓木料適應日後使用的環境,可在伸縮影響接縫之前,先消除大部分差異。
寬 600 mm 的歐洲橡木弦切桌面,含水率由 12% 降至 8%:寬度約縮小 600 × 9.7% × 4 / 31 ≈ 7.5 mm(採用 Tropix 的收縮率與纖維飽和點)。