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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%。

寬 300 mm 的木板,含水率變動 4 個百分點時的寬度變化
樹種弦切板徑切板
柚木2.4 mm1.3 mm
桃花心木(Swietenia)1.9 mm1.4 mm
伊羅科木(Iroko)2.8 mm1.8 mm
美國黑胡桃木3.1 mm2.2 mm
歐洲橡木3.8 mm1.7 mm
美國紅橡木3.4 mm1.6 mm
硬楓木(糖楓)4 mm1.9 mm
歐洲山毛櫸4.4 mm2.1 mm
玫瑰桉3.9 mm2.2 mm
歐洲雲杉3 mm1.4 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。

還原範例

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)。

資料來源與參考