Puussa on vettä kahdessa eri paikassa, ja vain toinen niistä muuttaa mittoja. Vapaa vesi seisoo soluonteloissa kuin vesi putkessa: se ei kannattele mitään, ja sen poistuminen jättää kappaleen täsmälleen entisen kokoiseksi. Sidottu vesi on soluseinämän sisällä selluloosaketjujen välissä ja työntää ne erilleen. Kun se poistuu, seinämä ohenee — ja koko kappale sen mukana.
Puu kuivuu ylhäältä alas, mutta kutistuu vasta lopussa. Ensin katoaa vapaa vesi, eikä mikään liiku. Vasta kun onteloissa ei ole enää vettä ja seinämät alkavat luovuttaa omaansa, mitat muuttuvat. Rajaa kutsutaan syyskyllästymispisteeksi, ja se on noin 30 % kosteudessa.
Tämä yksi lause selittää koko loppusivun. Tuore lankku voi kuivua 200 prosentista 35:een muuttumatta millimetriäkään — ja sitten kutistua kymmenen millimetriä matkalla 30:stä 8:aan. Siksi «kuiva tavara» ei tarkoita, että liikkeet olisivat ohi: kaikki liike tapahtuu juuri sillä alueella, jolla valmis huonekalu elää.
Syyskyllästymispiste ja vapaan ja sidotun veden ero: FPL Wood Handbook, FPL-GTR-190 (2010), luku 4, kohta Fiber Saturation and Maximum Moisture Content. Käsikirja antaa keskiarvoksi noin 30 %, lajeittain muutaman prosenttiyksikön kumpaankin suuntaan.
Puu ei kutistu tasaisesti joka suuntaan, eikä ero ole pieni. Vuosirenkaan suunnassa eli tangentiaalisesti liike on noin kaksinkertainen renkaita vastaan kohtisuoraan eli säteittäiseen liikkeeseen verrattuna. Syyn suunnassa liike on käytännössä nolla: 0,1–0,2 % koko matkalla tuoreesta uunikuivaan.
Tästä epäsuhdasta seuraa kaikki muodonmuutos, jonka verstaassa näkee. Kappale ei vain pienene — se vääntyy, koska sen eri reunat kutistuvat eri määrän sen mukaan, miten vuosirenkaat sattuvat kulkemaan. Muodon voi lukea etukäteen laudan päädystä.
Käytännön sääntö on yksinkertaisempi kuin miltä kuva näyttää: vuosirenkaat pyrkivät suoristumaan. Katso laudan päätyä, katso mihin suuntaan renkaan kaari aukeaa — ja lauta kuppaantuu sitä vastaan. Siksi lattialaudan ja pöytälevyn lamellin syrjät kannattaa asetella niin, ettei koko levy kaareudu samaan suuntaan.
Suhde «tangentiaalinen noin kaksi kertaa säteittäinen» ja pituussuuntainen 0,1–0,2 %: Wood Handbook FPL-GTR-190, luku 4, kohdat Dimensional Stability ja Longitudinal Shrinkage. Poikkeus, jonka käsikirja nimeää erikseen: reaktiopuu (havupuun lyly, lehtipuun vetopuu) ja nuorpuu voivat kutistua pituussuunnassa jopa 2 %. Se on kymmenkertainen normaaliin nähden ja juuri se, mistä kieroutuva rima on tehty.
Puu ei pysähdy siihen kosteuteen, johon se on kuivattu, vaan siihen, jonka ympäröivä ilma sille määrää. Tätä lukua kutsutaan tasapainokosteudeksi, ja se riippuu ilman suhteellisesta kosteudesta ja lämpötilasta — ei siitä, mistä lauta on ostettu.
Lämmitys ei «kuivata» ilmaa — se ei poista siitä yhtään vesimolekyyliä. Suhteellinen kosteus romahtaa siksi, että se on suhde: ilmassa oleva vesihöyryn paine jaettuna sillä, mitä ilma kyseisessä lämpötilassa enintään sitoisi. Kylmä ulkoilma sisältää vettä vähän, ja lämmitettäessä jakaja moninkertaistuu.
Tasapainokosteus: Wood Handbook kaava 4-5 (Hailwood–Horrobinin sorptiomalli, jonka Simpson sovitti vuonna 1973 mittausaineistoon). Toteutus on todennettu käsikirjan taulukkoa 4-2 vasten kaikissa sen 171 pisteessä; suurin ero on 0,06 %-yksikköä. Kyllästyspaine: Magnuksen kaava, Alduchov & Eskridge (1996). Laskettu sisäilman RH on alaraja: asuminen, pyykki ja hengitys tuovat sisälle lisää vesihöyryä.
Nyt kaikki palaset ovat kasassa: kaksi kosteutta yltä, laudan leveys ja se, kumpaan suuntaan vuosirenkaat kulkevat. Liike on näiden tulo.
| Puulaji | Säteittäin | Tangentiaalisesti | Mitattu laji |
|---|
Käsikirjan kaava on sovitettu kosteusvälille 6–14 %, koska siinä kutistumakäyrä on suora. Lämmitetyssä suomalaisessa sisätilassa puu menee talvella tämän alapuolelle — se ei ole poikkeustilanne vaan tavallinen tammikuu. Ekstrapolaatio on siis täällä pikemminkin sääntö kuin poikkeus.
Se ei tee luvusta käyttökelvotonta, mutta on syytä tietää, mitä siitä ei tiedä: käsikirja ei kerro, kumpaan suuntaan kerroin erehtyy alle kuuden prosentin, joten sitä ei väitetä tässäkään. Suuruusluokka on silti hallinnassa, koska ylitys on lyhyt — pari prosenttiyksikköä kuuden pituisen sovitusvälin päässä. Käytä lukua liikevarana äläkä tarkkana mittana, ja jätä varaa siihen suuntaan, jossa kiinni juuttuminen olisi paha.
Mittamuutos: Wood Handbook kaava 13-2 ja
mittamuutoskertoimet taulukosta 13-5. Kaava pätee kosteusvälillä
6–14 %, jolla kutistumakäyrä on suora; sen ulkopuolella tulos on
ekstrapolaatio ja sivu sanoo sen erikseen. Toteutus on todennettu
käsikirjan omalla lasketulla esimerkillä.
Puulajit: käsikirja on yhdysvaltalainen eikä siinä ole
mitattuna yhtäkään suomalaista puulajia. Jokaisen rivin kohdalla
näkyy, mikä laji on oikeasti mitattu. Ero saman suvun lajien
välillä on pienempi kuin kutistuman oma hajonta (variaatiokerroin
noin 15 %), joten korvaaminen kelpaa — mutta se on tiedettävä.
Käsikirja huomauttaa vielä yhdestä asiasta: kaupallinen sahatavara
on harvoin täysin lape- tai syrjäsahattua, joten tämä laskutapa
yliarvioi leveyden ja aliarvioi paksuuden muutoksen.
Lauta, joka sahataan mittaansa varastokosteudessa ja viedään lämpimään huoneeseen, muuttaa mittaansa valmiissa työssä. Rimoita tavara sisätiloihin ja anna sen asettua ennen kuin katkaiset mitään. Pinossa ilma ei kierrä, ja pinon keskellä oleva lauta on viikonkin päästä yhä varastokosteudessa.
Syrjäsahattu tavara liikkuu leveyssuunnassa noin puolet siitä mitä lapesahattu ja pysyy suorana. Se maksaa enemmän, koska tukista saa sitä vähemmän — ja juuri siksi sitä kannattaa käyttää siellä missä liike haittaa: pöytälevyssä, laatikon sivussa, ovipeilissä. Lapesahattu kelpaa hyvin sinne, missä lauta on kapea tai pääsee elämään vapaasti.
Kosteusmittari on halpa suhteessa siihen, mitä yksi halkeillut pöytälevy maksaa. Piikkimittari lukee sähkönjohtavuutta puun pinnasta — kylmästä varastosta tuodun laudan lukema on siksi harhaanjohtava, kunnes se on lämmennyt.