Вес веток деревьев. Вес пиломатериалов основных хвойных пород. Как плотность породы связанна с горючестью дерева

Обмер и учет срубленных деревьев

Каждое дерево можно разделить на три части: ствол, ветви и корни. Отношения этих частей между собой по массе различны в зависимости от породы, возраста и условий произрастания.

Рис. 6. Форма деревьев (I) и поперечное сечение ствола (II): 1 - дерево, выросшее в густом лесу; 2 - в лесу средней густоты; 3 - в редком лесу; АВ - наибольший диаметр; CD - наименьший

Но, как правило, стволовая часть составляет главную древесную массу, с возрастом увеличивающуюся.
Многочисленные наблюдения показали, что в спелых, сомкнутых древостоях масса стволовой древесины составляет 60-85%, ветвей 5-25 и корней 5-30% общей массы дерева.

Таблица 1

Густота древостоя оказывает очень большое влияние на это соотношение. Стволы в густых древостоях выше и по форме в первой половине дерева приближаются к цилиндру, в редких - низкорослы и имеют более конусообразную форму, а кроны обычно большие и развесистые (рис. 6). Например, у дубов, выросших на свободе в виде маяков, масса ветвей в возрасте 50-60 лет достигает 50% и больше. Наилучшее развитие имеет ствол хвойных пород: ели, пихты, лиственницы и сосны.

Таксационные признаки древесного ствола.

В нижней части ствол напоминает цилиндр, в верхней - конус. Для определения объема цилиндра и конуса необходимо знать их высоту и площадь основания, которую можно вычислить по его диаметру. Для определения объема ствола необходимо знать его форму, высоту (длину) и толщину (диаметр). Указанные элементы являются основными таксационными признаками ствола, а все остальные - производными от них. Б поперечном сечении дерево никогда не дает круга, а лишь приближается к нему, но для практических целей без особых погрешностей оно принимается за круг. При этом надо помнить, что диаметр дерева всегда надо измерять очень тщательно, брать его средним из двух взаимно перпендикулярных диаметров или из наибольшего и наименьшего (см. рис. 6). При определении высоты срубленного ствола практически измеряют не длину его оси, а кривую, образующую ствол, так как получаемая при этом погрешность крайне ничтожна.

Определение объема ствола.

Срубленное дерево, очищенное от сучьев и ветвей, образует хлыст или ствол. Объем ствола всегда меньше объема цилиндра и больше объема конуса такой же высотой и площадью основания. Уменьшая постепенно диаметр цилиндра, можно найти такой, при котором его объем равен объему древесного ствола такой же высоты. Многочисленными исследованиями установлено, что таким диаметром примерно является диаметр середины ствола. Следовательно, для определения объема ствола надо измерить его длину рулеткой или другим измерительным инструментом и диаметр на середине мерной вилкой, затем по измеренному диаметру вычислить площадь круга и умножить ее на длину ствола. В результате получаем объем измеряемого ствола.
В табл. 1 приведены данные для определения объема ствола по измеренному срединному диаметру и высоте (длине). В табл. 1 даны наиболее встречающиеся высоты и срединные диаметры стволов. Ее можно продолжить как по длине, так и по диаметру. Такого рода таблицы часто называют таблицами объемов ци-линдров. Пользование таблицей очень просто.
Пример. Требуется определить объем двух стволов длиной 21 и 11 ми срединным диаметром 17 и 12 см соответственно. Для определения объема первого ствола по табл. 1 находим в первой графе слева цифру 21 м и на этой строке графу с диаметром 17 см; в месте их пересечения стоит число 0,4767. Значит, искомый объем равен 0,4767 м3. Объем второго ствола находим на пересечении строки 11 ми графы 12 см; он равен 0,1244 м3.
-Следует отметить, что при определении объема по срединному диаметру возможны значительные ошибки и в большинстве случаев в сторону преуменьшения фактического объема (иногда свыше 10%), но зато расчеты производятся легко и быстро и вполне приемлемы для практических целей. Если объем ствола необходимо вычислить с большей точностью, то его делят на части и для каждой из них по срединному диаметру и длине определяют объем. Чем короче эти части и чем больше их выкраивают из ствола, тем точнее можно получить результат по общему объему. Обычно ствол делят на 2-м отрезки (рис. 7). Работа выполняется следующим образом. Ствол размечают с помощью рулетки на 2-м отрезки с небольшими затесками на их серединах, затем в местах затесок мерной вилкой измеряют диаметры и по ним с использованием табл. 1 и 2 находят объемы всех частей, сумма которых дает объем ствола, исключая вершину.

Рис. 7. Разбивка дерева на 2-м отрезки

В табл. 2 приведены объемы 2-м отрезков по срединному диаметру. Объем вершины длиной менее 2 м обычно настолько мал, что практически в расчет не принимается. Вычисляют объем вершины по формуле объема конуса - умножением площади основания на */з высоты, т. е. площадь основания следует умножить на длину и полученное произведение разделить на три. В табл. 3 приведены данные для определения нужного объема по измеренному диаметру основания вершины и по ее длине.
Пример. Требуется найти объем ствола длиной 22 м. Срединные диаметры 2-м отрезков равны: первый (1 м от нижнего отреза) 41; второй (3 м) 37; третий (5 м) 34; четвертый (7 м) 31; пятый (9 м) 29; шестой (11 м) 27; седьмой (13 мУ 24; восьмой (15 м) 21; девятый (17 м) 17 и десятый (19 м) 12 см. Диаметр основания вершины (длиной 2 м) равен 8 см.

Часто спрашивают - кустарники и кусты это деревья? Кустарник - это многолетнее деревянистое растение, которое достигает в высоту 0,7 - 6 метров и отличается от деревьев не только размерами, но и тем не имеет древесного ствола в обычном понимании этого термина. Если сравнивать кусты и деревья, то с точки зрения объемного веса этого древесного материала, кустарники очень похожи на древесные веточки. Практическое использование и применение кустов в быту приблизительно такое же, как и у веток деревьев. Очень похожи кусты и ветки по своим физическим свойствам: объемной плотности, удельному весу. Чаще всего кусты и ветки деревьев рассматриваются как отходы или мусор, пригодные к использованию в качестве бытового топлива. Например: кустарники и ветки используются для отопления частных домов, для чего сжигаются в специальных котлах или сжигаются в печах. Кусты бывают преимущественно лиственных пород, и теряют листья осенью. Для ландшафтного дизайна используют красивые декоративные разновидности кустарника, в том числе вечнозеленые дерево-кустарники. Дробленка из кустарника и кустов применяется для изготовления опилкобетона, арболита, деревобетона.

Что такое мелколесье - это кустарник? Не совсем так, внешне вещи похожие, однако путать кустарники и мелколесье не нужно. Мелколесье - это мелкий лес не имеющий делового или промышленного значения, обычных пород деревьев. Мелколесье часто растет на вырубках, гарях, расчищенных ранее, но заброшенных участках леса. При расчистке местности от мелколесья и вырубке мелкого леса маленькие деревца удобно считать по нормам как кустарник. По своему объемной плотности и удельному весу рубленное мелколесье принимается аналогом кустов и считается как кустарник. Мелкий лес и маленькие деревца не считаются деловой древесиной или лесоматериалами. Мелколесье не используется в деревообрабатывающей промышленности, столярном деле. Как и кустарники, мелколесье считается отходами, мусорным лесом, может использоваться в декоративных целях, для оформления и дизайна. Мелкий лес используется как бытовое топливо для отопления частных домов, дачных домиков. После переработки (порубки, рубки, пилки) мелколесье в виде дров сжигается в топочных котлах, печах, каминах и домашних очагах. Дробленка из мелкого леса, мелколесья применяется для изготовления опилкобетона, арболита, деревобетона.

Ветки деревьев или древесные веточки - это материал похожий по своим физическим свойствам на кусты и мелколесье. Делового или промышленного значения ветки, как и мелколесье, не имеют. Однако, красивые веточки могут использоваться для поделочных работ, изготовления изделий своими руками, украшения помещений, оформления и дизайна комнат, беседок, интерьеров. Объемный вес и плотность веток немного отличается от объемной плотности и удельному весу кустарника (мелколесья). Однако различия по массе 1 куба (1 кубометра, 1 метра кубического) незначительные. Основное применение для ветвей такое же, как у древесного мусора и отходов лесозаготовительных работ - это дрова, бытовое топливо, сырье для переработки. Дробленка из веток древесных применяется для изготовления опилкобетона, арболита, деревобетона.

В некоторых случаях объемный вес виноградной лозы рассчитывается таким образом, что за плотность лозы принимается объемная плотность кустарника и малолесья. Визуально, если мы будем судить только по толщине (диаметру) ствола виноградной лозы, то она действительно напоминает нам кустарник или мелколесье (особенно старая многолетняя лоза). На самом деле удельный вес виноградной лозы меньше, чем у веток, так как лоза состоит не только из древесного материала, но и включает большое количество пор с воздухом. Поэтому, объемный вес лозы меньше, чем у кустов, мелколесья, веток, сучьев, кустарника и мелкого леса. В отличии от мелколесья, виноградная лоза крайне редко рассматривается как топливо, так как обладает не высокой теплотворностью. Обычно виноградная лоза применяется в качестве поделочного материала и сырья для производства плетеной мебели, лозомебели. Кроме того, виноградная лоза перерабатывается на комбикорм.

Удобным вариантом определения объемного веса кустарника, веток, мелколесья, сучков, обрезков кусов и других подобных мелких древесных материалов может быть пример с хворостом. Хворост по своим физическим свойствам очень похож на кустарники и мелколесье, однако для хвороста можно указать объемную массу в случае сбора и заготовки сухого хвороста и сырого хвороста. Кстати, хворост - это бытовое топливо. Хворост, прутняк, мелкий сырой лес, и на корню, кустарник, особенно шелюга, тальник, ракитник. Нарубить хворосту на плетень. Обручный хворост, лещинник, осинник, дубнячок. Хворост - сухие ветки и лапник, валяющиеся в лесу. Хворост - сухие ветки и палки, разбросанные буреломом в лесу. Хворост - опавшие ветви деревьев, используемые как топливо и для строительства. Ветви хвороста ломкие, их не нужно рубить. Хворост хорошо и быстро горит, он удобен для быстрого приготовления пищи и разогрева домашней печи. ХВОРОСТ - сушняк, сушник, сушь, отболевшие от дерева, усохшие сучья, ветви, хруст, дрязг.

Обсуждая объемный вес и плотность веток, кустов, мелкого леса, хвороста, виноградной лозы, кустарников и мелколесья, мы забыли коснуться хвойных деревьев. Срубленные ветки хвойных деревьев имеют собственное название - это лапник. Лапник называют хвойным - это общее название. Но в некоторых случаях необходимы уточнения. Тогда выделяют лапник сосновый, лапник еловый, лапник пихтовый, лапник лиственницы и др. Объемный вес и плотность лапника выше чем у рассмотренных выше материалов, так как лапник всегда связан с большим количеством хвои (хвойных иголок).

Таблица 4. Объемный вес кустарника и мелколесья (масса метра кубического, масса кубометра, масса 1 литра и масса 1 ведра). Мелкий лес, ветки - объемная плотность и объемный вес материала. Ветви, виноградная лоза, хвойный лапник, хворост сухой и хворост сырой, сушняк, хвоя, кора древесная.

При организации грузоперевозки леса, плотность дерева является важным показателем при подборе лесовоза и расчета стоимости транспортировки. Это поможет избежать перегруза, что соответственно упасет от штрафа.

На вес м3 древесины особое значение оказывает плотность материала, соответственно, для правильного решения поставленных вопросов необходимо определиться со значением плотности. Различают два вида плотности: объемный вес (плотность структурированного физического тела) и удельный вес (плотность древесинного вещества).

Объемный вес древесины

Калькулятор расчета объемного веса дерева.

Дерево Акация белая Береза Бук Вяз Дуб Граб Ель обыкновенная Клен Липа Лиственница Ольха Орех грецкий Осина Пихта сибирская Пихта кавказская Сосна обыкновенная Сосна кедровая Тополь Ясень обыкновенный

Объем, м 3:

Удельный вес древесины

Древесинным веществом называют массу твердых материалов древесины без природных пустот. Данный вид плотности измеряется в лабораторных условиях, так как требует дополнительных измерений, невыполнимых в обычных условиях. Для каждой древесины всех видов и пород деревьев, эта величина является константой и составляет 1540 кг/м3. Однако, древесина имеет многоклеточную волокнистую структуру сложного типа. Стенки из древесного вещества играют роль каркаса в структуре древесины. Соответственно, у каждой породы и видов деревьев клеточные структуры, формы и размеры клеток варьируются, в следствии чего удельный вес дерева будет разный, как и разный вес м3 дерева.

Также, большую роль в изменении удельного веса древесины оказывает влажность. Благодаря структуре данного материала, с повышением влажности, повышается и плотность древесины. Однако на плотность древесинного вещества данное правило не распространяется.

* Свеж. - Свежесрубленное дерево

Изменяется в широких пределах даже для одной породы дерева. Значения величины плотности (удельного веса) древесины - это обобщённые цифры. Практическое значение величины плотности древесины отличается от приведённого усреднённого табличного значения и это не является ошибкой.

Таблица плотности (удельного веса) древесины
в зависимости от породы дерева

• В таблице указана плотность древесины при влажности 12%.
• Показатели таблицы взяты из «Справочника по массам авиационных материалов» изд. «Машиностроение» Москва 1975г
• Откорректировано 31.03.2014, по методике:
  Коломинова М.В., Физические свойства древесины: методические указания для студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело», Ухта: УГТУ, 2010
  Скачать (cкачиваний: 787)

Общепринято указывать величину плотности (удельного веса) древесины в зависимости от породы дерева. За показатель принимается усреднённое значение величины удельного веса, полученное методом обобщения результатов многократных практических измерений. Фактически - здесь опубликованы две таблицы плотности древесины, взятые из абсолютно разных источников. Небольшая разница в показателях наглядно свидетельствует о переменчивости плотности (удельного веса) древесины. Анализируя значения плотности древесины из вышеприведённой таблицы, стоит обратить внимание на отличия показателей авиационного справочника от университетской методички. Для объективности, приведена величина плотности древесины из обеих документов. С правом выбора читателем приоритета важности первоисточника.

Особое удивление вызывает табличная величина плотности лиственницы - 540-665 кг/м 3 . Некоторые интернет-источники указывают плотность лиственницы, равной 1450 кг/м 3 . Кому верить - не понятно, что лишний раз доказывает неопределённость и неизведанность поднимаемой темы. Лиственница - достаточно тяжёлый материал но, не настолько, чтобы камнем тонуть в воде.

Влияние влажности на удельный вес древесины

Удельный вес сплавной древесины

Примечательно, что с увеличением влажности древесины, уменьшается зависимость величины удельного веса этого материала от породы дерева. Удельный вес сплавной древесины (влажность 75-85%) практически не зависит от породы дерева и равняется, примерно 920-970 кг/м 3 . Объясняется это явление достаточно просто. Пустоты и поры в древесине заполняются водой, плотность (удельный вес) которой гораздо выше плотности вытесняемого воздуха. По своей величине, плотность воды приближается к плотности , удельный вес которого практически не зависит от породы дерева. Таким образом удельный вес раскисших в воде кусков дерева менее зависим от его породы, нежели в случае с сухими образцами. В этом месте не лишне вспомнить, что для древесины существует разделение классических физических понятий . (см. )

Группы плотности древесины

Условно, все породы деревьев делятся на три группы
(по плотности своей древесины, при влажности 12%):

1. Породы с малой плотностью (до 540 кг/м3) - ель, сосна, пихта, кедр, можжевельник, тополь, липа, ива, осина, ольха чёрная и белая, каштан посевной, орех белый, серый и маньчжурский, бархат амурский;
2. Породы средней плотности (550-740 кг/м3) - лиственница, тис, берёза повислая, пушистая, чёрная и жёлтая, бук восточный и европейский, вяз, груша, дуб летний, восточный, болотный, монгольский, ильм, карагач, клён, лещина, орех грецкий, платан, рябина, хурма, яблоня, ясень обыкновенный и маньчжурский;
3. Породы высокой плотности (750 кг/м3 и выше) - акация белая и песчаная, берёза железная, гледичия каспийская, гикори белый, граб, дуб каштанолистный и араксинский, железное дерево, самшит, фисташка, хмелеграб.

Плотность древесины и её теплотворность

Плотность (удельный вес) древесины выступает главным показателем её отопительной энергетической ценности - . Зависимость здесь прямая. Чем выше плотность структуры древесины у породы дерева, тем больше содержится в ней горючего древесинного вещества и, тем жарче из таких деревьев получаются .

Пиломатериалы хвойных пород в среднем считаются более легкими, нежели произведенные из лиственных пород. Они отличаются простотой обработки и долговечностью — устойчивостью к гниению, и потому часто применяются для резной отделки фасада. Кроме того, именно из хвойных пород производятся наиболее длинные пиломатериалы (более 6 метров). Неудивительно, что они традиционно пользуются высоким спросом.

Вес пиломатериалов зависит от породы дерева и влажности.

Однако определение их веса — не такое простое дело. Хотя основные хвойные породы — сосна и ель — заведомо легче дуба или бука, на самом деле, если стоит задача транспортировки значительного количества пиломатериала на автомобильном транспорте, вас может ждать подвох. «Свежая» древесина зачастую может иметь труднопредсказуемый вес: пиломатериал, в зависимости от этапа переработки, а также от участка леса, на котором были выращены деревья, может сильно различаться по свойствам. Тут нужно разбираться особо.

Вес хвойных пиломатериалов по ГОСТу и на практике

Прежде всего, определяющую роль в свойствах древесины играет влажность. Сырое дерево и высушенное могут различаться по плотности вдвое. Особенно актуально это именно для хвойных пород.

Сырому лесу — ели или сосне — дополнительную массу придает смола. Влажность зависит от сезона вырубки, от условий произрастания, от части ствола, из которой произведены пиломатериалы.

В частности, что касается сосны, дерево, заготовленное после середины зимы (января), окажется на 10-20% легче осеннего. Если участок леса расположен на территории с высоко стоящими грунтовыми водами (ближе 1,5 м к поверхности), дерево будет «перегружено» водой, в особенности нижняя часть ствола. С другой стороны, «подсоченный» лес — тот, с которого прежде собирали смолу — окажется более чем в 1,5 раза легче нетронутого. Излишне говорить, что от влажности климата и тому подобных обстоятельств вес 1 м3 свежеспиленного леса тоже будет сильно зависеть.

В переработанном виде пиломатериалы более-менее выравниваются по массе, но все-таки те, что сделаны из нижней части ствола, с большой долей вероятности окажутся тяжелее: они изначально более влажные и при одинаковой просушке сохранят больше воды. Кроме того, по статистике, брус оказывается легче равных ему по кубатуре досок (особенно необрезных), даже сделанных из того же бревна: сердцевина ствола, из которой выпиливается брус, от природы более рыхлая, доски же производятся не только из сердцевины.

Одним словом, масса сырых хвойных пиломатериалов отличается от массы сухих очень сильно. В среднем вес одного кубометра сухой сосны — 470 кг, а сырой — 890 кг: разница почти в 2 раза. Вес 1 м3 сухой ели — 420 кг, а вес 1 м3 сырой — 790 кг.

Согласно ГОСТу, стандартной влажностью для древесины считается 12%. В таких условиях ель имеет плотность в 450 кг/м3, сосна — 520 кг/м3 , они относятся к легким породам. Среди хвойных пихта сибирская еще легче: 390 кг/м3 . Тем не менее встречаются и более тяжелые породы хвойных: лиственница относится к средним по плотности разновидностям древесины, вес 1 м3 — 660 кг, она превосходит березу и почти не уступает дубу.