Удельный вес древесины отличается нестабильностью. Эта величина напрямую зависит от влажности породы. Показатели плотности могут изменяться в широких пределах даже для одной породы дерева. Потому выводимые в таблицах значения всего лишь обобщенные данные. На практике показатели величины плотности древесины отличаются от приведенных усредненных в литературе табличных значений и такую правку не считают ошибкой.

Таблица плотности древесины

Важно! В таблице указаны данные с учетом показателей влажности древесины в 12%. К примеру, удельный вес древесины сосны 520 кг/м 3 .

От чего зависит показатель

Плотность древесины определяется породой. Исходя из этого, вычисляют усредненные общепринятые величины удельного веса древесины, которые получают вследствие многократных практических исследований. В процессе проведения ряда экспериментов с одной породой можно получить отличающиеся друг от друга показатели плотности структуры. Фактически в одной таблице, представленной выше, собраны данные о плотности древесной породы собранные из разных источников, что говорит о переменчивости абсолютного и относительного показателей удельного веса древесины.

Группы плотности древесины

Общепринято вычислять удельный вес древесины разных пород с влажностью не выше 12%. Это нормативный показатель, согласно которому древесину подразделяют на три группы плотности:

1. Малоплотные (до 545 кг/м 3). К этой категории относят: ель, сосну, пихту, кедр, можжевельник, тополь, липу, иву, осину, ольху (белую и черную), орех (белый, серый, маньчжурский), бархат амурский.
2. Среднеплотные (555-745 кг/м 3) породы представлены: лиственницей, тисом, березой (повислой, пушистой, черной, желтой), буком (восточным, европейским), вязом, грушей, дубом, кленом, лещиной, грецким орехом, платаном, рябиной, хурмой, яблоней, ясенем (обыкновенным, маньчжурским).
3. Высокоплотные (свыше 755 кг/м 3), среди которых: акация, береза железная, граб, дуб каштанолистный, железное дерево, самшит, фисташковое дерево, хмелеграб.

На рисунке, изображенном ниже, представлена диаграмма Значения поданы в коэффициентах.

Как плотность породы связанна с горючестью дерева

Теплотворность дров (отопительная энергетическая ценность) определяется исходя из основного показателя - удельного веса древесины. Это объясняется прямой зависимостью: чем выше показатели плотности структуры породы, тем выше процент содержащегося в ней горючего вещества и тем лучше горит топливо.

Показателями плотности активно пользуются в строительстве, подбирая материал для конструирования дома, стропильной системы крыши, проектируя мебель, закупая топливо для производства.

Обойтись без продуктов переработки дерева нереально. Отказавшись от пиломатериалов, человечество не сможет существовать полноценно. Потому исследования, проводимые с древесиной, имеют немаловажное значение, ведь благодаря этому инженерам удается конструировать долговечные жилые дома, выпускать прочную и надежную мебель, закупать качественное сырье для отопления предприятий.

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.

Древесина использовалась в строительных работах с давних времен. Конечно, ведь данный материал до сих пор является очень популярным благодаря наличию отличных технических характеристик. Древесина, сама по себе, является природным материалом структурированного типа, состоящая из древесных клеток и околоклеточных пустот, что в свою очередь, совсем не гарантирует что одна часть древесины будет равной другой идентичного размера. Поэтому, так часто, в процессе работ возникает вопрос подсчета нужного количества данного материала и таких параметров, как: вес древесины в целом и вес куба древесины.

В зависимости от типа строительных работ, измерять древесину необходимо по-разному. На вес м3 древесины особое значение оказывает плотность материала, соответственно, для правильного решения поставленных вопросов необходимо определиться со значением плотности. Различают два вида плотности:

Удельный вес (плотность древесинного вещества)

Объемный вес (плотность структурированного физического тела)

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.

Плотность самой древесины определить достаточно легко в обычных условиях. Для этого достаточно взвесить кусок дерева и измерить его объем. Полученные данные обработать стандартными арифметическими действиями по следующей формуле: У = М/О, где У - удельный вес дерева, М - масса древесины, О - занимаемый объём.

Таблица объемного веса 1м3 древесины в зависимости от влажности.

Плотность древесного вещества, как было уже сказано, является константой. 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.

Ниже представлен удельный вес древесины. Таблица составлена в зависимости от влажности материала и исчисляется такого показателя, как вес 1м3 древесины.

Одной из задач при разработке проекта технологического регламента Процесса обращения с отходами строительства и сноса является расчет массы и объема порубочных остатков, образуемых при вырубке зеленых насаждений (сносе деревьев) в зоне строительства или сноса.

Официальной методики расчета массы и объема порубочных остатков для этих целей в Российской Федерации нет. Исходными данными для таких расчетов служат сведения о вырубаемых деревьях (порода, высота и толщина на высоте 1,3 м) и кустарниках (молодняках) , приведенных в перечетной ведомости из состава проектной документации на объект строительства (сноса).

В данной статье представлена методика расчета массы и объема порубочных остатков, разработанная в нашей фирме. В качестве основы для ее разработки использованы табличные данные Общесоюзных нормативов для таксации лесов, утвержденных Приказом Госкомлеса СССР от 28 февраля 1989 г. № 38.

1) Данные таблицы 17 «Объемы стволов (в коре) в молодняках по высоте и диаметру на высоте 1,3 м» - для определения объема стволов молодой поросли и кустарников. В результате обработки приведенных данных по определению среднего соотношения между диаметром (D), высотой (h) и объемом (V) одного ствола определен расчетный коэффициент формы (Кп из таблицы 1), который с точностью +/- 10% позволяет определить объем ствола по формуле Vст=Кn*h*пD2/4.

2) Данные таблиц 18 и 19 «Объемы стволов (в коре) древесных пород по высоте и диаметру на высоте 1,3 м при среднем коэффициенте формы» » - для определения объема стволов различных пород деревьев. В результате обработки приведенных данных по определению среднего соотношения между диаметром (D), высотой (h) и объемом (Vст) одного ствола определен расчетные коэффициенты для некоторых из приведенных в таблице пород деревьев, которые с точностью +/-10% позволяет определить объем ствола по формуле Vст=Кn*h*пD2/4. Расчетные коэффициенты формы приведены в таблице 1

3) Данные таблицы185 «Масса 1 куб. м и объем 1 т древесины разных пород» - для определения массы древесины использовались значения массы одного кубического метра соответствующей породы древесины из графы «свежесрубленная», либо из графы «сухая» - для сухостоя.

4) Данные таблицы 206 «Объем коры, сучьев, пней и корней» для определения объема сучьев и ветвей, а также пней и корней в процентном отношении к объему стволов. Для расчета использованы средние значения из приведенного в таблицах интервала. Объем сучьев и ветвей - 7% от объема стволов, объем пней и корней - 23% от объема стволов.

5) Данные таблицы 187 «Коэффициенты полнодревесности хвороста и хмыза» - для определения складочного объема сучьев и ветвей из полнодревесного объема с применением переводного коэффициента равного 10.

ФККО-2014 содержит коды следующих отходов:

1 52 110 01 21 5 Отходы сучьев, ветвей, вершинок от лесоразработок

1 52 110 02 21 5 Отходы корчевания пней

1 54 110 01 21 5 Отходы малоценной древесины (хворост, валежник, обломки стволов).

Следовательно, расчет массы и объема порубочных остатков необходимо рассчитывать по видам отходов:

• стволы вырубаемых согласно перечетной ведомости деревьев, молодой поросли и кустарников можно отнести к отходам малоценной древесины (хворост, валежник, обломки стволов);
• сучья и ветви - к отходам сучьев, ветвей, вершинок от лесоразработок;
• пни и корни - к отходам корчевания пней.

Для технологического регламента Процесса обращения с отходами строительства и сноса необходимо рассчитать массу отхода, но для временного хранения в бункерах накопителях и их вывоза со стройплощадки необходимо оценить и объем порубочных остатков, причем в складочном объеме.

Расчет производится с использованием приложения Exel. Пример шапки таблицы страницы Exel приведен в таблице 2.

Расчет производился следующим порядком:

1) Заполнение исходных данных согласно перечетной ведомости;

графа 2 - № строки перечетной ведомости;

графа 3 - порода дерева;

графа 4 - количество деревьев;

графа 5 - минимальный диаметр ствола из интервала, указанного в перечетной ведомости;

графа 6 - единственное значение диаметра ствола, указанного в перечетной ведомости;

графа 7 - максимальный диаметр ствола из интервала, указанного в перечетной ведомости;

графа 8 - минимальная высота ствола из интервала, указанного в перечетной ведомости;

графа 9 - единственное значение высоты ствола, указанного в перечетной ведомости;

графа 10 - максимальная высота ствола из интервала, указанного в перечетной ведомости;

графа 11 - дополнительное число стволов - если в графе «характеристика состояния зеленых насаждений» указано n стволов для одного дерева, то в графе 11 указывается (<значение графы 11>= (n-1)*<значение графы 4>.

2) Расчет среднего значения диаметра ствола при наличии интервала: <среднее значение диаметра ствола (графа 6)> = (<значение минимального диаметра (графа 5)>+<максимальное значение диметра (графа 7)>)/2;

3) Определение объема одного ствола <объем ствола (графа 12)> производится по Vст=Кn*h*пD2/4, где Кn соответствующий коэффициент формы из таблицы 1, D - средний диаметр ствола, h - средняя высота ствола. Расчет объема одного ствола: <объем ствола в куб.м (графа 12)> =Кn* π*(<диаметр ствола в см (графа 6>/100)* (<диаметр ствола в см (графа 6>/100)*< высота ствола в м (графа 9)>/ 4);

4) Расчет плотной меры объема стволов Vпл=Vст*nст, где nст - суммарное число стволов: <плотная мера объема стволов (графа 13)> = <средний объем ствола в куб.м (графа 12)>*(<число деревьев или кустов (графа 4)>+<число дополнительных стволов (графы 11)>). Для одного куста число дополнительных стволов принято равным 5.;

5) Расчет складочной меры (при складировании или транспортировании необходимо учесть средний объем пространства, занимаемого стволами деревьев или кустов: <складочная мера объема стволов (графа 14)>= <плотная мера объема стволов (графа 13)>*4/п;

6) Расчет объема сучьев и ветвей в зависимости от объема ствола производится согласно абзаца г) настоящей статьи: <объем сучьев и ветвей в плотной мере (графа 16)> = <плотная мера объема стволов (графа 13)> *<переводной коэффициент (графа 15=0,007)>. В складочной мере - согласно абзаца д) настоящей статьи: <объем сучьев и ветвей в складочной мере (графа 18)> = <объем сучьев и ветвей в плотной мере (графа 16)>*<переводной коэффициент (графа 17=10)>;

7) Расчет объема пней и корней от объема ствола производится согласно абзаца г) настоящей статьи: <объем пней и корней в плотной мере (графа 20)> = < плотная мера объема стволов (графа 13)>*<переводной коэффициент (графа 19=0,23)>. В складочной мере объем пней и корней принят в двойном объеме: <объем пней и корней в складочной мере (графа 21)> =<объем пней и корней в плотной мере (графа 20)>*2.

8) Расчет полного объема древесины в плотной мере: <полный объем (графа 22)> = <объем стволов в плотной мере (графа 13)>+<объем сучьев и ветвей в плотной мере (графа 16)>+< объем пней и корней в плотной мере (графа 20)>;

9) Расчет полного объема древесины в складочной мере (данный показатель наиболее объективно позволяет оценить потребность в емкости кузовов (контейнеров) транспортных средств для вывоза порубочных остатков): <полный объем древесины в складочной мере (графа 23)> = <складочная мера объема стволов (графа 14)>+ <объем сучьев и ветвей в складочной мере (графа 18)>+ <объем пней и корней в складочной мере (графа 21)>

10) Объемный вес древесины в плотной мере (плотность в т/м3) записывается в графу 24 согласно абзаца в) настоящей статьи, для пород отсутствующих в таблице 185 - в соответствии с приложением 3 к СНиП II-25-80 (Плотность древесины и фанеры).

11) Расчет веса стволов: <вес стволов (графа 22)> = <объем стволов в плотной мере (графа 13)>*<объемный вес древесины (графа 21)>;

12) Расчет веса сучьев и ветвей: <вес сучьев и ветвей (графа 26)> = <объем сучьев и ветвей в плотной мере (графа 16)>*< объемный вес древесины (графа 24)>;

13) Расчет веса пней и корней: <вес пней и корней (графа 27)> = <объем пней и корней в плотной мере (графа 20)>*< объемный вес древесины (графа 24)>;

14) Общий вес вывозимого отхода (порубочных остатков): <вес вывозимого отхода (графа 28)> = <вес стволов (графа 25)> + <вес сучьев и ветвей (графа 26)>+<вес пней и корней (графа 27)>

Таким образом, предлагаемая методика позволяет рассчитать объем (как полный, так и складочный) и массу порубочных остатков с дифференциацией по видом отходов на основе исходных данных перечетной ведомости, а также оценить необходимый объем бункеров-накопителей или кузовов транспортных средств и число машино-рейсов для их вывоза.

1. Группы пород деревьев
2. Зависимость от влажности
3. Влияние на качество древесины

Плотность древесины – это одна из основных характеристик кубометра материала, которую принимают во внимание при расчете конструкций, выборе сырья для производства различных изделий. Под понятием подразумевают отношение массы материала к измеряемому объему.

Какой может быть плотность леса

У разных пород деревьев примерно одинаковый состав, поэтому в сухом виде абсолютный удельный вес для всех будет условно одинаковым. Его среднее значение – 1,54 (безразмерная величина). Но в таблице плотности древесины для разных пород приведены свои числа. Дело в том, что в совершенно сухом состоянии измерить абсолютный параметр практически невозможно. Для этого необходимо полностью избавиться от влаги в исследуемом образце, устранить воздушные пустоты. На практике, как оказалось, параметр зафиксировать сложно, да и для расчетов он непригоден.

Для определения плотности пиломатериала более подходит расчет его удельного веса .

На него влияют:

• влажность;
• пористость пород.

Удельный вес древесины имеет вид среднего значения расчетов плотности в разных ее состояниях. В источниках этот показатель может незначительно отличаться. Разница обусловлена изменением уровня влаги внутри ствола. Чтобы не возникало путаницы, мы представляем таблицу со средними значениями удельного веса при каждом отдельном уровне влажности разных пород древесины в порядке возрастания показателей.

Таблица плотности дерева различной влажности (кг/м 3)

Группы пород деревьев

Обычно табличное значение плотности бруса и других пиломатериалов измеряется при влажности 12%. В зависимости от полученной величины, породы деревьев делят на 3 группы:

1. С малой объемной массой (менее 540 кг/м 3). К ним относятся деревья хвойных пород: сосна , ель , пихта , кедр и некоторые лиственные. Это все виды ольхи , тополь , липа, осина, каштан.
2. Со средним удельным весом 550–740 кг/м 3: бук , вяз (карагач), лиственница, все виды клена, рябина, яблоня, ясень.
3. С высоким уровнем плотности свыше 750 кг/м 3: береза, дуб (араксинский, каштанолистный), граб, кизил, фисташка.

Разумеется, это неполный список пород. По указанным значениям плотности древесины в таблице можно определить принадлежность вида к группе.

Зависимость от влажности

В любом пиломатериале есть вода. Её количество в основном и определяет плотность бруса и другого сырья: чем больше влаги в изделии, тем выше показатель веса в измеряемом объеме.

Удельный вес древесины в таблице приведен в средних значениях, поскольку количество влаги в одном объеме постоянно меняется – это относительная величина.

Изменения происходят из-за:

• внешних погодных условий (дождь, туман, снег);
• антропогенного фактора (намокание вследствие деятельности человека).

Таким образом, совершенно сухой доска практически не бывает. Влажность древесины всегда выше 0% . Определить этот показатель можно с помощью специального прибора – влагомера.

Влияние на качество древесины

Средний удельный вес является основной характеристикой сырья при проведении расчетов, поскольку величина заключает в себе усредненную оценку испытаний пиломатериала в разных состояниях водонасыщения.

По законам физики, расчетная плотность напрямую связана с прочностью материала: чем выше удельная масса объема изделия, тем большую нагрузку он сможет выдержать. Это правило распространяется и на древесину.

Рассмотрим на примере:

• Дуб обладает большим удельным весом и славится своей надежностью и долговечностью. У него почти отсутствуют пустые поры, весь объем заполнен крепкими древесными волокнами и влагой. Из дуба изготавливают несущие конструкции домов и промышленных объектов. Древесина с высоким удельным весом жесткая, практически не гнется.
• Кедровый и березовый брус отличается малым объемным весом, потому их не используют для создания несущих элементов остова конструкций. Эти породы подходят, скорее, для отделочных работ, где нагрузка на изделия минимальная. Древесина с малой пористостью пластична, поддается изгибу.

Зависимость плотности и теплопроводности

Этот показатель важен для выбора дерева при заготовке дров. Зависимость прямая: чем выше показатель плотности, тем больше в чурках топлива, тем дольше они будут гореть. Древесные породы с высоким значением отношения массы к объему называются твердым топливом. Они долго горят, дают хороший жар, но из-за плотной структуры трудно колются. Преимущество дров и топлива из легких пород деревьев – их податливость в распиле и рубке, но они имеют сравнительно небольшой запас энергии. Гореть поленья будут значительно меньшее количество времени.