Древесина и материалы из нее: ДРЕВЕСИНА И МАТЕРИАЛЫ ИЗ НЕЕ Строительные материалы и технологии

Материалы и изделия из древесины. Строение древесины — ТехЛиб СПБ УВТ

Общие сведения

Древесину издавна широко применяют в строительстве благодаря ряду положительных свойств: высокой прочности при небольшой плотности, малой теплопроводности; легкости обработки; простоте скрепления отдельных элементов; высокой морозостойкости и сопротивляемости действию многих химических реагентов. Древесина имеет и ряд недостатков, снижающих ее строительные свойства: неоднородность строения; наличие пороков; гигроскопичность, приводящую к изменению размеров древесины, короблению и растрескиванию; склонность к загниванию и возгоранию.

При заготовке и переработке древесины образуются значительные отходы. На лесопильных заводах 8…12% древесины превращается в опилки. При изготовлении строительных деталей опилки и стружки составляют до 40 %. Много древесины в виде опилок и сучьев теряется при заготовке стволов. Все это указывает на важность утилизации отходов. 

Лесные материалы, получаемые только путем механической обработки стволов дерева (бревна, пиломатериалы).

При таком использовании древесины сохраняются все присущие ей положительные и отрицательные свойства.

Из древесины в заводских условиях изготавливаются готовые изделия и конструкции (сборные дома и детали, клееные конструкции и т. д.). Свойства древесины в этом случае используются более рационально.

Синтетические материалы из древесины, получаемые глубокой переработкой древесины.

При глубокой переработке появляется возможность полнее использовать древесину за счет увеличения выхода сырья для получения целлюлозы и материалов на ее основе, вовлечения в переработку почти всех отходов, даже и коры. На передовых деревообрабатывающих комбинатах коэффициент использования древесного сырья достигает 0,98. Используя отходы древесины совместно с клеями, синтетическими и минеральными вяжущими, можно изготовлять материалы и изделия, не уступающие по свойствам древесине и даже превосходящие ее (древесноволокнистые и древесностружечные плиты, фанера на основе водостойких клеев, арболит и др.

). При этом можно получать значительную экономию пиломатериалов (например,1 м³ древесноволокнистых плит заменяет 3…4 м³ пиломатериалов).

Разумной мерой экономии древесины является замена ее в строительстве там, где это целесообразно, другими эффективными материалами (например, полимерными) и повышение ее долговечности. 

Строение и состав древесины

Растущее дерево состоит из корневой системы, ствола и кроны. Промышленное значение имеет ствол, так как из него получается от 60 до 90 % древесины.

Макроструктурой называют строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом или через лупу микроструктурой— видимое под микроскопом. Обычно изучают три основных разреза ствола: поперечный (торцовый), радиальный, проходящий через ось ствола, и тангенциальный, проходящий по хорде вдоль ствола.

 

Макростроение древесины

При рассмотрении разрезов ствола дерева невооруженным глазом или через лупу можно различить следующие основные его части: сердцевину, кору, камбий и древесину.

Рис. 1. Главные разрезы и основные части ствола: 

1 – поперечный, 2 – радиальный, 3 – тангенциальный.

Сердцевина состоит из клеток с тонкими стенками, слабо связанных друг с другом. Сердцевина совместно с древесной тканью первого года развития дерева образует сердцевинную трубку. Сердцевина в виде темной рыхлой ткани представляет собой заросший начальный побег дерева. У хвойных пород она тянется вдоль ствола довольно прямо, у лиственных — извилисто. Это наименее ценная часть ствола, с нее обычно начинает загнивать древесина и в растущем дереве образуется дупло

Вокруг сердцевины в виде колец располагаются годичные слои, по числу которых определяют возраст дерева. Любой годичный слой неоднороден по окраске, ширине и плотности.

Каждый годичный слой светлее к сердцевине, что объясняется условиями роста дерева. Если разрезать ствол дерева вдоль, то можно обнаружить так называемые сердцевинные лучи, пронизывающие годичные слои. Сердцевинные лучи хорошо видны в древесине дуба, бука, клена и чинары.

Рисунок, полученный на поверхности древесины в результате перерезания волокон годичных слоев и сердцевинных лучей, называется текстурой дерева. Чем богаче текстура (разнообразнее оттенки и структура волокон), тем ценнее древесина. Характерные особенности строения ствола (различная ширина годичных колец, неравномерная окраска, сердцевинные лучи) учитывают при его раскрое на доски и бруски, при изготовлении мебели, использовании в декоративных целях.

В абсолютно сухой древесине в среднем содержится до 49,5% углерода, 44,08% кислорода, 6,3% водорода и 0,12% азота. Минеральные вещества образуют при горении золу. Углерод, водород, кислород и азот образуют в древесине сложные органические соединения. Основные из них — целлюлоза, или клетчатка, — вещество, из которого построены стенки клеток древесины, В древесине содержатся также дубильные (танниды) и красящие вещества, смолы в жидком и твердом состоянии и эфирные масла.

От вида и количества содержащихся в древесине смол, дубильных веществ и эфирных масел зависит запах древесины. Наиболее сильным запахом обладает древесина, содержащая смолу (хвойные породы) или дубильные вещества (дуб, грецкий орех).

 Рис.2. Сгнившая сердцевина

Кора состоит из кожицы или корки, пробковой ткани и луба. Корка или кожица и пробковая ткань защищают дерево от вредных влияний среды и механических повреждений. Луб проводит питательные вещества, от кроны в ствол и корни.

Под лубяным слоем у растущего дерева располагается тонкий кольцевой слой живых клеток — камбий. Ежегодно в вегетативный период камбий откладывает в сторону коры клетки луба и внутрь ствола, в значительно большем объеме — клетки древесины. Деление клеток камбиального слоя начинается весной и заканчивается осенью.

Поэтому древесина ствола (часть ствола от луба до сердцевины) в поперечном разрезе состоит из ряда концентрических так называемых годичных колец, располагающихся вокруг сердцевины. Каждое годичное кольцо состоит из двух слоев: ранней (весенней) древесины, образовавшейся весной или в начале лета, и поздней (летней) древесины, которая образуется к концу лета. Ранняя древесина светлая и состоит из крупных, но тонкостенных клеток; поздняя древесина более темного цвета, менее пориста и обладает большей прочностью, так как состоит из мелкополостных клеток с толстыми стенками.

В процессе роста дерева стенки клеток древесины внутренней части ствола, примыкающей к сердцевине, постепенно изменяют свой состав и пропитываются у хвойных пород смолой, а у лиственных — дубильными веществами. Движение влаги в древесине этой части ствола прекращается и она становится более прочной, твердой и менее способной к загниванию. Эту часть ствола, состоящую из мертвых клеток, называют у некоторых пород ядром, у других — спелой древесиной. Часть более молодой древесины ствола ближе к коре, в которой еще имеются живые клетки, обеспечивающие перемещение питательных веществ от корней к кроне, называют заболонью. Эта часть древесины имеет большую влажность, относительно легко загнивает, малопрочна, обладает большей усушкой и склонностью к короблению.

Породы, у которых ядро отличается от заболони более темной окраской и меньшей влажностью, называют ядровыми (сосна, лиственница, дуб, кедр и др.). Породы, у которых центральная часть ствола отличается от заболони только меньшей влажностью, называют спелодревесными (ель, пихта, бук, липа и др.). Древесные породы, у которых нельзя заметить значительного различия между центральной и наружной частями древесины ствола, носят название заболонные породы (береза, клен, ольха, осина и др.).

В древесине всех пород располагаются сердцевинные лучи, которые служат для перемещения влаги и питательных веществ в поперечном направлении и создания запаса этих веществ на зимнее время. У хвойных пород они обычно очень узки и видны только под микроскопом.

Древесина легко раскалывается по сердцевинным лучам, по ним же она растрескивается при высыхании.

Микростроение древесины

Изучая строение древесины под микроскопом, можно увидеть, что основную ее массу составляют клетки веретенообразной формы, вытянутые вдоль ствола. Некоторое количество клеток вытянуто в горизонтальном направлении, т. е. поперек основных клеток (клетки сердцевинных лучей).

В древесине лиственных пород имеются мелкие и крупные сосуды, имеющие форму трубочек, идущих вдоль ствола. В растущем дереве по сосудам передвигается влага от корней к кроне. По распределению сосудов в поперечном сечении лиственные породы разделяют на кольцесосудистые (дуб, вяз, ясень и др.) и рассеяннососудистые (бук, граб, ольха, береза,  осина  и др.).

У хвойных пород сосудов нет, их функции выполняют удлиненные замкнутые клетки, называемые трахеидами. У большинства хвойных пород, преимущественно в слоях поздней древесины, расположены смоляные ходы — межклеточные пространства, заполненные смолой.

Крупные полые клетки, стенки которых пронизаны мелкими отверстиями, образуют древесные сосуды в виде овальных трубочек, идущих вдоль ствола.

Трахеиды весеннего слоя, веретенообразные клетки, вытянутые вдоль ствола, имеют широкую полость и тонкую стенку. Оболочки клеток имеют поры, через которые клетки сообщаются друг с другом.

 

 

 

Рис.3. Микроструктура древесины:

1 – годичный слой, 2 – сердцевинные лучи, 3 – вертикальный смоляной ход, 4 – ранние трахеиды, 5 – поздняя трахеида, 6 – окаймленная пора, 7 – лучевая трахеида, 8 – сосуды, 9 – крупный сосуд ранней древесины, 10 – мелкий сосуд поздней древесины, 11 – широкий сердцевинный луч, 12 – узкие сердцевинные лучи, 13 – либриформ, 14 – лестничная перфорация.

 

 Клетки механической (опорной) ткани

Узкие клетки, вытянутые в длину с заостренными концами и сравнительно толстыми оболочками, образуют древесные волокна, называемые лнбриформ. Эти элементы равномерно распределены по годичному слою, плотно соединены между собой, что и придает лиственным породам необходимую прочность

Различают запасающие клетки — древесную и сающей ткани лучевую паренхиму. Древесная паренхима состоит из тонкостенных клеток шаровидной или кубической формы, располагающихся в древесине вертикальными рядами: в них создается запас питательных веществ.

В клеточной оболочке содержатся и другие природные полимеры — лигнин и гемицеллюлоза, которые размещаются преимущественно между микрофибриллами, а также небольшое количество неорганических веществ в виде солей щелочноземельных металлов.

Истинная плотность древесины всех деревьев изменяется незначительно, так как древесина состоит в основном из одного вещества — целлюлозы. Среднее значение истинной плотности древесины можно принять равным 1,54 г/см³.

Под плотностью материала понимают отношение его массы к объему. Измеряют плотность в килограммах, деленных на кубический метр. Плотность древесины в значительной степени зависит от ее влажности. Поэтому плотность древесины всегда пересчитывают, приводя к стандартному значению влажности (15 %). Определяют плотность древесины взвешиванием образцов стандартных размеров: 20х20х30 мм.

Таблица 1. Средняя плотность различных пород древесины, кг/м³

 

Порода древесины	Средняя плотность, кг/м3
Ель	450
Береза	640
Сосна обыкновенная	510
Орех грецкий	600
Граб	810
Липа	500
Груша	720
Красное дерево	540
Клен	700
Палисандр	850
Бук	680
Черное дерево	1160
Лим	970

 

Cредняя плотность древесины разных пород и даже древесины одной и той же породы колеблется в весьма широких пределах, поскольку строение и пористость растущего дерева зависят от почвы, климата и других природных условий. У большинства древесных пород в абсолютно сухом состоянии она меньше 1. г/см³.  Пористость древесины изменяется в широких пределах (от 30 до 80 %)

 

Гигроскопичность и влажность. Древесина,   имея волокнистое строение и большую пористость, обладает огромной внутренней поверхностью, которая легко сорбирует водяные пары из воздуха (гигроскопичность). Влажность, которую приобретает древесина в результате длительного нахождения на воздухе с постоянной температурой и влажностью, называется равновесной. Она достигается в тот момент, когда упругость паров над поверхностью древесины оказывается равной упругости паров окружающего ее воздуха. Между равновесной влажностью древесины и параметрами окружающего воздуха (относительная влажность и температура) существует зависимость, которая выражается диаграммой.

По содержанию влаги различают мокрую древесину— с влажностью до 100% и более; свежесрубленную — 35 % и выше; воздушно-сухую—15…20 %; комнатно-сухую — 8…12 % и абсолютно сухую древесину, высушенную до постоянной массы при температуре 103+2 °С. Стандартной принято считать влажность древесины 12 %..

Вода в древесине может находиться в трех состояниях — свободном, физически связанном и химически связанном. Свободная или капиллярная вода заполняет полости клеток и сосудов и межклеточные пространства. Физически связанная или гигроскопическая вода находится в стенках клеток и сосудов древесины в виде тончайших гидратных оболочек на поверхности мельчайших элементов, слагающих стенки клеток.

Влажность древесины, при которой стенки клеток насыщены водой (предельное содержание гигроскопической влаги), а полости и межклеточные пространства свободны от воды (отсутствие капиллярной воды), называют Е,% пределом гигроскопической влажности. Для древесины различных пород она колеблется от 23 до 35 % (в среднем 30 %) от массы сухой древесины.

Гигроскопическая вода, покрывая поверхность мельчайших элементов в стенках клеток водными оболочками, увеличивает и раздвигает их. При этом объем и масса древесины увеличивается, а прочность снижается. Свободная вода, накапливаясь в полостях клеток, существенно не изменяет расстояния между элементами древесины и поэтому не влияет на ее прочность и объем, увеличивая лишь массу, теплопроводность и теплоемкость.

Усушка, разбухание и коробление. Как уже отмечалось, изменение влажности древесины от нуля до предела гигроскопической влажности вызывает изменение ее линейных размеров и объема — усушку или разбухание, величина которых зависит от количества испарившейся или поглощенной ею влаги и направления волокон.

Рис.4. Коробление и усыхание древесины:

1 — сердцинная доска; 2 — боковые доски; 3 — горбыль

Вдоль волокон линейная усушка для большинства древесных пород не превышает 0,1 %, в радиальном направлении — 3…6 %, а в тангенциальном — 7…12 %.

 

Разница в усушке древесины в тангенциальном и радиальном направлениях и неравномерность высыхания сопровождается возникновением внутренних напряжений в древесине, что может  вызвать  ее коробление и растрескивание. Боковые края досок стремятся выгнуться в сторону выпуклости годовых слоев, а наибольшему короблению подвержены доски, выполненные из древесины, расположенной ближе к поверхности бревна, и широкие доски.

Стойкость к действию агрессивных сред: при длительном воздействии кислот и щелочей древесина медленно разрушается. В кислой среде  древесина  начинает разрушаться при рН<2. Слабощелочные растворы почти не разрушают древесину. В морской воде древесина сохраняется значительно хуже, чем в пресной (речной, озерной). В воде большой биологической агрессивности стойкость древесины низкая.

В древесине всех пород располагаются сердцевинные лучи, которые служат для перемещения влаги и питательных веществ в поперечном направлении и создания запаса этих веществ на зимнее время. У хвойных пород они обычно очень узки и видны только под микроскопом.

Под микроскопом можно видеть, что основой строения древесины является растительная клетка, состоящая из оболочки и внутренней полости, в которой находятся протоплазма с ядром и пластиды. Протоплазма — бесцветное слизистое вещество, напоминающее по виду яичный белок; состоит из органических и минеральных веществ. Ядро круглой или овальной формы занимает в клетках центральное место.

По химическому составу ядро сходно с протоплазмой, но отличается содержанием фосфора. Смесь вещества ядра более вязкая, чем протоплазмы. Рост дерева идет за счет деления ядра, а затем клетки в целом. Пластиды представляют собой более плотные мелкие зернышки чечевицеобразной или округлой формы.

Основную массу хвойных пород составляют трахеиды, которые выполняют механические и проводящие функции. Они расположены spanрадиальными рядами и представляют собой вытянутые клетки с косо срезанными концами. В хвойных породах в отличие от лиственных имеются также смоляные клетки, которые вырабатывают и хранят смолу, образуя смоляные ходы. Химический состав древесины. Древесная масса состоит из органических и минеральных веществ.

Клеточная оболочка — это прозрачная, эластичная и тонкая (до 0,001 мм) пленка. Она состоит из целлюлозы и лигнина и имеет отверстия — поры различных видов, через которые питательные вещества проникают из одной клетки в другую. Лиственные породы имеют более сложное строение, чем хвойные. Древесину лиственных пород составляют сосуды, древесные волокна, которые выполняют механические функции, волокна паренхимы и сердцевинные лучи.

Читать по теме:

• Материалы и изделия из древесины. Строение древесины
• Основные породы древесины, применяемые в строительстве
• Строительные детали и изделия из древесины
• Механические свойства древесины. Пороки древесины
• Сушка древесины. Защита древесины от гниения, поражения насекомыми и возгорания

К разделу

Строительные материалы

Древесина и ее применение в народном хозяйстве. Строение дерева

В народном хозяйстве древесина применяется очень широко: в промышленном и гражданском строительстве ее используют для изготовления отдельных конструктивных элементов зданий и сооружений, а также окон, дверей, паркета и т. п. Древесина — сырье для изготовления целлюлозы, бумаги, картона, этилового спирта. При химической переработке древесины получают канифоль и скипидар; из коры дуба, ивы и лиственницы добывают дубильные вещества, употребляемые в кожевенной промышленности.

В судостроении древесину применяют при закладке судов на стапеле и спуске их на воду (кильблоки, спусковые дорожки стапеля, полозья, подбрюшины), для покрытия металлических палуб, для изоляции и оборудования провизионных кладовых, трюмов, кают и других помещений, для изготовления деревянной мебели, возведения строительных лесов, временных трапов.

Широкое применение древесины объясняется ее техническими свойствами. При относительно небольшой массе она обладает достаточной прочностью, легко обрабатывается, хорошо склеивается, а изделия из нее отличаются хорошими декоративными качествами.

Вместе с тем древесина имеет и ряд отрицательных свойств. При изменении влажности она разбухает, усыхает, растрескивается и коробится. Естественные древесные материалы подвержены загниванию и легко воспламеняются. В меньшей степени эти недостатки свойственны прессованной древесине, древесностружечным и древесноволокнистым плитам.

Растущее дерево состоит из корней, ствола и кроны. Корни всасывают из почвы влагу, питательные минеральные вещества и удерживают дерево в почве. Ветви и листья дерева образуют крону. В листьях происходит так называемый процесс фотосинтеза. Они поглощают из воздушной среды углекислый газ, который разлагается на углерод и кислород. Кислород из листьев выделяется в воздух, а углерод под влиянием солнечного света, взаимодействия с влагой и растворенными в ней минеральными веществами образует различные органические соединения, необходимые для питания дерева, которые распространяются по внутреннему слою его коры.

Ствол поддерживает крону дерева, хранит влагу, а также запасы питательных веществ, вырабатываемых листьями. Он состоит из сердцевины, древесины, камбия и коры (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Строение ствола
1 — кора; 2 — камбий; 3 — древесина; 4 — сердцевина

Сердцевина, расположенная в центре ствола, представляет собой рыхлую мягкую ткань и занимает незначительную часть ствола. Далее располагается древесина, занимающая большую часть ствола.

Камбий охватывает древесину сплошным кольцом. Он состоит из клеток, способных к делению и росту.

Кора защищает дерево от механических повреждений и от неблагоприятных влияний окружающей среды. Внутренний слой коры (лубяной) служит для отложения запасов питательных
веществ, выработанных в листьях. По строению коры можно определить породу дерева.

Древесина — основной технический материал, свойства которого неразрывно связаны с ее строением. Макроструктура (элементы строения) древесины хорошо видна на разрезах ствола невооруженным глазом. Так, на разрезах четко выделяются годичные слои, сердцевинные лучи, ядро и заболонь.

Годичные слои — концентрические круги вокруг сердцевины — хорошо видны на торцовом срезе. На радиальном срезе они просматриваются в виде продольных линий, на тангенциальном — в виде дугообразных кривых. У живого дерева каждый год вырастает один годичный слой. Рост происходит от камбиального слоя, поэтому чем ближе расположен слой к сердцевине, тем он старее. По числу годичных слоев на торцовом срезе комлевой части ствола можно определить возраст дерева. Годичный слой состоит из ранней древесины, образованной в весенний период роста, и поздней, развивавшейся в летний период. Окраска ранней древесины светлая. Поздняя древесина имеет более темную окраску и отличается большой плотностью и высокими механическими качествами.

Сердцевинные лучи сохраняют, а также проводят влагу и питательные вещества в горизонтальном направлении между годичными слоями. На торцовом срезе ствола (особенно у дуба, бука и клена) сердцевинные лучи имеют вид радиально расположенных узких полосок, на радиальном срезе — светлых или темных блестящих полосок, а на тангенциальном — темных штрихов с заостренными концами, расположенных по длине ствола.

У деревьев некоторых пород окраска периферийной и центральной частей ствола на торцовом и радиальном срезах различна. Такие породы деревьев называют ядровыми. Породы деревьев, стволы которых на срезе не имеют этого различия окраски, называют заболонными.

Центральная, темноокрашенная часть древесины, прилегающая к сердцевине, является ядром. Оно состоит из омертвевшей древесины, которая отличается повышенной стойкостью к загниванию, так как содержит значительное количество смол и дубильных веществ.

Заболонь — часть древесины раннего образования, состоящая из молодых клеток. В растущем дереве по заболони движется влага с растворенными в ней минеральными веществами. Ширина заболони зависит от возраста и места произрастания дерева. Широкую заболонь имеют сосна и дуб. По механическим свойствам заболонная древесина не отличается от древесины ядра, но менее устойчива к загниванию, так как легко впитывает влагу.

Микроструктура древесины различима только под микроскопом. Основными элементами древесины являются клетки, древесные волокна, сосуды и трахеиды.

Клетки представляют собой тонкие замкнутые оболочки, внутри которых находятся протоплазма и ядро. Клетки размножаются путем деления: ядро делится на две части и из одной клетки образуются две малые. По мере роста каждая из них делится также на две и т. д. Живые клетки служат для передачи питательных веществ друг другу и хранения запасов этих веществ на зимний период.

Древесные волокна — длинные одеревеневшие толстостенные клетки, составляющие основную часть древесины лиственных пород.

Сосуды — вытянутые тонкостенные клетки, через которые влага от корней проходит к листьям. Сосуды встречаются только в древесине лиственных пород.

Трахеиды — длинные замкнутые клетки, расположенные радиальными рядами. Они составляют основную часть древесины хвойных пород. Тонкостенные трахеиды заменяют собой сосуды, а толстостенные — волокна клетки. В древесине многих хвойных пород расположены смоляные ходы, в которых вырабатывается смола. Они соединены в горизонтальном и вертикальном направлениях и представляют собой единую систему.

• Породы дерева
• Физические, механические и декоративные свойства древесины
• Пороки древесины
• Виды древесных материалов
• Пластмассы и синтетические материалы

МАТЕРИАЛ-УНИВЕРСАЛ И ЕГО БУДУЩЕЕ | Наука и жизнь

Школьная парта и сторублевая ассигнация, скрипка и хоккейная клюшка, спичка и санкт-петербургский адмиралтейский шпиль — есть ли что-нибудь общее между этими предметамиx Только одно: все они сделаны из дерева или из продуктов его переработки.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Чего бы стоил каменный топор без деревянного топорища, а каменное копье — без деревянного древка.

Найденное в Кирилловском районе Вологодской области Модлонское свайное поселение относится к третьему тысячелетию до нашей эры (реконструкция).

‘Застывшей в дереве сказкой’ именуют сложенный без единого гвоздя архитектурный ансамбль в Кижах: шатровую колокольню, девятиглавую Покровскую церковь (1698 год) и знаменитую двадцатидвухглавую Преображенскую (1714 год).

Наука и жизнь // Иллюстрации

Мебель и бытовую утварь часто украшали резьбой и росписью. Донце прялки и подвесной шкафчик (XIII век). Русский музей (Санкт-Петербург).

Резная икона (Новгород, XVI век). Русский музей (Санкт-Петербург).

‘Старенький старичок’ — одна из множества знаменитых деревянных скульптур С. Т. Коненкова.

Запряженные волами арбы были в Европе главным средством передвижения еще во времена античности.

Истребитель Як-1 с деревянными лонжеронами и обшивкой из многослойной фанеры.

Первая в мире подводная лодка (1776 год), которой ее автор — американец Э. Ли — дал имя ‘Черепаха’, была изготовлена им из дерева.

Появившиеся еще у древних финикийцев парусные и весельные деревянные суда бороздили моря и океаны вплоть до конца XIX века.

Целиком деревянные дома теперь возводят лишь в сельской местности и пригородах.

Многие материалы для современной спортивной техники создаются на древесной основе.

Модифицированная древесина, получаемая при помощи термо- и механической обработки и пропитки специальными маслами, приобретает небывалую износостойкость.

Разработанная в Московском лесотехническом институте (ныне — Государственный университет леса) новая машина легко выдергивает дерево из земли — вместе с корнями.

‹

›

Открыть в полном размере

Древесина служит человеку не меньше трех миллионов лет, и если этот срок попытаться приравнять, например, к году, то окажется, что керамикой люди пользуются всего лишь около суток, железом — чуть больше восьми часов, а пластмассами и бетоном и вовсе минут двадцать.

В первобытную эпоху деревянными были все орудия охоты — копья, дротики, луки со стрелами, дубины, бумеранги, гарпуны и все первые орудия древних земледельцев. Это, конечно, не значит, что термин «каменный век» надо заменить выражением «деревянный век», поскольку топоры или, скажем, наконечники для копий делались все же из камня, а рыболовные крючки и наконечники стрел — из кости. Но, с другой стороны: чего бы стоил топор без топорища или наконечник без древкаx Так что справедливее, наверное, было бы именовать это время, например, деревянно -каменным.

Вообще роль дерева в развитии и становлении цивилизации поистине огромна, и притом во всех ее аспектах.

Для дома, для семьи

Издревле одним из главных направлений использования древесины стало строительство, а едва ли не первыми в истории инженерными сооружениями — свайные постройки. Остатки их, относящиеся к третьему тысячелетию до нашей эры, найдены археологами во многих европейских странах и, в частности, в России — в Архангельской и Вологодской областях, а также в Зауралье.

Куда более сложными были деревянные конструкции древних римлян: перекрытия для общественных зданий, многопролетные арочные и блочные мосты. До наших дней они, конечно, не дожили, но о некоторых сохранились письменные свидетельства. К примеру, о большом деревянном мосте через Тибр в Риме (630 год до н. э.) или о построенном всего за 10 дней 400-метровом мосте Юлия Цезаря через Рейн.

Самой старой из ныне существующих деревянных построек — храму Хорюдзи, расположенному вблизи древней японской столицы Нары, — около 1400 лет. Всего на 400 лет моложе его деревянная церковь в небольшом норвежском городке Лиллехаммере. А вот на Руси, где из бревен испокон веку рубили все — избы и крепости, княжеские хоромы и многоглавые храмы, таких старых деревянных сооружений, к сожалению, нет: подавляющая их часть погибла в огне войн и пожаров. Древнейшее из сохранившихся у нас деревянных строений относится к XIII веку: это — маленькая церковь Воскресения Лазаря на территории Муромского монастыря в Карелии. О прочих же можно судить лишь по летописям и запискам иностранных путешественников. Известно, скажем, что в Х веке в Новгороде возвели дубовый «о тринадцати головах» Софийский собор, а в XVII веке в подмосковном селе Коломенском — целый дворец из 270 комнат, который современники именовали «восьмым чудом света».

Деревянными, разумеется, были в старину не только дома, но и большая часть их содержимого. Уже в Древнем Египте сооружали из дерева сундуки, ложа, троны фараонов, столы и табуреты с х-образным переплетением опор.

И сами дома, и имевшуюся в них мебель, бытовую утварь, детские люльки, игрушки нередко украшали резьбой или росписью, делая их тем самым еще и предметами искусства. Сегодня старинные резные буфеты и кресла с ручками в виде львиных голов выставлены в музеях, но есть семьи, которым такие вещи удалось сохранить. А уж расписные деревянные ложки или солонки и вовсе имеются у нас чуть ли не в каждом доме.

Чтобы пела душа

С искусством у дерева вообще отношения особые. Достаточно вспомнить вырезанные из него скульптуры, резные и написанные на досках иконы, созданные из дерева самые разнообразные духовые и струнные музыкальные инструменты — рояли, арфы, скрипки, кларнеты, флейты. «Поющим деревом» именуют так называемую резонансную древесину — абсолютно здоровые прямоствольные мелкослоистые ели. Именно из нее в сочетании с кленом мастерили свои знаменитые скрипки Николо Амати, Джузеппе Гварнери, Антонио Страдивари.

Художнику же дерево не только служит материалом, но и помогает в работе: мольберты, подрамники, палитры и кисти тоже делают из древесины. А один из способов создания эстампов так и называется ксилографией (от греческих слов «ксило» — дерево и «графо» — пишу). Он состоит в том, что вырезаемые на деревянных досках гравюры переносятся затем на бумагу типографским способом.

Со времен Эллады использовали дерево в спорте. Именно древних греков, устраивавших еще в VIII веке до н. э. Олимпийские игры во славу Зевса, считают первыми в мире спортсменами. Среди их спортивных снарядов имелись деревянные колесницы, копья и диски.

А на Руси с XIII века известны деревянные санки — ледни, первые состязания по скоростному спуску на которых состоялись по велению Ивана Грозного в 1552 году — в честь взятия Казани. Что же касается деревянных лыж, то ими, похоже, пользовал ся еще первобытный человек. В 1982 году во время раскопок в Псковской области археологи нашли узкую длинную дощечку с загнутым овальным концом и пришли к выводу, что это лыжина и что возраст ее ни много ни мало 4300 лет. От современной она отличалась лишь отсутствием направляющего желобка — видимо, до этого усовершествования люди додумались позднее. И хотя вряд ли стоит называть эту доисторическую лыжину спортивным снарядом (она, бесспорно, относилась к снаряжению воина или охотника), но все же прообразом современных лыж она несомненно стала.

Без древесины никуда

Основополагающую роль сыграло дерево в возникновении и развитии транспорта, а возможно, и в развитии техники вообще. Ведь первым в мире колесом стал когда-то обычный деревянный обрубок, лишь со временем превратившийся в прочную и легкую конструкцию со спицами и ободом.

Считается, что первой повозкой на колесах была боевая колесница шумеров, появившаяся у них в шестом тысячелетии до нашей эры. Впоследствии в разных странах были созданы самые разнообразные повозки: телеги, арбы, кареты, брички, фаэтоны, кабриолеты, почтовые дилижансы, пожарные линейки и прочее, которые еще долго оставались почти целиком деревянными, включая колеса. Во всяком случае в России, где колесных дел мастера умело подбирали для каждой из его частей самую подходящую древесную породу: для обода — дуб, для спиц — березу или рябину, для ступицы — лиственниц у.

Из вяза или березы делали и хомут для лошади, а в зимнее время ставили повозку на дубовые полозья, превращая ее в сани. Даже сегодня наше село не может обойтись без деревянных телег и саней — уж больно удобен и надежен этот незатейливый транспорт.

В зарождении водного, железнодорожного и даже авиационного транспорта древесина тоже сыграла не последнюю роль. Первыми судами, видимо, были челны — выдолбленные или выжженные из одного ствола. А с развитием судоходства появилось множество самых разных кораблей — гребных и парусных: шлюпы, каравеллы, фрегаты, галеоны, бригантины. Все они тоже сооружались целиком из дерева и к тому же украшались резьбой и деревянной скульптурой. Но сколько же прекрасного леса на это уходило! На сооружение, например, одного только фрегата «Полтава», строившегося под руководством Петра I, было затрачено около 3000 отборных стволов.

Из дерева поначалу мастерили и железнодорожные вагоны, да и топливом для паровозов долго служили дрова, сам же путь требовал укладки на каждом его километре до 2000 деревянных шпал.

Деревянными были и первые самолеты, а в отечественной авиации дерево использовалось почти до середины минувшего века. Фанерную обшивку и деревянные лонжероны крыла имели истребители Як-1, а наш знаменитый «небесный тихоход» У-2 (По-2) немцы так и называли во время войны — «рус-фанер».

Для изготовления же советских самолетов Ла-5 и Ла-7 главным материалом служила так называемая дельта-древесина. Это была обработанная специальными смолами и спрессованная под большим давлением многослойная фанера, очень прочная и практически не горевшая.

От ружья до пряника

И в наше время нелегко перечислить те области человеческой деятельности, в которых востребована древесина. В огромных количествах используют ее в энергетических целях (см. «Наука и жизнь» № 11, 1999 г.), для производства бумаги и картона, а также в качестве конструкционного материала. В шахтах, например, дерево идет на крепление горных выработок, и при этом расходуется около 20 кубометров на каждую тысячу тонн угля. Из древесины делают спички (20 тысяч коробков из одного кубометра), карандаши, катушки, чертежные доски, садовый инструмент, ружейные ложа и палочки для мороженого. А в Японии, например, ежегодно используется более 10 миллиардов одноразовых деревянных палочек для еды. Еще в большем количестве употребляли их до недавнего времени в Китае, на что каждый год уходило около 25 миллионов деревьев. И лишь в июне нынешнего года постановлением правительства КНР производство таких палочек было прекращено.

Не обходятся без древесины и кондитеры: узоры печатных тульских и вяземских пряников получают при помощи резных деревянных досок. А всякого рода разделочные доски, скалки, толкушки, которые используются в быту, а также гладильные доски, «грибки» для штопки — предметам этим нет числа.

Использование человеком деревянной тары — часто варварство, особенно когда ее потом сжигают, но иногда без нее не обойтись. Известно же, что соленые огурцы, квашеная капуста, грибы, рыба и другие соленья лучше всего хранятся именно в деревянных бочках. А знаменитое пльзенское пиво «доходит» исключительно в пропитанных специальными смолами дубовых бочках — именно в этом состоит секрет чешских пивоваров. В таких же бочках выдерживают и коньяк и виски.

Вопреки прогнозам

И все же в XX веке у древесины появились серьезные конкуренты. Бетон и железобетон постепенно вытесняют дерево из строительства и выпуска железнодорожных шпал, пластические массы — из машиностроения и производства предметов быта, металл — из судо- и вагоностроения, металл и железобетон — из сооружения опор для линий связи и электропередач. Вместо карандашей применяют фломастеры, вместо спичек — газовые, электрические и электронные зажигалки. Все чаще стали делать металлическим крепление горных выработок в шахтах.

Не менее активно внедряются в нашу жизнь и новые носители информации (от микрофильмов до лазерных дисков), вполне успешно заменяющие бумагу. А преобладающее использование нефти, газа и каменного угля в качестве топлива сводит к минимуму потребление дров. И потому эксперты еще в середине минувшего века предсказали значительное падение спроса на дерево. Но ошиблись.

Если в начале XX века из древесины изготавливали всего около 3 тысяч видов продукции, то в 70-х годах — уже около 20 тысяч, а в наши дни — более 30 тысяч. Производство фанеры, например, выросло за последние четверть века более чем на треть, древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит — примерно вдвое, а бумаги и картона — больше чем вдвое. Дерево упорно не сдает своих позиций в экономике и даже находит новые ниши на потребительском рынке.

Ничуть не меньше, чем прежде, используют сегодня дерево в строительстве, хотя целиком деревянные дома возводятся лишь в сельской местности и пригородах. Но даже при сооружении самых современных городских зданий — из кирпича, бетона и стекла — древесину применяют очень широко. Двери, плинтусы, оконные рамы, подоконники, антресоли, встроенные шкафы и, разумеется, паркет — все это, как правило, сделано из дерева. И для постройки, скажем, 100-квартирного дома требуется целый эшелон стройматериалов: досок, древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, фанеры, древесных пластиков.

Бурно развивается и производство деревянных клеёных конструкций, ставшее возможным относительно недавно благодаря разработке водостойких синтетических клеев и методов быстрой сушки древесины. Такие конструкции — блоки, фермы пролетом до 36 метров, арки пролетом до 60 метров, а также клеефанерные блоки и панели — обладают многими важными достоинствами. Они, например, в три раза легче стальных аналогов, в восемь раз легче бетонных, а по прочности не уступают ни стали, ни алюминию. По огнестойкости же превосходят, как это ни странно, так называемые несгораемые материалы: если стальные теряют свою несущую способность при 450^оС, то у древесных клеёных она сохраняется до 750^оС.

Клеёная древесина чрезвычайно пластична и позволяет воплощать в жизнь самые фантастические архитектурные проекты: складчатые покрытия, конические купола, ребристые, чашеобразные и сетчатые своды. Одним из примеров тому может служить архангельский Дворец спорта с ледяным полем 45x60 метров, перекрытый трехшарнирными арками пролетом 60 метров, а также крыша недавно отреставрированного Гостиного Двора в Москве.

Сегодня ученые и конструкторы находят все новые варианты использования древесины в ее сочетаниях с другими материалами. Одним из примеров такого сочетания могут служить цементно-стружечные плиты. Дешевые и долговечные, они легко поддаются механической обработке и к тому же не горят и не гниют. Новые возможности открывают перед строителями и армированные деревянные клеёные конструкции, в которые — для увеличения их жесткости — вклеивается металлическая арматура. Из смешанных с полимерами опилок изготавливают, например, древесно-полимерные ролики для ленточных транспортеров, в несколько раз увеличивающие срок службы конвейеров.

Весьма прочным листовым материалом оказывается фанера, между листами шпона которой прокладывают стальную сетку, каучук и ткань, после чего композицию пропитывают антисептиком и прессуют. Такая фанера существенно легче стали, не боится воды и огня и пригодна не только в строительстве, но и для изготовления труб, вагонов и корпусов автомобилей.

Широкое применение может найти и так называемая модифицированная древесина, получаемая из мягких лиственных пород при помощи химического воздействия и уплотнения в специальных пресс-формах. Оригинальные технологии ее получения разработаны, например, в Воронежской государственной лесотехнической академии, где низкосортную древесину мягких лиственных пород сушат, в 1,5-2 раза уплотняют, пропитывают специальными маслами и подвергают термо- и механической обработке. И в результате древесина обретает небывалую износостойкость. Изготовленные из нее, например, подшипники скольжения не только в несколько раз дешевле чугунных, бронзовых или пластмассовых, но и имеют гораздо больший срок службы.

Разрабатываются и новые виды так называемой ламинированной древесины — древесных плит с напресованным пленочным покрытием, имитирующим, в частности, текстуру дорогих пород. Ее применяют для отделки в помещении стен, полов, а также мебели. В мебельном производстве дерево вообще продолжает доминировать, поскольку спрос на деревянную мебель сегодня максимален.

Неизменна востребованность древесины и при изготовлении спортивного инвентаря, номенклатура которого постоянно расширяется. Огромной популярностью пользуются, например, деревопластиковые лыжи — легкие, прочные и долговечные, роликовые доски «скейтборд», доски для серфинга (катания по волнам) и виндсерфинга (катания на доске под парусом), не говоря уже о яхтах, байдарках и каноэ. Все материалы для этой современной спортивной техники создаются на древесной основе.

Хватит ли человечеству лесных ресурсов?

Но каковы же перспективы использования древесины в обозримом будущемx По мнению экспертов Продовольственной и сельскохозяйственной комиссии ООН, а также Комитета по лесоматериалам Европейской экономической комиссии, спрос на дерево будет расти и впредь, хотя темпы этого роста слегка снизятся по сравнению с последними десятилетиями. А через четверть века, по максимальной оценке, спрос на пиломатериалы увеличится почти в 1,5 раза по сравнению с 1980 годом, а на бумагу и картон — почти вдвое.

Однако спрос на древесину не должен, да и не может быть безграничным. Он лимитируется не только существующими лесными ресурсами, но и необходимостью сохранить леса — важнейший компонент биосферы Земли. Лес — не только санитар атмосферы и «фабрика кислорода», он — хранитель вод, укротитель ветров, среда обитания многих зверей и птиц, поставщик грибов, ягод и лекарственных растений и, наконец, просто благодатное место для отдыха людей. Уже теперь состояние лесного хозяйства на планете вызывает у лесоводов и экологов серьезную озабоченность.

Среднегодовой прирост древесины в мире составляет сегодня около 5 миллиардов кубометров, а постоянно растущий объем лесозаготовок уже превысил 3 миллиарда. Разрыв этот весьма невелик, особенно если учесть, что в освоенных лесах — там, где ведутся заготовки, прирост леса не превышает 2 миллиардов кубометров в год. Немалый урон наносят лесу пожары, вредные лесные насекомые, болезни деревьев. Особенно тревожит специалистов хищническая вырубка лесов в Африке, Южной Америке и Юго-Восточной Азии.

А какова ситуация в лесах Россииx Ведь именно мы располагаем самым мощным лесосырьевым потенциалом в мире, опережая Бразилию, Канаду и США.

На первый взгляд картина кажется благополучной. При установившемся за последние годы объеме лесозаготовок около 100 миллионов кубометров среднегодовой прирост составляет 854 миллиона кубометров. Но цифры эти не должны настраивать на благодушный лад: они средние по стране и включают в себя данные об удаленных от транспортных путей и не тронутых рубками лесах Сибири и Дальнего Востока. В освоенных же лесах положительный баланс прироста древесины и объема рубок сохраняется отнюдь не всегда. С учетом же лесных пожаров, а также множественных очагов болезней лесонасаждений и размножения вредных лесных насекомых ситуация и вовсе может стать тревожной.

Но реально ли вообще удовлетворить спрос на древесину и не поставить при этом под угрозу само существование лесовx Специалисты полагают, что реально — при условии государственного регулирования лесопользования.

Решать проблему придется в двух направлениях: во-первых, улучшая состояние лесного хозяйства и, во-вторых, совершенствуя технологии заготовки и переработки древесины.

Под первым имеется в виду тщательный уход за лесом, своевременное проведение мелиоративных работ и санитарных рубок, активное восстановление вырубаемых лесосек и внедрение быстрорастущих пород, разработка новых эффективных мер борьбы с пожарами, вредными насекомыми и болезнями деревьев.

Что же касается второго направления, то оно подразумевает разработку новых ресурсосберегающих и безотходных технологий. Ведь расход деловой древесины можно значительно сократить, если использовать не только стволы, но и сучья, кору, вершины, опилки и прочие традиционные отходы, способные служить ценным сырьем для многих видов продукции. Из них, например, можно получать древесно-стружечные и древесноволокнистые плиты, дубильные вещества и топливные брикеты, тарный картон и органическsие удобрения, спирт, глюкозу и кормовые дрожжи. В ход должно идти все, включая корни деревьев. И такой способ есть, причем идея его возникла около двухсот лет назад. Статья под названием «О вырывании больших дерев с кореньями…» была опубликована в приложении к русскому «Технологическому журналу» за 1806 год. А чуть более четверти века назад специалисты Московского лесотехнического института провели испытания опытного образца своей недавно разработанной машины, которая выдергивала дерево из земли, словно морковку.

К сожалению, опытным образцом дело ограничилось: средств на внедрение машины в производство так до сих пор и не нашлось. А между тем с ее помощью удается получать в среднем с каждой вырубки на 12,5 процента больше лесоматериалов, чем традиционным способом. Внедрение новых лесных технологий позволило бы не только сберечь, но и приумножить лесные ресурсы России — одно из наиболее значительных и замечательных ее богатств.

Древесина – природный конструкционный материал. Пиломатериалы и древесные материалы

Цели: ознакомить учащихся с древесиной как конструкционным материалом, с видами пиломатериалов.

Задачи:

• образовательные: научить определять по внешнему виду образцов древесины породы.
• воспитательные: воспитать бережное отношение к дереву и древесине.

Средства обучения:

• Презентация к занятию.
• Коллекция образцов древесных пород.
• Комплект древесных пиломатериалов.
• Образцы шпона, фанеры, ДСП, ДВП.

Ход занятия

I. Организационный момент

Проверка готовности к уроку.

II. Сообщение темы занятия

Древесина – природный конструкционный материал. Пиломатериалы.

III. Мотивация учебной деятельности

Древесина — один из важнейших и широко распространенный материал. Легкость обработки и разнообразие пород позволили применять древесину для самых различных работ. К каждому изделию из древесины предъявляются свои требования. Чтобы правильно определить, какую древесину необходимо использовать для изделия нужно знать особенности каждой породы.

IV. Формирование знаний и умений

Презентация.

Историческая справка. (слайд №1)

Трудно назвать область жизнедеятельности человека, где не была задействована древесина. Уже на ранних стадиях развития человек стал использовать этот материал. Немного позже древесину начали использовать для строительства (дома, мосты, суда), изготавливать различный  хозяйственный инвентарь, мебель, посуду, музыкальные инструменты и многое другое. С появлением ремесел древесина стала одним из первых конструкционных материалов для изготовления прядильных, ткацких, мельничных, гончарных и других станков. Ее широко применяли в вагоно-, судо-, авто- и авиастроении.  В настоящее время изготавливают изделия тысяч наименований и назначений.

Строение древесины (слайд №2)

Строение древесины можно увидеть на ее поперечном разрезе, на котором отчетливо видны сердцевина, кора и годичные слои. Для более полного представления о строении древесины нужно рассматривать три главных разреза ствола – поперечный, радиальный и тангенциальный. На поперечном разрезе годичные слои имеют вид концентрических окружностей, на радиальном – продольных полос, на тангенциальном –извилистых конусообразных линий. Помимо этого, на поперечном разрезе можно увидеть светлые, направленные от сердцевины к коре линии, сердцевинные лучи. Темно окрашенная часть ствола называется ядром, а светлая переферическая-заболонью.

Породы древесины (слайд №3)

Хвойные породы. Древесина хвойных пород имеет меньшую плотность, а следовательно, легче обрабатывается и выше ее теплосберегающие свойства.

К группе хвойных пород относятся следующие виды:

• Сосна — наиболее распространенное дерево хвойной породы.  Цвет ее древесины может быть бурым, красноватым, желтоватым и почти белым с легкими разводами красноты. В сухом виде сосна легкая и податливая для столярных работ. Из нее изготавливают мебель, окна двери и т.д. Древесина хорошо обрабатывается красителями и лаками.
• Ель — мягче сосны, но она имеет большое количество мелких и средних сучков, что затрудняет ее применение в ответственных столярных конструкциях. Текстура невыразительна, она менее влагостойкая, скорее поддается гниению. В столярном деле используется для неответственных конструкций мебели.
• Пихта — применяется наравне с елью, хотя имеет пониженные физико – механические свойства.
• Лиственница — занимает особое место среди других хвойных пород. Ее древесина имеет красно-коричневый, иногда бурый отеннок и отличается высокой прочностью (прочнее дуба) и влагостойкостью. Применяется в строительных конструкциях где требуется высокая прочность и стойкость против гниения, используется для изготовления паркета.
• Кедр —  имеет беловато-желтую древесину с различными цветовыми оттенками в зависимости от места произрастания. Древесина не отличается высокой прочностью и плотностью. Кедр хороший материал для резьбы. Отделывают его в основном воском.
• Можжевельник — хвойный кустарник, диаметр ствола бывает до 10-15 сантиметров. Крепкая тонкослойная древесина хорошо обрабатывается и полируется, имеет специфический запах. Применяется для изготовления мелких деталей, при точении, для резных и мозаичных работ.
• Кипарис и туя по свойствам похожи на можжевельник, но их древесина более широкослойная и темнее по тону. Применяется для мелких резных работ.

Лиственные породы:

• Дуб — отличается высокой прочностью, твердостью, стойкостью против гниения, способностью к гнутью, имеет красивую текстуру и цвет. Древесина широко используется для изготовления мебели, паркета. Шпон из дуба применяют для облицовки фанеры, ДСП.
• Бук — имеет прочную и твердую древесину, по прочности он не уступает дубу. Красивая текстура на  срезах, эти декоративные качества используют при облицовке мебели строганным шпоном.
• Береза — отличается высокой прочностью, однородным строением и цветом, средней плотностью и твердостью. Используется в основном для изготовления фанеры, лущеного шпона ДСП. Легко обрабатывается и отделывается, при травлении под более ценные породы. В распаренном состоянии хорошо гнется.
• Недостатки — долго высыхает, легко колется, сильно трескается и коробится. Древесина карельской березы вязкая и твердая, легко поддается столярной обработке. Очень высоко ценится в мозаичных работах и как поделочный материал.
• Ясень — древесиной похож на дуб. Хорошо гнется после пропаривания.

Дефекты древесины (слайд № 4)

Свилеватость — это волнистое размещение волокон, особенно в прикорневой части дерева. Чаще всего наблюдается у клена, дуба, карельской березы, ореха. Такая древесина трудно поддается обработке, но ценится при изготовлении строганного шпона.

Завиток характерен местным искривлениям годичных слоев вследствии влияния прорости или сучков ствола.

• Пророст — дефект на участке дерева, возникший в результате механических повреждений  клетчатки. Такой дефект чаще всего возникает из-за врастания в заболонь отмершей древесины или коры.
• Косослой — дефект, выражающийся в том, что волокна древесины размещены наискось. Древесина с косослоем не используется для изготовления.
  Цвет древесины (слайд №5)

Цвет древесины – один из признаков, по которым одна порода дерева отличается от другой.

Древесина липы, сосны, березы, клена, осины — светлая, дуба и ясеня — бурая, грецкого ореха, тика —коричневатая.

Цветовые оттенки различных пород можно классифицировать по основным группам, где преобладающим будет один цвет древесины.

• Желтый- береза, ель, липа, осина, граб, клен, пихта, ясень, барбарис, карельская береза.
• Бурый – кедр, тополь, бук, лиственница, ольха, груша, слива, каштан.
• Коричневый – черешня, яблоня, абрикос, грецкий орех.
• Красный – тис, красное дерево.
• Розовый – лавровишня, чинара.
• Оранжевый – крушина.
• Фиолетовый – сирень, бирючина.
• Черный – мореный дуб, эбеновое дерево.
• Зеленоватый – хурма, фисташка.

Физико-механические свойства древесины (слайд № 6)

• Твердость —  способность сопротивляться обработке режущими инструментами. В нижней части ствола твердость больше чем в верхней.
• Прочность – способность древесины сопротивляться воздействующим на нее усилиям.
• Упругость – способность древесины изменять свою форму под воздействием внешних сил и принимать прежнюю форму после прекращения этого воздействия.
• Пластичность – способность древесины изменять (без разрушения) под давлением свою форму и сохранять ее после снятия нагрузки.

Условная плотность древесины – это отношение минимальной массы к максимальному объему образца. По плотности при влажности 12% древесные породы разделяются на группы:

• Малой плотности
• Средней плотности
• Высокой плотности

Влажность – физическое свойство древесины, характеризующееся количеством содержащейся в ней влаги.

Гигроскопичность – это способность древесины поглощать или отдавать влагу.

Теплопроводность – способность древесины проводить тепло от одной поверхности к противоположной. Хвойные породы имеют меньшую плотность, а следовательно, и меньшую теплопроводность.

Звукопроводимость – способность древесины проводить звук. Звук в различных направлениях распространяется с неодинаковой силой. Так, звукопроводность вдоль волокон в 4-5 раз выше, чем поперек.

Высокая горючесть древесины снижает пожароустойчивость здания.

Пиломатериалы (слайд № 7)

• Брусья – это пиломатериалы толщиной и шириной более 100 мм (до 400х400 мм). По числу пропиленных сторонон брусья могут быть двухкантными, трехкантными и четырехкантными.
• Доски – это пиломатериалы толщиной и шириной от 16 до 100 мм., ширина которых превышает толщину не менее чем в 2 раза. По характеру обработки они бывают необрезные, одностроннеобрезные и обрезные. Ширина досок от 275 мм, длина  до  6.5 м. Широкая сторона в досках называется пластью, а узкая кромкой.
• Бруски – это пиломатериалы толщиной от 50 до 100 мм, а шириной не более двойной толщины.
• Строганный и лущеный шпон служит материалом для облицовочных и мозаичных работ. Получают при строгании или лущении древесины:
  • лущёный — береза, ольха, ель, сосна, бук липа.
  • cтроганный — грецкого ореха, ясеня, бука.
• Фанера состоит из нескольких (трех, пяти и более) склеенных слоев лущеного шпона.
• Практическая работа.

Ознакомить учащихся с внешним видом наиболее распространненых пород древесины, образцов пиломатериалов, шпона, фанеры. Научить учащихся по внешнему виду образцов определять породу древесины и вид пиломатериала.

V. Подведение итогов уроков

Вы сегодня познакомились с древесиной как с конструкционным материалом. Узнали о строении древесины, вспомнили различные породы. Ознакомились с различными свойствами древесины. У знали что такое пиломатериалы  и где они применяются. Эти знания вам пригодятся при дальнейшем изучении технологии обработки древесины, а некоторым возможно пригодятся в повседневной жизни.

СОВЕТ. При возможности данные слайды можно распечатать как плакаты или как раздаточный материал для учащихся.

Основные свойства древесины | Школа плотника-реставратора| Электронная библиотека

Влажность

Влажность древесины (количество содержащейся в ней воды) существенно влияет на её физические и механические свойства, обуславливает её пригодность для строительства.

При изменении влажности от нуля до точки насыщения клеточных оболочек древесины изменяется её объём и линейные размеры элемента. Разбухание – при увеличении влажности. Усушка – при снижении. Усушка и набухание всегда проявляются в поперечном направлении и почти не бывают в продольном. Чем плотнее древесина, тем больше усушка и набухание. Молодое дерево усыхает больше, чем старое, срубленное зимой усыхает больше, чем летом.

Усушка древесины в тангенциальном, направлении – 6-12%, в радиальном – 3-6%. Это и является причиной коробления досок.

Свежесрубленная древесина содержит 80-100% влаги. У хвойных пород влажность заболони в 2-3 раза больше влажности ядра. Древесина, используемая при строительных работах должна иметь влажность 12-18%.[текст с сайта музея-заповедника «Кижи»: http://kizhi.karelia.ru]

При повышении влажности древесины до 30% её прочность уменьшается, деформативность увеличивается.

Процесс гниения в древесине может начинаться при влагосодержании более 18-20% (но ниже 50%) в присутствии воздуха и при температуре в интервале от 5 до 45°.

Теплопроводность

Вследствие пористого строения древесина плохо проводит тепло. Теплопроводность вдоль волокон больше, чем поперёк. Плотная и влажная древесина более теплопроводна, чем менее плотная и сухая.

При реставрации рекомендуется использовать при замене или докомпоновке деталей или элементов те материалы, которые применялись первоначально.[текст с сайта музея-заповедника «Кижи»: http://kizhi.karelia.ru]

Перед началом реставрации при обследовании памятников необходимо определить из какой породы древесины на данном объекте выполнены те или иные элементы и, по возможности, наличие у использованной древесины каких-либо особенностей (свилеватость, плотная или рыхлая, и т.п.).

Механические свойства древесины

Древесина – материал анизотропный, её механические свойства различны в различном направлении.

У хвойных пород прочность поздней древесины в 2-3 раза выше плотности ранней. Как слишком узкие, так и слишком широкие годовые кольца характеризуют пониженную прочность древесины. На прочность древесины большое влияние оказывает скорость приложения нагрузки или продолжительность её действия. При быстром приложении предел прочности выше. Древесина обладает свойством последействия – возможный рост деформаций после приложения нагрузки.

Древесина хвойных пород имеет высокое значение предела прочности на растяжение вдоль волокон, при разрыве поперёк волокон предел прочности в 20-30 раз меньше… Сопротивление древесины на изгиб зависит от формы поперечного сечения, и наибольшим является у брёвна с круглым сечением.[текст с сайта музея-заповедника «Кижи»: http://kizhi.karelia.ru]

Время рубки древесины влияет на физические и механические свойства. Обычно дерево зимней рубки считают более прочным, так как зимой замирает движение соков. Всякие отклонения от нормальных условий строения дерева называют пороками К порокам относятся: различные последствия атмосферных влияний – косослойность, свилеватость, образование наростов, суховершинность, отлупы, сучковатость. К порокам относятся трещинноватость. Сердцевинные трещины обнаруживаются на торце, метик – это трещина по диаметру брёвна, Существуют морозобойные трещины, отлупы.

Биологические разрушители древесины

К ним относятся: дереворазрушающие грибы, насекомые и плесень.

Наиболее опасными разрушителями являются домовые грибы, которых существует несколько видов.

Благоприятными условиями для их развития являются определённая влажность древесины (20–55%), температура воздуха более +5 и влажность воздуха 80–95%. При снижении влажности воздуха грибница постепенно отмирает. Домовые грибы выделяют влагу, увлажняя древесину. В процессе гниения древесина меняет цвет, приобретая сначала желтоватый, красноватый или коричневатый оттенок, затем становясь более тёмной и менее твёрдой, а в конечной стадии гниения – бурой или тёмно–коричневой, распадаясь вдоль и поперёк волокон.[текст с сайта музея-заповедника «Кижи»: http://kizhi.karelia.ru]

К разрушающим древесину насекомым относятся усач–дровосек, жук–точильщик и некоторые другие виды. Процесс разрушения насекомыми протекает в толще древесины. На поверхности наблюдаются отдельные отверстия круглой или овальной формы в поперечнике от 1 до 9 мм. Древесина пронизывается ходами личинок, и из этих отверстий высыпается образуемый ими древесный порошок. Свежие повреждения древесины отличаются более светлой окраской буровой муки, лётных отверстий и ходов.

Виды лесоматериалов, использовавшиеся в народном зодчестве

В древности, в зависимости от наличия обрабатывающего инструмента, перечень заготавливаемого материала был более ограничен. С развитием техники и технологий, он значительно расширялся.

Основным материалом являлись:

1. Круглый лес – брёвна, кряжи, подвязник, накатник, жерди (подвязник – брёвна диаметром 10–15 см и длиной около 15 м., накатник – брёвна того же диаметра, но длиной 6–10 м., жерди – брёвна диаметром меньше 10 см.). Брёвна употребляли различной длины, но учитывая трудность работы с длинными брёвнами, тем более, что в старину для возведения крупных построек брали лес толщиной 40 и более см. Однако обычно она не на много превышала используемую в настоящее время (в среднем 6–10 м). В настоящее время брёвна по диаметру делятся на три группы: мелкие брёвна с диаметром от8 до 13 см, средние – от 14 до 24, крупные – от 26 см и более.
2. Тёсаный лес – брусья, лежни.
3. Пластины – изначально – брёвна расколотые по длине на две части, в последующем распиленные на две части бревна.
4. Доски – «тёс», до повсеместного распространения пил в «после Петровскую» эпоху, доски получали при раскалывании брёвен и последующем их обтёсывании топором, работа трудоёмкая, поэтому тёс по возможности заменяли пластинами.
5. Лемех – изготавливался, обычно, из осинового тёса, обрабатываемого по нужной форме топором.

Требования предъявляемые при выборе материала для реставрации должны быть указаны в материалах проекта реставрации. Основные требования — материал должен соответствовать подлинному по основным параметрам — породе, размерам, внешним характеристикам, влажность не должна быть больше 20%, не иметь недопустимых пороков и разрушений.

Текст может отличаться от опубликованного в печатном издании, что обусловлено особенностями подготовки текстов для интернет-сайта.

какое действие влага оказывает на древесину

РОЛЬ ВЛАГИ В ДРЕВЕСИНЕ

В растущем дереве всегда содержится значительное количество влаги в жидком состоянии. Ее основная роль заключается в поддержании жизнедеятельности отдельных клеток и всего расте­ния, в том числе в перемещении питательных веществ по прово­дящим путям древесины.

Вес влаги, находящейся только в оболочках клеточной ткани, составляет около трети веса самой древесины. Общее же коли­чество влаги различно и в древесине мягких пород иногда дости­гает веса самой древесины, составляя, следовательно, половину веса сырой древесины.

В отмершем дереве влага в природных условиях также играет положительную роль. Она способствует развитию микроорганизмов в древесине, биологическому ее разрушению, удобрению таким образом почвы и освобождению места для жизни и роста новых поколений молодых деревьев. Следовательно, создаются благо­приятные условия для продолжения существования данного биоло­гического вида — дерева и окружающего его сообщества раститель­ности.

Применяя срубленную и обработанную древесину для много­образных целей, люди заинтересованы в предотвращении природ­ного разрушения древесины; ей придают стойкость против гниения. Наиболее просто это достигается путем удаления из древесины почти всей влаги. При этом древесина из нестойкого сырья биоло­гического происхождения превращается в очень ценный материал. В сухом состоянии древесина может сохраняться длительное время (например, саркофаги египетских мумий существуют около 4 тыс. лет).

Иногда влага (в избыточном ее количестве) используется для сохранения древесины. Так, подводная часть деревянных свай, за­топленные бревна, штабеля бревен, подвергаемые искусственному дождеванию, предохраняются от биологической порчи длительное время из-за недостатка в древесине кислорода воздуха, необходи­мого для процесса гниения. Известно, что основные факторы гние­ния— влага, воздух и тепло. Воздух при дождевании вытесняется водой.

В летнее время особенно быстро загнивает влажная древесина бука и березы. Срубленные стволы этих деревьев должны быть немедленно разделаны, а древесина просушена. В противном слу­чае уже через 2 летних месяца она испортится, если бревна не будут затоплены в бассейне, не подвергнутся искусственному дож­деванию, не будут заморожены или хотя бы предохранены от на­гревания теплым воздухом и от частичной потери влаги; такая потеря влаги ускоряет загнивание.

Процесса гниения не будет, если в результате обезвоживания в древесине останется влаги меньше пятой части веса сухой ее части или если вследствие дополнительного увлажнения вес влаги в древесине будет больше веса самой древесины. Отношение веса влаги к весу древесины называется влажностью древесины; в отмеченных примерах влажность составляет 0,2 (20%) и > 1,0 (>100%).

Для предотвращения гниения древесины, используемой на от­крытом воздухе или в местах возможного ее увлажнения (шпалы, столбы, элементы мостов и т. д.), ее консервируют, пропитывая токсичными для микроорганизмов химикатами (креозотом, хлори­стым цинком и др.).

Кроме опасности гниения, важный недостаток влажной древе­сины, используемой при изготовлении мебели и т. д., — ее допол­нительная усадка, происходящая в случае последующего уменьше­ния количества содержащейся в ней влаги в эксплуатационных условиях. Усадка обусловлена физико-химическими свойствами древесины как ограниченно набухающего коллоида. Заготовки и детали с понижением влажности постепенно уменьшаются в раз­мерах, происходит их поперечная деформация и коробление, воз­можно продольное коробление; поэтому в изделиях расслабляются соединения, возникают трещины и неплотности. Вследствие этого изделие в короткий срок резко снижает свои качественные пока­затели или совершенно приходит в негодность.

Таким образом, повышенное содержание влаги в древесине или выработанной из нее продукции недопустимо в условиях длитель­ной эксплуатации.

 

ЦЕЛЬ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ

Древесина, используемая в виде досок и заготовок в строитель­стве, машиностроении, деревообрабатывающем, мебельном и дру­гих производствах, должна не только быть долговечной и сохра­нять свою форму, но и обладать максимальной механической прочностью при наименьшем весе, хорошо обрабатываться (стро­гаться, склеиваться, отделываться и т. д.), иметь минимальную теплопроводность, электропроводность и др. Все эти свойства она приобретает лишь после надлежащей просушки.

Практикой и научными исследованиями установлено, что механическая прочность древесины резко возрастает по мере

уменьшения веса влаги в диапазоне ниже 1/3 от веса древесины, т. е. при влажности ниже 30%, причем возрастает непрерывно до удаления всей влаги. Одновременно древесина становится легче пропорционально уменьшению количества содержащейся в ней влаги. В ряде случаев (например, при доставке бревен сплавом) вес влажной древесины в результате сушки пиломатериалов может уменьшиться вдвое.

По мере просыхания древесины до сравнительно низкой влаж­ности улучшаются ее технологические свойства — частота распи­ловки, строжки, шлифовки, прочность склейки, качество отделки покрытиями и др.

С уменьшением содержания влаги древесина становится менее теплопроводной. Одновременно повышается ее теплота сгорания, что существенно, например, при использовании в качестве топлива древесных отходов.

Пропитка антисептиками в условиях заводского консервирова­ния в пропиточных цилиндрах лучше протекает после предвари­тельной подсушки древесины.

Цель сушки и требования к отдельным свойствам высушива­емой древесины определяются условиями ее использования. Так, при массовой сушке пиломатериалов на лесопильных заводах глав­ная цель заключается в предотвращении последующего биологи­ческого разрушения древесины и уменьшения транспортных нагру­зок при доставке более легкой сухой пилопродукции потребителю. Цель сушки древесины для строительства и деревообработки, кроме того, — предотвращение последующей деформации и прежде­временного износа различных устройств и изделий из нее, а также улучшение ее физико-механических свойств. Цель сушки древесины в мебельном производстве, кроме указанного, — придание ряда поло­жительных технологических свойств. Цель сушки древесины в специальных производствах (фанерном, спичечном, древесных плит) — придание материалу дополнительных свойств в соответствии с тре­бованиями технологических процессов этих производств и т. д.

Во всех случаях целью сушки является превращение древесины из природного сырья в промышленный материал с коренным улуч­шением при этом ее биологических, физико-технических, технологи­ческих и потребительских свойств. В результате сушки должен получаться облагороженный материал, более качественный и цен­ный, отвечающий многообразным высоким требованиям, предъявля­емым к нему в различных производственных и бытовых условиях.

По мере развития техники и, одновременно, удорожания дре­весины как материала эти требования будут возрастать. Следова­тельно, будут расширяться и усложняться цели высушивания дре­весины, чтобы достичь более эффективного ее использования. Воз­можно, потребуется регулирование величины усадки, растягивание древесины, получение преднапряженного материала и заготовок с заданным неравномерным распределением влаги, высушивание бревен (перед распиловкой) и др.

 

ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ

Сушка древесины на предприятиях обычно проводится до за­данной величины ее влажности в специальных сушильных установ­ках. Во многих случаях производительность этих установок недо­статочна, а техника их эксплуатации неудовлетворительна, в ре­зультате чего продукцию изготавливают из недосушенной или неравномерно высушенной древесины, если часть ее в потоке обра­ботки остается недосушенной в различной степени. Такая продук­ция низкокачественна и мало пригодна для надежного использо­вания, хотя на ее выработку затрачивается сырье, вспомогательные материалы, энергия, рабочая сила и другие средства. Она будет недолговечна, быстро амортизируется; для ее воспроизводства по­требуется повторное расходование материалов и других средств производства. Так, мебель, изготовленная из недосушенной древе­сины, приходит в негодность за 2—4 года; аналогичная мебель, изготовленная из хорошо высушенного материала, служит 20— 40 лет и более, т. е. примерно в 10 раз дольше. Следовательно, при снабжении населения какого-либо района мебелью с таким низким сроком службы нужно в 10 раз увеличить мощность предприятий, расход материала и общую стоимость изделий.

Таким образом, качественная сушка предотвращает большой ущерб в промышленности, позволяя обойтись меньшим количеством предприятий, сырья, рабочей силы и т. д. и одновременно эконо­мить средства населения.

Деревообрабатывающие и мебельные предприятия будут рабо­тать в большой мере вхолостую, если сушка древесины на них не­удовлетворительна и вырабатываемая продукция в условиях экс­плуатации быстро приходит в негодность.

В жилищном строительстве двери, оконные коробки, настилы полов и перекрытия, изготовленные из сырой или недостаточно просушенной древесины, через некоторое время рассыхаются, в них появляются щели; двери и дверные коробки перекашиваются, по­ловые доски и элементы перекрытия коробятся, штукатурка разру­шается, конструктивные деревянные элементы поражаются гри­бами и т. д. В зимнее время такая постройка продувается ветром. Вскоре после сооружения ее приходится капитально ремонтировать. При появлении домовых грибов вида Merulius lacrymans необ­ходимо срочно перебирать деревянные конструкции и сжигать все пораженные детали, а иногда целиком постройки и сооруже­ния.

Влажная или недосушенная древесина часто портит соприка­сающиеся или сопряженные с ней материалы, изделия или про­дукты. При этом убытки обычно во много раз превышают исход­ную стоимость древесины.

В нашей стране вырабатывается пиломатериалов больше, чем в каком-либо другом государстве. Между тем вследствие большого спроса у нас ощущается товарный голод на этот материал. Поэтому необходимо бережно и эффективно его использовать, а также облагораживать, тем более в условиях непрерывного его удорожания. Так, на заграничном рынке стоимость килограмма сухой древесины приближается к стоимости такого же веса сахара.

И указанных целях почти все пиломатериалы должны высуши­ваться на месте их выпиловки, причем немедленно и желательно в едином потоке с выпиловкой. Процесс их сушки следует рассмат­ривать как неотъемлемую часть технологии изготовления досок и заготовок. Непросушенная древесина не может считаться мате­риалом и, тем более, товарной продукцией, подлежащей реализа­ции в отечественной промышленности.

С лесопильных заводов потребителям должна отгружаться су­хая пилопродукция. В случаях транспортировки влажной древе­сины излишне расходуются средства на перевозку громадных коли­честв воды, составляющей около половины веса самой древесины. Кроме того, древесина в пути часто портится.

Неправильный процесс сушки приводит также к значительным убыткам из-за возникновения напряжений, коробления и трещин в материале, что, к сожалению, в производственных условиях часто не учитывается. Недопустимо нарушение технологии сушки пило­материалов досрочной выгрузки из камер недосушенного мате­риала, если из-за недостатка древесины в цехе возникает простой станков. Это не способствует улучшению снабжения цеха дре­весиной, а наоборот, приводит к нерациональному ее использо­ванию.

Неудовлетворительная сушка и выпуск бракованной продукции в сушильном цехе могут оставаться долгое время незамеченными, поскольку результаты дефектной сушки при отсутствии должного контроля (за неравномерностью влажности высушенного мате­риала или его недосушкой) сказываются лишь через значительное время после выработки продукции, когда она оплачена потреби­телем и находится в эксплуатации.

Методы оценки самого качества еще недостаточно разработаны. Остается неизвестным экономический эквивалент различных пока­зателей качества сушки.

Сушка обходится недорого — всего около 10% от стоимости вы­сушиваемой древесины. Расходы на устройство сушильных устано­вок за время их действия (около 10 лет) составляют 1—2% от стоимости высушиваемой древесины.

 

13 Обычные деревообрабатывающие материалы | Семейный мастер на все руки

Терминология по дереву может сбивать с толку. Избегайте путаницы на складе пиломатериалов, ознакомившись с этими материалами для деревообработки.

Каждый редакционный продукт выбирается независимо, хотя мы можем получать компенсацию или партнерскую комиссию, если вы покупаете что-то по нашим ссылкам. Рейтинги и цены точны, а товары есть в наличии на момент публикации.

1 / 14

Сидни Уотсон/семейный мастер на все руки

2 / 14

Reimphoto/Getty Images

Листовые товары

Хозяйственные магазины и лесопилки тонны 4-футовых лесоматериалов. х 4 фута. инженерные деревянные панели. Листовой материал — это общий термин для этих панелей, но размер зависит от американских строительных стандартов.

Листовые материалы, состоящие, среди прочего, из фанеры, гипсокартона, ДВП, наружной обшивки и ориентированно-стружечной плиты, могут быть прикреплены к типичному жилому и коммерческому каркасу с 16-дюймовым центром.

3 / 14

mrs/Getty Images

Массивная древесина

Массивная древесина — это общий термин, обозначающий, что что-либо НЕ является ДСП, фанерой или другим конструкционным листовым материалом, который был бы менее дорогим и менее долговечным.

Твердая древесина может поставляться в виде бревен прямо от лесовода или досок, вырезанных из бревен. Это также может относиться к чему-либо, сделанному из цельного дерева, которое было вклеено в панель, например к столешнице мясного блока или к предмету мебели.

4 / 14

bofotolux/Getty Images

Твердая древесина

Древесина любого лиственного дерева (сбрасывающего листву осенью) считается пиломатериалом из твердой древесины. Орех, вишня, клен, дуб и другие считаются лучшими корпусными пиломатериалами. Они коммерчески жизнеспособны, потому что склад пиломатериалов может гарантировать инвентаризацию этих видов.

К твердой древесине также относятся тополь, орех и другие, менее распространенные и относительно мягкие, но также получаемые из лиственных деревьев. Удивительно, но некоторые лиственные породы, такие как тополь или тополь, менее твердые, чем мягкие, такие как пихта Дугласа.

5 / 14

Schon/Getty Images

Хвойная древесина

Деревья с шишками, также известные как хвойные, производят пиломатериалы из хвойной древесины. Это включает в себя обыкновенную сосну и кедр, которые вы можете найти в домашних центрах в виде 2×4 или наружного настила. Хвойные породы также включают высоко ценимые пиломатериалы, такие как южная желтая сосна, красное дерево и пихта Дугласа.

6 / 14

Charoenchai Tothaisong/Getty Images

Экзотическая древесина

В отличие от коренных американских лиственных пород, экзотическая древесина поступает со всего мира. Двумя популярными примерами являются тик с его устойчивостью к гниению и кубинское красное дерево насыщенного красного цвета. Тик был предпочтительным материалом с первых дней американского краснодеревщика.

Другие виды, такие как бокоте, бубинга или падук, являются чрезвычайно твердыми и быстро тупящимися режущими инструментами! Часто родом из Южного полушария, эти леса дороги и часто способствуют разрушительной вырубке лесов. Несмотря на свою красоту и уникальность, пыль часто вызывает раздражение глаз, кожи и дыхательных путей.

7 / 14

Флавио Коэльо/Getty Images

S4S

На складах пиломатериалов существует множество терминов для обозначения древесины, обработанной промышленными инструментами. S4S (наплавленный с четырех сторон) не шероховатый с следами от пилы, а гладкий и плоский на поверхностях, с кромками, параллельными и перпендикулярными граням. Поскольку этот пиломатериал был обработан, он обычно тоньше, чем рекламируется. Однодюймовый S4S обычно имеет размер всего 13/16 дюймов. толстый.

8 / 14

Juanmonino/Getty Images

Primary Species

Богатая мебель из красного дерева редко делается только из красного дерева, потому что оно дорогое и редкое.

Видимая древесина на дверях, фасадах ящиков и столешницах мебели называется основной породой. В боковинах ящиков используются менее дорогие, но не менее прочные второстепенные породы, такие как клен или дуб. Внутренние структурные компоненты и угловые блоки выполнены из третичных пород, таких как сосна, тополь или даже смесь разных пород дерева.

9 / 14

MarkD800/Getty Images

Фанера

Изготовленный продукт, в котором нечетное количество слоев древесины склеено перпендикулярно друг другу для создания стабильного листа, обычно 4 фута. х 8 футов. Разработанная для различных применений, большая часть фанеры состоит из менее дорогих внутренних сердцевинных материалов и более эстетичного шпона снаружи.

Производитель экономит деньги, сортируя поверхности шпона. Эти панели подразделяются на классы A, B и C, где A — наивысшее качество. 1/4 дюйма. фанера из орехового дерева, используемая для спинок шкафов, где одна сторона никогда не будет видна, может иметь видимый шпон A и шпон C на скрытой стороне. Фанера высшего качества имеет больше внутренних слоев и меньше подвержена короблению.

10 / 14

JSABBOTT/Getty Images

Фанера из балтийской березы

Балтийская береза, также известная как русская фанера, решительно отличается от обычной фанеры. Каждый слой или слой имеет ту же толщину и качество, что и внешняя сторона, что делает его более стабильным и более качественным, чем другая фанера.

Европейский продукт, суппорты показывают, что 1/4 дюйма. Балтийская береза ​​на самом деле имеет толщину 6 мм. Это единственный продукт, доступный в размере 5 футов. х 5 футов. размеры, что делает его гораздо более эффективным для проектов размером чуть больше 48 дюймов. (Это половина листа стандартной фанеры.)

11 / 14

timltv/Getty Images

Шпон

Тонкие листы дерева толщиной от 1/16 дюйма. до 1/100 дюйма. называются шпоном. Более толстый шпон можно вырезать из бревна ленточной пилой, тогда как более тонкий шпон можно обрабатывать в промышленных масштабах лезвием, которое режется практически без отходов.

Более толстый шпон выглядит и ведет себя как массивная древесина. Более тонкий шпон часто прикрепляют к бумажной основе, что помогает стабилизировать тонкую, хрупкую древесину и предохраняет ее от растрескивания. Шпон наклеивается на менее дорогую инженерную подложку, которая поддерживает бумагоподобную древесину.

12 / 14

Руслан Сидоров/Getty Images

Древесноволокнистая плита средней плотности

Древесноволокнистая плита средней плотности (МДФ) — это гладкий, жесткий материал, идеально подходящий для отделки поверхностей, поскольку он не набухает и не сжимается при сезонной влажности.

Изготовленные из смеси мелких опилок, клея и воды, панели МДФ однородны по толщине и соответствуют размеру. Три четверти МДФ действительно 3/4 дюйма. толстый. Гладкая поверхность идеальна для покраски и структурной при склеивании. Однако МДФ легко царапается. Гвозди и шурупы имеют тенденцию раскалывать края, и панели набухают, когда они намокают.

Поскольку края легко повреждаются, МДФ обычно продается на один дюйм больше, поэтому шероховатые края можно обрезать после покупки. LDF (древесноволокнистая плита легкой плотности) является менее распространенной легкой альтернативой.

13 / 14

ilbusca/Getty Images

ДСП/OSB

Древесно-стружечная плита, она же ориентированно-стружечная плита (OSB), изготавливается из кусков древесины неправильной формы, оставшихся от лесозаготовительной промышленности. Плоское перекрытие кусков и применение давления и клея между слоями создает уродливое недорогое листовое изделие.

Несмотря на то, что плита OSB не привлекательна, ее низкая стоимость делает ее прекрасным материалом для изготовления приспособлений, козлов, одноразовых приспособлений или магазинных шкафов.

14 / 14

ANGHI/Getty Images

Bendy Ply

Как следует из названия, Flexi-Ply используется для изготовления кривых, цилиндров или чего-либо неплоского.

Обычная фанера состоит из пяти или более нечетных слоев, волокна каждого из которых проходят перпендикулярно следующему, что делает их жесткими и плоскими. Гибкая фанера — это особый вид фанеры, состоящий всего из двух слоев. Внешний облицовочный слой представляет собой высококачественный шпон, приклеенный к более толстому слою хвойной древесины с волокнами, идущими в том же направлении.

Когда несколько слоев гнутого слоя сгибаются и склеиваются вместе, клей удерживает изгиб прочным и жестким.

Первоначально опубликовано: 16 февраля 2022 г.

Сет Алек Келлер

Сет Келлер — мебельщик, дизайнер, педагог и писатель из Анн-Арбора, штат Мичиган. Он написал десятки статей для American Woodworker, Popular Woodworking и Woodworkers Guild of America. Когда он не занимается изготовлением мебели на заказ для клиентов, вы можете увидеть, как он фрезерует пиломатериалы на своей лесопилке или катается на велосипеде со своей семьей.

Древесина как строительный материал – виды, структура, обработка

🕑 Время чтения: 1 минута

Древесина – один из наиболее часто используемых природных строительных материалов в мире. Ряд ценных свойств, таких как низкая теплопроводность, небольшая насыпная плотность, относительно высокая прочность, податливость механической обработке и т. д., делают древесину известным строительным материалом. Древесину можно использовать наиболее экономичным способом, не теряя ни одной из ее производных. Даже опилки, полученные при распиловке древесины, также можно использовать для изготовления древесноволокнистых плит, бумаги и т. д. В этой статье мы поговорим о классификации и структуре дерева, а также о переработке древесины от вырубки дерева до сохранения древесины.

Contents:

• Types of Trees for Timber Production
  • 1. Exogenous 
  • Conifers
  • Deciduous
  • 2. Endogenous
• Structure of a Tree
  • 1. Macrostructure
  • Pith
  • Heart wood
  • Заболонь
  • Слой камбия
  • Внутренняя кора
  • Наружная кора
  • Сердцевинные лучи
  • 2. Микроструктура
• Обработка древесины
  • 1. Вырубка деревьев
  • 2. Приправа древесины
  • 3. Преобразование древесины
  • Обычное распиливание
  • Радиальное пила
  • Radial Sawing
  • Radial Sawing
  • . Типы деревьев для производства древесины

    Деревья делятся на следующие типы в зависимости от способа их роста.

    1. Экзогенный
    2. Эндогенный
    1. Экзогенные

    Экзогенные деревья — это деревья, растущие наружу. Горизонтальный срез такого дерева содержит несколько годичных колец. Эти кольца можно использовать для предсказания возраста дерева. Большинство экзогенных деревьев используются для многих инженерных целей. Экзогенные деревья подразделяются на следующие типы.

    • Хвойные деревья
    • Лиственные

    Рис. 1: Экзогенное дерево

    Хвойные деревья

    Хвойные деревья — это не что иное, как деревья, производящие мягкую древесину, которые также называют вечно зелеными деревьями. Древесина этих деревьев светлая, легкая, малоплотная и неустойчивая к огню. Примеры: сосна, пихта, красное дерево, ель, деодар, кедр и т. д.

    Лиственные

    Лиственные деревья — это деревья, производящие твердую древесину. Листья этого типа деревьев, как правило, широкие, опадают осенью и растут весной. Лиственные деревья наиболее подходят для строительных целей. Древесина лиственных деревьев темного цвета, плотная, самая тяжелая и огнеупорная. Примеры: клен, красное дерево, дуб, тик, орех, бабуль и т. д.

    2. Эндогенные

    Эндогенные деревья — это растущие внутрь деревья, содержащие волокнистую массу в продольном сечении. Древесина этих деревьев используется в некоторых ограниченных инженерных целях. Примеры: бамбук, пальма, тростник и т. д.

    Рис. 2: Эндогенное дерево

    Структура дерева

    Структуру дерева можно разделить на две категории следующим образом.

    1. Макроструктура
    2. Микроструктура
    1. Макроструктура

    Структура дерева, видимая невооруженным глазом, называется макроструктурой дерева. Макроструктура дерева содержит следующие компоненты

    • Сердцевина
    • Сердце из дерева
    • Заболонь
    • Слой камбия
    • Внутренняя кора
    • Наружная кора
    • Сердцевинные лучи

    Рис. 3: Макроструктура дерева

    Сердцевина

    Основная часть или самая внутренняя часть дерева называется сердцевиной. Он содержит ткани целлюлозы, которые полезны для роста растений в молодом возрасте.

    Сердцевина дерева

    Древесина сердцевины — это часть вокруг сердцевины, которая имеет темный цвет и содержит несколько годовых колец. Он очень твердый и придает жесткость дереву. Древесина сердцевины используется для нескольких инженерных целей из-за ее прочности и долговечности.

    Заболонь

    Заболонь содержит наружные годичные кольца. Это указывает на недавний рост дерева и светлый цвет. Он содержит сок, который способствует росту деревьев.

    Слой камбия

    Слой камбия содержит сок, который через некоторое время превратится в заболонь древесины. Он не должен подвергаться воздействию атмосферы, иначе дерево может погибнуть.

    Внутренняя кора

    Защитный слой камбия известен как внутренняя кора.

    Наружная кора

    Самый внешний слой секции дерева называется внешней корой или корой. Он содержит клетки древесного волокна.

    Сердцевинные лучи

    Лучи, идущие от сердцевины к камбиальному слою, известны как сердцевинные лучи. Эти лучи скрепляют годовые кольца заболони и сердцевины вместе.

    2. Микроструктура

    Микроструктуру дерева можно увидеть только при большом увеличении. Он содержит клетки разной формы и размера. Эти клетки отвечают за многие действия, такие как перенос питательных веществ к ветвям от ствола, прочность дерева и т. д.

    Обработка древесины

    Обработка древесины включает следующие этапы

    1. Валка деревьев
    2. Приправа для древесины
    3. Переработка древесины
    4. Консервация древесины
    1. Рубка деревьев

    Рубка деревьев – это не что иное, как вырубка деревьев, пригодных для инженерных целей. Рубку следует проводить, когда дерево созреет. Только тогда в ней содержится больше сердцевины, чем заболони. Идеальный возраст деревьев для рубки колеблется от 50 до 100 лет. Лучшим сезоном для рубки деревьев является середина зимы для равнинных территорий и середина лета для холмистых местностей. Сначала делается надрез в самой нижней части ствола с той стороны, где предполагается падение дерева. Срез должен быть за пределами центра тяжести дерева. Затем сделайте параллельный пропил, точно противоположный первому пропилу. Затем свяжите верхушку дерева 4 веревками с 4 сторон. Теперь потяните веревку с первой стороны разреза и ослабьте веревку на противоположной стороне. Используя две другие веревки, медленно раскачайте дерево. Затем дерево начинает ломаться по надрезам и плавно падать на землю. Ветки обрубаются, кора снимается и нарезается на нужные размеры.

    Рис. 4: Валка дерева

    2. Приправа древесины

    Высушивание древесины означает удаление влаги из древесины. Только что срубленное дерево содержит до 50% воды от своего сухого веса. Древесина содержит свободную влагу и связанную влагу. Свободная влага присутствует в древесине в виде водяного пара, а связанная влага присутствует в стенках ячеек. При выдержке сначала испаряется свободная влага, и эта точка называется точкой насыщения волокна. После точки насыщения волокна древесина дает усадку при сушке, что является не чем иным, как испарением связанной влаги. Есть два метода приправы, а именно

    • Натуральная приправа
    • Искусственная приправа

    Рис. 5: Приправа древесины

    Читайте также: Различные способы выдержки древесины

    3. Переработка древесины

    Преобразование древесины – это процесс распиловки древесины на требуемые секции. Это можно сделать с помощью силовых машин. Для экономичной переработки древесины требуются квалифицированные специалисты. Преобразование может быть выполнено четырьмя типами следующим образом

    • Обычное пиление
    • Тангенциальное пиление
    • Четверть навеса
    • Радиальная распиловка
    Обычное пиление

    Это самый распространенный и простой метод распиловки. Распил производят по сечению заготовки перпендикулярно годичным кольцам. Потери древесины в этом случае минимальны. Полученные доски не имеют одинаковой прочности. Внешние доски содержат заболонь и дают большую усадку, в то время как внутренние доски содержат сердцевинную древесину, которая дает меньшую усадку.

    Рис. 6: Обычное пиление

    Тангенциальное пиление

    При этом виде распиловки разрезы проходят по касательной к годичным кольцам и сходятся под прямым углом друг к другу. Этот метод подходит, когда годовые кольца сильно отличаются друг от друга.

    Рис. 7: Тангенциальное пиление

    Четвертное пиление

    При четвертной распиловке пропилы делаются под прямым углом друг к другу. Это подходит, когда древесина не имеет отчетливых сердцевинных лучей.

    Рис. 8: Четвертное пиление

    Радиальное пиление

    При этом виде распила пропилы делаются параллельно сердцевинным лучам радиально. При этом методе потери древесины максимальны.

    Рис. 9: Радиальная распиловка

    4. Консервация древесины

    Завершающим этапом обработки древесины является консервация, которая проводится для повышения прочности древесины, а также для защиты древесины от воздействия грибков, насекомых и т.п. Обычно в качестве консервантов используются ASCU, каменноугольная смола, масляные краски, краски Solignum и т.д.

    Рис. 10: Консервация древесины

    Читайте также: Консервация древесины – используемые методы и материалы

    Прозрачная древесина: строительный материал будущего?

    Когда Тимоти Бойтузе изучал архитектуру в Японии, где здания должны выдерживать землетрясения, он понял, что следующим умным материалом может стать тот, который люди использовали на протяжении тысячелетий, — дерево.

    «Во Франции мы строим больше из бетона и камня, чем из дерева», — сказал он. «Когда я познакомился с японской строительной культурой, я понял, как можно строить фантастические сооружения из дерева. Этот материал, который мы считали старым материалом без инноваций, на самом деле был очень умным. Это привело меня в восторг от дерева».

    В 2016 году Бойтузе основал в Париже компанию по материаловедению Woodoo, которая модернизирует древесину, чтобы придать ей новые свойства. Его внимание сосредоточено на преобразовании строительной отрасли, например, путем замены стали на дерево. По словам Бойтузе, в отличие от других строительных материалов, таких как камень или бетон, содержащие песок, древесина является возобновляемым ресурсом, что делает ее привлекательным устойчивым строительным материалом.

    Строительство большего количества деревьев с помощью деревьев также может помочь сдержать большой углеродный след строительной отрасли, который ускоряет изменение климата. Согласно недавнему отчету Всемирного совета по экологическому строительству, 11% глобальных выбросов углерода приходится на материалы и строительные процессы на протяжении всего жизненного цикла здания. Поскольку деревья содержат углерод, использование древесины в зданиях является способом хранения углерода.

    Однако дерево можно использовать не только для опорных столбов. Выборочно извлекая лигнин из древесины — вещество, из которого состоят ее клеточные стенки — и заменяя его полимером определенного типа, получается новый материал. «(Эта древесина) устойчива к атмосферным воздействиям, более огнестойкая, в три-пять раз прочнее и прозрачнее», — сказал Бойтузе.

    Оптические свойства полимера соответствуют свойствам дерева, поэтому свет не преломляется при прохождении через аугментированную древесину. Вместо этого он проходит. Эта прозрачность открывает широкий спектр возможностей.

    Аугментированный

    До сих пор автомобильные компании проявляли наибольший интерес к его аугментированному дереву.

    В настоящее время в рамках проекта под названием Woodoo Augmented Wood компания работает над интеграцией электроники в чувствительную к прикосновениям древесину в сотрудничестве с отраслевыми партнерами. Материал, который пропускает свет, станет деревянными панелями для «тактильных приборных панелей» в автомобилях, говорит Бойтузе.

    Компания Woodoo рассматривает автомобильную промышленность как ворота для вывода своей продукции на рынок, представляя при этом изделия из дерева, которые легче и производят меньше выбросов, чем традиционные панели.

    Буатузе не единственный, кого восхищают возможности, которые предлагает древесина. Ларс Берглунд, профессор дерева и древесных композитов в Королевском технологическом институте KTH в Швеции, обнаружил, что прозрачная прочная древесина может использоваться во многих областях.

    «В этой области трудно быть оригинальным, потому что люди работали над технологиями обработки древесины сотни лет, — сказал профессор Берглунд, возглавляющий проект WoodNanoTech. В то время как другие исследования в основном пытались устранить его недостатки, такие как чувствительность к воде, он и его команда сосредоточились на других характеристиках древесины.

    «Мы смогли освободиться от этого ограничения и взглянуть на новые возможности, которые до сих пор не рассматривались», — сказал он. Их внимание сосредоточено на использовании прозрачной древесины для инженерных целей.

    Профессор Берглунд использует древесину в качестве шаблона для нанотехнологий, подобно Бойтузе, удаляя лигнин, вводя оптически совместимый полимер и добавляя другие технологии для расширения его функциональности.

    Приложение, которое больше всего волнует профессора Берглунда, — это встраивание квантовых точек в дерево для создания светоизлучающих диодов (LED), потому что он подозревает, что это может быть приложение, которое позволит команде выйти на коммерческий рынок. «Идея состоит в том, что ваш потолок будет из деревянной панели, а деревянная панель будет иметь эту светодиодную функцию, поэтому вы можете иметь внутреннее освещение прямо с потолка», — сказал он.

    В отличие от точечного источника света, свет от прозрачного дерева является рассеянным, что делает его более естественным и приятным для глаз, говорит профессор Берглунд. Квантовые точки представляют собой совокупность атомов полупроводника размером в несколько нанометров, которые флуоресцируют при воздействии УФ-излучения. Эти панели — лишь одно из многих применений, которые компания WoodNanoTech разработала для своей прозрачной древесины.

    Древесина также может служить основой для электрохромных окон. Эти «умные окна», окрашенные тонким слоем полимера, могут блокировать свет, когда через них проходит электричество.

    “

    ‘(Улучшенная древесина) устойчива к атмосферным воздействиям, более огнестойкая, в три-пять раз прочнее и прозрачнее”.

    Тимоти Бойтузе, основатель и генеральный директор Woodoo

    Энергетика

    Профессор Берглунд считает, что эта древесина нового поколения также найдет применение в энергетическом секторе. «Мы можем повысить эффективность (солнечных элементов), потому что рассеяние света (внутри дерева) означает, что путь (света) длиннее, поэтому вы можете поглощать больше энергии», — сказал он.

    А использование материала с фазовым переходом вместо полимера для замены лигнина превращает древесину в устройство для хранения энергии. В течение дня эта настоянная древесина может поглощать тепло, но ночью, когда температура падает, материал с фазовым переходом кристаллизуется, выделяя тепло.

    «Мы начинаем с дерева, делаем его несущим, а затем интегрируем (нано) технологии с другими функциями», — сказал профессор Берглунд.

    Основной задачей новых технологий является масштабируемость, и древесина нового поколения не является исключением. «Как вы переходите от лабораторной обработки, где вы полностью контролируете свою наноструктуру, к чему-то, что можно делать в промышленных масштабах?» — спросил профессор Берглунд, добавив, что они ищут коммерческих партнеров. Это может быть сложно для академических исследовательских проектов.

    Интеграция электроники в чувствительную к прикосновению древесину может проложить путь к интерактивным деревянным приборным панелям в автомобилях. Изображение предоставлено — Woodoo

    Для компании Woodoo Boitouset тот факт, что у их компании уже есть отраслевые партнеры, позволяет им увеличить производство. В настоящее время они производят 5000 квадратных метров аугментированной древесины в год, что составляет примерно три четверти футбольного поля, и планируют увеличить объем до 300 000 квадратных метров в год.

    К счастью, древесину для аугментированной древесины легко достать.

    Уже есть много мест, где можно добыть древесину, говорит Бойтузе. Woodoo использует, среди прочего, бук, сосну и тополь, в то время как исследовательская группа профессора Берглунда модернизирует бальзу и обращает внимание на березу.

    Следующим шагом для профессора Берглунда является сделать его модифицированную древесину более экологически чистой. Один из способов сделать это — сохранить как можно больше лигнина, а не выбрасывать его. «Если вы удалите его, вы добавите химическую стадию, которая будет стоить энергии и потребует растворителей», — сказал он. Использование большего количества лигнина также означает сохранение большего количества углерода в зданиях.

    Сейчас его команда занимается использованием в материалах экологически чистого полимера. «До сих пор мы использовали полимеры на нефтяной основе для пропитки древесины, но сейчас мы очень интенсивно работаем над использованием полимера на биологической основе», — сказал он. Это закрепит позицию древесины следующего поколения как строительного материала будущего.

    Исследование в этой статье финансировалось ЕС. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в социальных сетях.

    Регенерированная древесина как строительный материал (и где ее найти)

    Вы думаете о реконструкции своей собственности или о строительстве нового дома в условиях ограниченного бюджета? Что ж, есть один способ развеять ваши заботы и в кратчайшие сроки придать уникальный и элегантный вид вашему дому — использовать переработанную древесину.

    Включая деревянные панели для пола, шкафы, столы, стулья и настилы патио, если они получены из экологически чистых источников и направлены на предотвращение разрушения экосистемы вырубкой лесов, долгосрочные выгоды здесь являются беспроигрышными для всех.

    Если вы слышали о восстановленной древесине и хотите узнать о ней больше, где ее найти и о чем следует помнить, продолжайте читать.

    После того, как вы закончите, вы точно будете знать, на что обращать внимание, и сможете начать свой проект реконструкции экологически безопасным способом. Кто знает, возможно, вы даже вдохновите окружающих сделать то же самое.

    Содержание

    • Что такое регенерированная древесина?
    • Вторичная древесина как строительный материал
    • Где найти вторичную древесину?
      • Сайты демонтажа
      • Онлайн-платформы
      • Соседи и члены семьи
      • Keep An Eye Out For Flyers
      • Construction Sites
    • Benefits Of Using Reclaimed Wood 
      • Eco-Friendly
      • Vast Applications
      • Reliability And Durability
      • Can Bring Your Property To Life 
    • How Reclaimed Wood Может использоваться для устойчивого строительства 
      • Каркас
      • Пол
      • Шкафы и мебель
    • На что следует обратить внимание при использовании вторичной древесины 
      • Может содержать токсины
      • Остерегайтесь вредителей
    • Как ухаживают за восстановленной древесиной?
      • Очистка изделий из вторичного дерева
      • Избегайте следов и пятен 
      • Избегайте волочения
    • Итог

    Что такое вторичное дерево?

    Понятие вторичной древесины можно объяснить по-разному. Тем не менее, самым простым из них является любой древесный материал или предмет, который был спасен, и который можно перепрофилировать и использовать повторно. Красное дерево, пихта, дуб и дуглас являются наиболее распространенными видами восстановленной древесины, поскольку они универсальны, легкодоступны и известны своей долговечностью и надежностью.

    Вторичная древесина в качестве строительного материала

    Вторичная древесина для строительных целей стала недавней тенденцией, учитывая сдвиг потребительских предпочтений в сторону экологичности. Многие семьи предпочитают жить в «зеленых» домах, то есть в домах с минимальным углеродным следом. Восстановленная древесина для строительства или реконструкции имеет большое значение для воздействия на окружающую среду.

    Где найти восстановленную древесину?

    Как бы сложно это ни казалось, найти переработанную древесину не так уж сложно.

    Ниже приведены некоторые места, которые вы можете исследовать, чтобы получить уникальные и элегантные вещи. Будьте уверены, чтобы проверить их.

    Места сноса

    Подрядчики, выполняющие полный снос или реконструкцию собственности, имеют большое количество переработанной древесины. Кроме того, у них часто есть другие предметы, такие как гранитные столешницы и шкафы, которые вы можете достать.

    Однако для этого вам необходимо связаться с местным подрядчиком в вашем регионе и узнать о предстоящих демонтажных работах. Вы даже можете спросить их, склонны ли они откладывать переработанную древесину для повторного использования.

    Онлайн-платформы

    Существует множество приложений, которые можно использовать для поиска восстановленных кусков дерева. Здесь вы можете найти точный тип древесины, который вы ищете, включая ценовой диапазон и желаемые характеристики.

    Во многих случаях может быть доступен совершенно новый древесный материал. Материалы большинства строительных проектов, которые не реализуются, выставляются на аукционы или продаются через онлайн-приложения и платформы.

    Соседи и члены семьи

    Сосед инвестировал в проект реконструкции? Или член семьи, желающий выбросить всю старую мебель и предметы и заменить их новыми?

    Что ж, самое время воспользоваться этой возможностью. Вы можете спросить их, заинтересованы ли они в раздаче каких-либо предметов или выставлены ли они на продажу. Вы будете удивлены количеством переработанных вещей, которые вы найдете с помощью этой техники.

    Следите за листовками

    Многие семьи расклеивают листовки и брошюры в кафе, ресторанах и местных продуктовых магазинах. Вы можете следить за ними и находить восстановленные деревянные предметы, сначала посмотрев на них.

    Таким образом вы даже можете торговать своими предметами. Например, если у вас есть предметы, которые вы хотите выбросить в рамках проекта ремонта, вы можете использовать этот метод, чтобы создать бартерную систему, не потратив ни копейки.

    Строительные площадки

    Строительные площадки содержат много остаточных материалов и древесных ресурсов. Вместо того, чтобы выбрасывать их на свалку, свяжитесь с подрядчиком и получите от него разрешение перебрать некоторые ненужные предметы.

    Преимущества использования регенерированной древесины 

    В наши дни регенерированная древесина используется в каждом строительном проекте. И это правильно. Давайте рассмотрим некоторые из многочисленных преимуществ.

    Экологичный

    Если вы стремитесь спасти планету, переработанная древесина — это именно тот материал, который вам нужен для будущих проектов. Это снижает вредное воздействие вырубки лесов на окружающую среду, поскольку снижает спрос на новые источники пиломатериалов.

    Точно так же это возобновляемый ресурс, который в долгосрочной перспективе уменьшает количество отходов на свалках, что делает этот материал беспроигрышным для всех!

    Широкие возможности применения

    Восстановленную древесину можно использовать по-разному. Будь то деревянные полы, настилы, столы, стулья и столешницы, в строительстве не останется камня на камне.

    Из этого универсального материала можно сделать любой деревянный предмет, а для отделки требуется меньше морилки и красок! Имейте это в виду — вы не хотите лишить натуральное качество древесины, покрывая ее атласной отделкой.

    Надежность и долговечность

    Восстановленная древесина намного долговечнее, чем вы думаете. Она более прочная, чем древесина первого поколения, и менее подвержена порче. Поскольку содержание влаги в регенерированной древесине почти равно нулю, она отлично подходит для коммерческих и жилых проектов по ремонту. Кроме того, вы можете ожидать, что восстановленная древесина прослужит вам всю жизнь, если за ней правильно ухаживать.

    Может вдохнуть жизнь в вашу собственность 

    Поскольку восстановленная древесина выглядит состаренной, она делает вашу собственность уникальной и стильной. Внешний вид и отделка регенерированной древесины не похожи на новую древесину, что может заметить любой, кто входит в ваш дом.

    Это также делает ваш дом более уютным и эстетичным.

    Как переработанная древесина может быть использована для устойчивого строительства

    Переработанная древесина настолько экологична, насколько это возможно. Вот некоторые из популярных способов использования восстановленной древесины:

    Несущий каркас

    Если используется ель, белый дуб, белая сосна, дуглас или кедр, его можно использовать для несущего каркаса. Такая древесина обязательно будет прочной и прочной. Тем не менее, каждая часть требует проверки, прежде чем будет объявлена ​​пригодной для использования.

    Полы

    Мелиорированная древесина также хорошо подходит для полов. И они намного дешевле, что делает инвестиции действительно оправданными. Вы можете рассчитывать на нескользкий пол из регенерированной древесины, так как большинство поверхностей не требуют полировки и покрытия продуктами на основе силикона.

    Шкафы и мебель

    Когда дело доходит до мебели и шкафов, мелиорированная древесина является идеальным дополнением. Вы можете найти деревенские и традиционные предметы, в отличие от предметов, представленных на рынке сегодня.

    Они намного дороже и часто продаются по разным ценам. Таким образом, вы обязательно сэкономите на многих нежелательных расходах во время проекта ремонта дома.

    О чем следует помнить при использовании вторичной древесины 

    При рассмотрении всех преимуществ и способов использования вторичной древесины нельзя упускать из виду несколько аспектов. Регенерированная древесина также имеет несколько недостатков. Тем не менее, их можно легко смягчить при должном внимании к деталям и осторожности.

    Может содержать токсины

    Если вы покупаете регенерированную древесину, которая была обработана, скорее всего, она содержит определенные химические вещества. Они могут включать следы свинца, инсектицидов и консервантов.

    Чтобы убедиться, что ваша древесина не содержит токсинов, сначала проверьте ее, что также может дать вам представление о том, была ли она обработана или нет из прошлой жизни и использования древесины. Если он использовался несколько раз, скорее всего, он прошел несколько обработок.

    Остерегайтесь вредителей

    Восстановленная древесина может быть заражена вредителями. Поэтому осмотр древесины перед покупкой имеет важное значение. Вот несколько признаков, на которые стоит обратить внимание.

    • Отверстия в древесине
    • Слабость и крошится при прикосновении
    • Наличие мелких жуков

    Если присутствует какой-либо из этих признаков, восстановленную древесину можно высушить в печи, чтобы она выглядела совершенно новой и подходила для использования.

    Как ухаживают за восстановленной древесиной?

    После того, как вы восстановили древесину, за ней нужно ухаживать. Техническое обслуживание — это дополнительный шаг, который может поддерживать его в отличной форме и добавить глубины вашему дому.

    Очистка изделий из вторичного дерева

    Чтобы очистить предметы из вторичного дерева, такие как мебель, необходимо обрабатывать их воском каждые несколько месяцев. Вы должны использовать мягкий и высококачественный воск для этого и избегать всего, что основано на силиконе.

    Лучший способ почистить мебель и напольные покрытия из вторичного дерева — приготовить смесь из воды, оливкового масла и белого уксуса. Затем осторожно протрите поверхность, чтобы удалить скопившуюся пыль и мусор.

    Однако этот метод лучше всего подходит для вторичной древесины, которая не подвергалась обработке. Для обработанной древесины достаточно просто протереть тряпкой, смоченной в воде и мягком мыле.

    Избегайте отметин и пятен 

    Несовершенства – частая проблема вторичной древесины. Однако их можно легко избежать.

    Вот несколько советов, как избежать пятен и следов на мебели из вторичного дерева.

    • Подложите подставки и коврики под плиты и чашки, чтобы предотвратить образование кольцевых следов
    • Подложите подкладку под бумагу, если вы пишете на столе из вторичного дерева, что предотвратит образование отпечатков на поверхности
    • Немедленно вытирайте пролитую жидкость, чтобы на восстановленной деревянной мебели не осталось водяных знаков и пятен.

    Избегайте волочения

    Если у вас есть восстановленная деревянная мебель, старайтесь не тянуть ее во время перемещения, так как это может ослабить соединения.

    Вместо этого поднимите предмет и поместите его в нужное место. Вы даже можете положить войлочные прокладки под ножки мебели из восстановленного дерева, чтобы защитить ее от царапин и износа.

    The Bottom Line

    Использование переработанной древесины — отличный способ повысить экологичность. Это снижает жесткое воздействие на окружающую среду и дает вам новый взгляд на строительство и жизнь в зеленых домах.

    Повышайте осведомленность о преимуществах вторичной древесины, активно продвигая ее. Например, вы можете отправить эту статью друзьям или родственникам, которые могут думать о новом строительном проекте. Это обязательно поможет им сэкономить много и внести свой вклад в спасение планеты.

    Делиться заботой!

    Экологически чистая архитектура, дизайн и лесное хозяйство

    Укажите экологически безопасно.

    

    Когда речь идет об экологичной застройке, выбор материалов имеет значение. Древесина — натуральный, возобновляемый и устойчивый материал для строительства. Максимальное использование древесины как в жилом, так и в коммерческом строительстве может ежегодно удалять из атмосферы примерно 21 миллион тонн CO2, что эквивалентно удалению с дорог 4,4 миллиона автомобилей.

    Хотите узнать больше о роли дерева в экологичном дизайне с низким уровнем выбросов углерода?

    BC Фабрика пассивных домов

    Архитектура Хемсворта

    Посмотреть проект

    Ресурсы устойчивого строительства

    Начните поиск.

    Хотите указать устойчивое развитие, но не знаете, с чего начать? Мы создали библиотеку ресурсов о том, как древесина может помочь в достижении целей вашего проекта в области устойчивого развития, в том числе о ее углеродных преимуществах и устойчивом лесном хозяйстве.

    Проектирование будущего с нулевым выбросом углерода

    Поскольку 80 % содержащегося в здании углерода поступает из конструкционных материалов, из которых оно построено, большое значение имеет спецификация строительных материалов. Дерево работает лучше, чем бетон и сталь, когда речь идет как об углеродном следе, так и о загрязнении воздуха и воды. Его низкоуглеродные преимущества и другие преимущества устойчивого развития, включая сертифицированную древесину, переработанные/повторно используемые материалы, местные источники материалов, минимизацию отходов и качество воздуха в помещении, делают древесину одним из лучших инструментов в наборе инструментов для достижения нулевого выброса углерода в атмосферу. здания.

    Featured CEU

    Как рассчитать углеродный след здания от древесины

    Взять CEU

    Узнайте, как древесина может помочь в достижении стандартов Living Building Challenge, в этом выпуске подкаста с Джейсоном Джухерстом из Bruner/Cott Architects.

    ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЙ

    Лесная ухаба.

    В Северной Америке больше сертифицированных лесов, чем где-либо еще в мире. Современные стандарты лесоводства обеспечивают непрерывный цикл выращивания, заготовки и пересадки.

    Сильные рынки изделий из дерева побуждают лесовладельцев сохранять свои земли в качестве лесов и вкладывать средства в методы сохранения здоровья деревьев. Управление лесным хозяйством в США и Канаде осуществляется в соответствии с федеральными, государственными, провинциальными и местными правилами для защиты качества воды, среды обитания диких животных, почвы и других природных ресурсов. В США из-за развития теряется больше лесных угодий, чем лесных угодий.

    Узнайте об управлении лесами из этого видео.

    воплощенный углерод

    Домик на дереве или теплица.

    Древесина накапливает углерод и, поскольку из всех основных строительных материалов она содержит меньше энергии, она требует меньше энергии от сбора урожая до транспортировки, производства, установки, технического обслуживания и утилизации или переработки. Заготовка и повторная посадка увеличивают способность лесов поглотить углерод, поскольку скорость связывания выше во время молодого, энергичного роста. Активное управление лесами, или прореживание лесов, смягчает последствия лесных пожаров, сокращает выбросы углерода, пополняет водные пути, расширяет среду обитания диких животных и создает рабочие места в сельской местности.

    Изображение взято из презентации «Декарбонизация строительства», любезно предоставлено Gray Organschi Architecture

    Узнайте об управлении лесным хозяйством

    Просмотрите карту воздействия на лесное хозяйство

    Поймите роль воплощенного углерода в климатически оптимизированных зданиях.

    Загрузить информационный документ

    Алан Органски

    Директор

    Архитектура Грей Органски

    Мы пришли к пониманию огромного потенциала дерева как мощного инструмента для смягчения последствий изменения климата».

    Common Ground High School

    Фото: David Sundberg/Esto | Архитектура Grey Organschi

    Посмотреть проект

    Использование дерева для обезуглероживания застроенной среды.

    Фото: Дэвид Сандберг/Эсто | Архитектура Grey Organschi

    Презентация: Декарбонизация строительства

    Статья: Здания как поглотитель углерода

    Узнайте об инициативе Timber City

    Когда речь идет о строительстве будущего, выбор материала имеет значение.

    Загрузить информационный бюллетень

    Устойчивые проекты.

    Избранные CEU.

    • CEU

      Роль изделий из дерева в зеленом здании

    • CEU

      Архитирование изменений: стратегии проектирования для здорового, устойчивого, климата Smart Future Future

    • CEU

      .

    • CEU

      Многоквартирные среднеэтажные деревянные дома

    • CEU

      Проектирование устойчивых сборных зданий

    УСТОЙЧИВЫЕ ГОРОДЫ

    С нуля.

    Деревянное строительство может помочь решить проблемы, с которыми сталкиваются наши города, такие как нехватка энергоэффективных зданий с низким уровнем выбросов углерода и доступного жилья. В период с 2010 по 2016 год число доступных арендных площадей в Соединенных Штатах сократилось более чем на 60 процентов. Перепрофилирование устаревших офисных зданий под жилые помещения и надстройка новых этажей становится все более популярным подходом к решению проблемы уплотнения. Добавление этажей к существующим зданиям более возможно с помощью дерева по сравнению с альтернативными материалами из-за его меньшего веса.

    Узнать о 80 M Street

    80 M Street

    Hickock Cole

    Многоэтажные здания с деревянным каркасом также соответствуют нормам для городских точечных зданий — тех, которые максимально используют пустующую или малоиспользуемую собственность, оживляя сообщества.

    Недвижимость с заполнением часто продается по более высокой цене, поэтому экономическая выгода от строительства пяти или шести этажей с использованием дерева часто является единственным способом, при котором проект может работать с финансовой точки зрения.

    устойчивость + статьи городского дизайна

    Дополнительные древовидные источники.

    • статья

      Новая древесина: углерод, технология и ремесло

    • статья

      Тенденции устойчивого строительства набирают силу

    • Статья

      5

      От источника углерода к дереву?

    • article

      Поскольку Давос уделяет особое внимание устойчивому развитию, как адаптируется недвижимость?

    • статья

      Perkins and Will Change the Office Paradigm

    • article

      Строительство из дерева вместо стали может помочь вытянуть из атмосферы миллионы тонн углерода

    Думаете, деревянная опора

    Нужна деревянная опора? Мы можем помочь.

    

    Свяжитесь с нами

    Дерево. Можем ли мы по-прежнему называть это так?

    Высококачественные древесные материалы нового поколения открывают перед миром дизайна и архитектуры неожиданные высокотехнологичные возможности.

    Предназначенные для биоразложения и нейтрального содержания углерода, материалы будущего предназначены для биопроизводства, биопроизводства и биоосновы. По всей вероятности, чтобы снизить их влияние, мы придем к идее специальных культивируемых материалов . Этот сценарий, который меняет параметры инноваций, требует от всех нас переосмыслить то, как мы мысленно классифицируем материалы. И требуется дизайнеров и архитекторов , чтобы изменить способ выбора и использования материалов. Все материалы, включая самые традиционные, обновляются в техническом плане. В первую очередь это древесина , которая, учитывая профиль устойчивости, все более направленный на минимизацию воздействия и устойчивое управление лесным хозяйством , неожиданно приобретает эксплуатационные характеристики, которые полностью сопоставимы с характеристиками высокотехнологичных материалов.

    Восстановленный деревянный шпон, разработанный в 1980-х годах Этторе Соттсассом для его коллекции Memphis: натуральное дерево обретает эстетику, невозможную в природе, открывая беспрецедентные возможности для дизайна дерева. Здесь мы видим четыре цвета древесины Alpi Sottsass, недавно переизданные: красный, коричневый, серый и оранжевый © Federico Cedrone

    Движимая высокотехнологичными инновациями , ставшими возможными благодаря изменениям, происходящим на уровне ее наноскопической структуры и процессам трансформации, сегодня древесина предлагает необычайное множество языков, как технических, так и формальных, всегда оставаясь природным материалом . Древесина может быть прозрачной, жидкой, прочной, как сталь или бетон, расширенной, пригодной для 3D-печати, гибкой, сшиваемой. И многое, многое другое.

    Это увлекательный мир, и именно по этой причине он требует не только умеренности в решениях, но и прежде всего новых формальных языков, чтобы утвердиться. Вот что произошло в 1980-х годов, когда благодаря новой технологии ультратонкого шпона дерева, которая впервые позволила воссоздать любую сущность в натуральной форме с помощью тонкого шпона натурального дерева, Ettore Sottsass проложила путь современному дереву. С большой предусмотрительностью и будучи бунтарем, Соттсасс создал Alpi (на фото выше), показав, что дерево может оставаться верным своей сути, становясь при этом авангардными в своих формах. Только таким образом биотехнологическая древесина действительно сможет достичь множественности, став иконой устойчивая красота и выше своего статуса могущественного и вневременного природного символа, верного себе на протяжении веков.

    Прозрачное дерево

    В 2011 году, предвосхищая научную реальность, японская студия дизайна Nendo , стремясь создать иллюзию прозрачного дерева , изготовила акриловый стол, имеющий форму, сборку деталей и текстуру поверхности деревянные доски. Этот дальновидный дизайн предвещал скорое будущее, в котором естественное принимает неожиданные формы. Это будущее здесь.

    За последние несколько лет многочисленные университетские исследовательские центры материалов на международном уровне усердно работали над созданием дерева , пропускающего свет через . Преимущества, которые натуральный, потенциально недорогой материал, такой как дерево, мог бы иметь для мира дизайна, если бы он был оснащен новой функциональной прозрачностью, очевидны. Это позволит создать мир устойчивых и дешевых окон, радикально изменив технологические объекты, которые в настоящее время используют стекло в качестве интерфейса, от солнечных панелей до электронных устройств. Но настоящая революция заключается в том, что сама по себе прозрачность дерева наводит нас на мысль о новой эстетике устойчивости , где мы можем представить необычайно красивую, высокоэффективную технологию, эмоционально близкую к естественности.

    «Прозрачный стол», японская студия Оки Сато, Nendo. Акриловый стол создает иллюзию того, что он сделан из прозрачного необработанного дерева © Masayuki Hayashi

    Технически процесс, с помощью которого можно получить определенную степень прозрачности дерева, стал возможен в течение нескольких лет благодаря использованию нанотехнологии . Лигнин, биополимерный компонент клеточных стенок (, отвечающий за прочность, непрозрачность и цвет древесины, ред. ), удаляется из материала, не повреждая его микроструктуры. Поры, которые он оставляет после себя, заполняются прозрачным полимером для восстановления механических свойств исходного материала, но с новыми оптическими качествами. Древесина, полученная в результате этого процесса, характеризуется мягкой прозрачностью, как у матового стекла, которое очень хорошо пропускает свет и модулирует изображения тонкими размытиями.

    Однако только в последнее время были достигнуты обнадеживающие результаты в применении этих процессов к крупномасштабному производству. Это произошло благодаря стартапам, созданным специально экспертами по технологии целлюлозы , которые вышли на поле с целью преодоления разрыва между академическими кругами и промышленностью. Первые выдающиеся результаты этого важного сотрудничества были достигнуты в Европе.

    Прозрачный, структурный, терморегулируемый

    Технологические методологии в этой области постоянно обновляются, при этом некоторые из них все еще оцениваются с точки зрения их общего воздействия. Однако опубликованные исследования дают надежду, что через несколько лет эти новые материалы будут готовы к использованию в проектах дизайнеров и архитекторов.

    KTH, в Стокгольме (Шведский королевский технологический институт), был первым, кто раскрыл отличные результаты, полученные профессором Ларсом Берглундом из WWSC (Wallenberg Wood Science Center, партнер KTH), который сделал древесина прозрачна впервые благодаря химическому удалению лигнина в растворе. Поры, оставленные лигнином, заполненные полимером, показатель преломления которого соответствует показателю преломления древесины, позволяют свету распространяться через материал, который, таким образом, становится равным 9.0213 полупрозрачный . Исследование WWSC в первую очередь направлено на вывод на рынок структурной деревянной альтернативы стеклу, подходящей для создания солнечных элементов, которые, таким образом, будут использовать недорогой возобновляемый ресурс с дополнительным экологическим преимуществом низкой плотности. и низкая теплопроводность нового материала.

    Исследователи KTH успешно испытали экологически чистую альтернативу наполнителям на основе ископаемых: лимоненакрилат, полученный из остатков цитрусовых, таких как кожура, получаемая при производстве апельсинового сока © KTH

    Понятно, что это «дерево как стекло» может изменить архитектуру завтрашнего дня, если оно используется даже на фасадах зданий. Однако преимущества не ограничиваются легкой фильтрацией. Помимо прозрачности, эта новая древесина, созданная шведскими исследователями, может иметь и другие важные преимущества, такие как способность выделять или аккумулировать тепло намного лучше, чем стекло. «Работа над типом наполнителя для пор, оставшихся после удаления лигнина, может привести к очень интересным саморегулирующимся термическим свойствам», — объясняет Селин Монтанари , член команды Ларса Берглунда, в статье, опубликованной в 2016 году, в первые дни их исследования.

    Montanari имеет в виду используемый наполнитель на основе материалов с фазовым переходом ( PCM ): «они также известны как материалы со скрытым накоплением, поскольку они способны переходить из твердого состояния в жидкое и наоборот. . Другими словами, эти наполнители, переходя из жидкой фазы в твердую, выделяют накопленное в них тепло или, наоборот, могут поглощать тепло. Это означает, что они способны хранить большое количество тепла». PCM могут быть органическими или неорганическими, и шведская команда первоначально использовала биоразлагаемый, нетоксичный PCM, называемый полиэтиленгликолем (9). 0213 ПЭГ , полимер, используемый в косметике и медицине, который недавно обсуждался в связи с производством некоторых вакцин Covid-19 , изд. ).

    Однако недавно шведские исследователи объявили о новых интересных результатах в стремлении к полной устойчивости: «Спустя пять лет после внедрения прозрачной древесины мы нашли способ сделать композит на 100% возобновляемым — и более прозрачным — с использованием цитрусовых на основе прозрачного биопластика в качестве наполнителя», как описано в интересной статье, опубликованной 2 мая 2021 года в Продвинутый Наука . Фундаментальная особенность результатов, достигнутых в Швеции, заключается в том, что можно получить несущий материал с очень конкурентоспособными структурными, а также оптическими свойствами, в то время как другие прозрачные породы дерева остаются в основном декоративными материалами.

    Центр инновационных материалов (CMI) Университета Мэриленда под руководством Лянбина Ху разработал древесину, на 90% прозрачную © CMI

    Еще одна группа, работающая в области обеспечения прозрачности древесины, —0213 CMI (Центр инноваций в области материалов) Университета Мэриленда в США, чьи исследователи под руководством профессора Ху Ляньбина получили полупрозрачную древесину с использованием эпоксидной биосмолы. CMI в основном инвестировал в возможность найти альтернативный процесс химической делигнификации в растворе, который обычно использует большое количество химикатов и энергии. В 2019 году команда из США разработала метод удаления лигнина «химическая чистка» , который может активировать прозрачность в течение короткого промежутка времени, подвергая материал воздействию солнца. Полученная прозрачная древесина тонкая (толщиной примерно 1 мм), имеет оптическое коэффициент пропускания ( способность материала пропускать свет, изд. ) 90 процентов, и, поскольку процесс чистки требует нанесения химических веществ аналогично краске, можно было бы создавать специальные прозрачные узоры. , придавая материалу декоративные эффекты.

    Древесные биокомпозиты с высокими оптическими характеристиками могут многое предложить, особенно технологиям будущего. Концепции варьируются от использования древесины для накопления тепла до деревянных панелей со встроенными функциями освещения, интересных приложений для интеллектуальных окон и использования в качестве интерфейса в электронных устройствах.

    Французская компания Woodoo разработала прозрачную, чувствительную к прикосновению древесину © Woodoo
    Высокотехнологичная древесина на биологической основе

    Охота за высокотехнологичными биоматериалами лежит в основе французского проекта Woodoo , финансируемого Европейский Союз в 2017 году по предложению французского предпринимателя, архитектора и биолога Тимоти Буатузе . Его компания, которая также называется Woodoo, работает над целлюлозными нанотехнологиями для разработки новых материалов на основе древесины с технологическими приложениями. Бойтузе объяснил CORDIS (Информационная служба ЕС по исследованиям и разработкам), что «Woodoo выборочно извлекает лигнин и заменяет его специальными полимерами. Новые материалы обладают беспрецедентной механической прочностью, долговечностью, огнестойкостью и оптическими свойствами. Woodoo использует местные древесные материалы, в том числе низкосортные породы дерева (бук, береза, сосна и осина), все из лесов ЕС, находящихся в устойчивом управлении в пределах 300 км от завода-изготовителя. Заменив излучающие первичные строительные элементы, биоматериалы Woodoo будут в 17 раз 9 эффективнее.0213 менее энергоемкий, чем , чем стекло, в 130 раз меньше, чем сталь, и в 475 раз меньше, чем алюминий. Вместо того, чтобы быть примитивным материалом, противоречащим инновациям и футуристическому дизайну, дерево с помощью технологий трансформируется в новое поколение высокотехнологичных и относительно недорогих материалов на биологической основе, которые могут глубоко изменить наши отношения с технологиями . С Woodoo мы стремимся работать на этом рубеже, сотрудничая с производителями автомобильного дизайна мирового класса». Woodoo — это также название одного из продуктов парижской компании: высокотехнологичное, полупрозрачное и чувствительное к прикосновению дерево с прозрачностью янтаря, недавно разработанное для производства цифровых интерфейсов.

    Подобно прозрачному столу японской студии дизайна Nendo , представленному на Миланской международной мебельной ярмарке в 2011 году, другой проект из Японии под названием mui впервые появился в Милане, чтобы заявить о себе международному сообществу. дизайнерское сообщество. Это произошло во время городской недели дизайна после завершения кампании на Kickstarter в апреле 2019 года. Сегодня mui Lab — это стартап из Киото, специализирующийся на «спокойных интерфейсах». Его флагманский продукт, система отображения mui, состоит из интерактивной прозрачной деревянной панели, которая может управлять устройствами IoT и подключаться к Интернету.

    В выключенном состоянии mui выглядит как простая панель из твердой древесины, но при прикосновении пальцев к натуральной поверхности внутри устройства загорается дисплей, позволяющий регулировать свет и температуру в умном доме, проверять новости и прогноз погоды, воспроизведение музыки, отправка и получение текстовых и голосовых сообщений. Этот проект черпает вдохновение из даосской философии mui shinzen , буквальное значение которой сродни «ничегонеделанию». Однако для mui Lab – как соучредитель и генеральный директор Kaz Oki поясняет: «Это означает предложение «спокойной технологии», которая может привнести ощущение природы в сегодняшнюю цифровую жизнь за счет использования инженерной мощи компании и передовых технологий». mui получил права интеллектуальной собственности на свою интерактивную деревянную панель.

    mui — это прозрачное деревянное IoT-устройство, разработанное mui Lab: эта интеллектуальная панель управления выглядит как кусок твердой древесины до тех пор, пока прикосновение ваших пальцев не откроет внутренний дисплей внутри устройства © mui Lab
    Что, если бы древесина была не только прозрачной, но и жидкой и пригодной для 3D-печати?

    В 2012 году итальянский модный бренд Gucci , реализуя новую политику устойчивой роскоши от Safilo Group и Kering Eyewear, экспериментировал с жидкой древесиной . Этот материал никогда ранее не использовался в этом секторе, и он был использован для производства некоторых моделей солнцезащитных очков с целью замены традиционных пластиковых материалов.

    Естественно, грань между полной экологичностью и простым сокращением количества используемого пластика определяется возможностью обеспечения, даже в случае жидкой пищи, 100-процентной смеси на биологической основе в экспериментальных рецептурах, где , например, натуральное древесное волокно объединяется с такими материалами, как пенька или лен с использованием натуральных добавок, таких как воски. Жидкие древесные биопластики представляют собой материалы, изготовленные из 100% возобновляемых сырьевых материалов , где лигнин, выбрасываемый при производстве бумаги (или другие отходы деревообработки), используется в сочетании с другими материалами для получения пригодных для печати «пеллет», как и с любым другим пластиковым материалом. . Следовательно, это материалы с низким уровнем ударопрочности.

    Древесина, напечатанная на 3D-принтере, как настраиваемый строительный материал: модульные блоки Emerging Objects, разработанные Вирджинией Сан Фрателло и Рональдом Раэлем совместно с Молли Вагнер и Викторией Леу © Forust Corporation

    Один из таких малоударных «жидких древесных материалов», разработанный инженерами Института Фраунгофера в Германии , стал массовым материалом, продаваемым биополимерной компанией Tecnaro под торговой маркой Arboform . Этот материал является биоразлагаемым, горючим и устойчивым к солнечному воздействию, и его можно изменить, чтобы сделать его огнестойким. Учитывая высокое производство древесины в некоторых европейских странах, особенно в Скандинавии, такие страны, как Швеция , вложили значительные средства в этот тип композита на основе отходов деревообработки и биополимеров. Durasense от Stora Enso — еще один пример этих новых материалов, созданных с использованием древесных волокон и стружки наряду с полимерами на биологической основе.

    Впечатляющие результаты, полученные в производстве биопластика, с одной стороны, и повторное использование природных отходов для уменьшения воздействия на леса, с другой, вселяют разумное убеждение, что печатных предметов из жидкого дерева вскоре могут представлять собой отличная возможность для экологически безопасного дизайна для создания инноваций. Жидкая древесина, изготовленная из 100-процентного возобновляемого сырья, может подвергаться литью под давлением, экструдироваться в листы, и, хотя это все еще находится на экспериментальной стадии, она начинает находить применение в  дизайн интерьера  (мебель или детали салонов автомобилей).

    Приняв вызов технологии, дерево еще больше смещает центр тяжести от природы к промышленному дизайну . Сегодня можно изготовить биоматериал для 3D-печати из дерева. Смеси пригодных для печати древесных композитов и пластиковых материалов уже несколько лет доступны для дизайнерских приложений, но трехмерных древесных материалов на биологической основе все еще относительно мало .

    3D Wood — набор панелей, созданный из переработанных древесных волокон и других сельскохозяйственных отходов. Дизайн Emerging Objects, Вирджиния Сан Фрателло и Рональд Раэль, Молли Вагнер и Виктория Леу © Forust Corporation

    В недавней статье исследователь и архитектор Блейн Браунелл , эксперт в области передовых устойчивых материалов для архитектуры и дизайна и директор Школы архитектуры в Университете Северной Каролины, предупреждает, что 3D-печать дерева представляет собой парадокс. Несмотря на возможность повторного использования отходов деревообработки, это может иметь негативные последствия для окружающей среды, если другие компоненты в смеси, необходимые в процессе аддитивного производства ( другое название 3D-печати, когда материал добавляется слой за слоем, пока не будет достигнут окончательный объем, прим. ред. ), выбираются небрежно.

    В своей статье Браунелл объясняет, что обычно древесно-пластиковые композиты (ДПК) представляют собой материалы, содержащие только 30–35 % переработанных древесных волокон, а остальные 70–65 % состоят из сополиэфиров или, в лучшем случае, случай, полимолочная кислота (PLA, полиэфир на биологической основе, полученный из таких растений, как кукуруза, пшеница или свекла, изд. ). И наоборот, «исследователи из WWSC создали пригодный для печати носитель из целлюлозных нанофибрилл , смешанных с гидрогелем. Эта гелеобразная суспензия, состоящая более чем на 95% из воды, пригодна для печати трехмерных структур, которые сохраняют свою форму при сушке в контролируемых условиях».

    Этот новаторский сектор дизайна до сих пор не получил широкого распространения. Среди его немногих представителей мы находим Forust Corporation , калифорнийскую компанию, которая использует древесный порошок со связующими веществами, полученными из переработанных сельскохозяйственных отходов. В сотрудничестве с творческим аналитическим центром Emerging Objects , Форуст создал серию экспериментальных трехмерных деревянных структур с оригинальными органическими формами. Цвета этих предметов, однако, основаны на тонах коричневого и соломенного диапазона, а текстуры и прожилки остаются максимально приближенными к естественным.

    Надежная древесина, такая же прочная, как бетон и сталь

    Еще одна новаторская разработка в этой области, которая уже находит практическое применение, — конструкционная древесина, которую можно использовать для строительства небоскребов. Mjøstårnet, самый высокий деревянный небоскреб, построенный до сих пор, был построен в Брумунддале, около Столица Норвегии , Осло, по проекту студии Voll Arkitekter . Конструкция высотой 85,4 метра была построена из клееного бруса (CLT, где цельнопиленные панели уложены в переплетенном порядке для дополнительной прочности), колонны выполнены из клееного бруса (клееного бруса), элементы пола из клееного бруса. пиломатериалы и округлые балки перголы для снижения ветровых нагрузок. Чтобы помочь ему выдержать структурные требования, здание закреплено на скальной породе на глубине до 56 метров под землей, и, несмотря на использование 300-миллиметровых бетонных плит на верхних этажах для обеспечения устойчивости, оно производит на 65% меньше энергии.0213 CO2 , чем бетон и сталь.

    Проект небоскреба W350 представляет собой новый городской ландшафт с деревянными зданиями высотой более 300 метров © Sumitomo forestry & Nikken Sekkei

    Это только первый проект крупномасштабной деревянной архитектуры нового поколения, которая станет ключевой частью экологически чистых городов. Исследователи из исследовательской лаборатории Sumitomo Research Laboratory в Цукубе, Япония, представляют себе «города, превращенные в леса с помощью деревянных небоскребов, богатые зелеными насаждениями». Эта идея лежит в основе W350 , технологический проект по строительству 350-метрового деревянного небоскреба к 2041 году, когда Sumitomo Forestry будет отмечать 350-летие со дня основания.

    Небоскреб W350, разработанный токийской архитектурной студией Nikken Sekkei в сотрудничестве с исследовательской лабораторией Sumitomo Tsukuba Research Laboratory , будет представлять собой гибрид дерева и стали. Перед ней стоит амбициозная задача — доказать надежность древесины в высокотехнологичных приложениях и способствовать восстановлению японской деревообрабатывающей промышленности, которая сегодня в значительной степени сосредоточена на лесовосстановлении сельских районов. Идеальная нить связывает проект с историей Японии, традиции которой создали такие храмы, как Великий храм Исэ, очень любимый Карло Скарпой.

    Дерево легкое, как пена

    В ходе дизайнерского эксперимента в 1980-х годах итальянский дизайнер Марко Феррери разработал Less Chair — инновационный стул, в котором тонкий деревянный шпон сочетается с пенопластом для получения «мягкой » деревянное сиденье. Пятнадцать лет спустя, в 1996 году, серия стульев Laleggera , разработанная Риккардо Блумером , была произведена благодаря новым технологиям автомобильной промышленности, которые Ренато Штауффахер приобрел для итальянской дизайнерской компании Alias, которой он руководил. Инновация появилась после трех лет экспериментов, когда печать горячей полиуретановой пеной была нанесена на сверхлегкую конструкцию из твердой древесины в листах толщиной пять миллиметров, предварительно вырезанных в соответствии с формой сиденья. Таким образом, дерево выполнило еще одно (очевидное) структурное магическое заклинание, где 9Прочность 0213 и чрезвычайная легкость могли сосуществовать (вес стула 2 кг).

    Упаковочный материал из вспененной целлюлозы, который можно перерабатывать вместе с бумагой и картоном © Stora Enso

    Тридцать лет спустя после этих дизайнерских инноваций древесина теперь действительно может быть такой же легкой, как пена. Первая сверхлегкая древесина была разработана несколько лет назад в Азии группой исследователей из Национального университета Сингапура . Команда создала целлюлозный аэрогель, полученный в результате обработки бумаги: целлюлозная паста, смешанная с газом, образует твердую пену, характеристики которой полностью сопоставимы с пенопластами на основе пластика.

    Несколькими годами ранее в Швеции стартап под названием Cellutech (запущенный в качестве ускорителя разработки инновационных древесных материалов в тесном сотрудничестве с промышленными партнерами и исследователями из на основе вспененного материала и стал частью Инновационного центра биоматериалов Stora Enso . Наконец, в 2020 году в Швеции открылся первый завод по производству высокопрочной целлюлозной пены. Этот новый материал, изготовленный из возобновляемой древесины, является биоразлагаемым и, что не менее важно, его можно перерабатывать вместе с обычной бумагой и картоном. Это составляет вспененная целлюлоза особенно интересна с точки зрения дизайна продуктов, которые мы используем каждый день.

    «Сшитая» древесина: исследовательский павильон ICD/ITKE 2015-16, основанный на биомиметическом исследовании природных сегментированных пластинчатых структур и новых роботизированных методах изготовления для сшивания тонких слоев фанеры. Ахим Менгес, Ян Книпперс © Штутгартский университет

    Фрагмент «Прозрачного стола» Нэндо © Масаюки Хаяси

    Первая прозрачная древесина, разработанная KTH в Стокгольме в сотрудничестве с исследовательским центром WWSC. Материал является конструкционным и обладает саморегулирующимися тепловыми свойствами © Peter Larsson

    Прозрачное дерево IoT-устройство от mui Lab © muiLab

    mui, прозрачное дерево IoT-устройство © muiLab

    mui, прозрачное дерево IoT-устройство © muiLab

    Древесина, напечатанная на 3D-принтере в качестве настраиваемого строительного материала (набор панелей), изготовлена Forust Corporation © Forust Corporation

    Проект W350 исследовательской лаборатории Сумитомо в Цукубе. Визуализация внутреннего двора, спроектированная токийской архитектурной студией Nikken Sekkei © Sumitomo Forestry и Nikken Sekkei

    Деталь стула Less с сиденьем из «мягкой древесины» от Novecentoundici, дизайн Марко Феррери © Novecentoundici

    Stora Enso Пена целлюлозы, получившая награду «Инновация целлюлозного волокна 2021 года» © Stora Enso

    Прототип велосипедного шлема Изготовлен полностью из дерева, с внутренней подкладкой из наноцеллюлозной пены Cellutech и креплениями из японской бумаги Kamihino. Дизайн Materialist, Расмуса Мальберта и Джеспера Йонссона © Materialist

    Настольная лампа Kage из бамбуковой нити мадаке. Часть проекта Shizuoka City Crafts 2020-21. Дизайн Дени-Гвидоне, мастер Масатоши Сугияма © Джанлука Виднер

    Изготовленная на заказ панель Wood-Skin, изготовленная из двух жестких слоев древесины-полуфабрикатов, соединенных друг с другом с помощью тканевой сердцевины раньше называли дерево в единственном числе, но сейчас более чем когда-либо дерево — это материал, который существует во множестве форм. После десятилетий инноваций, направленных на искусственные материалы, когда дизайнеры всегда стремились к супер-производительности, не делая различий между материалами с более высокими или низкими ударными нагрузками, древесина вышла на передний план. с его многочисленными hi-tech , древесина может привести к экстраординарному возвращению натуральных материалов, где выбор, основанный на ответственном лесном хозяйстве , является лишь отправной точкой.