Строение древесины рисунок: макроскопическое и микроскопическое + картинки

макроскопическое и микроскопическое + картинки

Макроскопическое строение древесины

Макроскопическое строение древесины

Макроскопическое строение древесины позволяет изучить строение на уровне макроструктуры — видимой невооруженным взглядом без применения увеличительных приборов и микроскопа. Все ветки, которые появляются на дереве, всегда остаются на одной высоте. В высоту дерево растет за счет появления нового побега каждый год. Увеличение диаметра дерева происходит за счет камбия – слоя древесины, находящегося непосредственно под корой и отличающегося от остальных слоев своей мягкостью. Камбий представляет собой образовательную ткань, которая обеспечивает рост как внутрь дерева, так и наружу. Наружные клетки образуют луб, крайние слои которого по мере увеличения диаметра ствола отмирают и переходят в кору. Внутренние клетки обеспечивают рост слоев древесины. Древесина также постепенно отмирает, образовывая центральную твердую основу, а живая часть древесины – заболонь обеспечивает дальнейший рост.

Заболонь и ядро

При макроскопическом изучении строения древесины мы наблюдаем, что одни сорта деревьев имеют равномерную окраску по всему срезу, а у других вокруг темноокрашенной центральной части располагаются более светлые слои древесины. Центральная часть называется ядром, а слои, окружающие ее – заболонью. Встречаются породы дерева, в которых центральная часть ствола не отличается от наружной по окраске, однако содержит меньше воды (речь идет о живом дереве). Такая древесина называется спелой, а общее название пород дерева со спелой древесиной – спелодревесные породы. Породы с ярко выраженным ядром называют ядровыми. Кроме того, существуют породы, содержание воды в центральной и периферической частях которого одинаково, как и окраска. Такие породы дерева принято называть заболонными.

На самом деле ядро имеется у каждой породы дерева, только темная окраска присуща не всем. По сути, спелая древесина является ядром дерева и отличается только окраской. А деревья такого вида называют безъядровыми.

Внутри группы безъядровых пород выделяют спелодревесные и заболонные разновидности. В первой периферийная часть дерева обладает большей влажностью, чем центральная, а в породах второй разновидности влажность дерева одинакова по сечению ствола. Лиственные породы деревьев относятся к заболонным породам. Верхняя часть дерева содержит больший объем заболонной древесины. Ближе к комлевой части ее объем уменьшается. Зависит объем заболонной древесины и от возраста дерева, с увеличением возраста ее объем уменьшается. Иногда центральная часть ствола безъядровых пород дерева темнеет. В таких случаях ее называют ложным ядром.

Молодые деревья не имеют ядра. Образуется оно с течением времени, у разных пород в разное время. Так, у сосны при достижении 30-35-летнего возраста, а у дуба — в период между 8 и 12 годами. Поэтому ширина заболони у дуба меньше, чем у сосны. По мере увеличения диаметра ствола часть заболонной древесины переходит в ядро. Рассмотрим на примере дуба. Если у молодого дерева диаметр ствола составляет 15 см, то объем ядровой части и заболонной примерно одинаков.

Когда диаметр ствола достигает 30 см, то объем ядра становится больше, чем объем заболони примерно в 3-5 раз. Когда диаметр – 60 см, то 90% объема приходится на ядро дерева.

Прямым образом на размер заболони влияют условия, в которых растет дерево. Дубы, растущие на солонцовых почвах, имеют более широкую заболонь, чем дубы, которые растут в пойменных дубравах. При этом, ширина заболони дуба остается одинаковой по всей высоте ствола, а у сосны и ели количество заболони увеличивается в верхней части ствола. С возрастом ширина заболони у сосен увеличивается. После достижения столетнего возраста уменьшается ежегодный прирост древесины, соответственно, уменьшается и ширина заболонной части.

Заболонь в растущем дереве несет функцию «водопровода» — по ней поднимается вода в верхнюю часть ствола. Кроме того в ней накапливаются питательные вещества, необходимые для роста.

Ядро образуется за счет отмирания живых клеток древесины, забивании водопроводящих каналов, образовании смол и углекислого кальция. Сама древесина ядровой зоны пропитывается дубильными и красящими веществами, приобретает повышенную плотность. В свете всех перечисленных явлений она приобретает повышенную стойкость к гнилостным микробам.

Древесина ядровой части очень плотная, за счет чего часто применяется для изготовления емкостей под жидкости. Ядровая часть из-за своей высокой плотности плохо пропитывается антисептиками, что необходимо знать при использовании древесины в промышленности.

Годовые кольца (годичные слои)

Сезонный прирост дерева дает новый слой древесины, который называют годовым кольцом. Концентрические кольца на поперечных срезах дерева могут рассказать о возрасте дерева. Если представить строение ствола, как несколько конусов, насаженных друг на друга, то по количеству колец на срезе (минус два) и определяется, сколько лет понадобилось дереву, чтобы вырасти до высоты этого среза. Количество колец в комлевой части указывает на его общий возраст. Так, если в нижней части мы видим 12 колец, значит дереву на данный момент 10 лет.

А если в верхней части срез представлен 7 кольцами, это говорит, что до этой высоты дерево росло 5 лет.

От характера среза зависит рисунок, образуемый годовыми кольцами. Более наглядно это можно проследить на срезах хвойных деревьев. Радиальный срез будет представлен параллельными продольными полосами, поперечный срез имеет вид концентрических окружностей, а тангенциальный – рисунком с извилистыми полосами.

На ширину годичных слоев влияют порода дерева, условия его произрастания, возраст и место среза. Медленно растущие деревья дают узкие годичные слои, а быстрорастущие – широкие. Молодое дерево образует широкие годичные слои, старое – узкие. Естественно, что на основном стволе годичные слои шире, чем на ветках. Чем лучше условия, в которых растет дерево, тем больше годовой прирост древесины и ширина годичного слоя.

Также интересен тот факт, что если рассматривать поперечный срез дерева, то можно отметить следующую закономерность: ширина годичных слоев у сердцевины небольшая, она увеличивается до определенного максимума, после которого вновь идет на уменьшение.

Возле самой коры дерева годичные слои имеют небольшую ширину. Таким образом, исследуя строение дерева, ширину и количество годичных слоев можно даже представить, как изменялся климат в период его роста. А с помощью нехитрых вычислений можно определить время изготовления предмета из дерева.

Деревья, растущие группами в одинаковых условиях, обычно имеют почти цилиндрическую форму ствола, с незначительным сужением в верхней части. Яркий тому пример – корабельные сосны, высокие и стройные как на подбор, они все имеют одинаковую толщину ствола, почти от основания до верхушки. Если посмотреть на сосну, одиноко растущую в поле, то ствол ее обыкновенно имеет много ответвлений, крона раскидистая. Обхват основания такой сосны большой, а вверху ствол резко сужается. Ученые называют такой ствол сбежистым. При этом часто наблюдается разница в ширине годичных слоев на противоположных сторонах дерева. Происходит как бы смещение центральной части ствола. На боковых ветках практически всегда сердцевина смещена от центра и срез имеет вид скорее эллипса, чем окружности.

Не все деревья в поперечном разрезе имеют вид концентрических окружностей. Есть породы деревьев с волнистыми годичными слоями. Например, к таким относятся ольха и бук.

Нарастают годичные слои от центра к периферии. Часто внутренняя их часть имеет более светлую окраску и меньшую твердость, нежели внешняя. Особенно хорошо это заметно у деревьев хвойных пород. По внутренней части годичных слоев (ранней древесине) поднимается вода с питательными веществами, а внешние части (поздняя древесина) придают дереву прочность.

Сердцевинные лучи

Каждое дерево в разрезе имеет сердцевинные лучи – светлые линии, которые расходятся от ядровой части дерева к коре. Они не всегда заметны визуально, но присутствуют всегда. Их ширина невелика — от 0,005 до 1 мм (очень узкие, узкие или широкие). Широкие лучи на самом деле могут состоять из нескольких узких, расположенных рядом друг с другом.

Радиальный разрез дерева показывает такие лучи в виде пятен или блестящих поперечных полос, которые иногда образуют своеобразный рисунок. Чем больше совпадает направление луча с плоскостью разреза древесины, тем длиннее его видимый рисунок на срезе.

На тангенциальном разрезе форма лучей похожа на веретено или плоды чечевицы по очертаниям. Высота их в разрезе зависит от породы дерева.

Сердцевинные лучи при жизни дерева проводят воду и питательные вещества по горизонтальным плоскостям. В растущем дереве сердцевинные лучи служат в основном для проведения воды и питательных веществ в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ зимой.

Каждый сорт дерева имеет разное количество сердцевинных лучей. Если на тангенциальном разрезе березы или сосны подсчитать их количество на площади 1 квадратного сантиметра, то получим число, равное 3000 или больше. А если аналогично подсчитать количество лучей у можжевельника, то их окажется примерно 15000. Они очень узкие и напоминают волосовидные лучи.

Нижняя часть ствола дерева имеет очень большое количество лучей, при подъеме вверх их количество уменьшается. Правда в районе кроны их число немного увеличивается. Параметры лучей увеличиваются от центральной части ствола к периферийной, также, как и их количество. В пределах деревьев одной породы эти показатели зависят от условий, в которых они растут. Лиственные породы деревьев имеют большее количество сердцевинных лучей, по отношению к деревьям хвойным. В процентном соотношении у лиственных пород их доля составляет 15% от объема древесины, и 5-8 % — доля в объеме хвойных.

Сердцевинные повторения

На продольных разрезах лиственных деревьев можно наблюдать черточки, пятна или полоски по границам годичных слоев. Они окрашены в темно-коричневый или бурый цвет, а по строению идентичны строению ядровой древесины. Для некоторых пород наличие таких полосок и пятен является надежным диагностическим признаком, когда по древесине требуется определить породу дерева. Наблюдаются такие образования в нижней части ствола. В хвойных породах дерева встречаются очень редко.

Сосуды – проводники влаги и питательных веществ

У лиственных пород дерева вода из почвы вытягивается корнями, а затем, по специальным сосудам, имеющим вид обыкновенных трубочек, подается в остальные части дерева. На поперечном срезе дерева сосуды выглядят как небольшие отверстия.

В строении хвойных пород деревьев сосудов нет.

Размеры сосудов колеблются от очень мелких, которые можно увидеть только в микроскоп, до видимых человеческим глазом – крупных. При этом распределены они преимущественно в ранней области годичных слоев и на срезе образуют кольцо, иногда равномерно разбросаны по всей площади годичного слоя. Мелкие сосуды чаще встречаются группами, а при отсутствии крупных они равномерно распределены по площади. Ближе к наружному краю годичного слоя их количество и размеры уменьшаются.

По характеру распределения сосудов выделяют кольце-сосудистые  и рассеяно-сосудистые виды. В первых годичные кольца хорошо заметны за счет разницы между ранней и поздней областью слоя. У пород дерева, имеющих рассеяно-сосудистое расположение всех сосудов, годичные кольца имеют однородное строение и внешние границы трудно различимы.

На радиальном срезе группы мелких сосудов могут образовывать рисунок в виде языков пламени, на тангенциальном – волнистые сплошные или прерывающиеся линии. При рассеянном характере распределения сосудов, они заметны на срезе в виде отдельных светлоокрашенных точек. Характерный пример – древесина ясеня.

Бороздки различного размера, видимые на продольном срезе дерева – это сосуды. Они совсем необязательно расположены вертикально, поскольку только частично попадают в площадь среза. Размеры сосудов колеблются от 0.016 до 0.4 мм и также зависят от условий, в которых растет дерево. Сосуды, расположенные близко к сердцевине по мере удаления от нее, увеличиваются в диаметре, а затем, достигнув максимальных пределов, начинают уменьшаться, либо остаются постоянными. В направлении от основания дерева к его вершине количество сосудов и площадь сечения на продольном срезе растет.

По причине присутствия сосудов в древесине лиственных сортов наблюдается высокая проницаемость газов и жидкостей. Их наличие снижает прочность древесины.

Смоляные ходы

Хвойные породы деревьев (ель, сосна, кедр и лиственница) отличаются наличием тонких, заполненных смолой путей – их называют смоляные ходы. А тис, пихта и можжевельник не имеют смоляных ходов.

По тому, как расположены смоляные ходы в стволе дерева, их разделяют на горизонтальные и вертикальные. Вертикальные совместно с сердцевинными лучами создают смолоносную систему, что дает возможность добывать смолу методом подсочки. На поперечных срезах вертикальные смоляные ходы выглядят как точки беловатого цвета. Наблюдаются они на площади поздней зоны в годичных слоях.

За счет смолы древесина обладает стойкостью к процессам гниения.

Определение породы древесины по макроскопическому строению

Строение каждого вида древесины тесно связано с ее свойствами. Зная породу дерева можно достаточно точно оценить технологические свойства древесины и ее физико-механические свойства. Эти свойства для каждой породы дерева учеными выведены в справочную базу данных, которая служит ориентиром при выборе необходимых материалов для конкретных целей.

Определить вид дерева можно, используя такие признаки древесины, как:

• Наличие или отсутствие ядра.
• Ширина заболонного слоя и характер границы между ним и ядровой частью.
• Четкость годичных слоев и их очертаний на поперечном срезе.
• Внутри годичных слоев – характер распределения ранней и поздней древесины и четкость границ между ними.
• Присутствие сердцевинных лучей, их количество, размеры и характер окраски.
• В лиственных породах площадь распределения, размеры и количество сосудов, их состояние.
• В хвойных породах – количество и размеры смоляных ходов.
• Наличие или отсутствие сердцевинных повторений.

Использование дополнительных характеристик древесины, таких как плотность и твердость древесины, текстура и блеск сделает процесс определения вида намного точнее.

Цвет древесины также используется при диагностике, правда необходимо быть очень внимательным и учитывать степень изменения его от внешних физико-химических и временных воздействий.

Хорошую помощь в правильном определении оказывают рисунки на продольных срезах древесины. Плотность и твердость древесины при определении вида лиственных пород имеет очень большое значение, поскольку довольно часто остальные признаки очень плохо выражены.

Микроскопическое строение древесины

Микроскопическое строение хвойных пород

На долю живых клеток в древесине приходится всего 2% от общего количества. По строению растительная клетка представляет ядро и цитоплазму в тонкой прозрачной оболочке.

Оболочка состоит из органического вещества – клетчатки или целлюлозы. По своему виду это тонкая и прозрачная эластичная пленка. Строение оболочки, ее состав и размеры изменяются по мере развития клетки. Самые частые изменения – это одревеснение и пробкование. В процессе жизнедеятельности клеток в них образуется органическое вещество лигнин, которое и приводит к одревеснению клеток. После того, как клетки одревеснели, их рост останавливается или очень сильно замедляется, по сравнению с ростом клеток в целлюлозной оболочке.

Микроскопическое строенние лиственных пород

Оболочки со временем утолщаются. Это утолщение происходит неравномерно. Оставшиеся неутолщенными места называют порами. По этим порам проходит вода и растворенные в ней питательные вещества из клетки в клетку.

Сама целлюлоза представляет собой волокна, называемые микрофибриллами. Пространство между этими волокнами заполнено связанной влагой, лигнином и гемицеллюлозой.

Разновидности древесных клеток: паренхимные и прозенхимные

В прозенхимных клетках волокна имеют диаметр 0.01-0.05 мм и длину от 0.5 мм до 3 мм. Концы этих волокон заострены. Прозенхимные клетки составляют основную массу древесины, независимо от ее породы. По своему назначению прозенхимные клетки делят на проводящие, опорные и механические. Как понятно из названия таких групп клеток, проводящие имеют соей целью обеспечить в крону дерева воды и питательных веществ, вытягивая ее из почвы. Прочность древесины обеспечивается опорными клетками.

Волокна паренхимных клеток по своему виду напоминают многогранную призму с приблизительно одинаковой шириной стороны. Ширина сторон призмы составляет 0.01-0.1 мм. Основным назначением паренхимных клеток является накопление и хранение питательных веществ. Крахмал, жиры и другие органические питательные вещества отлагаются в паренхимных клетках и ждут начала вегетативного периода. Весной они служат источником питания для образования листьев в кроне дерева. Паренхимные клетки располагаются в сердцевинных лучах. Если подсчитать их количество в процентном отношении к общему объему дерева, то эта величина у лиственных деревьев составляет от 2 до 15%, а у хвойных намного ниже, всего 1-2%.

Ткани древесины

Группы клеток, которые выполняют одну задачу и имеют одинаковое строение, образуют древесные ткани. Существуют проводящие, запасающие, опорные или механические и покровные виды тканей.

Задача проводящих тканей обеспечить влагой и питательными веществами, которые впитываются из почвы корневой системой дерева, весь ствол, ветки и листву.

Состоят проводящие ткани из клеток с очень тонкими стенками и имеющих вытянутую форму. В среднем длина сосудов составляет 10 см, а иногда у определенных пород может достигать длины от 2 до 3 м. Наиболее характерный пример деревьев, имеющих длинные проводящие сосуды – это дуб. Диаметр сосудов очень мал, от сотых до десятых долей мм.

Запасающие ткани находятся в стволовой части и корневой системе дерева. Название этих тканей полностью соответствует выполняемой функции. От их работы зависит скорость роста дерева и его качество.

Жесткость, устойчивость и прочность дереву в стадии роста придают механические (опорные) ткани. Функцию защиты от внешних факторов несут на себе покровные ткани. Они находятся в коре дерева.

Как строение древесины отражается на физико-механических свойствах

Свойства древесины очень сильно зависят от строения клеток, в частности их оболочки. Содержание твердой древесной массы будет больше, если расстояние между микрофибриллами будет меньше. Чем меньше содержание связанной влаги, тем прочнее дерево. Когда содержание связанной влаги большое, то микрофибриллы отодвигаются друг от друга, силы сцепления слабеют и механические свойства дерева ухудшаются. Поскольку сами микрофибриллы преимущественно располагаются вдоль клетки, то и дерево получает наибольшую прочность именно вдоль своих волокон.

Влияют на свойства древесины и форма и размеры волокон. Прямолинейная их форма, которая присуща для хвойных пород обеспечивает последним более высокие показатели прочности. Извилистость волокон в лиственных породах дерева обеспечивает лучшие показания ударной вязкости и прочности к скалыванию вдоль волокон.

Породы деревьев с кольцесосудистым строением имеют очень высокую гибкость, поскольку наличие сосудов обеспечивает волокнам способность не разрушаться при уплотнении.

Посетители, просмотревшие эту статью, также заинтересовались следующими:

Строение дерева и древесины

Строение дерева и древесины

Подробности

Категория: Дерево и древесина

Строение дерева и древесины
 
Части растущего дерева.

Дерево состоит из кроны, ствола и корней. Каждая из этих частей выполняет определенные функции и имеет различное промышленное применение (см. рис.).

Различают два понятия: «дерево» и «древесина».
Дерево представляет собой многолетнее растение, а древесина — ткань растений, состоящую из клеток с одревесневшими стенками, проводящую воду и растворенные в ней соли.

Древесину используют в качестве конс

 трукционного материала для изготовления различных изделий.

Древесина как природный конструкционный материал получается из стволов деревьев при распиливании их на части.  
 
Ствол дерева имеет более толстую часть у основания и более тонкую — вершинную. Поверхность ствола покрыта корой. Кора является как бы одеждой для дерева и состоит из наружного пробкового слоя и внутреннего — лубяного (см. рис.).

Пробковый слой коры является отмершим. Лубяной слой служит проводником соков, питающих дерево. Основная внутренняя часть ствола дерева состоит из древесины. В свою очередь, древесина ствола состоит из множества слоев, которые на разрезе видны как годичные кольца. По числу годичных колец определяют возраст дерева. 2 кольца — тёмное и светлое составляют 1 год жизни дерева. Чтобы узнать возраст дерева нужно пересчитать все кольца(тёмные и светлые), разделить это число на 2 и прибавить ещё 3 или 4 года (годичные кольца которых, ещё не сформировались и видны только под микроскопом.
    
  
 Рыхлый и мягкий центр дерева называют сердцевиной и в поперечном разрезе имеет вид темного пятна диаметром 2-5 мм и состоит из рыхлых тканей, быстро поддающихся загниванию. Это обстоятельство позволило отнести ее к порокам древесины.

От сердцевины к коре в виде светлых блестящих линий простираются сердцевинные лучи. Они имеют различную окраску и служат для проведения воды, воздуха и питательных веществ внутрь дерева. Сердцевинные лучи создают рисунок (текстуру) древесины.

Камбий — тонкий слой живых клеток, расположенный между корой и древесиной. Только с камбия происходит образование новых клеток и ежегодный прирост дерева по толщине. «Камбий»— от латинского «обмен» (питательными веществами).
 
Для изучения строения древесины различают три главных разреза ствола (см. рис.).

Разрез 2, проходящий перпендикулярно сердцевине ствола, называют торцовым. Он перпендикулярен годичным кольцам и волокнам.

Разрез 3, проходящий через сердцевину ствола, называют радиальным. Он параллелен годичным слоям и волокнам.

Тангенциальный разрез 1 проходит параллельно сердцевине ствола и удален от нее на некоторое расстояние. По этим разрезам выявляются различные свойства и рисунки древесины.
 
Все доски, получаемые на пилораме, имеют тангентальные разрезы, за исключением двух досок, выпиленных из середины бревна, поэтому в практике тангентальные разрезы иногда называют досковыми. Очень важным разрезом при определении древесины является торцовый. На нем видны сразу все основные части древесного ствола: сердцевина, древесина и кора. Для определения породы древесины на практике достаточно изучить макроструктуру небольшого куска дерева, который отпиливают от доски бруска или кряжа. Ориентируясь на годичные кольца, делают тангентальный и радиальный срезы. Все срезы тщательно отшлифовываются вначале крупнозернистой, а потом мелкозернистой наждачной бумагой. Необходимо также иметь под рукой лупу с пятидесятикратным увеличением, баночку с чистой водой и кисть.

В середине ствола многих деревьев хорошо видна сердцевина. Она состоит из рыхлых тканей, образованных в первые годы жизни дерева. Сердцевина пронизывает ствол дерева до самой вершины, каждую его ветку. У лиственных деревьев диаметр сердцевины чаще бывает больше, чем у хвойных. Очень большая сердцевина у бузины. Удалив сердцевину, можно довольно легко получить деревянную трубочку. Такие трубочки исстари шли у народных музыкантов на изготовление различных духовых инструментов: жалеек, свирелей и дудок. У большинства деревьев сердцевина на торцовом разрезе круглая, но есть породы с иной формой сердцевины. Сердцевина ольхи на торце напоминает форму треугольника, ясеня — квадрата, тополя — пятиугольника, а сердцевина дуба напоминает пятиконечную звезду. На торце вокруг сердцевины концентрическими кольцами расположены годичные, или годовые, слои древесины. На радиальном разрезе годичные слои видны в виде параллельных полос, а на тангентальном — в виде извилистых линий.

Каждый год дерево словно рубашку надевает новый слой древесины, а за счет этого ствол и ветки становятся толще. Между древесиной и корой расположен тонкий слой живых клеток, называемый камбием. Большая часть клеток идет на строительство нового годичного слоя древесины и совсем незначительная часть — на образование коры. Кора состоит из двух слоев — пробкового и лубяного. Расположенный снаружи пробковый слой защищает древесину ствола от свирепых морозов, знойных солнечных лучей и механических повреждений. Лубяной слой коры проводит воду с выработанными в листьях органическими веществами по стволу вниз. В волокнах дуба происходит нисходящее сокодвижение. Кора деревьев очень разнообразна по цвету (белая, серая, коричневая, зеленая, черная, красная)и по фактуре (гладкая, пластинчатая, трещиноватая и т.д.) Многообразно ее применение. Кора ивы и дуба содержит много дубильных веществ, используемых в медицине, а также в красильном деле и при выделке кожи. Из коры пробкового дуба вырезают пробки для посуды, а отходы служат заполнителем морских спасательных поясов. Хорошо развитый лубяной слой липы идет на плетение различных хозяйственных вещей.

Весной и ранним летом, когда в почве много влаги, древесина годичного слоя нарастает очень быстро, но ближе к осени рост ее замедляется и, наконец, зимой прекращается совсем. Это отражается на внешнем виде и на механических свойствах древесины годичного слоя: выросшая ранней весной бывает обычно более светлой и рыхлой, а поздней осенью — темной и плотной. Если погода благоприятствует, то вырастает широкое годичное кольцо, а в суровое холодное лето образуются настолько узкие кольца, что их порой едва можно различить невооруженным глазом. У одних деревьев годичные кольца хорошо различимы, а у других они едва заметны. Но, как правило, у молодых деревьев годичные кольца шире, чем у старых. Даже один и тот же ствол дерева в различных участках имеет различную ширину годичных колец. В комлевой части дерева годичные слои уже, чем в середине или в вершинной части. Ширина годичных слоев зависит от места произрастания дерева. Например, годичные слои сосны, растущей в северных районах, уже годичных слоев южной сосны. От ширины годичных колец зависят не только внешний вид древесины, но и механические свойства. Лучшей древесиной хвойных деревьев считается та, у которой более узкие годичные слои. Сосна с узкими годичными слоями и буровато-красной древесиной называется у мастеров рудовой и ценится очень высоко. Древесина сосны с широкими годичными слоями называется мяндовой. Прочность ее намного ниже рудовой.

Обратное явление наблюдается у древесины таких деревьев, как дуб и ясень. У них более прочной бывает древесина, имеющая широкие годичные слои. А у таких деревьев, как липа, осина, береза, клен и другие, ширина годичных колец не влияет на механические свойства их древесины.

У многих деревьев на торце годичные слои представляют собой более или менее правильные окружности, но есть породы, у которых годичные слои образуют на торце волнистые замкнутые линии. К таким породам относится можжевельник: волнистость годовых колец для него — закономерность. Есть деревья, у которых годичные слои стали волнистыми из-за ненормальных условий роста. Волнистость годичных слоев в комлевой части клена и вяза повышает декоративность текстуры древесины.

Если внимательно рассмотреть торцевой разрез лиственных деревьев, то можно различить бесчисленные светлые или темные точки — это сосуды. У дуба, ясеня и вяза крупные сосуды расположены в районе ранней древесины в два-три ряда, образуя в каждом годичном слое хорошо различимые темные кольца. Поэтому эти деревья принято называть кольцесосудистыми. Как правило, кольцесосудистые деревья имеют тяжелую и прочную древесину. У березы, осины и липы сосуды очень мелкие, едва различимые невооруженным глазом. Внутри годичного слоя сосуды распределены равномерно. Такие породы называют рассеяннососудистыми. У кольцесосудистых пород древесина бывает средней твердости и твердой, у рассеяннососудистых может быть разная. Например, у клена, яблони и березы она твердая, а у липы, осины и ольхи — мягкая.

Из корня по сосудам вверх к почкам и листьям подается вода с минеральными солями, происходит восходящее сокодвижение. Перерезая ранней весной сосуды древесины, заготовители собирают березовый сок — пасоку. Таким образом заготовляют сок сахарного клена, идущий на выработку сахара. Есть деревья с горьким соком, например осина.

Одновременно с приростом нового годичного слоя внутри ствола происходит постепенное отмирание более ранних годичных слоев, находящихся ближе к сердцевине. У некоторых деревьев отмершая внутри ствола древесина окрашивается в другой цвет, обычно более темный, чем вся остальная древесина. Отмершую древесину внутри ствола принято называть ядром, а породы, в которых оно образуется, — ядровыми. Слой живой древесины, расположенный вокруг ядра, называют заболонью. Древесина заболони более насыщена влагой и менее прочна, чем выдержанная древесина ядра. Древесина ядра мало растрескивается, более устойчива к поражению различными грибками. Поэтому ядровая древесина ценилась всегда больше, чем заболонь. Насыщенная влагой древесина заболони при высыхании сильно растрескивается, разрывая заодно и ядро. Заготавливая небольшое количество древесины, некоторые мастера предпочитают сразу же перед сушкой стесывать с кряжа слой заболони. Без заболони ядровая древесина высыхает более равномерно.

К ядровым породам относятся: сосна, кедр, лиственница, можжевельник, дуб, ясень, яблоня и другие. У другой группы деревьев древесина в центральной части ствола почти полностью отмирает, но не отличается от заболони по цвету. Такую древесину называют спелой, а породу спелодревесной. Спелая древесина содержит меньше влаги, чем живая древесина, — ведь восходящее сокодвижение происходит только в слое живой древесины. К спелодревесным породам относятся ель и осина.

К третьей группе относят деревья, древесина которых в центре не отмирает и ничем не отличается от заболони. Древесина всего ствола полностью состоит из заболонных живых тканей, по которым происходит восходящее сокодвижение. Такие древесные породы называются заболонными. К заболонным породам относятся береза, липа, клен, груша и другие.

Быть может, вы обращали внимание на то, что в березовой поленнице иногда попадаются поленца с бурым пятном в середине, очень похожим на ядро? Вы теперь знаете, что береза — безъядровая порода. Откуда же у нее появилось ядро? Дело в том, что это ядро не настоящее, а ложное. Ложное ядро в столярных изделиях портит внешний вид, его древесина имеет пониженную прочность. Отличить ложное ядро от настоящего не так уж трудно. Если у настоящего ядра граница между ним и заболонью идет строго по годичному слою, то у ложного она может пересекать годичные слои. Само же ложное ядро приобретает порой самую разнообразную окраску и причудливые очертания, напоминающие то звезду, то венчик экзотического цветка. Ложное ядро образуется только у лиственных деревьев, таких, как береза, клен и ольха, а у хвойных его не бывает.

На торцовой поверхности древесного ствола у некоторых пород деревьев отчетливо видны светлые блестящие полоски, идущие веерообразно от сердцевины к коре, — это сердцевинные лучи. Они проводят в стволе воду в горизонтальном направлении, а также запасают питательные вещества. Сердцевинные лучи более плотные, чем окружающая их древесина, и после смачивания водой становятся хорошо заметными. На радиальном разрезе лучи видны в виде блестящих полосок, черточек и пятен, на тангентальном — в виде черточек и чечевичек. У всех хвойных деревьев, а также у лиственных — березы, осины, груши и других — сердцевинные лучи настолько узки, что почти не заметны вооруженным глазом. У дуба и бука, наоборот, лучи широкие и хорошо видны на всех разрезах. У ольхи и лещины (лесного орешника) часть лучей кажутся широкими, но если посмотреть на один из них через лупу, то нетрудно обнаружить, что это вовсе не широкий луч, а пучок очень длинных тонких лучей, собранных вместе. Такие лучи принято называть ложноширокими лучами.

На древесине березы, рябины, клена и ольхи часто можно видеть коричневые пятнышки, разбросанные хаотично, — это так называемые сердцевинные повторения. Это заросшие ходы насекомых. На продольных срезах сердцевины повторения видны в виде штрихов и бесформенных пятен коричневого или бурого цвета, резко отличающихся от цвета окружающей древесины.

Если на торцовом срезе древесину хвойных пород смочить чистой водой, то у некоторых из них появятся светлые пятнышки, расположенные в поздней части годичных колец. Это смоляные ходы. На радиальном и тангентальном разрезах они видны в виде светлых черточек. Смоляные ходы есть у сосны, ели, лиственницы и кедра, но отсутствуют у можжевельника и пихты. У сосны смоляные ходы крупные и многочисленные, у лиственницы — мелкие, у кедра — крупные, но редкие.

Вы не раз, наверное, замечали на стволах хвойных деревьев, имеющих повреждения, наплывы прозрачной смолы — живицы. Живица — ценное сырье, находящее разнообразное применение в промышленности и в быту. Чтобы собрать живицу, заготовители намеренно перерезают смоляные ходы хвойных деревьев.

Древесина некоторых широко распространенных лиственных деревьев средней полосы лишена яркости окраски и броского текстурного рисунка, которые встречаются у экзотических деревьев, привозимых из южных стран. Она под стать среднерусской природе — цвета ее приглушенны, незатейлив и сдержан текстурный рисунок. Но чем больше всматриваешься в древесину наших деревьев, тем больше тончайших цветовых оттенков начинаешь различать в ней.

При беглом взгляде на древесину березы, осины и липы может показаться, что у всех этих деревьев одинаковая белая древесина. Но, внимательно приглядевшись, нетрудно обнаружить, что у березы древесина имеет легкий розоватый оттенок, у осины — желтовато-зеленый, а у липы — желтовато-оранжевый. И конечно же, не только за отличные механические свойства любимым и традиционным материалом у русских резчиков стала липа. Теплый и мягкий цвет ее древесины придает фигуркам и другим резным изделиям необыкновенную живость. У большинства хвойных деревьев текстурный рисунок выражен очень четко. Это объясняется контрастной окраской поздней и ранней частей древесины в каждом годичном слое. Благодаря крупным сосудам, расположенным вдоль годичных слоев и хорошо видимым невооруженным глазом, красивый текстурный рисунок имеют лиственные деревья — дуб и ясень.

Каждая древесная порода имеет свой запах. У одних запах сильный и стойкий, а у других слабый, едва уловимый. У сосны и у некоторых других древесных растений запах сердцевины очень стойкий и может сохраняться долгие годы. Очень стойкие и своеобразные запахи у древесины дуба, вишни и кедра.

У деревьев средней полосы мягкую податливую древесину имеют липа, осина, ольха, ива, ель, сосна, кедр и другие. Твердая древесина у березы, дуба, ясеня, клена, лиственницы; такие, как самшит, фисташка, дзельква и кизил, растут только в южных областях Кавказа и Европы.

Чем тверже древесина, тем быстрее затупляются и ломаются режущие инструменты. Если плотник рубит постройку из лиственницы, то ему приходится затачивать топор гораздо чаще, чем при работе с елью или сосной, чаще разводить и затачивать пилу. Работая с твердой древесиной, резчик по дереву встречается с теми же трудностями. Затачивая инструменты, он учитывает твердость древесины и делает угол заточки менее острым. Работа с твердой древесиной отнимает больше времени, чем с мягкой. Но мастеров всегда привлекала возможность наносить на твердой древесине тончайшие порезки, ее красивый глубокий цвет и повышенная прочность. Об этом хорошо знали народные мастера. Там, где требовалась особая прочность, отдельные детали делали из твердой древесины. В сенокосную пору крестьянину не обойтись без деревянных граблей. Грабли должны быть легкими, поэтому черенок для них делали из сосны, ели или из ивовой рогульки. От колодки и зубьев требовалась прочность. На них шла в основном древесина березы, груши и яблони.

Взгляните на старые ступени крыльца, половицы или настилы переходных железнодорожных мостов, усеянных многочисленными сучками. Кажется, что сучки вылезли из досок. Но это не так: сучки остались на месте, но стерлась окружавшая их древесина. Такой стойкостью к стиранию сучки обязаны не только смолистостью, но и особому положению в доске. Ведь каждый сучок обращен наружу торцом. А с торца, как известно, у древесины повышенная прочность и меньшая стираемость. Поэтому особо прочные деревянные мостовые исстари дорожных дел мастера выкладывали из торцовых шашек.

Есть у древесины свойство, которого нет у других природных материалов. Это раскалываемость, или расщепляемость. При раскалывании древесина не режется, а расщепляется вдоль волокон. Поэтому расколоть бревно можно даже деревянным клином. Хорошо раскалывается прямослойная упругая древесина хвойных пород сосны, кедра и лиственницы. Среди лиственных деревьев легко раскалываются дуб, осина и липа. Дуб хорошо раскалывается только в радиальном направлении. Раскалываемость зависит от состояния древесины. Слегка увлажненная или свежесрубленная древесина раскалывается лучше, чем пересохшая. Но слишком увлажненная, мокрая древесина раскалывается с трудом, так как становится слишком вязкой. Если вам приходилось рубить дрова, то вы, вероятно, замечали, как легко и споро колется мерзлая древесина.

Раскалываемость древесины имеет практическое значение. Раскалыванием древесины получают заготовки спичек, клепки для бондарной посуды, в обозном деле — заготовки для спиц и ободов, в строительстве — кровельную щепу, гонт и штукатурную дрань. Из тонких полос расщепленной сосны крестьянские умельцы плели корзины для грибов и белья, а между делом мастерили для ребятишек из щепы забавные фигурки оленей и коньков.

Если лучинку из сухого дерева согнуть в дугу, а затем отпустить, она мгновенно распрямится. Древесина — упругий материал. Но ее упругость во многом зависит от породы дерева, строения и влажности. Тяжелая и плотная древесина с высокой твердостью всегда более упруга, чем легкая и мягкая. Выбирая ветку для удилища, вы стараетесь подбирать такую, которая была бы не только прямой, тонкой и длинной, но и упругой. Вряд ли найдется такой рыболов, который пожелает сделать удилище из ветки ломкой бузины или крушины, а не из гибкой и упругой ветки рябины или орешника. Американские индейцы предпочитали делать удилища из упругих веток кедра. Трудно себе представить историю человечества без древнего оружия — лука. А ведь изобретение лука было бы невозможно, если бы у дерева отсутствовала упругость. Для лука требовалась очень прочная и упругая древесина, и чаще всего его делали из ясеня и дуба.

Благодаря все той же упругости древесина применяется там, где нужно смягчить отдачу. С этой целью под наковальню подкладывали массивную деревянную колоду, из дерева делали рукоятку молота. Прошло не одно столетие со времени изобретения огнестрельного оружия. Ушли в прошлое кремневые ружья и винтовки, оружие стало совершенным, но по-прежнему деревянными остались приклад и некоторые другие части. Где найдешь такой материал, который бы так надежно гасил отдачу при выстреле? Давно замечено, что прямослойная древесина более упругая, чем свилеватая. Даже древесина одного дерева в разных частях имеет различную упругость. Например, зрелая древесина ядра, расположенная ближе к сердцевине, более упруга, чем молодая, расположенная ближе к коре. Но если древесину намочить или распарить, то упругость ее резко понизится. Согнутая полоска древесины после высыхания сохраняет полученную форму.

Чем влажнее дерево, тем выше его пластичность и ниже упругость. Пластичность противоположна упругости. Большое значение пластичность имеет в производстве гнутой и плетеной мебели, спортивного инвентаря, в корзиноплетении, обозном и бондарном деле. Высокую пластичность после вываривания в воде или пропарки приобретают вяз, ясень, дуб, клен, черемуха, рябина, липа, ива, осина и береза. На изготовление гнутой мебели идут заготовки из клена, ясеня, вяза и дуба и плетеной — из ивы и орешника. Из березы, вяза, черемухи, клена и рябины гнут упряжные дуги. Дуги из этих деревьев получаются очень прочными, но если нужно, чтобы они были полегче, в дело идут ива и осина. Древесина хвойных деревьев имеет низкую пластичность, поэтому ее почти не применяют для гнутых или плетеных изделий. Исключение составляет сосна, тонкая щепа которой идет на плетение кузовков и лукошек, а также корни сосны, ели, кедра и лиственницы, идущие на плетение корневушек.

Насыщенная влагой древесина разбухает, увеличиваясь в объеме. Во многих изделиях из дерева разбухание — отрицательное явление. Например, разбухший ящик письменного стола почти невозможно задвинуть или выдвинуть. С трудом закрываются после дождя створки открытого окна. Чтобы древесина не разбухала, деревянные изделия чаще всего покрывают защитным слоем краски или лака. С разбуханием древесины мастера постоянно ведут борьбу. Но для бондарной посуды это свойство оказалось положительным. Ведь при разбухании клепок — дощечек, из которых набирают бондарную посуду, щели между ними исчезают — посуда становится водонепроницаемой.

Раньше, когда зимой суда становились на ремонт, их деревянную обшивку по традиции конопатили льняной или конопляной паклей. Прежде всего расходилось очень много ценного сырья, к тому же в сильные морозы пакля становилась хрупкой и работать с ней было очень трудно. Вот тут-то на выручку пришла так называемая древесная шерсть — очень тонкие стружки. Древесной шерсти нипочем морозы, она легко заполняет все щели обшивки. А когда судно спустят на воду, древесная шерсть разбухает и плотно закупоривает самые мельчайшие щели в обшивке.

Породы древесины определяют по их следующим характерным признакам: текстуре, запаху, твердости, цвету.

Деревья, имеющие листву, называют лиственными, а имеющие хвою — хвойными.

Лиственными породами являются береза, осина, дуб, ольха, липа и др., хвойными породами — сосна, ель, кедр, пихта, лиственница и др. Лиственницей называют дерево за то, что она, как и лиственные породы, на зиму сбрасывает хвою.

 
 
 

Макроскопическое строение древесины | Справочник | Лесоматериалы

Заболонь и ядро

Изучая макроскопическое строение древесины, можно обнаружить, что у одних пород древесина окрашена равномерно, а у других центральная часть темнее наружной. Тёмноокрашенная часть называется ядром, а наружная светлая зона — заболонью. У некоторых пород центральная часть, не отличаясь по цвету от наружной, содержит (в растущем дереве) значительно меньше воды и называется спелой древесиной. Породы, имеющие ядро, называются ядровыми, а породы со спелой древесиной — спелодревесными. Если же между центральной и периферической частями древесины нет разницы ни в цвете, ни в содержании воды, то породы называются забелёнными.

Полагают, что ядро образуется у всех пород, только у одних тёмная окраска его возникает всегда или при определённых условиях, а у остальных оно остается светлым. Следовательно, спелая древесина — это неокрашенное ядро.

Окрашенное ядро среди хвойных пород имеют лиственница, сосна, кедр, тис, можжевельник; среди лиственных — дуб, ясень, вяз, ильм, карагач, грецкий орех, тополь, ива, рябина и др. К заболонным породам относятся многие лиственные — берёза, ольха, липа, граб, клён, самшит, груша, орешник и др. Спелую древесину среди хвойных пород имеют ель и пихта, а среди лиственных — бук, осина и некоторые другие.

В раннем возрасте древесина всех пород состоит только из заболони, и лишь с течением времени у некоторых пород образуется ядро. У одних пород образование ядра начинается рано (у дуба, например, на 8—12-й год) и заболонь бывает узкой. У других пород ядро образуется значительно позднее (у сосны в возрасте 30—35 лет), что обусловливает наличие широкой заболони. Переход от заболони к ядру может быть резким (тис) или постепенным (грецкий орех). С возрастом диаметр ствола увеличивается, и доля ядра возрастает за счёт перехода части заболонной древесины в ядровую. Так, у дуба объём ядра при диаметре ствола 15 см составляет примерно 50 % объёма заболони; при диаметре 30 см ядро в 3—5 раз больше заболони по объёму, а при диаметре 60 см на заболонь приходится всего 10 % объёма ядра.

Размеры заболони зависят от условий произрастания. Так, у дуба наиболее широкая заболонь наблюдается в стволах деревьев, произрастающих на солонцовых почвах, а наименьшая — в пойменных дубравах. В стволах сосны из Республики Коми относительное содержание заболони возрастает с ухудшением условий произрастания. Ширина заболони по высоте ствола у хвойных пород (сосна, ель) постепенно уменьшается, а у дуба остаётся почти без изменения; в то же время доля площади поперечного сечения ствола, приходящегося на заболонь, увеличивается вверх по стволу. Для сосны из Республики Коми и Красноярского края ширина заболони с возрастом увеличивается, а после 100—120 лет начинает уменьшаться главным образом за счёт уменьшения ширины годичного прироста древесины.

В растущем дереве заболонь служит для проведения воды вверх по стволу (из корней в крону) и для отложения запасных питательных веществ.

Образование ядра зависит от породы, возраста, условий произрастания и других факторов; в известной мере оно связано с жизнедеятельностью кроны. Процесс ядрообразования заключается в отмирании живых элементов древесины, закупорке водопроводящих путей, отложении смолы и углекислого кальция. Древесина в этой зоне пропитывается дубильными и красящими веществами, в результате чего темнеет, её плотность несколько увеличивается, возрастает стойкость к гниению.

Вследствие закупорки водопроводящих путей древесина ядра мало проницаема для воды и воздуха, что имеет положительное значение при изготовлении из древесины тары под жидкие товары и отрицательное — при пропитке древесины антисептиками (ядро обычно не пропитывается). В растущем дереве ядро придаёт стволу устойчивость, вместе с тем ядро может служить хранилищем для воды (дуб, вяз).

Годичные слои. Каждый год на стволе откладывается слой древесины. Схематически ствол можно представить в виде системы насаженных один на другой конусов. Если на нижнем поперечном срезе показаны десять концентрических полуокружностей, а на верхнем — пять, следовательно, потребовалось соответственно 3 года и 8 лет для того, чтобы дерево достигло той высоты, на которой сделаны поперечные срезы. На поперечном срезе годичные слои имеют вид концентрических кольцевых полос разной ширины.

Годичные слои заметны у многих пород, но особенно хорошо у хвойных. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных параллельных полос, а на тангенциальном — извилистых 11-образных полос.

Ширина годичных слоёв сильно колеблется в зависимости от многих факторов: породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе. Наиболее узкие годичные слои (до 1 мм) образуются у медленно растущих пород (самшита), а наиболее широкие (1 см и больше) характерны для быстро растущих пород (тополя, ивы). В стволе дерева годичные слои шире, чем в ветвях. В молодом возрасте и при благоприятных условиях роста образуются более широкие годичные слои.

По радиусу ствола ширина годичных слоёв не остаётся постоянной и изменяется так: у сердцевины располагается ряд сравнительно узких годичных слоёв, затем следует зона более широких слоёв, а дальше по направлению к коре ширина слоёв постепенно уменьшается. Площадь годичного слоя сначала довольно быстро увеличивается в направлении от сердцевины к коре, достигает максимума, после чего постепенно уменьшается.

На интенсивность годичного прироста влияют особенности метеорологических условий того или иного года, и по ширине годичных слоёв можно проследить многолетние изменения климата. Эти вопросы рассматривает научная дисциплина дендроклиматология. Исследуя ширину годичных слоёв и используя дендрохронологические шкалы, составленные для разных районов страны, можно определить время изготовления деревянных изделий и сооружений. Дендрохронологический метод (В. Е. Вихров, Б.А. Колчин) нашёл широкое применение для датировки археологических находок из древесины.

По высоте ствола ширина годичных слоёв нормально возрастает от комля к вершине, что делает ствол полнодревесным, т.е. приближающимся по форме к цилиндру. Однако у деревьев, выросших на свободе, самые широкие годичные слои находятся в нижней части ствола, что придаёт стволу конусообразную форму (сбежистый ствол).

У некоторых пород на поперечном разрезе наблюдается волнистость годичных слоёв, например, у граба, тиса, можжевельника; у бука и ольхи граница между годичными слоями в местах пересечения её широкими сердцевинными лучами (см. далее) загибается внутрь (к сердцевине), что также придает слоям волнистый вид.

Годичные слои на противоположных сторонах ствола иногда имеют неодинаковую ширину; если такая неравномерность распространяется на большое число соседних годичных слоёв, то ствол приобретает эксцентричное строение, причиной которого часто является неравномерное развитие кроны и корневой системы (деревья опушек) или действие ветра, вызывающее изгиб ствола. Особенно хорошо заметно эксцентричное строение в боковых ветвях; у лиственных пород сердцевина ветви бывает смещена ближе к нижней стороне, а у хвойных — к верхней.

У многих пород чётко видно, что годичный слой состоит из двух частей: внутренней, обращённой к сердцевине более светлоокрашенной и мягкой части, — ранней древесины (она образуется в первой половине вегетационного периода), и наружной, обращённой к коре более тёмной и твёрдой части, — поздней древесины. Различие между ранней и поздней древесиной сильнее выражено в хвойных породах (особенно в лиственнице) и в меньшей мере — во многих лиственных породах, поэтому годичные слои хорошо видны в хвойных породах и часто слабо заметны в лиственных.

В растущем дереве по ранней древесине годичных слоёв происходит передвижение воды вверх по стволу, а поздняя древесина выполняет преимущественно механические функции. В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе соотношение между ранней и поздней древесиной может сильно изменяться.

В хвойных породах содержание поздней древесины в годичных слоях в направлении от сердцевины к коре сначала увеличивается, достигает максимума, а затем в слоях, расположенных ближе к коре, уменьшается. По высоте ствола содержание поздней древесины убывает по направлению от комля к вершине и может снизиться в 1,5—2 раза.

Свойства ранней и поздней древесины годичного слоя существенно отличаются. У некоторых пород различия особенно ярко выражены. Например, у лиственницы и дуба, по данным В. Е. Вихрова, поздняя древесина плотнее ранней (соответственно в 2,3 и 1,5 раза), больше усыхает (в 1,8 и 1,4 раза), прочнее при растяжении (в 3,4 и 2,3 раза).

У ели, по данным И. С. Мелехова, прочность на растяжение вдоль волокон поздней древесины в 2,7 раз больше, чем ранней. Жёсткость поздней древесины также значительно выше, чем ранней. Поскольку поздняя древесина плотнее, прочнее и темнее ранней, от количества именно поздней древесины зависят плотность, прочность, а также, в значительной мере, и цвет древесины в целом.

Сердцевинные лучи. На поперечном разрезе некоторых пород (например, дуба) хорошо видны светлые блестящие линии, расходящиеся от сердцевины к коре по радиусам и называемые сердцевинными лучами. Сердцевинные лучи есть в древесине всех пород, но лишь у немногих пород они настолько широки, что ясно видны на поперечном разрезе невооружённым глазом.

Ширина сердцевинных лучей, измеряемая на поперечном разрезе ствола, колеблется в зависимости от породы от 0,005 до 1 мм. По ширине различают три типа лучей:

1) очень узкие, невидимые невооружённым глазом;

2) узкие, трудно различимые невооружённым глазом;

3) широкие, ясно видимые невооружённым глазом.

Последние могут быть настоящими или ложноширокими (агрегатными), т.е. состоящими из пучка близко расположённых друг к другу узких лучей.

Настоящие широкие лучи имеют дуб, бук и платан; ложноширокие (агрегатные) лучи —граб, ольха и лещина. Узкие, но всё же различимые невооружённым глазом лучи у древесины клёнов, ильмовых пород (вяза, ильма, карагача), липы, кизила и некоторых других. Очень узкие лучи, которые можно лишь иногда заметить на строго радиальном разрезе (лучше расколе), свойственны древесине всех хвойных и многих лиственных пород (ясеня, берёзы, осины, тополя, ивы, груши, рябины и др.). У некоторых пород лучи расширяются при пересечении границ годичных слоёв (бук).

На радиальном разрезе древесины сердцевинные лучи заметны в виде поперечных блестящих полос или пятен, окрашенных темнее или светлее окружающей древесины. Ширина полосок зависит от высоты лучей, а длина — от степени совпадения плоскости разреза с направлением луча. У некоторых пород эти полоски образуют на радиальном разрезе красивый рисунок (платан, клён, ильм и др.).

На тангенциальном разрезе сердцевинные лучи имеют веретено- или чечевицеобразную форму; высота их в зависимости от породы колеблется в широких пределах (от 50 мм у дуба до долей миллиметра у хвойных пород).

В растущем дереве сердцевинные лучи служат в основном для проведения воды и питательных веществ в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ зимой. Они выполняют определённую механическую функцию.

Число сердцевинных лучей в древесине очень велико. Так, у сосны и берёзы на 1 см2 поверхности тангенциального разреза насчитывается свыше 3000 лучей, а у можжевельника, у которого сердцевинные лучи чрезвычайно узкие, — до 15 000. Больше всего сердцевинных лучей находится в нижней части ствола. Выше по стволу (по направлению к кроне) число лучей уменьшается, а в области кроны несколько возрастает. Число и размеры сердцевинных лучей (ширина и высота) увеличиваются в направлении от сердцевины к коре. Объём сердцевинных лучей зависит от породы, а у одной и той же породы — от условий произрастания. Объём лучей резко различен у листопадных (лиственных) и вечнозелёных (хвойных) пород. В древесине хвойных пород на долю сердцевинных лучей в среднем приходится 5— 8 % общего объёма древесины, лиственных — около 15 %, т.е. в 2,5 — 3 раза больше. Даже лиственница, сбрасывающая на зиму хвою, содержит почти вдвое больше лучей (по объёму), чем вечнозелёные хвойные (сосна, ель), выросшие в одинаковых с ней условиях.

Сердцевинные повторения. Так называются заметные на продольных разрезах древесины некоторых лиственных пород буроватые или коричневатые чёрточки, полоски или пятнышки, расположенные главным образом у границ годичных слоёв. По своему цвету и строению они напоминают сердцевину. Ранее считали, что сердцевинные повторения (прожилки) возникают в результате повреждения камбия насекомыми. Н. Е. Косиченко, В. В. Коровин полагают, что эти микроструктурные аномалии могут быть вызваны и другими причинами. Они встречаются преимущественно в нижней части ствола лиственных пород (берёзы, ольхи, рябины, груши, клёна, ивы и др.) и изредка у хвойных (пихты). Присутствие этих образований в древесине некоторых пород настолько постоянно (у берёзы), что они могут служить диагностическим признаком при распознании породы по древесине.

Сосуды. На поперечном разрезе древесины некоторых лиственных пород (дуба, грецкого ореха и др.) можно заметить небольшие отверстия, представляющие собой поперечные разрезы сосудов. Сосуды имеют форму трубок разной величины и являются характерным элементом строения древесины лиственных пород (у хвойных пород сосудов нет). В растущем дереве по сосудам из корней в крону поднимается вода.

Сосуды делят на крупные, ясно видимые невооружённым глазом, и мелкие, не различимые невооружённым глазом. У ряда пород мелкие сосуды собраны в группы, которые можно обнаружить без микроскопа. Крупные сосуды чаще сосредоточены только в ранней зоне годичного слоя и образуют на поперечном разрезе пористое кольцо (например, у дуба), реже крупные сосуды распределены по годичному слою равномерно (например, у грецкого ореха). Собранные в группы мелкие сосуды при наличии крупных сосудов в ранней зоне располагаются в поздней зоне, где они заметны благодаря более светлой окраске. Если крупных сосудов нет, то мелкие сосуды у большинства пород рассеяны по всему слою; однако их число и величина несколько уменьшаются по направлению к внешней границе слоя.

Описанное распределение сосудов позволяет разделить лиственные породы на кольцесосудистые с кольцом крупных сосудов в ранней зоне каждого годичного слоя и рассеянно-сосудистые, у которых сосуды, независимо от их величины, распределены по годичному слою более или менее равномерно.

Резкая разница между ранней и поздней зоной делает годичные слои в кольцесосудистых породах хорошо заметными. В то же время у рассеянно-сосудистых пород нет различия между названными зонами, поэтому годичные слои имеют однородное строение, и границы между ними плохо заметны.

Кольцесосудистыми лиственными породами являются дуб, ясень, каштан съедобный, вяз, ильм, карагач, бархатное дерево, фисташка и некоторые другие. К рассеянно-сосудистым относится большинство лиственных пород; среди них с крупными сосудами — грецкий орех и хурма, а с мелкими сосудами — берёза, осина, ольха, липа, бук, клён, платан, тополь, ива, рябина, груша, лещина и др.

Скопления мелких сосудов в поздней зоне образуют различный рисунок. Радиальная группировка мелких сосудов в виде светлых язычков пламени характерна для дуба, каштана; тангенциальная группировка — волнистые, иногда прерывистые линии — для ильма, вяза, береста. Рассеянная группировка в виде отдельных светлых точек наблюдается у ясеня.

На продольных разрезах сосуды, особенно крупные, бывают заметны в виде бороздок. Сосуды редко проходят в стволе строго вертикально, на продольных разрезах бороздки сравнительно короткие, так как в разрез попадает только часть сосуда. Диаметр крупных сосудов 0,2— 0,4 мм, мелких — 0,016 — 0,1 мм. Длина сосудов обычно не превышает 10 см, но у дуба достигает 3,6 м, а у ясеня доходит даже до 18 м. Объём сосудов у разных пород колеблется в широких пределах, а для каждой породы зависит от условий произрастания. По радиусу ствола размер сосудов сначала увеличивается по направлению от сердцевины к коре, достигает максимума, после чего остаётся постоянным или несколько уменьшается. По высоте ствола число сосудов и площадь их сечения возрастают по направлению от комля к вершине.

Сосуды, являясь слабыми элементами, понижают прочность срубленной древесины. Наличием сосудов объясняется повышенная проницаемость жидкостями и газами древесины лиственных пород в направлении вдоль волокон.

Смоляные ходы. Для древесины ряда хвойных пород характерно присутствие смоляных ходов — тонких, наполненных смолой каналов. Они имеются в древесине сосны, кедра, лиственницы и ели; в древесине пихты, тиса и можжевельника смоляных ходов нет. По расположению в стволе различают вертикальные и горизонтальные смоляные ходы; последние проходят по сердцевинным лучам и образуют с вертикальными ходами общую смолоносную систему. Благодаря этой системе обеспечивается добыча смолы подсочкой. Невооруженным глазом можно рассмотреть только вертикальные смоляные ходы, которые на поперечном разрезе заметны преимущественно в поздней зоне годичных слоёв в виде беловатых точек.

Наиболее крупные смоляные ходы у кедра — их диаметр в среднем 0,14 мм; диаметр смоляных ходов у сосны 0,1 мм, у ели 0,09 мм, у лиственницы 0,08 мм; длина ходов в пределах 10-80 см.

Наибольшее число смоляных ходов у сосны, довольно много их у кедра, меньше у лиственницы, ещё меньше у ели. У двух последних пород смоляные ходы занимают не более 0,2 % общего объёма древесины. Однако даже у пород с крупными и многочисленными смоляными ходами их доля в общем объёме древесины менее 1 %. Поэтому сами по себе ходы не могут оказать влияние на свойства древесины, но заполняющая их смола повышает стойкость древесины к гниению.

Определение породы по макростроению древесины. Каждая порода отличается строением древесины, что определяет своеобразие её свойств. Оценка физико-механических и технологических свойств древесины с достаточной для практики точностью может быть сделана по справочным данным, если известна порода.

Для установления рода, а иногда и вида древесного растения (идентификации пород) используют признаки, характеризующие макростроение древесины. В число таких признаков входят: наличие ядра; ширина заболони и степень резкости перехода от ядра к заболони; степень видимости годичных слоёв и их очертания на поперечном разрезе; чёткость границы между ранней и поздней древесиной годичных слоёв; наличие, размеры, окраска и число сердцевинных лучей; размеры, характер группировки и состояние (пустые или заполненные) сосудов в древесине лиственных пород; наличие, размеры и число вертикальных смоляных ходов в древесине хвойных пород; сердцевинные повторения в древесине некоторых лиственных пород.

Кроме этих основных признаков при определении пород учитывают некоторые дополнительные признаки. Необходимость их использования возникает в тех случаях, когда основные признаки выражены нечётко. К дополнительным признакам относятся блеск, текстура, плотность и твёрдость.

Древесина некоторых пород обладает характерным цветом, что позволяет легче определить породу. Однако не всегда цвет древесины может служить достаточным основанием для идентификации породы. Дело в том, что нормальная окраска древесины может изменяться под действием внешних физико-химических факторов, а также из-за поражений грибами. Некоторое диагностическое значение имеет блеск древесины.

При перерезании анатомических элементов на поверхности продольных разрезов древесины образуется тот или иной рисунок. Особенно характерный рисунок-текстуру — образуют сердцевинные лучи. Например, по текстуре поверхности тангенциального разреза бука эта порода определяется безошибочно. Иногда в качестве дополнительного признака привлекаются связанные между собой свойства: плотность и твёрдость древесины.

Примерная оценка плотности (веса) и твёрдости образцов может быть особенно полезна для определения рассеянно-сосудистых лиственных пород, основные признаки которых часто недостаточно ярко выражены.

СТРОЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ — Материаловедение — Каталог статей

СТРОЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ

Древесина состоит из элементарных клеток, разнообразных по размерам и форме, прочно связанных между собой. Имеет слоисто-волокнистое строение, поэтому полное представление о ней можно получить, рассматривая три главных разреза ствола (рис. 1): поперечный, или торцовый 1 (плоскость разреза перпендикулярна оси ствола), радиальный 2 (вдоль ствола через середину), тангентальный 3 (вдоль ствола на некотором расстоянии от сердцевины). На поперечном разрезе ствола (рис. 2) можно видеть: сердцевину, кору и древесину с ее годичными слоями. Сердцевина  на поперечном разрезе ствола имеет вид темного (или другого цвета) пятна диаметром 2—5 мм и состоит из мягких рыхлых тканей и быстро загнивает. На радиальном раз¬резе сердцевина имеет вид прямой или извилистой узкой полосы.

Кора покрывает дерево сплошным чехлом и состоит из внешнего пробкового слоя 4 и внутреннего слоя — луба 5, который проводит воду с органическими веществами, выработанными в листьях, вниз по стволу. Кора предохраняет дерево от механических повреждений, резких перемен температуры и других вредных влияний среды. 

Между корой и древесиной располагается очень тонкий, невидимый невооруженным глазом слой — камбий 7. Он состоит из живых клеток, которые на протяжении всего периода роста откладывают элементы (клетки) в сторону древесины и в сторону коры. Благо¬даря этому дерево растет.

Древесина отечественных лесных пород окрашена обычно в светлый цвет. При этом у одних пород вся масса древесины одного цвета (ольха, береза, граб и др.), у других центральная часть имеет более темную окраску (дуб, лиственница, сосна и др.). 

Темноокрашенная часть ствола называется ядром 3, а светлая периферическая часть заболонью 6. У некоторых пород центральная часть ствола отличается от периферической меньшим содержанием воды в растущем дереве и называется спелой древесиной. Это спелодревесные породы. Породы, имеющие ядро, называются ядровыми. Остальные, у которых нет различия между центральной и периферической частью ствола ни по цвету,  ни  по содержанию  воды,  называются  заболонными   (безъядровыми).

Из древесных пород, произрастающих на территории России, ядро имеют: хвойные — сосна,  лиственница,  кедр,  тис,   можжевельник;  лиственные — дуб, ясень, ильм, белая акация, тополь, яблоня, грецкий орех и др. Спелодревесными породами являются из хвойных ель и пихта, из лиственных бук и осина. К заболонным породам относятся лиственные — береза, клен, граб, липа, самшит, груша и др. У некоторых безъядровых пород (береза, бук, осина) наблюдается потемнение центральной части ствола. В этом случае темная центральная зона называется ложным ядром.

Древесина заболони легко пропускает воду, менее стойка против загнивания, вследствие чего при изготовлении тары под жидкие товары использование заболони необходимо ограничивать.

На поперечном разрезе ствола можно видеть концентрические слои, рас¬положенные вокруг сердцевины. 

Эти образования называются годичными слоями 8 и представляют ежегодный прирост древесины. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных полос, на тангентальном — извилистых конусообразных линий (см. рис. 1). Годичный слой 8 (см. рис. 2) состоит из ранней и поздней древесины. Различие между ранней и поздней древесиной четко выражено у хвойных и некоторых лиственных пород (например, у дуба, ясеня, карагача). От количества поздней древесины зависят ее плотность и механические свойства.

На поперечном разрезе некоторых пород видны невооруженным глазом светлые, часто блестящие, направленные от сердцевины к коре линии — сердцевинные лучи 2. Сердцевинные лучи имеются у всех пород, но хорошо видны у дуба, бука, платана. На радиальном разрезе сердцевинные лучи имеют вид  блестящих широких или узких, коротких или длинных полосок или черточек; на тангентальном они похожи на чечевички или имеют веретенообразную форму.

Сердцевинные лучи создают красивый рисунок (на радиальном разрезе), что имеет практическое значение при выборе древесины в качестве декоративного материала.

На поперечно

Строение древесины, применяемой в судостроении

Растущее дерево состоит из корней, ствола и кроны. С помощью корней дерево укрепляется в почве, всасывает из нее влагу с растворенными минеральными веществами, откладывает органические вещества и вегетативно размножается. Ствол поддерживает крону, выносит ее вверх для лучшего освещения солнцем и проводит влагу от корней к листьям. Такое продвижение влаги называется восходящим сокодвижением; оно в большинстве случаев проходит по молодой древесине, расположенной ближе к коре.

Крона состоит из ветвей и листьев. Ветви (сучья) разбрасывают листья в сторону от ствола, благодаря чему листва хорошо освещается солнцем и больше поглощает углекислого газа из воздуха.

Большая часть поступившей в листья влаги испаряется через устьица на тыльной стороне листьев. Оставшаяся влага вместе с растворенными минеральными веществами под влиянием солнечного света и хлорофилла в зеленых частях листьев вступает в соединение с углеродом, получаемым листьями из воздуха в виде углекислого газа, и образует питательные вещества.

Растворенные в воде питательные вещества в виде сока распространяются по всему дереву. Это называется нисходящим сокодвижением; оно проходит по внутреннему слою коры — лубу.

Самой существенной частью дерева является ствол, который дает основное количество деловой древесины. Ствол составляет от 50 до 90%, а ветви и корни — от 5 до 25% объема дерева. Из деловой древесины изготовляют строительные материалы, необходимые для деревообделочных работ, изготовления мебели и прочих деревянных изделий. Нижняя, прилегающая к корню часть ствола называется комлем, верхняя — вершиной.

Рис. 1. Схема строения дерева.
1 — крона; 2 — ствол; 3 — корни; 4 — почва.

Рис. 2. Три главных разреза древесины:
а — поперечный; б — радиальный; в — тангенциальный.

Рис. 3. Поперечный разрез ствола.
1 — сердцевина; 2 — камбий; 3—кора; 4—ядро; 5—заболонь.

Древесина имеет сложное строение, которое можно видеть невооруженным глазом и подробнее — под микроскопом. От строения древесины зависят ее технические и декоративные свойства.

Строение древесины на поверхности ее разрезов в различных направлениях имеет разный вид. Неодинаковы в разных направлениях и свойства древесины. Поэтому принято изучать древесину в трех основных разрезах: поперечном, или торцовом, проходящем перпендикулярно к оси ствола, радиальном — вдоль ствола через сердцевину или по направлению к сердцевине и тангенциальном — вдоль ствола на некотором расстоянии от сердцевины.

Продольный разрез древесины, близкий к сердцевине, называется полу радиальным. Поперечный разрез под углом к оси ствола, близким к 45°, называется полуторцовым, а поверхность разреза — полу торцом.

На поперечном разрезе ствола различают сердцевину, ядро, заболонь, кору, сердцевинные лучи и годичные слои.

Сердцевина расположена в центральной части ствола по всей длине и представляет собой рыхлую ткань, ослабляющую древесину. Она легко выкрошивается и быстро загнивает, поэтому в ответственных сортаментах пиломатериалов (палубных брусках, заготовках деталей мебели) сердцевину обычно выбрасывают.

Ядро — самая зрелая часть ствола, состоящая из мертвых клеток с максимально толстыми стенками, примыкающая непосредственно к сердцевине. Ядровая древесина отличается наибольшей плотностью, твердостью, прочностью, стойкостью против загнивания, более темным цветом и поэтому используется для изготовления палубных брусков, деталей судовой мебели и других ответственных изделий.

Заболонь — более молодая часть ствола. По сравнению с ядром заболонь обладает меньшей плотностью и отличается более светлым цветом. Заболонь богата влагой и питательными соками. Она состоит из слоев живых клеток молодой неокрепшей древесины. Величина заболони зависит от породы дерева, его возраста и условий роста. У сосны заболонь занимает от 20 до 80 годичных слоев, у лиственницы — до 20, у дуба — 8—10, у тиса — 5—6. Заболонная древесина по механическим свойствам уступает ядровой древесине.

Кора в растущем дереве защищает нежные клетки камбия от механических повреждений, а в жаркое время года защищает живые древесные клетки от чрезмерного испарения влаги. В коре различают два резко различных слоя — луб и пробковый слой.

Луб состоит из живых клеток и проводит влагу и питательные вещества от кроны к корням. Пробковый слой состоит из мертвых клеток и выполняет чисто механическую защитную функцию.

Сердцевинные лучи имеются в древесине любой породы, но у большинства из них они настолько мелки, что не видны простым глазом. Они представляют собой радиально расположенные ряды запасающих клеток и в растущем дереве проводят воздух и питательные вещества по стволу в поперечном направлении.

Крупные видимые сердцевинные лучи на торцовом разрезе выступают блестящими радиальными лучами — полосками, на радиальном — пятнами и полосками, на тангенциальном — точками и штрихами.

В столярно-мебельном производстве наличие в древесине сердцевинных лучей делает ее рисунок более разнообразным и красивым.

Годичные слои большинства древесных пород различают на поперечном разрезе ствола. Годичный слой — это древесина, наросшая в течение года в результате жизнедеятельности камбия. Камбий в определенной последовательности образует крупные и тонкостенные клетки ранней древесины в весенний период, а летом и в конце вегетационного периода — более мелкие толстостенные клетки поздней древесины. Ранняя древесина расположена ближе к центру ствола, а поздняя занимает внешнюю часть годичного слоя. Ширина годичных слоев зависит от возраста дерева, его породы и условий роста. У хвойных пород чем уже годичные слои, тем лучше древесина.

Строение и свойства древесины

Древесина в натуральном виде и в виде шпона, фанеры и лигностона находит широкое применение во всех от­раслях народного хозяйства в качестве строительного материала и сырья для машиностроительной и химиче­ской промышленности. Из дерева изготовляют значи­тельное число деталей сельскохозяйственных машин, вкладыши подшипников в комбайнах и лущильниках, планки мотовила жаток, сцепки, каркасы веялок, брусья копнителя и т. п. Из древесины вырабатывают бумагу, картон, скипи­дар, канифоль, метиловый и этиловый спирты; ее при­меняют при производстве пластмасс.

Древесина имеет слоисто-волокнистое строение, которое обычно рассматривают в трех разрезах: в по­перечном или торцовом — поперек волокон ствола; в ра­диальном — вдоль волокна ствола по диаметру или радиусу; в тангенциальном — вдоль ствола, под некоторым углом к оси волокон. На поперечном (торцовом) разре­зе ствола различают кору, внутренний слой которой на­зывается лубом, заболонь, ядро, сердцевину, годичные кольца и сердцевинные лучи.

Физические свойства древесины. Различают следую­щие физические свойства древесины: влажность, плот­ность, гигроскопичность, тепло-, звуко- и электропровод­ность, текстуру и др.

Под влажностью древесины подразумевается количе­ство содержащейся в ней воды, выраженное в процен­тах от веса сухой древесины. Влажность, вычисленная по отношению к абсолютно сухой древесине (высушен­ной при температуре 95—105°С), называют абсолютной, а по отношению к весу древесины до высушивания — относительной. Относительной влажностью пользуются только при характеристике состояния древесного топ­лива.

При высыхании древесины наблюдается ее усушка, т. е. уменьшение линейных размеров и объема. Усушка вдоль волокон составляет 0,1%, в радиальном направлении 3—5% и в тангенциальном 6-10%. При увлажнении происхо­дит разбухание древе­сины, т. е. явление, об­ратное усушке. Усуш­ка и разбухание — от­рицательные свойства древесины, вызываю­щие ее растрескивание и коробление.

Плотностью древе­сины называется мас­са единицы объема дре­весины, кгс/м³ (г/см³). Плотность служит показателем техниче­ских свойств древесины. Чем больше плот­ность, тем прочнее дре­весина. Сравнивать древесину различных пород по плотности можно лишь при одинаковой влажности (15%). Плотность древесного вещества не зависит от поро­ды и в среднем равна 1,54 (с колебаниями 1,499—1,564).

Гигроскопичностью древесины называется ее способ­ность поглощать влагу из окружающего воздуха. Для уменьшения гигроскопичности древесину покрывают ла­ками, красками или пропитывают искусственными смо­лами.

Теплопроводность и тепловое расширение древесины незначительны и практического значения не имеют. Сухая древесина является хорошим проводником звука, особенно вдоль волокон.

Электропроводность древесины зависит от породы дерева, направления тока    по отношению   к волокнам, влажности и температуры материала. Абсолютно сухая древесина является изолятором.

Текстурой называют рисунок, образующийся на сре­зах древесины при перерезании волокон, сосудов и серд­цевинных лучей. У разных пород этот рисунок различен, поэтому по текстуре можно распознавать породу древесины.

Механические свойства древесины. К механическим свойствам относятся прочность, упругость и твердость. Предел прочности древесины при сжатии вдоль волокон больше, чем поперек, в 3—10 раз, а при растяжении — в 10—20 раз. Механические свойства зависят от породы, влажности, температуры и предварительной обработки — сушки, пропитки, пропаривания. С увеличением влаж­ности древесины понижается ее прочность и упругость, поэтому механические испытания обычно проводят на стандартных образцах.

Пороки древесины: сучковатость, косослой, крень, трещины, ненормальные окраски, гнили и т. п. понижа­ют ее качество.

Сучковатость нарушает однородность строения дре­весины и вызывает местное искривление волокон, за­трудняет механическую обработку и снижает качество изделия.

Косослой, т. е. винтообразное направление волокон, служит причиной повышенной усушки древесины и ко­робления пиломатериалов.

Крень — утолщение поздней зоны годичных слоев на одной стороне ствола, придает ему овальную форму. Крень встречается только в древесине хвойных пород, часто у ели.

Трещины, увеличивающиеся при высыхании, нару­шают цельность древесины и снижают прочность конст­рукций. Ненормальные окраски древесины и гнили вызыва­ются деревоокрашивающими грибами при плохом хра­нении материала, причем синева не оказывает заметно­го влияния на его качество. Гниль в древесине, применя­емой для нужд машиностроения, не допускается.

Строение древесины. Описание главных физических и химических свойств древесины.

После установки плиту покрывают обоями, клеевыми или масляными красками; сверхтвердые СТ-500, в отличие от твердых, в процессе изготовления пропитываются высыхающими масляными или синтетическими смолами и подвергаются термо- обработке при прессовании, поэтому их иногда называют прессованными. Часто при производстве эти плиты красят грунтовкой.

Кора состоит из внешнего пробкового отмершего слоя и тонкого внутреннего живого слоя — луба. Между корой и древесиной расположен слой тонкостенных живых клеток, невидимый невооруженным глазом и называемый камбием. За счет деления и роста его клеток происходит прирост дерева в толщину.
Древесина большинства пород четко разделяется на прилегающую к камбию светлоокрашенную зону — заболонь и ближе к центру ствола темноокрашенную зону — ядро. У некоторых пород вся древесина одного цвета (например, у березы, ольхи, граба и др.), а у таких пород, как сосна, лиственница, дуб и т. д., центральная часть темнее. Породы, имеющие ядро, называются ядровыми. Породы, у которых периферическая и центральная части ствола одинаковы по цвету, называются заболонными (безъядровыми). Сердцевина на поперечном разрезе имеет вид темного пятна диаметром 2—5 мм.

Для получения полного представления о строении древесины рассматривают три главных разреза ствола (см. рисунок): поперечный, или торцовый (плоскость разреза перпендикулярна оси ствола), радиальный (вдоль ствола через середину), тангентальный (вдоль ствола на некотором расстоянии от сердцевины).

На поперечном разрезе видны концентрические окружности, расположенные вокруг сердцевины,— это годичные слои. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных полос, а на тангентальном — извилистых конусообразных линий. Годичный слой состоит из ранней (внутренней) и поздней (наружной) древесины.
На поперечном разрезе некоторых пород видны светлые, часто блестящие, направленные от сердцевины к коре линии — сердцевинные лучи. Особенно хорошо они выделяются у бука, дуба и платана. На радиальном разрезе сердцевинные лучи имеют вид блестящих широких или узких, коротких или длинных полосок или черточек. На тангентальном разрезе они похожи на чечевички или имеют веретенообразную форму. Сердцевинные лучи создают красивый рисунок на радиальном разрезе, что играет важную роль при выборе древесины в качестве декоративного материала.
На поперечном разрезе лиственных пород видны отверстия — это сечения сосудов-трубок (каналов для проведения воды). Породы, у которых крупные сосуды на поперечном разрезе образуют в ранней древесине годичных слоев сплошное кольцо, называются кольцесосудистыми (ясень, дуб, вяз, бархатное дерево, карагач и др. ). Породы, у которых мелкие и крупные сосуды равномерно распределены по всей ширине годичного слоя, называются рассеяннососудистыми (грецкий орех, хурма и др.). У кольцесосудистых лиственных пород годичные слои хорошо заметны из-за резкого различия между ранней и поздней древесиной. У рассеяннососудистых такое различие не наблюдается, и годичные слои слабо заметны. На радиальном и тангентальном разрезах сосуды-трубки выглядят как продольные бороздки.

Физические и механические свойства древесины

Физические и механические свойства древесины неодинаковы в различных направлениях. Потому что древесину упрощенно можно представить как пучок трубок, связанных межклеточным веществом. Клетки(трубки) древесины имеют различные размеры как в поперечном сечении, так и в длину, зависящие от их назначения в дереве и от его породы. Диаметр клеток, измеряется сотыми долями миллиметра, не достигая в большинстве случаев 0,1 мм.

В длину клетки, соединяясь через отверстия в боковых стенках, имеют размеры от нескольких миллиметров до 3-5 м. Основная масса клеток располагается длинной стороной вдоль ствола дерева. Основными составными частями древесины являются целлюлоза и лигнин.
Целлюлоза — структурный скелет древесины -обладает высокой прочностью. Лигнин и остальные составные части являются наполнителями и мало влияют на ее прочность(но довольно сильно на другие параметры). Поэтому наибольшей прочностью обладает древесина, имеющая мелкие или толстостенные клетки, так как процентное содержание целлюлозы при этом повышается. Межклеточное вещество, состоящее в основном из лигнина, имеет весьма небольшую механическую прочность, чем, например, объясняется легкая раскалываемость древесины вдоль волокон. Однако именно лигнин позволяет изгибать древесину с процессе гидротермической обработки, это и объясняет тот факт, что дуб и бук гнутся(пластично изгибаются под давлением и температурой без разрушения) лучше, чем сосна, хотя последняя обладет меньшей прочностью и упругостью.

Прочие вещества также важны, особо хочу отметить смолу в хвойных породах, которая является защитным антигрибковым механизмом дерева и дубильные вещества, в общем выполняющим ту же функцию что и смола. Поэтому древесина в которой большое количество смол и дубильных веществ гораздо слабее подвержены гниению. Пример лиственница и дуб. В целом плотность клеточных стенок у всех пород практически одинаковая и составляет 1540кг/м3. Если сравнить с плотностью сосны(влажность 12%), которая составляет 520кг/м3(хотя она может варьироваться в зависимости от места произрастания, части дерева, вида дерева от 300 до 700 кг/м3, в Беларуси она ближе к 450кг/м3) то мы видим, что лишь около 30%(если влагу отнять) заполнено древесным веществом. Остальное либо влага либо воздух.

Лично наблюдал опыт по упрессовке древесины(без разрушения) поперек волокон и уменьшение в толщине было более чем в 2 раза. Именно таким методом делаются например деревянные шарики в подшипники качения. Что это означает для нас: дерево больше чем наполовину состоит из пустот, наполненных воздухом. Древесина и его влажность. Древесина — гигроскопичный материал. С этим утверждением никто не спорит, но следует учитывать тот факт что с изменением древесины изменяется не только ее количественные характеристики, но и качественные. И это ее очень важное свойство!!! Дело в том что вода хранится в древесине в двух местах. 1-ое место – это клеточные стенки. Клеточные стенки в древесине это в основном молекулы целлюлозы, природного полимера. И молекулы воды, так как они на порядки меньше молекул целлюлозы могут находится внутри клеточных стенок(связанная влага). 2-ое место — пустоты внутри самих клеток и между ними(свободная влага).
Так как целлюлоза хорошо смачивается водой, то на практике пустоты начинают заполнятся только после того как количество воды в клеточных стенках достигнет своего предела насыщения (также встречается название предел гигроскопичности). То есть сначала появляется только связанная влага, а уже только потом появляется свободная влага. Далее получается интересный момент. Так как материал древесных клеток у всех пород одинаков – целлюлоза, то и предел насыщения клеточных стенок водой тоже одинаков. А это значит, что относительная влажность древесины при которой наступает предел насыщения для разных пород будет практически одинакова. Зачем нам эти знания про предел насыщения? А все в том что при влажности до предела насыщения и после его древесина очень сильно меняет свои свойства.

Потому что основным механическим компонентом древесины является целлюлоза. При насыщении ее водой, она соответственно изменяет свои свойства. Но после насыщения механические свойства практически не изменяются. Для древесины относительная влажность предела насыщения клеточных стенок составляет около 30%( в основном используется эта цифра, хотя часто встречается и 28%). Второй интересный момент. У древесины есть такое понятие как равновесная влажность(в зарубежье часто встречается как аббревиатура UGL, как расшифровывается не знаю, буду благодарен кто скажет).

Понятие применимо только для влажности ниже предела насыщения, т.е. 30%. Оно означает, что в зависимости от влажности воздуха древесина меняет свою влажность. Например при влажности воздуха 60% и температуре 20градусов дерево будет стремится к влажности 12% . А при влажности 20% и температуре 5 градусов дерево будет стремится к влажности 7%. Стремится как вниз(сохнуть) так и вверх(намокать). Я специально выделил слово стремится, потому что есть 3 нюанса. Во первых скорость сушки древесины при комнатной температуре очень мала, что означает, что довольно часто состояние воздуха успеет поменяться раньше чем влажность приблизится к равновесно. В зависимости от разницы между влажностью древесины и равновесной, породы дерева и температуры скорость сильно отличается. От часов до недель. Так горький опыт показывает, что при проветривании в дождливую погоду шанс получить разбухший ясеневых паркет довольно высок. И в то же время дубовый паркет являет щели только после нескольких недель начала отопительного сезона.
Во вторых дерево ниже 30% сохнет за счет изменения градиента влажности клеточных стенок по сечению заготовки. То есть стенки сообщаясь друг с другом передают воду туда где ее меньше. Однако практически до равновесной влажности высыхает только тонкий наружний слой. Все что глубже недосыхает или недоувлажняется на 2-3%, так как градиент слишком мал для эффективного перехода воды из одной клеточной стенки в другую. Переход есть, но он очень-очень мал. В третьих древесина не может набрать влаги из воздуха выше предела насыщения, т.е. выше 30%. Выше 30 % она может набрать контактом с жидкой водой. Также древесина может набрать влажность выше 30% от контакта с горячим паром за счет конденсации пара в более холодной древесине. Определяется равновесная влажность по номограмме.

Краткое описание по влажности древесины. В разных источниках указываются разные влажности и разные определения. Поэтому если увидите расхождение с тем что вы видели(знали, изучали) это не означает что вы или я неправ. В целом это субъективные наименования разных стадий древесины исходя из влажности: 0% — древесина абсолютно сухая. Получается в сушильном шкафу с температурой выше 100 градусов. На практике нужна только для определения влажности весовым методом. 2-7% пересушенная древесина, в нормальных условиях со временем набирает влажность. 8-12% сухая древесина. Древесина для мебельного и столярного производства, т.е. нормальная влажность для внутренней эксплуатации. 13-22% (25%) воздушно-сухая древесина. Древесина транспортной влажности. Верхний порог в 22%(по некоторым данным 25%) обусловлен степенью влажности при которой прекращается гниение древесины.

Транспортная влажность – это 4 степень сушки по стандарту и означает возможность безопасной перевозки без повреждения от гниения и резкой усушки. Как правило до данной влажности сушат строительную древесину, которая доходит до эксплуатационной влажности уже по месту. До данной влажности реально высушить древесину на улице. Если надо ниже – нужно долгое вылеживание внутри помещения. Прочность меньше чем у сухой древесины. Увеличение прочности у древесины при снижении влажности от 30 до 12 % приблизительно в 2 раза. В целом — нормальная влажность для наружней эксплуатации. 30% — предел насыщения клеточных стенок. Степень влажности при которых древесина сильно изменяет свои свойства. С уровнем влажности выше 30% древесина при изменении влажности перестает: -изменять прочность и большинство сопутствующих механических характеристик -разбухать(усыхать) -коробится — сопротивлятся гниению -иметь внутренние напряжения от неравномерной усушки 30-50% — сырая(мокрая) древесина 50-100% — свежесрубленная древесина.
Разница состоит в том, что при влажности свыше 50% вода очень активно покидает древесину через капилляры торцевого среза. Поэтому на этом промежутке влажность у древесины теряется относительно быстро даже в неокоренном/нераспиленном виде. Свежесрубленное дерево имеет максимальную влажность зимой, а минимальную летом. В мороз свободная влага(та что выше 30%) замораживается полностью. Связанная(та что в клеточных стенках) промораживается не полностью. Ориентировочно при 20 град. Мороза промораживается 18% связанной влаги. Табличку давали в конспект, сейчас помню с трудом. Вкратце связанная влага тоже замерзает, но очень неохотно, т.е. при больших морозах. Особо следует отметить такой нюанс, что дерево не берет в себя влагу таким же способом как бетон или кирпич в процессе эксплуатации. Так как они хранят влагу в своих пустотах(капиллярах) в жидком виде. Дерево же хранит влагу в жидком виде только если его влажность больше 30%. При влажности ниже 30% дерево хранит в себе влагу в связанном виде. Можно сравнить способ хранения воды губкой и силикогелем. Т.е. обычный стройматериал – это губка. При намокании катастрофически увеличивается теплопроводность, немного масса, прочие параметры сильно не меняются. Параметры дерева же изменяются качественно и нелинейно. Так для газосиликата при поднятии влажности с 5% до 10% теплопроводность увеличится в разы, а дерево на проценты, даже не на десятки процентов. В то же время при изменении влажности бетона не происходит изменение его прочности, а в древесине при увеличении влажности вплоть до 30% происходит и довольно существенно. Если вы заметили в посте ошибку, просьба сначала найти достоверный источник(книга либо статья с четким указанием авторства), а после этого выложить исправление вместе со ссылкой. Так как просто в статьях в интернете довольно часто указываются неверные либо несовсем верные сведения.

Состав и структура древесины

Древесина характеризуется слоисто-волокнистым строением и состоит из клеток, имеющих разную форму, величину и назначение. Так, 90—95% древесины хвойных пород составляют трахеиды — вытянутые вдоль ствола пустотелые отмершие клетки длиной 2—5 мм и шириной 30—70 мм, проводящие при жизни дерева воду от корней к кроне. Оболочку клеток образует преимущественно клетчатка или целлюлоза (СбНюОо),,— главный компонент несущего остова дерева. В состав клеточных стенок и междуклеточного вещества входят также полисахариды — лигнин и гемицеллюлозы — сложные органические соединения, близкие по составу к целлюлозе.
Обычно древесина включает 40—50% целлюлозы, 20—30% лигнина и 15—30% гемицеллюлозы. Остальные 1—3% приходятся на сопутствующие компоненты (смолы, масла, дубильные вещества и др.).

Элементарный средний химический состав древесины практически одинаков для всех пород: 49,5% углерода, 44,08% кислорода, 0,12% азота и 6,3% водорода. Минеральные вещества, дающие при сгорании древесины золу, составляют 0,2—1,7%. В состав золы входят, главным образом, соли щелочноземельных металлов.

Древесина является главной и наиболее емкой по массе частью ствола. Кроме нее, примерно в центре ствола (рис. 16.1) Находится сердцевинная трубка, имеющая обычно диаметр 2—5 мм. Это наиболее слабая, легко подверженная загниванию часть ствола.

Древесина снаружи покрыта корой, защищающей дерево от атмосферных и внешних механических воздействий. Кора включает два слоя: наружный — корку, выполняющую защитные функции, и внутренний — луб, активно участвующий в движении питательных веществ в дереве.
На границе между лубом и древесиной находится тонкий слой клеток, способных к делению и росту, называемый камбием. Камбий обусловливает прирост древесины и коры.

Древесину в зависимости от особенностей макроструктуры делят на три группы — ядровую, спелодревесную и за-болонную. Древесина ядровых пород (сосна, кедр, лиственница, дуб, ясень, тополь и др.) имеет более темную окраску центральной части — ядра и более светлую периферической части — заболони. В раннем возрасте древесина всех пород состоит лишь из заболони. Ядро образуется, например, у сосны в возрасте 30—35 лет, у дуба на 8—12-й год. Оно состоит из отмерших клеток, пропитанных и закупоренных отложениями смолы, углекислого кальция, дубильных и других веществ. Ядро имеет повышенную плотность и стойкость против загнивания.

Если центральная часть древесины имеет одинаковый цвет с периферийной и отличается лишь меньшей влажностью, она называется не ядром, а спелой древесиной. В группу спелодревесных пород входят ель, пихта, бук, липа, осина и др. Спелая древесина, так же как и ядро, является более плотной частью ствола, не принимающей участия в сокопроводящей сети.

Заболонь состоит из более молодых клеток и предназначена для движения влаги с растворенными в ней минеральными веществами. С возрастом заболонь постепенно переходит в ядро или спелую древесину. При одинаковой влажности заболонная древесина по многим механическим свойствам приближается к ядровой. Стойкость ее против загнивания меньше, однако она легче пропитывается антисептическими составами. К заболонным лесным породам, имеющим практически одинаковую по цвету и по содержанию воды древесину как в центре, так и на периферии, относятся многие породы (береза, ольха, граб, клен и др. ).

Древесина слагается из отдельных годичных слоев, различимых невооруженным глазом у многих пород и особенно у хвойных. На поперечном разрезе ствола эти слои имеют вид концентрических колец, окружающих сердцевину. Годичные слои включают две части — раннюю и позднюю древесину. Ранняя древесина образуется весной, она светлее окрашена и мягче, чем поздняя, образованная к концу лета. Особенно сильно проявляются эти отличия у хвойных пород.

Содержание поздней древесины в значительной мере определяет физико-механические свойства древесины в целом. В поздней древесине хвойных пород сосредоточены смоляные ходы. Заполняющая их смола уменьшает водопоглощение древесины и увеличивает ее стойкость против гниения. Для всех пород древесины характерны сердцевинные лучи-линии, расходящиеся по радиусам к кроне непосредственно от сердцевины или на некотором расстоянии от нее. Они служат в растущем дереве для проведения водных растворов питательных веществ в горизонтальном направлении. Древесина легко раскалывается по сердцевинным лучам и дает трещины при усушке, так как клетки, входящие в эти участки, связаны между собой сравнительно слабо.
В древесине лиственных пород, кроме сердцевинных лучей, ослабленными элементами структуры являются сосуды — трубчатые образования клеток диаметром 0,1—0,4 мм и длиной обычно до 10 см, направленные вдоль ствола.

Стебель

Стебель — осевая часть побега растений, состоящая из узлов и междоузлий.

Растет в длину за счет верхушечной (в конусе нарастания) и вставочных меристем. Внутреннее строение стебля у травянистых растений и деревьев не одинаково. В стеблях двудольных есть образовательная ткань камбий, а стебли однодольных растений не имеют камбия, поэтому они почти не растут в толщину. У древесных двудольных растений (липы, клены и др.) пучки настолько сближены, что образуют три концентрических слоя: древесина, камбий и луб. Центральную часть стебля занимает сердцевина. Она может быть рыхлой, как у бузины, и очень плотной, как у березы, дуба. Сердцевидные лучи выполняют проводящую и запасающую функции. Они проходят в радиальном направлении от сердцевины через древесину и луб.

На поперечном разрезе ветки липы или другого древесного растения снаружи виден слой покровной ткани-кожицы, которая с возрастом заменяется многослойной покровной тканью-пробкой. В пробке есть чечевички — рыхло расположенные клетки особой ткани, проницаемой для воды и воздуха, через которые осуществляется газообмен. Покровные ткани защищают внутренние ткани стебля от излишнего испарения, от проникновения атмосферной пыли и т.д. Глубже находится кора, внутренняя часть которой представлена лубом. Она состоит из лубяных волокон и ситовидных трубок. Проводящие и механические элементы древесины и луба расположены вдоль стебля, а в поперечном направлении через древесину и луб проходят сердцевинные лучи, состоящие из рядов живых клеток.
Между древесиной и лубом залегает особый слой живых клеток образовательной ткани, называемой камбием. Клетки камбия одновременно делятся в плоскости, как бы параллельной поверхности стебля, при этом из одного слоя клеток возникают два. Только один из них остается камбинальным слоем. Клетки второго слоя становятся клетками постоянной ткани. Если такие клетки расположены к периферии от камбия, они становятся клетками луба, если же к центру стебля — клетками древесины. Клеток древесины камбий образует больше, и поэтому слой древесины бывает намного толще слоя луба. Клетки древесины, образовавшиеся за весну, лето и осень одного года, составляют слой, называемый годичный кольцом. Во внутренней зоне этого кольца, ближе к сердцевине, сосуды более крупные и их больше.

Эту древесину называют ранней. В наружной зоне кольца, ближе к коре, клетки более мелкие и более толстостенные. Это — поздняя древесина. Зимой клетки камбия не делятся, они находятся в состоянии покоя. Весной с распусканием почек возобновляется деятельность камбия.

 Общее строение древесины

Древесина состоит в основном из толстостенных клеток удлиненной формы, ориентированных вдоль оси ствола. У хвойных пород эти клетки носят название трахеид, а у лиственных пород — либриформ.

Между толстостенными клетками, обусловливающими прочность древесины, расположены группами клетки с более тонкими стенками, служащие резервуарами для отложения питательных веществ и называемые клетками древесной паренхимы. К паренхиме относятся, в частности, клетки сердцевидных лучей, ориентированные по радиусу ствола.

Кроме того, в древесине лиственных пород имеются клетки трубчатой формы — сосуды, а в древесине хвойных пород — смоляные ходы. Полости отдельных клеток сообщаются между собой отверстиями, обычно перегороженными тонкой мембраной (окаймленные и простые поры), через которую могут проходить жидкости и газы. Клеточные стенки в свою очередь состоят из ряда концентрических слоев, образованных путем соединения более мелких волоконец — фибрилл, представляющих субмикроскопические образования.
Согласно мицеллярной теории строения древесины фибриллы состоят из еще более мелких образований — мицелл, или микрофибрилл (пучков ориентированных цепных молекул целлюлозы), окруженных молекулами гемицеллюлозы и лигнина и образующих весьма тонкую ткань с пространствами, занятыми влагой.

Таким образом, древесина представляет собой коллоидный материал, имеющий четко выраженную капиллярно-пористую структуру и характеризующуюся наличием макро- и микрокапилляров. К первым относятся полости клеток, ко вторым — межмицеллярные и межфибриллярные пространства.

Влага, содержащаяся в макрокапиллярах, носит название свободной, а влага, заполняющая микрокапиллярные пространства, — связанной, или гигроскопической. Предел содержания в древесине гигроскопической влаги (предел гигроскопичности) одинаков для всех древесных пород и составляет при комнатной температуре около 30 % по отношению к массе абсолютно сухой древесины.

Предел насыщения Wпг характеризует максимальную влажность клеточных стеиок у свежесрублеииой или увлажненной путем выдержки в воде древесины; предел гигроскопичности Wпг соответствует максимальной влажности древесины (клеточных стенок) при увлажнении ее в насыщенном влагой воздухе. Изменение температуры на величину предела насыщения практически не оказывает влияния, а предел гигроскопичности с повышением температуры заметно снижается, и, например, при 100 °С составляет 19…20 %.

Свободная влага связана с древесиной лишь механически, и ее удаление при сушке не вызывает структурных изменений древесины. Удаление гигроскопической влаги влечет за собой изменение размеров структурных элементов, что проявляется в форме усушки древесины. Абсолютно сухой называется такая древесина, из которой удалена вся свободная и гигроскопическая влага.

Столярные плиты изготовляют из узких реек, обклеенных с обеих сторон шпоном или даже фанерой. В плитах НР рейки не склеены между собой; СР — рейки склеены; в БР —рейки расположены блоками.

Древесноволокнистые плиты (ДВП) изготовляют из древесной щепы, расслоенной на отдельные волокна, которые в процессе изготовления соединяют различными связующими материалами. Они бывают: мягких марок М-4, М-12, М-20, толщиной от 8 до 25 мм. Напоминают вайлокообразный ковер и используются для тепло- и звукоизоляции; полутвердые ПТ-100, типа толстого картона толщиной 6, 8 и 12 мм; твердые Т-350 и Т-400 — более плотные, чем полутвердые. Применяют как обшивочный материал для стен, перегородок, потолков, задних стенок мебели. После установки плиту покрывают обоями, клеевыми или масляными красками; сверхтвердые СТ-500, в отличие от твердых, в процессе изготовления пропитываются высыхающими масляными или синтетическими смолами и подвергаются термо- обработке при прессовании, поэтому их иногда называют прессованными. Часто при производстве эти плиты красят грунтовкой.

Древесноволокнистые плиты с лакокрасочным покрытием эмалями: типа А — с печатным рисунком и типа Б — одноцветные, часто имитирующие облицовочную плитку для отделки кухонь, санузлов. Для этого используются луб и древесина. 

Плиты А покрывают лаком или синтетической пленкой с нанесенным рисунком. Их используют для отделки мебели.

Древесностружечные плиты (ДСП) П-1, П-2, П-3 изготовляют из разных стружек, дробленых отходов и опилок, склеивая синтетическими клеями. Они бывают малой, средней и высокой плотности; низкой, средней и высокой водостойкости; шлифованные и нешлифованные. Поверхность их может быть необлицованной и облицованной шпоном, декоративной бумагой. Эти плиты теперь имеют широкое применение. 

Walmart.com Зал ожидания

«,»tooltipToggleOffText»:»Нажмите на переключатель, чтобы получить

БЕСПЛАТНУЮ доставку на следующий день!

«,»tooltipDuration»:»5″,»tempUnavailableMessage»:»Скоро вернемся!»,»tempUnavailableTooltipText»:»

Мы прилагаем все усилия, чтобы вернуться к работе.

• Временно приостановлено из-за высокого спроса.
• Пожалуйста, следите за наличием.

«,»hightlightTwoDayDelivery»:»false»,»locationAlwaysEligible»:»false»,»implicitOptin»:»false»,»highlightTwoDayDelivery»:»false»,»isTwoDayDeliveryTextEnabled»:»true»,»useTestingApi»:»false «,»ndCookieExpirationTime»:»30″},»typeahead»:{«debounceTime»:»100″,»isHighlightTypeahead»:»true»,»shouldApplyBiggerFontSizeAndCursorWithPadding»:»true»,»isBackgroundGreyoutEnabled»:»false»},» locationApi»:{«locationUrl»:»https://www. walmart.com/account/api/location»,»hubStorePages»:»главная страница,поиск,просмотр»,»enableHubStore»:»false»},»perimeterX»:{«isEnabled»:»true»},»oneApp»: {«drop2″:»true»,»hfdrop2″:»true»,»heartingCacheDuration»:»60000″,»hearting»:»true»},»feedback»:{«showFeedbackSuccessSnackbar»:»true»,»feedbackSnackbarDuration» :»3000″},»webWorker»:{«enableGetAll»:»false»,»getAllTtl»:»

0″},»search»:{«searchUrl»:»/search/»,»enabled»:»false» ,»tooltipText»:»

Расскажите нам, что вам нужно

«,»tooltipDuration»:5000,»nudgeTimePeriod»:10000}}},»uiConfig»:{«webappPrefix»:»»,»artifactId»:»header-footer -приложение»,»Версия_приложения»:»20.0.50″,»applicationSha»:»612099747be329c14157c4ba2bb0854d83f811a6″,»applicationName»:»верхний-нижний колонтитул»,»узел»:»0473854a-68bc-4f75-a363-4217d46d9e04″,»cloud»:»wus-prod-a14″,» oneOpsEnv»:»prod-a»,»профиль»:»PROD»,»basePath»:»/globalnav»,»origin»:»https://www.walmart.com»,»apiPath»:»/header- нижний колонтитул/электрод/api»,»loggerUrl»:»/header-footer/electrode/api/logger»,»storeFinderApi»:{«storeFinderUrl»:»/store/ajax/preferred-flyout»},»searchTypeAheadApi»:{ «searchTypeAheadUrl»:»/search/autocomplete/v1/»,»enableUpdate»:false,»typeaheadApiUrl»:»/typeahead/v2/complete»,»taSkipProxy»:false},»emailSignupApi»:{«emailSignupUrl»:» /account/electrode/account/api/subscribe»},»feedbackApi»:{«fixedFeedbackSubmitUrl»:»/customer-survey/submit»},»logging»:{«logInterval»:1000,»isLoggingAPIEnabled»:true,» isQuimbyLoggingFetchEnabled»:true,»isLoggingFetchEnabled»:true,»isLoggingCacheStatsEnabled»:true},»env»:»production»},»envInfo»:{«APP_SHA»:»612099747be329c14157c4ba2bb0854d83f811a6″,»APP_VERSION»:»20. 0.50-612099″},»expoCookies»:{}}

Типы чертежей в разрезе — Строительные чертежи

Можно рисовать сечения всего здания, внутреннего пространства или объекта. Они называются полными разделами. Однако, если необходимо проиллюстрировать только изолированную область, можно также нарисовать частичный разрез. Разделы могут быть вырезаны различными способами для отображения более подробной информации. Секция может проходить через все здание (так называемая секция здания) или только через стену (секция стены).

Могут потребоваться оба варианта, потому что небольшой масштаб и сложность участка здания обычно означает, что материалы и детали, связанные со стенами, не могут быть нарисованы там. Символ на участке здания, показанный на рис. 8-4, отмечает область стены, которую необходимо увеличить. Сечение стены (рис. 8-5) нарисовано так, чтобы точно показать множество деталей и материалов, необходимых для сборки.

фин. напольный плавник. нижний пол

ДЕРЕВЯННЫЕ ДОМА

1/16′ OBS. ОБШИВКА ГУФ

изоляция р-40

ДЕРЕВЯННЫЕ ДОМА

1/16′ OBS.ОБШИВКА ГУФ

r-40 изоляционное ребро. напольный плавник. напольное покрытие

/2″ цейунс чейз

Рис. 8-6 В увеличенном разрезе может быть показана только часть сборки здания, чтобы показать конкретные детали, такие как конструкция встроенного шкафа.

/2″ цейунс чейз

СЕКЦИЯ СТЕНЫ

Рис. 8-5 Это увеличенная секция стены, обозначенная ключом на секции здания на Рис. 8-4.

Рис. 8-6 В увеличенном разрезе может быть показана только часть сборки здания, чтобы показать конкретные детали, такие как конструкция встроенного шкафа.

ПЕРЕГОРОДКА НАД

открыть — покрасить дверцы шкафа в черный цвет —

2 регулируемые полки ■ 3/4′ мдф, блокирующий бетон, обработанный drtujall

СЕКЦИЯ ШКАФА

ПЕРЕГОРОДКА НАД

открыть — покрасить дверцы шкафа в черный цвет —

2 регулируемые полки ■ 3/4′ мдф блокирующий бетон и обработанная нижняя сторона шкафа с отделкой drtujaall, чтобы соответствовать вертикальным поверхностям задняя панель на всю высоту

МДФ 3/4 дюйма с выдвижным ящиком для губ 1-1/2 дюйма с аккуридом (ИЛИ одинаковые/направляющие

3-футовые проволочные тяги из нержавеющей стали – тип. • нижний ящик « шкафчик регулируемая полка f3/4′ мдф; на системе штифтовых отверстий — с шагом 1/4 ‘с хромированными полками, поддерживающими дверцы шкафа — 3/4 «мдф и основанием

В дополнение к сечениям зданий и стен может также возникнуть необходимость в разрезе встроенных или нестандартных компонентов в пространстве, таких как стеллажи, стойки регистрации, комоды, бары, витрины, шкафы и прилавки. На рис. 8-6 показана часть встроенного шкафа. Эти типы секций более подробно обсуждаются в главе 9.

СЕКЦИЯ ШКАФА

В чертежах внутренних конструкций иногда термины «сечение» и «деталь» меняются местами, что приводит к некоторой путанице. Например, разрезы в разрезе небольших частей конструкции или объектов часто называют деталями. Но детали не всегда рисуются в разрезе. Они также могут включать увеличенные части плана этажа или фасада.

Масштаб чертежей в разрезе может варьироваться от y%» до 3″ (от 3,17 мм до 76 мм) в зависимости от размера чертежной бумаги, размера здания (или компонента) и желаемых особенностей, которые необходимо показать. Конкретная информация, отображаемая в разделе, может различаться в зависимости от того, является ли он проектным или строительным чертежом. Строительные чертежи показывают только те элементы или компоненты помещения, которые встроены или прикреплены к конструкции. Передвижная мебель не показана на этом типе чертежа.

Продолжить чтение здесь: Стандарты составления

Была ли эта статья полезной?

Design Wood Project Plans — EZ Magic Drawing Cubes Скачать

Compwhlon Все говорили, что это будет здорово, и это так.Очень кратко и много фото. Маленькая книга с отличной информацией для тех, кто только начинает свои проекты.   Swtrader Хотел бы я иметь это 35 лет назад. Энди делает очень хорошую работу, помещая много необходимой информации — которую многие из нас усвоили за годы работы и наблюдения за другими — в очень сжатой упаковке. Страницы по столярным изделиям с потайными винтами очень полезны, особенно если вы никогда раньше не использовали потайные винты. Очень простая книга о том, что может быть очень сложной темой.   Paden C. Я давно хотел сделать несколько предметов, которые идеально впишутся в мое пространство. Я немного знаком с деревообработкой, но недостаточно уверен, чтобы прыгнуть в проект. Эта книга дает хорошие определения и инструкции.   Nickion Мне нравится, как эта книга начинается с простых шагов по сборке коробки, а затем показывает, как собрать мебель с коробчатой ​​структурой, например стол для прихожей, книжную полку и т. д.   Дональд Наврокион Это отличный справочник для всех, кто интересуется основами деревообработки с минимальным набором инструментов. Простая понятная презентация для проектов деревообработки.   Stephen P. Percocoon В этой книге не рассказывается, как сделать переднюю стенку чиппендейла, но в ней содержатся очень полезные советы и способы сэкономить время начинающим плотникам (таким, как я). Практическое руководство для тех, кто использует 2X4 для сборки полок и рабочих столов.   Quiviranon Эта книга посвящена сути и не отнимет у вас время понапрасну. Отличное место для начала.

КТ Великая Книга. Простой и понятный. Очень информативно и понятно, рекомендую новичкам. Если вы новичок в работе с деревом…. Берите!   FO Любитель музыки Мой папа и его папа были плотниками, однако их навыки не передались мне — другими словами, я «не родился» с их навыками плотника.Поэтому я купил книгу, не зная, за что на самом деле плачу! Вау! В этой книге рассказывается, какой длины винт использовать при использовании E.G. доска размером 1 дюйм x 3/4 дюйма, прикрепленная к доске размером 1 дюйм x 3/4 дюйма. Это может ничего не значить для некоторых из вас, читающих это, но, если вы не мастер, как мой папа или мой дедушка, то информация была отличной!   DDV Это всеобъемлющая книга для домовладельцев, которые хотят улучшить свое имущество. Домовладельцу легко понять, что он не выше нашего набора навыков. Понимание дерева, отделки, крепежа, инструментов и т. д. действительно дает вам лучшее понимание. Я смогу построить и поставить двери на шкаф, и это поможет мне построить шкафы в нашей кладовой, это легко читать и следовать. Энди проделал отличную работу!   AMon Отлично подходит для начинающих, таких как я.   Хон Для любителя «деревянного мясника» это очень полезно.С нетерпением жду возможности использовать эту книгу в проектах.   Дэвид Андерсон Хорошая книга для новичка, но не для людей с большим практическим опытом. Будет хорошим подарком для тех, кто хочет научиться основам легкой обработки дерева, но не хочет обязательно становиться мастером. Всем нужна отправная точка.

Рабочие чертежи – WoodBin

После того, как вы создали один или несколько подходящих концептуальных эскизов, следующим шагом будет создание рабочих чертежей. Это рисунки, которые пропорционально точны, но в уменьшенном масштабе, часто в 1/4 от полного размера. Они используются для уточнения деталей конструкции и определения конкретных размеров различных компонентов. Они также составляют основу для списка материалов и списков вырезов. В отличие от эскизов, рабочие чертежи не рисуются от руки, а создаются с помощью инструментов для черчения (карандаши, ластики!, треугольники, Т-образный угольник, циркуль, французская кривая и т. д.) или с помощью пакета САПР.

Орфографическая проекция (чертеж в трех проекциях)

Возможно, наиболее распространенным типом рабочего чертежа является ортогональная проекция, которая обеспечивает отдельные прямые виды спереди, сбоку (обычно справа) и сверху объекта.Все три вида или фасада помещаются на один и тот же лист бумаги, при этом вид сверху находится прямо над видом спереди, а вид справа — непосредственно справа от вида спереди.

Орфографические рисунки не сложны — они просто требуют немного терпения и внимания к деталям. В своей книге «Дважды отмерь, один раз отрежь» Джим Толпин дает краткий обзор механического черчения для столяров, включая обсуждение орфографических чертежей или чертежей с тремя видами. В этой книге есть несколько очень практических советов, и я очень рекомендую ее.Между тем, вот несколько рекомендаций по созданию орфографического рисунка:

Выберите подходящий масштаб. Для мебели хорошо работает шкала 1/8 дюйма = 1 дюйм или 1/4 дюйма = 1 дюйм. Используйте масштаб архитектора, чтобы легко преобразовать фактические размеры в размеры масштаба.

При использовании бумаги выбирайте пергамент хорошего качества или бумагу для чертежей, которую легко стирать !! Прикрепите бумагу к чертежному столу (достаточно плоского куска фанеры), убедившись, что она выровнена с вашим Т-образным угольником.Поместите рамку вокруг рисунка на расстоянии 1/4–1/2 дюйма от краев бумаги.

Вставьте поле легенды, которое включает название проекта, ваше имя, дату, масштаб, единицы измерения (если они не указаны на чертеже) и, возможно, информацию, например, о типах древесины, которые будут использоваться. Для коммерческой работы укажите имя клиента и авторские права.

Установите горизонтальную базовую линию, на которой будут располагаться виды спереди и сбоку. Если вы знаете, каковы будут размеры вашего рисунка, вы можете расположить базовую линию так, чтобы рисунок был вертикально центрирован на бумаге.В противном случае просто нарисуйте базовую линию примерно в 2 дюймах от нижней границы.

Наметьте приблизительное положение трех видов, используя легкие «блокирующие» линии. Начните с вида спереди, ориентируясь на свой концептуальный набросок или фотографию. Если вы еще не определились с размерами, вы можете немного поэкспериментировать с рисунком, пока пропорции не будут выглядеть хорошо. Когда вы будете удовлетворены, затемните линии, чтобы создать настоящие «рабочие» линии.

Расширьте внешние края вида спереди прямо вверх, чтобы установить ширину вида сверху.Аналогичным образом расширьте верхний и нижний края вида спереди по горизонтали, чтобы определить высоту вида сбоку. Затемните все линии, как только будут определены основные контуры каждого вида. Части, которые скрыты другими, могут быть обозначены пунктирной линией.

Укажите размер и обозначение детали (A, B, C, …) для каждого компонента. Эта информация будет использоваться для составления списка материалов.

Предоставьте столярные и строительные детали только в том случае, если изделие достаточно сложное и чертеж в натуральную величину не будет создан.

В САПР или не в САПР? Если вы никогда раньше не создавали рабочий чертеж, я предлагаю попробовать его от руки, чтобы вы могли работать один на один с процессом черчения, не запутываясь в тонкостях компьютерной программы. Как только вы освоитесь с процессом и основными концепциями, попробуйте пакет САПР. Просто поймите, что если вы не создаете сложный предмет или не строите много мебели, может быть трудно оправдать время и усилия, затраченные на изучение того, как использовать программное обеспечение.

Я использовал TurboCAD для создания орфографического чертежа козлового стола, показанного выше. За то время, которое мне понадобилось, чтобы закончить рисунок (и освоить кривую обучения), я мог бы вручную нарисовать полдюжины рисунков таблицы. Я также обнаружил, что создание изогнутых элементов занимает много времени и несколько болезненно по сравнению с использованием французской кривой. С другой стороны, было приятно прокладывать параллельные линии, копировать и вставлять сложные детали, отменять изменения, увеличивать и уменьшать масштаб, наносить размерные линии и т. д. — все то, в чем превосходно справляется САПР.К концу проекта я, вероятно, мог бы напечатать рисунок за половину времени, которое потребовалось бы для рисования от руки. Мораль: САПР имеет смысл только в том случае, если вы собираетесь использовать пакет более одного раза и достаточно часто, чтобы поддерживать свое мастерство в его использовании.

Чертеж в натуральную величину (дополнительно)

Некоторым столярам нравится создавать полномасштабные орфографические чертежи в дополнение к чертежам в уменьшенном масштабе. Есть несколько причин рассмотреть возможность создания полномасштабного чертежа: можно пересмотреть пропорции и детали, можно легко получить непосредственные размеры компонентов, а шаблоны для криволинейных и неправильных деталей уже готовы.С другой стороны, натурные чертежи нецелесообразны, если строящийся объект достаточно прост или достаточно велик.

Чертежи в натуральную величину можно рисовать так же, как и чертежи в уменьшенном масштабе, но они часто включают больше деталей – ориентацию волокон древесины, столярные изделия, профили краев, расположение отверстий для шурупов и т. д. Скрытые структуры можно нарисовать пунктирными линиями или другой цвет. Отдельные чертежи деталей и поперечные сечения — еще один способ показать скрытые детали.

Перспективный чертеж (дополнительно)

Перспективный рисунок похож на фотографию: по мере того, как линии объекта отступают назад, кажется, что они сходятся или становятся ближе друг к другу.Преимущество перспективного рисунка по сравнению с масштабными и полноразмерными рисунками состоит в том, что объект больше похож на то, что воспринимают наши глаза, если бы мы смотрели на реальный объект. То есть обеспечивается трехмерная перспектива.

Создание перспективных чертежей может занять много времени, и они не обязательны для сборки предмета мебели, если другие чертежи выполнены хорошо. Однако у них есть свое место в коммерческом мире, и их может быть весело делать. Обзор перспективного рисования можно найти в большинстве учебников по механическому рисованию.

Список материалов и список вырезов ->

Соларипедия | Зеленая архитектура и строительство

Зеленая архитектура и строительные материалы

Пожалуйста, отправьте продукты и материалы для этого раздела, используя ссылку «отправить товар» в правом верхнем углу страницы.

Для инженеров, материаловедов, архитекторов и изобретателей, которым нужна подробная информация о свойствах материалов, посетите MatWeb, базу данных свойств материалов с возможностью поиска, содержащую более 93 000 записей.

Деревянная рама

Большая деревянная конструкция

Источник

Благодаря использованию больших бревен конструкция деревянного каркасного здания обеспечивает эффективность каркаса здания, практически не допуская передачи температуры между внешней и внутренней частями здания. Кроме того, в современных зданиях с деревянным каркасом используются SIP (структурные изолированные панели), которые охватывают большие промежутки между каждым деревом и известны своими превосходными изоляционными свойствами.В результате деревянное каркасное здание представляет собой защищенную оболочку, обрамленную и изолированную высококачественными материалами. Кроме того, многие производители деревянных каркасов являются экологически чистыми, поддерживая устойчивое лесное хозяйство и использование регенерированных пиломатериалов.

Дома с деревянным каркасом замечательно индивидуализируются по дизайну, с возможностью адаптировать внутреннюю планировку, освещать дом естественным светом и использовать гипсокартон. Дома, построенные с деревянным каркасом, имеют прочную внешнюю оболочку, что делает настройку внутренних стен проще, чем когда-либо.Не требуется внутренней стены, чтобы удерживать форму конструкции, что позволяет размещать стены там, где это необходимо, или вообще не использовать внутренние стены, создавая большие открытые пространства. Прочная рама также позволяет архитекторам более эффективно использовать окна. Кроме того, внутри SIP можно использовать гипсокартон, что позволяет получить ровные прямые стены, в отличие от бревенчатого дома. Это гарантирует, что конструкцию можно декорировать, сохраняя при этом красивый деревянный интерьер.

Здания с деревянным каркасом получают двойную дозу прочности за счет использования бревен и прочной конструкции врезных и шиповых соединений.Эти сооружения выдержали землетрясения, ураганы и цунами. Здания с деревянным каркасом также имеют хорошую огнестойкость из-за присущей тяжелой древесине огнестойкости. Благодаря их прочности, бревна, подвергшиеся огню, можно строгать и повторно использовать в качестве конструкционных балок в новых конструкциях. Эти прочные и долговечные бревна соединены соединениями, которые, как известно, выдерживают огромное давление. Комбинированная прочность деревянных и деревянных соединений служит для создания чрезвычайно прочной и долговечной конструкции.

Найденная в археологических раскопках на Ближнем Востоке, в Европе и Азии, эта техника обработки дерева использовалась людьми уже давно. Его постоянное использование исторически указывает на ценность и силу, на которые полагались древние строители. Современные строители деревянного каркаса используют эту историческую технику для создания прочных конструкций, которые красиво отображают дерево, один из старейших строительных материалов в мире.

 

 

 

Архитекторы и инженеры: совместная работа над проектированием конструкций — Урок

(2 оценки)

Быстрый просмотр

Уровень: 4 (3-5)

Необходимое время: 1 час 45 минут

Урок Зависимость: Нет

предметных областей: Решение проблем, наука и техника

Поделиться:

Резюме

Студенты изучают интерфейс между архитектурой и инженерией. В связанной с этим практической деятельности студенты выступают в роли архитекторов и инженеров, проектируя и строя небольшой гараж.

Инженерное подключение

Обязанности инженеров и архитекторов часто пересекаются. Обе профессии являются неотъемлемой частью проектирования и строительства сооружений, таких как здания и мосты. Архитекторы проектируют пространство с учетом потребностей клиента, а также эстетического вида внутри и снаружи здания.Основная обязанность инженеров — обеспечить безопасность проекта и его соответствие всем соответствующим строительным нормам. Инженеры заботятся о том, чтобы сделать здания безопасными и функциональными, выбирая конструкционные материалы, определяя конструктивные элементы конструкции и определяя электрические, отопительные, вентиляционные, кондиционерные и водопроводные системы. Один из способов, которым инженеры и архитекторы сообщают друг другу свои идеи, — это чертежи или технические чертежи.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

• Объясните роли архитектора и инженера.
• Приведите пример различных обязанностей архитекторов и инженеров при проектировании зданий.
• Объясните, что разработка стали была ключевой предпосылкой для строительства небоскребов.

Образовательные стандарты

Каждый урок или занятие TeachEngineering соотносится с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.

Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.достижениястандарты.org).

В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т.д. .

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – технология

• Структуры нужно поддерживать.(Оценки 3 — 5) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Объясните, как могут существовать различные отношения между технологией и инженерией и другими областями контента. (Оценки 3 — 5) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Больше учебных программ, подобных этому

Высшая элементарная деятельность Требования и ограничения: изготовление моделей гаражей

Студенческие команды отвечают ряду требований и ограничений при создании небольших моделей гаражей. Они знакомятся с процессом инженерного проектирования, когда проектируют, планируют и строят свои модельные конструкции, а затем проверяют их на прочность, чтобы определить их максимальные нагрузки.

Введение/Мотивация

Наконец-то настал день олимпийского футбольного матча! Ваш класс арендовал экологически чистый автобус, чтобы отвезти вас на Олимпийский стадион.Когда вы подъезжаете к месту высадки, вы в восторге от того, сколько людей вокруг стадиона. Структура парковки забита до отказа, автомобили забиты на всех 10 уровнях. Структура парковки выглядит очень современно — со всевозможными причудливыми штрихами и украшениями. Это действительно впечатляет. Вы знаете, что инженеры-строители помогают строить здания, но вам немного любопытно, кто еще может быть вовлечен в этот процесс. Как вы думаете, кто еще может быть вовлечен в процесс строительства зданий? Другие типы инженеров, архитекторы, планировщики землепользования, строители и другие участвуют в создании зданий.

Двумя главными проектировщиками здания являются архитектор и инженер . Поначалу это может показаться немного запутанным, поскольку роли и обязанности инженеров и архитекторов нечетко определены и немного пересекаются. Давайте попробуем прояснить ситуацию, начав с того, что мы знаем.

Что такое инженер? Инженер — это человек, который проектирует и строит вещи на благо общества. Инженеры используют математику и науку для проектирования и создания конструкций, оборудования и процессов.(необязательно: покажите учащимся видеоролик «Что такое инженерия?»)

Кто такой архитектор? Архитектор — это человек, который разрабатывает творческие проекты зданий или сооружений. Итак, профессии инженера и архитектора хоть и похожи, но в некоторых деталях различаются.

Как архитекторы и инженеры работают вместе? Архитектор больше заботится о внешнем виде конструкции, тогда как инженер в первую очередь заботится о безопасности и функциональности конструкции. Инженер выясняет, какие материалы использовать и как безопасно построить здание, задуманное архитектором.Небоскребы являются хорошим примером. Подумайте о небоскребах и их высоте — какой огромный подвиг спроектировать и построить такое высокое сооружение.

Рис. 1. Прочные стальные «двутавровые балки» позволяют строить небоскребы. Copyright

Copyright © Microsoft Corporation, 2006, One Microsoft Way, Redmond, WA 98052-6399 USA. Все права защищены.

Кто-нибудь когда-нибудь был в небоскребе? Небоскребов не существовало до 90 лет назад. До того, как появились небоскребы, самые высокие здания могли иметь высоту всего около 10 этажей.Это было связано с тем, что основным материалом, используемым при строительстве построек, было дерево. У архитекторов были планы и надежды на более высокие здания, но доступные в то время материалы не позволяли зданиям выдерживать вес зданий высотой более 10 этажей. Инженеры начали разрабатывать стальные балки, которые намного прочнее дерева и могли использоваться при строительстве зданий и мостов. Сегодня мы называем эти прочные балки двутавровыми балками (см. рис. 1). Разработка стальных двутавровых балок была именно тем, что было нужно архитекторам для строительства более высоких зданий; в результате небоскребы стали взмывать ввысь.

Совершенно очевидно, что современные города с их удивительными горизонтами — результат совместной работы инженеров и архитекторов. Высота и красота зданий и других сооружений не могут быть достигнуты без усилий обоих видов инженерии.

Рис. 2. Архитекторы обсуждают проект. Авторские права

Copyright © Microsoft Corporation, 2006, One Microsoft Way, Redmond, WA 98052-6399 USA. Все права защищены.

Итак, мы знаем, что архитекторы хотели построить более крупные и сложные здания, и инженеры помогли им понять, как это сделать.Таким образом, кажется, что архитекторы придумывают идею, а затем составляют план, который инженеры помогают им реализовать. План архитектора имеет специальное название – он называется чертеж (см. рис. 2). Кто-нибудь видел схему? Какова цель чертежа? После того, как архитектор создает план (план здания), инженер просматривает проект архитектора и решает, какие материалы необходимо использовать, чтобы завершить проект архитектора и сделать здание достаточно прочным для использования.

Многие типы инженеров также работают над другими системами внутри здания, такими как лифты, освещение, отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, сантехника и многое другое. Чтобы спроектировать, построить и, наконец, подготовить здание для ежедневного использования, требуется большая командная работа инженеров. От выбора подходящей мебели до энергоэффективных оконных покрытий и звукоизоляционного ковра — при проектировании здания учитывается множество деталей.

Предыстория урока и концепции для учителей

Архитектор и инженер участвуют в проектировании и строительстве сооружения, будь то дом или небоскреб.Архитектор проектирует и составляет планы зданий, мостов и других сооружений. Цель архитектурного проекта – удовлетворить требования заказчика, сделать внешний вид строения понравившимся заказчику и качественно выполнить работу. Учащиеся могут попрактиковаться в применении этих соображений и навыков для проектирования собственного гаража с помощью задания «Требования и ограничения: изготовление моделей гаражей».

Инженеры-строители, архитекторы и строители несут ответственность за применение архитектурного проекта и его реализацию в строительстве.Цель этих инженеров – удовлетворить требования заказчика и сделать конструкцию функциональной и безопасной. Другими инженерами, которые могут участвовать в проектировании зданий, являются, среди прочего, инженеры-электрики для систем освещения, инженеры-механики для лифтов и инженеры-сантехники для водопроводной системы.

Рис. 3. Рисунок в масштабе. Авторские права

Авторские права © Корпорация Microsoft, 2006 г., One Microsoft Way, Redmond, WA 98052-6399 USA. Все права защищены.

Основное различие между архитектором и инженером заключается в том, что архитектор больше внимания уделяет художественности и дизайну здания, а инженер больше внимания уделяет технической и структурной сторонам. В то время как архитектор заботится о том, чтобы здание было эстетичным, инженер заботится о том, чтобы здание было функциональным и безопасным. (Конечно, существует много совпадений, но эти определения должны дать учащимся общее представление.) Архитекторы проектируют структуру, учитывая потребности и требования заказчика. Инженеры проектируют структуру в соответствии с проектом архитектора, включая электрические чертежи, структурную схему и сантехнику. Для разработки и представления своих проектов как архитекторы, так и инженеры используют технические чертежи, называемые чертежами .План — это подробный чертеж, представленный архитектором или инженером, который описывает их дизайн. Чертежи можно рисовать от руки или на компьютере с помощью компьютерной программы для рисования, такой как AutoCAD® или SolidWorks®.

При проектировании любой конструкции архитектор должен спланировать свои идеи, сделав чертеж в масштабе (см. рис. 3). Прежде чем инженер сможет одобрить проект архитектора, он должен проанализировать проект и выбрать материалы, которые могут безопасно поддерживать конструкцию. Инженер берет чертеж, представленный архитектором, и определяет, можно ли его построить, и какие материалы лучше всего использовать.Различные материалы имеют разные преимущества, такие как большая прочность или большая гибкость. Одним из преимуществ древесины, например, является то, что она обеспечивает большую прочность, но при этом ее можно легко обрезать до нужного размера. Сталь, однако, лучше подходит для высоких зданий, потому что она прочнее дерева и из нее можно делать длинные балки. Существует множество решений, которые учитывают каждую мелочь проектирования и строительства конструкций. Чтобы спроектировать безопасные конструкции, которые прослужат многие десятилетия, инженеры должны быть в курсе свойств материалов, знать о конструктивных недостатках и исследовать новые инженерные технологии.

Связанные виды деятельности

Закрытие урока

Приближается время игры, и ваш класс решает отправиться на стадион, чтобы занять свои места до того, как начнется действие! Когда вы входите на Олимпийский стадион, вы все еще думаете о том, что только что узнали об архитекторах и инженерах. Вы знаете, что есть много разных площадок для различных олимпийских мероприятий: футбольное поле, спортзал, бассейн и многое другое.Некоторые из этих зданий выглядят очень аккуратно и, должно быть, потребовали много работы как от архитекторов, так и от инженеров! Давайте посмотрим, сможете ли вы запомнить разницу между ролями архитектора и инженера. Кто может сказать мне, чем занимаются архитекторы? (Ответ: Архитектор больше внимания уделяет художественности и дизайну здания.) Отлично! А чем занимаются инженеры? (Ответ: инженер уделяет больше внимания технической и структурной сторонам.) Может ли кто-нибудь привести пример того, как инженеры и архитекторы несут разные обязанности при проектировании здания? (Возможные ответы: Архитекторы решают, где должны быть окна и освещение, где должны быть расположены дверные проемы и лестницы, где должны быть встроенные книжные полки и прилавки и т. д.Инженеры заботятся о том, чтобы сделать здания безопасными и функциональными, выбирая конструкционные материалы, решая, где должны располагаться структурные элементы конструкции, и проектируя электрические, отопительные, вентиляционные, кондиционерные и водопроводные системы. )

У меня к вам еще один вопрос. Кто помнит, какая очень важная вещь должна была произойти, прежде чем архитекторы и инженеры смогли построить высокие небоскребы? Верно! Пришлось изобретать сталь, которая прочнее дерева. Это отличный пример того, как инженерная разработка позволяет архитекторам реализовать свое видение поразительно высоких зданий.

Рисунок 4. Пример совместной работы инженеров и архитекторов над воплощением в жизнь замысла архитектора. Авторское право

Copyright © Пекинская муниципальная комиссия городского планирования, http://www.bjghw.gov.cn/forNationalStadium/indexeng.asp

Словарь/Определения

Архитектор: человек, чья профессия заключается в разработке и составлении планов зданий, мостов и домов, а также многих других сооружений.

Чертеж: подробный план дизайна, обычно в масштабе.

Компьютерное проектирование: программное обеспечение для проектирования, используемое в архитектуре и технике для создания точных чертежей; также известный как САПР.

Инженер: человек, который использует математику и науку для проектирования и создания вещей на благо человечества и нашего мира.

Оценка

Оценка перед уроком

Вопросы для обсуждения: Требуйте, объединяйте и обобщайте ответы учащихся.

Кто-нибудь знает, чем занимается инженер? (Ответ: инженер — это человек, который проектирует и строит вещи на благо общества. Инженеры используют математику и естественные науки для проектирования и создания конструкций, оборудования и процессов.) Кто может объяснить, чем занимается архитектор? (Ответ: Архитектор — это человек, который разрабатывает творческие проекты зданий или сооружений.) Может ли кто-нибудь подумать, когда эти две профессии будут работать вместе? (Ответ: при проектировании и строительстве небоскреба, олимпийского стадиона или любого сооружения) Какие еще типы инженеров, кроме инженеров-строителей, участвуют в строительстве? (Ответ: инженеры-электрики, инженеры-землеустроители, светотехники, инженеры-механики и т. д.)

Оценка после внедрения

Олимпийский проект: Всем классом выберите одно олимпийское здание или объект, а затем составьте список различных задач, которые выполняются при проектировании этого сооружения. Некоторые из этих задач включают в себя:

• Выяснение правильного размера дверных проемов, количество ванных комнат, где разместить выключатели света, какой кровельный материал использовать и т. д. Попытайтесь выяснить, являются ли эти задачи частью чертежа/проекта архитектора или инженера.(Ответы: дверные проемы – архитектор; ванные комнаты – архитектор; выключатели света – инженер; кровельный материал – инженер.)

Пока учащиеся называют компоненты, запишите разные части в две колонки: одну под «архитекторами», а другую под «инженерами». Попросите учащихся помочь вам решить, под какой колонной должны располагаться разные части здания. Спросите учащихся, помнят ли они, что нужно было разработать, чтобы построить высокие сложные здания. (Ответ: сталь) Напомните учащимся, что строительство конструкции может быть довольно сложным, поэтому чрезвычайно важно, чтобы архитекторы и инженеры хорошо работали в команде, чтобы удовлетворить потребности и желания заказчика.

Особые конструкции Обсуждение: Обсудить в классе:

• Какие различные конструкции проектировали и строили архитекторы и инженеры вместе? (Ответ: почти любое сооружение, включая мосты, школы, дома и предприятия, является результатом совместной работы архитекторов и инженеров. Если вы выполняете это задание в составе олимпийской инженерной группы, используйте примеры Олимпийских игр в Пекине.)

Итоги урока Оценка

Рисунок: Предложите учащимся нарисовать свою олимпийскую гостиницу и сделать «чертеж» своей комнаты.План должен включать дверные проемы и части комнаты, а не мебель или аксессуары, если только они не встроены в отель. Предложите учащимся подписать детали, спроектированные инженером (выключатели света, сантехника и т. д.). Вам, скорее всего, потребуется нарисовать пример чертежа на доске, а также было бы полезно объяснить, что подразумевается под «видом сверху» комнаты или здания.

Расширение урока

Предложите учащимся исследовать структуру и попытаться найти чертежи здания.В качестве альтернативы предложите учащимся посетить библиотеку и просмотреть книгу с чертежами зданий, которые им интересны.

Предложите учащимся исследовать небоскребы и обнаружить другие инженерные достижения, которые имели решающее значение для развития небоскребов (например, лифты, компьютерные информационные мониторы, телефоны и т. д.).

использованная литература

Пекинская муниципальная комиссия по городскому планированию, «Презентация конкурса на архитектурный проект национального стадиона (главный олимпийский стадион 2008 г.)», 2002 г.www.bjghw.gov.cn/web/static/catalogs/catalog_itl/itl. html По состоянию на 2 ноября 2006 г.

Беллис, Мэри. About, Inc., About.com, «История небоскребов», 2006 г. http://inventors.about.com/library/inventors/blskyscapers.htm По состоянию на 2 ноября 2006 г.

Penn State, Департамент архитектурного проектирования, F.A.Q. для будущих студентов. www.engr.psu.edu/ae/advising/prospective_faq.asp По состоянию на 2 ноября 2006 г.

Рангасвами, Асвин, П.E. Ассоциация инженеров-строителей Южной Калифорнии, «Часто задаваемые вопросы», 2006 г. http://www.seaint.org/SEAOSC/public/faq.htm По состоянию на 2 ноября 2006 г.

Wikimedia Foundation, Inc. Википедия, Бесплатная энциклопедия, «Архитектурное проектирование», 31 октября 2006 г. www.wikipedia.org По состоянию на 2 ноября 2006 г.

Wikimedia Foundation, Inc. Википедия, Бесплатная энциклопедия, «Небоскреб», www.wikipedia.org По состоянию на 2 ноября 2006 г.

Фонд Викимедиа, Инк.Википедия, Бесплатная энциклопедия, «Blueprint», www. wikipedia.org, по состоянию на 2 ноября 2006 г.

.

авторское право

© 2006 Регенты Университета Колорадо.

Авторы

Сара Стемлер; Мелисса Стратен; Кэтрин Беггс; Денали Ландер; Эбигейл Уотрус; Джанет Йоуэлл

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж Колорадского университета в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы цифровой библиотеки было разработано в рамках гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Грант Министерства образования и Национального научного фонда ГК-12 №. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вы не должны исходить из того, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 2 февраля 2022 г.

Схемы и методы возведения каркаса дома

Экспертные схемы двух основных типов деревянного каркаса стен и крыш домов

Для каркаса дома используются два основных метода: каркасная конструкция и каркасная конструкция.Платформенная конструкция гораздо более распространена, чем баллонный каркас, хотя баллонный каркас использовался во многих двухэтажных домах до 1930 года. Многоэтажные дома строятся по одному уровню за раз, при этом каждый этаж служит платформой для строительства следующей серии стен. Каркас дома с платформой — каркасы стен простираются от пола до потолка для каждого отдельного этажа

Каркас из воздушных шаров

Как показано ниже, шпильки проходят по всей высоте от грязевого подоконника до верхней пластины, но не более 20 футов.Этот метод был популярен до 1930-х годов и до сих пор иногда используется для оштукатуренных и других двухэтажных домов с каменными стенами, потому что такие конструкции дают усадку и оседают более равномерно, чем конструкции на платформе.

Но каркас из воздушных шаров возводить более опасно из-за его веса и высоты, а необходимые длинные прямые стойки для стен становятся все более дорогими и их трудно найти. Компоновка стоек

Как при каркасе платформы, так и при балочном каркасе стойки стены и балки потолка и пола располагаются через каждые 16 или 24 дюйма, измеренные от центра к центру.Эти стандартизированные планировки приводят к наименьшему количеству резки и отходов материала пола, потолка и стен. Традиционный каркас стены — стойки стены расположены на расстоянии 16 или 24 дюйма от центра к центру

Большинство старых домов имеют стены 2 на 4. шпильки на расстоянии 16 дюймов от центра; многие новые дома имеют стенные стойки размером 2 на 6, размером 16 или 24 дюйма в центре, чтобы укрепить внешние стены и создать большую полость для изоляции стен. Для получения дополнительной информации о каркасе стены см. Как построить внутреннюю стену.

Обшивка стен

Обшивка наружных стен повышает жесткость конструкции и обеспечивает плоскую основу для облицовки сайдингом, штукатурки, кирпича, камня и других видов отделки наружных стен. В старых домах обшивка из диагональных досок — доски толщиной 1/2 дюйма, прибитые по диагонали. Большинство новых домов имеют обшивку из фанеры или аналогичных композитных панелей. Подробнее об этом читайте в разделе Обшивка наружных стен.

Каркас крыши и обшивка

Каркас крыши может быть довольно сложным, в зависимости от сложности конструкции крыши. Ниже представлен каркас двускатной крыши.

Наружная обшивка крыши служит тем же целям для кровельных материалов, что и стеновая обшивка стен.Большинство современных обшивок крыш представляют собой либо фанеру, либо панели из ориентированно-стружечных плит (OSB); Деревянная обшивка с интервалами является обычным явлением для деревянных крыш из гонта. Дополнительную информацию об этом см. в разделе Основы строительства крыши. Типовой каркас крыши — это остроконечная вальмовая крыша с одним фронтоном и слуховым окном

Получить предварительно проверенного местного подрядчика по возведению каркаса дома

О Доне Вандерворте

Дон Вандерворт приобрел свой опыт более 30 лет в качестве строительного редактора Sunset Books, старшего редактора журнала Home Magazine, автора более 30 книг по благоустройству дома и автора бесчисленных журнальных статей.