Меню

Для произрастания деревьев необходимо достаточное количество тепла и влаги

Для произрастания деревьев необходимо достаточное количество тепла и влаги, определённый режим температур и выпадения осадков. В зависимости от различного сочетания этих факторов формируются разные виды лесов.

Тайгой называют хвойные леса умеренного пояса. Зона тайги почти целиком расположена в Северном полушарии, а в Южном практически отсутствует. Это объясняется тем, что в широтах, где соотношение тепла и влаги благоприятно для произрастания хвойных лесов, в Южном полушарии почти нет суши, то есть тайге там просто негде расти. В России тайга занимает наибольшую площадь среди всех природных зон. Европейская и североамериканская тайга произрастает в условиях относительно тёплого и мягкого климата с достаточным количеством осадков, тайга Восточной Сибири — в условиях крайне холодной зимы и тёплого сухого лета.

Почвы тайги бедны питательными веществами. Недостаток тепла и избыток влаги способствуют малому накоплению гумуса и сильному промыванию почв. Наиболее распространённые почвы тайги подзолистые и мерзлотно-таежные. Обширные пространства заболочены.

Внешний облик тайги неодинаков, потому что различны образующие её породы деревьев: ель, пихта, сосна, лиственница. Различают темнохвойную и светлохвойную тайгу. В темнохвойной тайге главное растение — ель, а в светлохвойной сосна и лиственница.

Богатство тайги — ягоды, грибы, лекарственные растения и промысловые животные (белка, соболь, рысь, куница, глухарь, тетерев). В таёжных лесах Северной Америки водятся олени-вопити, лоси, медведи-гризли, волки, рыси, росомахи. В хвойных лесах, как правило, много кровососущих насекомых.

Зона тайги — территория активной лесозаготовки и деревообработки, пушного промысла. Богатейшие страны по запасам древесины в таёжной зоне — Россия и Канада.

В отличие от тайги смешанные и широколиственные леса произрастают в более мягком климате с достаточным количеством влаги и без резких перепадов температур. Смешанные леса широко распространены в Европе и Северной Америке и протягиваются узкой полосой южнее таёжной зоны в Западной Сибири.

Наряду с лиственными деревьями (берёза, осина, ольха, дуб, клён), которые сбрасывают листву на зиму, здесь встречаются и хвойные породы (ель, сосна).

Широколиственные леса произрастают южнее смешанных лесов. Сбрасывая листву каждую осень, листопадные растения создают благоприятные условия для формирования плодородных серых и бурьтх лесных почв. Верхний ярус такого леса занимают могучие дубы и буки, с ними соседствуют грабы и клены. В нижних ярусах произрастают дикие плодовые деревья и кустарники (бузина, лещина), разнообразные травы, грибы. Широколиственные леса сегодня в значительной степени сведены человеком. На месте вырубленных лесов расположены пашни, на которых выращивают разные сельскохозяйственные культуры.

Переменно-влажные леса формируются в условиях климата с чередованием сухого и влажного сезонов. При дождливом летнем сезоне произрастают переменно-влажные муссонные леса. Они распространены на востоке, юго-востоке и юго Азии, в приэкваториальных широтах Южной Америки и Африки. Если накопленной в период дождей влаги хватает на сухой сезон, то в условиях тёплого климата леса вечнозелёные, с разнообразными видами растений. В Азии, например, широко распространён бамбук, который относится к травянистым злакам, но имеет древесный стебель. У южного подножия Гималаев произрастают джунгли из бамбуков, магнолий, мимоз и разнообразных лиан. Территории этой зоны активно используются человеком для выращивания культурных растений, прежде всего риса и сахарного тростника. При длительном засушливом периоде муссонные леса более сухие, листопадные.

Влажные экваториальные леса формируются в условиях жаркого и постоянно влажного климата и занимают экваториальные области Африки, Южной Америки и островов Юго-Восточной Азии. На их долю приходится 1/3 общей лесной площади планеты и 4/5 массы всей существующей на Земле растительности. Самый крупный массив экваториального леса — леса Амазонии (сельва) — занимает 6 миллионов квадратных километров. Обилие тепла и влаги привело к тому, что это самые многоярусные (12—15 ярусов) леса на планете, отличающиеся самым богатым видовым составом. Здесь произрастает 70% всех высших растений и 90% всех лиан на Земле. Одних только деревьев насчитывается более 1000 видов.

Из-за отсутствия смены сезонов года разные растения в одно время находятся на различных стадиях развития — от цветения до листопада, поэтому лес — вечнозелёный.

Несмотря на огромное количество опадающей листвы, почвы в этих лесах бедны питательными веществами из-за обильных осадков, которые вызывают сильное промывание почвы. В этих почвах много железа, окрашивающего их в красный цвет. Обширные территории сильно заболочены.

Влажный жаркий климат благоприятен для произрастания крупных деревьев.

В экваториальных лесах растет много ценных пород деревьев: каучуконос — гевея, из сока которой производят натуральный каучук, чёрное (эбеновое) и красное дерево, дающие ценную древесину, хинное дерево. Растения нижних ярусов — папоротники, травы, кустарники — произрастают в условиях повышенной влажности и полумрака. В различных ярусах леса много птиц с ярким оперением (попугаи, колибри, туканы), обезьян, змей и ящериц, несметное количество насекомых (разнообразных бабочек, жуков, муравьев). У воды обитают копытные. Сегодня эти леса, к сожалению, вырубаются, особенно в связи со строительством дорог, освоением месторождений полезных ископаемых, распашкой территорий.

источник

Условия произрастания оказывают решающее влияние на развитие и долговечность древесных насаждений. Одним из важнейших условий успешного развития зеленых насаждений является наличие плодородного почвенного слоя достаточной мощности и его правильная предпосадочная обработка. На плохих бедных почвах не только замедляется общее развитие насаждений, но и сокращается срок их жизни. Отмирание деревьев в городских насаждениях задолго до наступления их естественной дряхлости зависит в большинстве случаев от неправильной агротехники ухода за ними. Ежегодно в садах и скверах производится весенняя очистка, собираются прошлогодние листья, мелкие опавшие ветви, а вместе с ними в значительной мере и верхний плодородный слой почвы. Весь этот «мусор» грузятся на машины и вывозится за пределы города.

Один гектар дубового леса за год дает около 5 тонн отпада (сухой вес листьев, хвороста и пр.). В каждой тонне такого листового мусора содержится 23 кг азота, 4 кг фосфора и 10 кг калия. Удаление этих веществ из парковых насаждений — это расхищение почвенного плодородия, что является причиной плохого роста деревьев в садах и скверах наших городов. Сбор опавших листьев и вообще удаление лесной подстилки отрицательно сказывается на жизни деревьев. Опавшие листья содержат очень ценные удобрения. Благодаря им почва ежегодно обогащается перегноем и приобретает ряд важных физических свойств. Ценные для восстановления плодородия полусгнившие листья, трава и ветки должны компостироваться в кучах и в перепревшем состоянии вместе с минеральными удобрениями вновь вноситься в почву сада. Там, где это возможно по гигиеническим соображениям, опадающая осенью листва не должна убираться. Ровный слой опавшей с осени листвы улучшает физические свойства почвы, умеряет температурный режим верхних горизонтов и способствует сохранению ее в рыхлом и влажном состоянии.

Древесные породы на разных стадиях развития предъявляют различные требования к почвенному плодородию. Особенно большое количество питательных веществ дереву необходимо в период его усиленного роста в 10—40 лет, когда образуется основная масса ветвей и листьев. В этот период необходимо обратить особое внимание на удобрение наших городских насаждений. Недостаток питательных веществ приводит к отставанию в росте, появлению суховершинности, преждевременному усыханию и гибели. Во многих городских и загородных парках преждевременное массовое отмирание древостоя вызывается переуплотнением почвы посетителями. Уплотнение почвы ведет к суховершинности, появлению вредителей и болезней и преждевременной гибели насаждений. Уплотнение почвы особенно сказывается в парках, перенасыщенных аттракционами, со свободным режимом пользования при очень высокой посещаемости.

От уплотнения почвы и вытаптывания особенно страдают древесные породы, обладающие поверхностной корневой системой: ель, береза, ясень и др. Установление в парке строгого режима, регулирование количества посетителей и строгое запрещение движения вне дорожечной и тропиночной сети может значительно улучшить состояние насаждений и предотвратить их преждевременную гибель. Долговечность древесных насаждений во многом зависит также от их породного состава и структуры. Долговечными и устойчивыми могут быть лишь такие насаждения, в которых благоприятное сочетание пород способствует их росту, развитию и уменьшает конкуренцию с другими видами растений. Столетний опыт разведения леса в степи неопровержимо доказал, что неправильное смешение древесных пород в насаждениях ведет к преждевременной гибели всего насаждения.

Практика степного лесоразведения располагает огромным количеством примеров, когда неудачные смешения пород вели к гибели лесных насаждений на огромных территориях. Во многих садах и парках в погоне за ложно понятым «разнообразием» часто допускают насаждения, представляющие беспорядочное смешение всевозможных пород с самыми различными экологическими требованиями. Часто на сотне квадратных метров сада или парка можно насчитать 10—12, а то и 20 древесных пород. Бессистемное смешение не только снижает декоративный облик посадок, но и лишает зеленые насаждения их биологической устойчивости, вызывая конкуренцию и межвидовую борьбу между растениями различных пород. Правильный выбор главной породы и правильный подбор сопутствующих пород является основой устойчивости и долговечности насаждений. При этом достигается и наивысший декоративный эффект, основа которого в здоровье и пышности развития насаждений.

«Деревья и кустарники в ландшафтной архитектуре», Л.И.Рубцов

Для сосны обыкновенной максимальный возраст указывается в 584 года. В Карасаки (Япония) имеется знаменитый экземпляр сосны мелкоцветной. Высота его всего около 25 м, но ветвление достигает исключительной мощи. Главный ствол в окружности 9 м, длина ветвей с востока на запад 60 м и с севера на юг — 70 м. Крона имеет 380 основных ветвей….

Типы крон деревьев (с линогравюры худ. Олюшина). Архитектоника кроны груши обыкновенной. Архитектоника кроны липы. Силуэт кроны акации белой. Сосны в период старости (с картины худ. Рейндорфа). «Деревья и кустарники в ландшафтной архитектуре», Л.И.Рубцов

Архитектоника кроны гинкго двухлопастного. Дуб Тамме Лаура (с картины худ. Рейндорфа). Дубовая роща (с картины худ. Шишкина). Пятисотлетний дуб в Детском парке – (Симферополь). Древние дубы (дендропарк «Качановка», Черниговская обл.). Платан на набережной Ялты. Старая липа (перед входом в дендропарк «Софиевка», г. Умань, Черкасская обл.) «Деревья и кустарники в ландшафтной архитектуре», Л.И.Рубцов

Глубокой старости и огромных размеров достигают дубы. Когда-то дубовые лесные чащи Германии наводили ужас на римлян. Плиний пишет: «В Северной Германии огромный Герцинский дубовый лес, не тронутый веками и одного возраста со вселенной, превосходит чудеса своей почти бессмертною судьбою». В Рыхловском лесничестве Коропского лесхоза (Черниговская обл.), в квартале 119, растет дубвеликан. В 1951 г. он…

Большой долговечностью отличаются также и некоторые виды хвойных деревьев, особенно тис. В Телавском лесничестве (Кахетия), в ущелье Бацара, есть роща тиса, в которой насчитывают около 600 стволов. Для исследования хода роста было срублено модельное дерево, и его возраст оказался равным 448 годам. В Тигровой даче Никольско-Уссурийского леспромхоза был срублен тис (Taxus cuspidata Sieb. et Zucc.)…

источник

Осина распространена в лесах России чрезвычайно широко и справедливо названа хозяйкой русских лесов. Возможность осины заселять значительные территории объясняется ее сравнительной нетребовательностью к условиям внешней среды и прекрасной корнеотпрысковой способностью.
Общеизвестно, что для успешного роста любой древесной породы необходимо достаточное количество света, тепла, влаги, питательных веществ в почве и т. д.
Требования древесных пород к факторам жизни не являются даже для одной и той же породы абсолютными и постоянными. Они изменяются в зависимости от условий внешней среды и от возрастных этапов развития дерева или насаждения.
Исследования в области биоэкологии древесных пород позволят в будущем получить количественные показатели, характеризующие требовательность какой-либо породы к условиям жизни в определенных географических районах. В настоящее время таких данных еще недостаточно. Имеются различные шкалы светолюбия, известно световое довольствие древесных пород, но абсолютных значений, т. е. сколько люксов требуется для нормального роста древесной породы на разных этапах развития в определенных географических зонах, пока мало.
Другие факторы внешней среды также изучены не полностью. Имеются отдельные данные для различных точек диапазона экологических условий пород, ведутся исследования по выявлению оптимальных условий для произрастания какого-либо вида. Результаты этих исследований позволили ученым определить наиболее характерные биоэкологические особенности, присущие отдельным породам.
Осина – одна из наиболее светолюбивых пород, малотребовательна к климату, но предъявляет большие требования к почве.
Значительное количество работ по изучению реакции осины на свет связано с исследованиями рубок ухода, как одной из действенных мер повышения почвенно-светового прироста, улучшения состояния насаждения и качества древесины.
Увеличение освещенности под действием рубок ухода приводит к большой интенсивности фотосинтеза, а это обусловливает быстрый рост осины и очищаемость стволов от сучьев. С увеличением доступа лучистой энергии солнца к растущим деревьям их кроны начинают разрастаться, что, казалось бы, должно иметь большое значение для успеха продуктивности листвы. Но это не так. Известно (Георгиевский, 1957; Ткаченко, 1952 и др.), что максимальное накопление листовой массы не говорит еще о максимальной ее производительности. Имеет значение увеличение количества световой листвы.
Значительное увеличение площади световой листвы у осины наблюдается в условиях интенсивного увеличения освещенности при разреживании осинников до полноты 0,6.
С применением интенсивных рубок ухода (до 40% от запаса древостоя), по данным Р. Д. Лариковой (1980), площадь световой листвы у оставленных лучших деревьев осины увеличивается в среднем на 13%, что способствует увеличению текущего прироста по диаметру на 20-33 %, причем увеличение интенсивности роста осины под действием светового фактора не снижает качества осиновой древесины.
К климату осина малотребовательна. Об этом свидетельствует ее распространение на север до границы тундры. Она весьма морозоустойчива и переносит суровые сибирские зимы с морозами до 50 °С и более, заморозками обычно не повреждается. Из всех видов тополей осина наиболее холодоустойчива. Осина – засухоустойчивая порода, что позволяет ей расти в условиях континентального климата восточных степных районов.
Осина требовательна к влажности почвы, хорошо растет только на почвах, достаточно увлажненных. На сухих песчаных, а также заболоченных почвах встречается редко и растет плохо. В то же время способна переносить засушливый климат. От влажности почвы в большой мере зависит санитарное состояние осиновых древостоев.
При избыточном увлажнении, плохом дренаже осина особенно сильно подвержена загниванию. На слишком сухих почвах осинники также в основной массе фаутные. Древесина осины, произрастающей как на бедных, так и на богатых, но сырых почвах, отличается пониженными физико-механическими свойствами и большой зараженностью гнилью. Меньше всего осина поражается гнилью в местах с периодически избыточным увлажнением, но хорошим дренажем. Осина выдерживает небольшое засоление почвы. К повышенной кислотности и щелочности почвы менее чувствительна, чем другие виды тополя.
К почве осина требовательна. Лучше растет на свежих и влажных суглинках и супесях, на серых лесных суглинках и черноземах. На почвах, оптимально увлажненных и глубоких, осиновые насаждения более устойчивы к сердцевинной гнили. Осина также растет на иловато-перегнойных почвах в поймах рек.
Относительная влажность воздуха также играет определенную роль в санитарном состоянии осинников. Застойный и влажный воздух под пологом густых осинников, особенно в молодом возрасте, способствует заражению и загниванию осины, в таких условиях: развитие грибов идет быстрее, чем в более редких «проветриваемых» насаждениях (по А. В. Тюрину).
Сезонное развитие осины, как и других пород, происходит в зависимости от количества тепла, необходимого для проявления тех или других фенофаз и, следовательно, имеет определенную географическую закономерность. Например, одна из основных фаз – цветение, по данным А. П. Шимашока (1964), имеет следующую зональность на европейской территории бывшего СССР (по средней дате зацветания): Умань (Украина) 9.IV, Житковичи (Беларусь) 12.IV, Брянск 20.IV, Петербург (бывш. Ленинград) 26.IV, Новгород 28.IV, Пермь 13.V. Самая ранняя дата зацветания в зависимости от хода температуры воздуха наступает на 15-18 дней раньше. Самая поздняя дата примерно на столько же дней позже по сравнению со средней.

Читайте также:  Настойка из имбиря лимона и меда для похудения рецепт

источник

Основными факторами, определяющими распространение древесных пород на земной поверхности, являются климат и плодородие почвы.

Климат влияет на следующие характеристики: производительность лесов и разнообразие лесной флоры и фауны; направленность и динамику нежелательных сукцессий; гидрологический режим лесов и рек; устойчивость лесных биогеоценозов к разрушающим природным и антропогенным факторам. Основными показателями в характеристике климата являются тепло- и влагообеспеченность, выраженные в различных единицах; их значения также входят в комплексные показатели.

Границы распространения древесных пород определяются некоторыми крайними значениями количества тепла и влаги, а оптимальные их значения (неодинаковые для различных пород) обусловливают высокое качество и продуктивность древостоев. При проектировании эталонных насаждений необходимо, прежде всего, учитывать требования растений к определенным климатическим условиям. Эталон – это насаждение, которое по породному составу, продуктивности и качеству наилучшим образом отвечает целям лесного хозяйства, т. е. в возрасте спелости дает древесину требуемых сортиментов, выполняет защитные функции, устойчиво против вредных биотических и абиотических факторов, максимально использует естественное плодородие почв, давая значительный прирост древесины. Влияние на древостой любого климатического фактора происходит в комплексе с другими факторами, что отражается в виде определенных показателей.

Энергия Солнца, приходящая на земную поверхность, является главным фактором жизни, распределение которого в биосфере неравномерно: растение использует лишь незначительную часть этой энергии, определяемую значением радиационного баланса. Солнечная радиация влияет на жизненные процессы леса, обусловливая фотосинтез, транспирацию, тепло – и влагообмен и др. Огромную роль в жизни леса играет тепло и, прежде всего, микроклиматическая изменчивость термического режима в приземном слое воздуха. При оптимальном режиме тепла обеспечивается нормальное протекание всех физиологических процессов, ростовых и стадийных изменений.

Потребность в тепле у каждой древесной породы строго определенная, однако эти тепловые границы изучены достаточно слабо. Первостепенное значение для любой фенологической фазы развития дерева и древостоя в целом, а также для различных функций (фотосинтез, транспирация и т. д.) имеют сумма активных температур воздуха и число дней в году со средней суточной температурой > 10°С (вегетационный период), которые определяют продуктивность леса. Если сумма активных температур не достигает оптимальных для данной породы значений, то дерево полноценно не развивается: не имеет характерной высоты, объема, отсутствует плодоношение, т. е. снижается в целом бонитет древостоя.

В качестве оптимального значения суммы активных температур выбрано 1800°С, а оптимума продолжительности вегетационного периода – 120 дней. Температура воздуха является одним из факторов, очерчивающих ареал произрастания той или иной древесной породы. Очень высокие и очень низкие значения температуры одинаково отрицательно влияют на выживаемость древесных пород.

Процессы естественного и искусственного возобновления леса (особенно в начальных стадиях формирования) и продуктивность древостоев тесно связаны с водой, как экологическим фактором. Влага необходима для прорастания семян, играет большую роль в фотосинтезе, при извлечении питательных минеральных веществ из почвы. Зимние осадки являются резервом для будущего вегетационного периода, предохраняют почву и растения от промерзания, высушивающего действия ветра. В умеренном климате произрастание леса возможно при количестве осадков минимум 400 мм/год. Фактически из всего годового количества осадков растение использует лишь 150-175 мм воды в год. Влажность воздуха наряду с осадками воздействует на условия существования леса. Практическое значение в лесном хозяйстве имеет относительная влажность воздуха как один из важнейших показателей пожароопасности в лесу.

Немаловажное значение для жизни растений имеет соотношение тепла и влаги как комплексный показатель климатических условий, необходимых для нормальной жизнедеятельности растений. При рассмотрении процессов испарения в качестве показателя используется дефицит влажности воздуха (с ним тесно связаны транспирация и урожайность растений), который положен в основу комплексного показателя увлажнения. Влагопотребление и продуктивность растений тесно связаны с показателем увлажнения, в основу которого положены влагообеспеченность и дефицит влажности воздуха.

Большая скорость ветра является еще одним показателем антиресурсов, с которым приходится считаться в лесохозяйственной практике. Из повреждений и потерь, наносимых лесу ветром, наиболее ощутимы по силе воздействия буреломы и ветровалы.

Основными естественными факторами, определяющими характер лесной растительности, объявляются естественные условия (в т. ч. климат, почвогрунт, рельеф, геологическое построение, звериный мир), а также внутренние процессы, протекающие в лесных сообществах как следствие отношений образующих их организмов (прежде всего древесных пород, обладающих разнообразными эколого-биологаческими свойствами). Деревья в сомкнутых древостоях имеют большую высоту; стволы их более мерно сужаются кверху (менее сбежисты), кроны слабее развиты и приурочены к верхним частям стволов.

ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ – совокупность климатических, орографических, почвенных и гидрологических факторов, определяющих условия роста лесной растительности и динамику леса. Деревья и кустарники могут произрастать при определенном уровне освещенности, тепла, содержания в воздухе двуокиси углерода, наличия в почве влаги, минеральных веществ и кислорода. Указанные потребности зависят от вида и возраста деревьев и кустарников, а также от полноты обеспечения каждого условия. Освещенность растений – важнейшее условие их роста. Оптимальная интенсивность фотосинтеза наблюдается у древесных растений при освещенности в 20-35 тыс. люкс. Минимальная освещенность для начала фотосинтеза колеблется от 0,4 тыс. люкс у теневыносливых пород до 1,5-2,0 тыс. люкс у светолюбивых. Минимальная температура воздуха для начала фотосинтеза у хвойных пород составляет от -2 до -4 °С. Начало роста надземной части деревьев примерно совпадает с переходом среднесуточной температуры воздуха через +10 °С. Оптимальная температура воздуха для роста растений от +20 до +30 °С. Очень низкие температуры воздуха зимой могут вызвать трещины на стволах или обезвоживание деревьев из-за уменьшения поступления воды. Летом чрезмерно высокие температуры воздуха могут быть причиной иссушения деревьев, особенно молодых, или ожога коры у корневой шейки и выше. Развитие корней у деревьев начинается с переходом температуры почвы через 0 °С и становится интенсивным при температуре выше +5 ºС.

Южная граница лесов проходит по линии, соответствующей количеству осадков, равному величине испаряемости влаги в течение года. Минимальное годовое количество осадков, необходимое для развития лесной растительности на южной границе леса, – 350-400 мм. На склонах северной экспозиции, в поймах рек, в местах с близким уровнем грунтовых вод или на сухих почвах, где образуется конденсатная вода, лесная растительность может произрастать и при меньшем количестве осадков. Теплая погода и высокая влажность почвы удлиняют вегетационный период.

Почва снабжает растения минеральными веществами и азотом, поступающим в результате жизнедеятельности микроорганизмов. При хорошей аэрации в почвенном воздухе содержится достаточное для корней количество кислорода и мало углекислого газа и сероводорода, образующихся в результате разложения органических веществ. Растения испытывают угнетение при содержании в почвенном воздухе кислорода менее 9-12 %, углекислого газа – более 1 % и при наличии сероводорода. Жизнедеятельность корневых систем зависит также от глубины и длительности промерзания почвы, т. к. из замершей почвы растениям труднее поглощать воду. В подзолистых и дерново-подзолистых почвах для растений благоприятно увеличение содержания кальция. В зоне черноземов и каштановых почв на растения отрицательно влияет засоление легкорастворимыми солями. Недостаток химических элементов в почве может снизить интенсивность фотосинтеза у деревьев.

Лесная растительность, в свою очередь, существенно влияет на лесорастительные условия. В зависимости от видов произрастающих деревьев и кустарников, структуры и возраста насаждения может увеличиться или уменьшиться содержание в почве азота, зольных элементов и гумуса, понизиться или повыситься кислотность почвы. Лесная растительность может препятствовать или содействовать появлению молодого поколения леса. Хозяйственная деятельность человека может временно или на длительный срок изменить лесорастительные условия. Так, в густых сомкнутых насаждениях наибольшая потребность в воде и минеральных веществах наблюдается в возрасте 20-40 лет, в период быстрого роста деревьев, к этому возрасту важно разредить насаждение. Улучшить условия для роста деревьев позволяют благоприятное смешение древесных пород и рубки ухода. Влажность, температура и структура почвы изменяются при ее обработке, плодородие почвы повышают мелиорация и внесение органических и минеральных удобрений.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Библиотека Санкт-Петербургского университета высоких технологий

Древесина представляет из себя капиллярно-пористый материал (гетерокапиллярную систему), который состоит в основном из гидрофильных компонентов, и поэтому она постоянно содержит большее либо меньшее количество воды. В живом дереве вода нужна для обеспечения его жизнедеятельности. Содержание воды характеризуется влажностью древесины. Влажность — одна из основных характеристик древесины.

Влажностью древесины называется количество содержащейся в ней воды. Влажность древесин ы влияет на свойства древесины и на пригодность древесины в строительных целях. Под влажностью древесины понимают выраженное в процентах отношение массы воды к сухой массе древесины. Влажность древесины — отношение массы влаги, содержащейся в древесине, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах.

Влажность древесины и взаимодействие древесины и ее компонентов с водой имеют важное значение для механической и химической технологии древесины, например, для пропитки древесины растворами химических реагентов, антисептиков, антипиренов и т.д., при сплаве и хранении лесоматериалов в воде.

Вода играет роль при активации целлюлозы перед проведением химических реакций. Взаимодействие целлюлозы с водой в бумажной массе при размоле и последующее удаление воды при формовании бумажного листа обусловливают образование прочных межволоконных связей в бумаге.

Свойства древесины напрямую определяют свойства деревянных изделий. При избыточной или недостаточной влажности древесина обычно впитывает или отдает влагу, соответственно увеличиваясь или уменьшаясь в объеме. При высокой влажности в помещении древесина может разбухать, а при недостатке влаги она, как правило, усыхает, поэтому все деревянные изделия, в том числе напольные покрытия, требуют тщательного ухода. Для предотвращения деформации напольного покрытия в помещении необходимо поддерживать постоянную температуру и влажность.

Выделяют два понятия — относительную влажность древесины и абсолютную влажность древесины.

Относительная влажность древесины — массовая доля воды, выраженная в процентах по отношению к массе влажной древесины.

Абсолютная влажность древесины (влагосодержание) — массовая доля воды, выраженная в про центах по отношению к массе абсолютно сухой древесины. Абсолютной влажностью древесины называется отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины. Согласно ГОСТу, абсолютная влажность паркета должна составлять 9%(+/- 3%).

Абсолютно сухой древесиной условно называют древесину, высушенную до постоянной массы при температуре (104±2)°С. Значения относительной влажности древесины нужны для анализа древесины при расчете массовых долей ее компонентов в процентах по отношению к абсолютно сухой древесине. Абсолютную влажность древесины (влагосодержание) используют для количественной характеристики образцов древесины при сравнении их по содержанию воды.

По степени влажности древесину различают на следующие виды:

График увлажнения древесины: 1 – горячей водой; 2 – насыщенным паром; 3 – холодной водой

Вода в дереве распределяется неравномерно: корни и ветки содержат больше воды, чем ствол; комель и вершина — больше средней части ствола; заболонная древесина хвойных пород — больше, чем ядровая и спелая древесина. В древесине лиственных пород вода распределяется по поперечному сечению ствола более равномерно, причем у некоторых древесных пород (например, у дуба) влажность ядра значительно выше, чем у хвойных пород. В коре влажность луба значительно (в 7…10 раз и более) выше, чем у корки.

Свежесрубленная древесина имеет влажность 80 — 100%, влажность сплавной древесины достигает до 200%. У хвойных пород влажность ядра в 2 — 3 раза ниже влажности заболони.

В строительной практике по влагосодержанию древесину принято различать:

Различают две формы воды, находящейся в древесине — связанную (гигроскопическую) и свободную (капиллярную). Из них складывается общее количество влаги в древесине. Связанная (или гигроскопичная) влага содержится в клеточных стенках древесины, а свободная занимает полсти клеток и межклеточные пространства. Свободная вода удаляется легче, чем связанная, и в меньшей степени влияет на свойства древесины.

Свободная (капиллярная) влага содержится в полостях клеток, а связанная — в стенках клеток древесины. Постепенное насыщение водой сухой древесины первоначально происходит за счет связанной влаги, и лишь когда стенки клетки полностью окажутся заполненными, дальнейшее увеличение влаги происходит за счет свободной влаги. Поэтому очевидно, что именно изменение связанной влаги влияет на процессы усушки и коробления древесины, а также на ее прочностные и упругие свойства. Увеличение же свободной влаги практически не отражается на свойствах древесины.

Водопоглощение древесины — способность древесины поглощать воду при непосредственном контакте с ней. Дерево является природным материалом, восприимчивым к колебаниям температуры и влажности. К ее основным свойствам относится гигроскопичность, то есть способность изменять влажность в соответствии с окружающими условиями.

Читайте также:  Рецепт повидло из яблок на зиму рецепт без стерилизации

Говорят, что древесина «дышит», то есть поглощает пары воздуха (сорбция) или выделяет их (десорбция), реагируя на изменения в микроклимате помещения. Поглощение или выделения паров осуществляется за счет клеточных стенок. При неизменном состоянии окружающей среды уровень влажности древесины будет стремиться к постоянной величине, которую называют равновесной (или устойчивой) влажностью.

В древесине влага содержится в клетках древесины, в межклеточном пространстве, в каналах сосудов и она называется свободной влагой . В лага, содержащаяся в клеточных оболочках называется гигроскопической (связанной) влагой.

Гигроскопичность древесины — способность древесины изменять влажность в зависимости от изменения температурно-влажностного состояния окружающего воздуха. Гигроскопичность для большинства пород равна 30% при 20°С.

Максимальное количество связанной влаги называется пределом гигроскопичности или пределом насыщения волокон. При температуре 20 о С предел гигроскопичности — 30%. При повышении температуры часть связанной влаги превращается в свободную и наоборот.

Свободная и гигроскопическая влага удаляются из древесины сушкой. Влага может содержаться в древесине в виде химически связанной влаги в виде веществ составляющих древесину, этот вид влаги может быть удален при химической переработке древесины.

Максимальное количество гигроскопической влаги почти не зависит от породы дерева. Процентное соотношение веса воды к весу абсолютно сухой древесины, как правило, составляет 30% при температуре 20°. Такая влажность древесины, называется точкой насыщения клеточных оболочек, или точкой насыщения волокон. Дальнейшее увеличение влажности происходит за счет свободной влаги, заполняющей пустоты в древесине.

При изменении влажности от нуля до точки насыщения клеточных оболочек изменяется объем древесины, она разбухает. При уменьшении влажности древесина усыхает.

Изменение размеров всегда наблюдаются в поперечном направлении и почти не проявляются в продольном, у более плотной древесины больший объемный вес, следовательно, больше усушка и разбухание. Поздняя древесина более плотная.

Древесина содержит свободную (в полостях клеток и межклеточных пространствах) и связанную (в клеточных стенках) воду. Предел насыщения клеточных стенок Wn,H, в среднем равен 30%. Уменьшение содержания связанной воды вызывает усушку древесины.

На способность впитывать влагу влияет не только микроклимат помещения, но и порода дерева. К наиболее гигроскопичным породам относятся бук, груша, кемпас.

Они наиболее быстро реагируют на изменения уровня влажности.

В отличие от них существуют стабильные породы, например, дуб, мербау и т.д. К ним относится стебель бамбука, очень устойчивый к неблагоприятным климатическим условиям. Его можно настилать даже в ванной комнате.

Различные породы дерева обладают разным уровнем влажности. Например, береза, граб, клен, ясень имеют низкую влажность (до 15%) и при высыхании имеют склонность к образованию трещин. Влажность дуба и ореха умеренная (до 20%). Они относительно устойчивы к образованию трещин и высыхают не так быстро. Ольха является одной из самых устойчивых к высыханию пород. Ее влажность составляет 30%.

При испытаниях древесины с целью определения физико-механических показателей ее приводят к нормализованной влажности (в среднем 12%) кондиционированием при температуре (20±2)°С и относительной влажности воздуха

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ

Для определения влажности древесины существует несколько способов. В бытовых условиях пользуются специальным прибором-электровлагомером. Действие прибора основано на изменении электропроводности древесины в зависимости от ее влажности. Иглы электровлагомера с подведенными к ним электропроводами вводят в дерево и пропускают через них электрический ток, при этом на шкале прибора сразу отмечается влажность древесины в том месте, где введены иглы.

Зная виды древесины, ее плотность и др.физические св-ва, можно определить влажность древесины по массе, по наличию трещин на торце или вдоль волокон древесины, по короблению и другим признакам. По цвету коры, ее величине и цвету древесины можно распознать спелую или свежесрубленную древесину и степень ее влажности. При обработке п/м рубанком тонкая его стружка, сжатая рукой, легко сминается – значит материал влажный. Если стружка ломается и крошится, это указывает на то, что материал достаточно сухой. При поперечных порезках острыми стамесками также обращают внимание на стружки. Если они крошатся или выкрошивается сама древесина заготовки, это значит, что материал слишком сухой. Очень влажная древесина легко режется, и на месте порезки от стамески заметен влажный след. Но вряд ли удастся избежать растрескивания, коробления и др.деформаций.

Влажность древесины определяют различными способами: высушиванием образцов древесины, щепы либо опилок до абсолютно сухого состояния; отгонкой воды в виде азеотропной смеси с не смешивающимися с водой неполярными растворителями; химическими методами (титрованием реактивом Фишера); электрическими способами.

Влажность пиломатериалов определяют по формуле

где mс и mо масса образца соответственно в исходном и высушенном состояниях.

Фактически влажность древесины определяют контрольным взвешиванием или при помощи электровлагомера.

Влажность сплавной древесины — 200%, свежесрубленной — 100%, воздушно-сухой – 15-20%.


СУШКА ДРЕВЕСИНЫ

Сушка древесины — процесс удаления влаги из древесины до определенного процента влажности.

Блеск древесины — способность поверхности древесины направленно отражать световые лучи.

Блеск зависит от древесной породы, степени гладкости поверхности и характера освещения. Блеском отличаются радиальные поверхности древесины клена, платана, бука, ильма, дуба, кизила, белой акации, айланта, т.е. пород, у которых значительную часть поверхности занимают сердцевинные лучи, состоящие из мелких клеток. Блеск древесины — декоративное свойство, учитывается при определении пород.

Диэлектрические свойства древесины — свойства, которые характеризуются диэлектрической проницаемостью и тангенсом угла диэлектрических потерь.

Коэффициент разбухания древесины — среднее разбухание древесины при повышении содержания связанной влаги на 1% влажности.

Коэффициент усушки древесины — средняя усушка древесины при снижении содержания связанной влаги на 1% влажности.
Деформативность древесины (коробление) — способность древесины изменять свои размеры и форму при внешних воздействиях нагрузки, влажности, температуры.

Поперечное коробление связано с различной усушкой (разбуханием) древесины в радиальном и тангенциальном направлениях. Его характер зависит от расположения годичных слоев, обусловленных формой поперечного сечения сортимента, а также местом выпиловки его из бревна.

Продольное коробление связано с некоторыми пороками древесины, например крупными сучками, кренью, наклоном волокон.

Следствием коробления является порок древесины — покоробленность (поперечная, продольная по пласти и по кромке, крыловатость).

Поперечная и продольная покоробленности возникают также из-за нарушения равновесия остаточных напряжений в высушенных пиломатериалах при механической обработке: одностороннем фрезеровании, ребровом делении толстых досок на тонкие.

Продольная покоробленность досок наблюдается при распиловке изменение формы сечения образцов, вырезанных из разных мест бревна, при высушивании.

Сухая древесина обладает высокой прочностью, меньше коробится, не подвержена загниванию, легко склеивается, лучше отделывается, более долговечна. Любая древесина самых различных пород очень чутко реагирует на изменение влажности окружающей среды.

Это свойство является одним из недостатков лесоматериалов. При повышенной влажности древесина легко вбирает в себя воду и разбухает, а в отапливаемых помещениях она усыхает и коробится.

В помещении достаточна влажность древесины до 10%, а под открытым небом – не более 18%. Существует много способов сушки древесины.

Самый простой и доступный – естественный вид сушки – атмосферный, воздушный. Сушить древесину надо в тени, под навесом и на сквозняке. При сушке на солнце внешняя поверхность древесины быстро нагревается, а внутренняя остается сырой.

Из-за разницы напряжений образуются трещины, дерево быстро коробится. Доски, брус и др. п/м укладываются в штабеля на металлические, деревянные или иные подставки высотой не менее 50 см. Доски укладываются внутренними пластами вверх для уменьшения их коробления. Считается, что сушка досок, поставленных на кромки, происходит быстрее, так как они лучше проветриваются и влага испаряется более интенсивно, но они и больше коробятся, особенно материал повышенной влажности.

Штабель п/м, заготовленных из свежесрубленных и живых деревьев, сверху рекомендуется уплотнить тяжелым грузом для уменьшения коробления. При естественной сушке на торцах всегда образуются трещины, для предупреждения их растрескивания и сохранения п/м рекомендуется торцы досок тщательно закрасить масляной краской или пропитать горячей олифой или битумом для защиты пор древесины. Обрабатывать торцы нужно сразу после поперечных перепилов в разрез.

Если дерево отличается повышенной влажностью, то торец просушивают пламенем паяльной лампы, а уж потом закрашивают. Стволы (кряжи) обязательно окоряют (очищают от коры), только у торцов оставляют небольшие пояски-муфты шириной 20-25см для предупреждения растрескивания. Кору очищают для того, чтобы дерево быстрее просыхало и не поражалось жуками. Ствол, оставленный в коре, в относительном тепле с повышенной влажностью быстро загнивает, поражается грибковыми заболеваниями. После атмосферной сушки при теплой погоде влажность древесины составляет 12-18%.

Существует и несколько других способов сушки древесины.

Способ выпаривания или запаривания использовали на Руси еще с давних времен. Заготовки распиливают на части с учетом размера будущего изделия, закладывают в обыкновенный чугун, подсыпают опилки из такой же заготовки, заливают водой и ставят на несколько часов в протопленную и остывающую русскую печь «томится» при t=60-70 0 C.

При этом происходит «выщелачивание» – выпаривание древесины; из заготовки выходят естественные соки, дерево окрашивается, приобретая теплый густо-шоколадный цвет, с ярко выраженным природным рисунком текстуры. Такая заготовка легче обрабатывается, а после окончания сушки меньше растрескивается и коробится.

Способ парафинирования. Заготовки опускают в растопленный парафин и ставят в печь при t=40 0 C на несколько часов. Затем древесина еще несколько дней просыхает и приобретает те же свойства, что и после запарки: не трескается, не коробится, поверхность становится тонированной с отчетливым узором текстуры.

Способ запаривания в льняном масле. Посуда из древесины, пропаренная в льняном масле, очень водостойка и не растрескивается даже при повседневном использовании. Этот способ приемлем и сегодня. В емкость кладется заготовка, заливается льняным маслом и пропаривается на медленном огне.

Покоробленность: 1— поперечная; 2 — продольная по пласти; 3 — продольная по кромке; 4 – крыловатость бревен вследствие остаточных внутренних напряжений роста.

Линейная усушка древесины — уменьшение размеров древесины в одном из направлений при удалении из нее связанной воды. Линейное разбухание древесины — увеличение размеров древесины в одном из направлений при повышении содержания в ней связанной воды.

Нормализованная влажность древесины — равновесная влажность древесины, приобретаемая при температуре 20 ± 2°С и относительной влажности среды 65 ± 5%.

Объемная усушка древесины — уменьшение объема древесины при удалении из нее связанной воды.

Объемное разбухание древесины — увеличение объема древесины при повышении содержания в ней связанной воды.

Относительная влажность древесины — отношение массы влаги, содержащейся в древесине, к массе древесины во влажном состоянии, выраженное в процентах. Древесина является гигроскопичным материалом, и влажность, к которой она стремится в данных температурно-влажностных условиях, называется равновесной. Например, при температуре 20 о С и влажности воздуха 100% равновесная влажность древесины W=30%.

Быстрое изменение связанной влаги и неравномерность усушки в различных направлениях приводит к короблению или, наоборот, разбуханию древесины.

В массивных элементах вследствие неравномерности высыхания образуются трещины усушки. Поэтому при производстве пиломатериалов огромное значение следует придавать вопросам организации сушки, а при эксплуатации деревянных конструкций исключать большие и резкие перепады температуры и влажности. Для древесины характерным является известная инерционность процессов влагообмена.

Усушка древесины: 1 – усушка; 2 – растрескивание; 3 – поперечное коробление; 4 – то же, продольное

Величина усушки различна в различных направлениях: она больше в тангенциальном (6 — 12%) и меньше в радиальном (3 — 6%) направлении поперечного сечения ствола. Вследствие подобной неравномерности усушки, появляется коробление досок при высыхании. При увеличении влажности выше точки насыщения волокон, дальнейшего разбухания не происходит.

При резком изменении температурно-влажностного режима в помещении в древесине возникают внутренние напряжения, которые приводят у трещинам и деформациям. Оптимальная температура в помещении с паркетным полом должна составлять приблизительно 20 0 C, а оптимальная влажность воздуха — 40-60%. Для контроля температуры в помещении используются гидрометры, а относительную влажность в помещении поддерживают при помощи увлажнителей воздуха.

Деформации древесины при сушке

Древесина для строительных деталей (окна, двери, полы и т. п.), в особенности для клееных конструкций должна содержать влаги не более 8—15%. Отсюда следует необходимость сушки древесины. Естественная сушка требует большого времени; так, например, для высушивания доски толщиной 50 мм в летнее время в средней полосе России до влажности 20% требуется 30 — 40 суток. Искусственная сушка в обычных сушилках сокращает срок сушки такой доски до 5 — 6 суток, а сушка при повышенных температурах (>100°) — может быть проведена за 3 — 4 часа.

Конечная влажность древесины должна соответствовать влажности в условиях эксплуатации.

При продолжительной сушке вода из древесины испаряется, что может повлечь за собой значительные деформации материала. Процесс потери влаги продолжается до тех пор, пока уровень влаги в древесине не достигнет определенного предела, который напрямую зависит от температуры и влажности окружающего воздуха. Аналогичный процесс происходит при сорбции, то есть поглощении влаги. Уменьшение линейных объемов древесины при удалении из нее связанной влаги называется усушкой. Удаление свободной влаги усушки не вызывает.

Усушка неодинакова по разным направлениям. В среднем полная линейная усушка в тангенциальном направлении составляет 6-10%, а в радиальном — 3.5%.

При полной усушке (то есть такой, при которой вся связанная влага удалена) влажность древесины снижается до предела гигроскопичности, то есть до 0%. При неравномерном распределении влаги при сушке древесины в ней могут образовываться внутренние напряжения, то есть напряжения, возникающие без участия внешних сил. Внутренние напряжения могут являться причиной изменения размеров и формы деталей при механической обработке древесины.

Схемы к развитию деформаций при конвективной сушке

Процесс конвективной сушки древесины сопровождается неравномерным по ее объему распределением влажности. Это вызывает ее неравномерную усушку, что в свою очередь служит причиной образования внутренних напряжений.

Рассмотрим, как возникают и развиваются в древесине внутренние напряжения, не учитывая пока ее анизотропного строения, т. е. полагая усушку в тангенциальном и радиальном направлениях одинаковой. Будем также для упрощения считать, что перемещение влаги в материале происходит только по его толщине. Это позволит нам изображать кривые распределения влажности на чертеже поперечного сечения высушиваемого сортимента.

Читайте также:  Запеченные баклажаны с мясом и сыром в духовке

Рассмотрим кривые распределения влажности по толщине для наиболее характерных моментов процесса: 0 — момент начала сушки; 1 — момент, когда влажность поверхностных слоев опустилась ниже предела насыщения клеточных стенок Wn, а внутри сортимента еще содержится свободная вода; 2 — момент, когда влажность по всему сечению стала ниже WH, но еще наблюдается существенный перепад влажности по толщине; 3 — момент окончания процесса, когда влажность стала по всему сечению приблизительно одинаковой, близкой к устойчивой влажности.

В начальный момент процесса еще нет усушки и напряжения, очевидно, отсутствуют. Через некоторое время влажность поверхностных слоев опустится ниже Wn (момент) и они будут стремиться к усушке. Однако это стремление не может проявиться в полной мере вследствие противодействия внутренних слоев, усушка которых еще не началась. Выявить начавшуюся усушку можно, вырезав из высушиваемого сортимента по всему его сечению торцовую пластинку, так называемую секцию, и разделив ее на ряд слоев по толщине.

источник

Строительство и ремонт своими руками

Древесина является довольно пористым материалом, содержащим большое количество капиляров, наполненных влагой. На практике влажность древесины определяется как отношение веса воды, содержащейся в дереве к весу абсолютно сухой древесины. Существует понятие «свободной» и «связанной» влаги. «Свободная» влага содержится в порах и капилярах дерева. «Связанная» влага та, которая содержится непосредственно в клетках дерева.

При высыхании дерево дает усушку – уменьшается в размере (объеме). При этом уменьшение размера вдоль волокон (по длине доски) практически не происходит, но вот в направлении, поперечном ходу волокон, происходит значительное изменение размеров (по толщине и ширине доски). Величина этого изменения зависит от породы древесины и конкретного значения изменения влажности древесины. В жизни самые неприятные сюрпризы связаны с изменением ширины доски.

Например, если Вы стелите пол доской имеющей естественную влажность, то уменьшение её ширины со временем может быть настолько значительным, что две соседние доски потеряют зацепление друг с другом. В этом случае, для удаления щелей, Вам придется оторвать все доски от лаг и настелить их заново, согнав впритык.

«Какую же влажность должна иметь доска?», — спросите Вы. Всё просто – любое деревянное изделие, в процессе его эксплуатации стремится к так называемой «равновесной влажности». «Равновесная влажность» определяется температурой и влажностью воздуха в той среде, где будет находиться доска. Значения этой влажности Вы можете увидеть в таблице. Для жилого помещения она составляет в среднем 8-10%, для улицы она составляет в среднем 12-14%. Логично из этого следует, что сырая доска будет усыхать в помещении, теряя в своей ширине, с другой стороны сухая доска будет увлажняться вне помещения, расширяясь.

Естественная влажность — это влажность, присущая древесине в растущем или только что спиленном (распиленном) состоянии, без дополнительной сушки. Естественная влажность не нормируется и может составлять от 30% до 80%. Естественная влажность древесины колеблется в зависимости от условий произрастания и времени года. Так, естественная влажность свежеспиленных деревьев в «зимнем» лесу традиционно меньше влажности свежеспиленных деревьев в «летнем» лесу.

Начальная влажность — тоже самое, что и естественная влажность. Только что срубленное дерево обладает максимальной влажностью, которая для различных пород может даже превышать 100%. Дерево бальса может иметь влажность в свежесрубленом состоянии, доходящую до 600%. На практике мы имеем дело с меньшими значениями (30-70%), т.к. после рубки проходит какое-то время до момента распиливания дерева и помещения его в сушилку и оно, конечно, теряет некоторое количество воды. Мы принимаем за начальную влажность то значение влажности древесины, которое она имеет перед отправкой в сушильную камеру.

Конечная влажность — это та влажность, которую мы хотим получить после полного цикла сушки. В этом случае принимается во внимание назначение изделие, изготавливаемого из высушенной древесины.

Прежде всего, сушка древесины это процесс удаления влаги из древесины путем ее испарения.

Сушка древесины — одна из важнейших операций в процессе обработки древесины. Древесину сушат после лесопиления, но перед деревообработкой. Древесину сушат в целях её предохранения от поражения деревоокрашивающими и дереворазрушающими грибами при ее дальнейшем хранении и транспортировке. Сушка предупреждает древесину от изменения формы и размеров в процессе изготовления и эксплуатации изделий из нее, улучшает качество отделки древесины, склеивания. Влажность, до которой сушат древесину, зависит от сферы её дальнейшего применения. Весь смысл сводится к тому, чтобы довести влажность доски до такого же значения, которого достигло бы со временем изделие из этой доски в процессе эксплуатации в данных условиях. Такое значение влажности называется «равновесной влажностью», оно зависит от влажности и температуры окружающего воздуха. Например, доска, из которой будет изготавливаться паркет и прочие изденлия, эксплуатируемые внутри помещений — должна иметь влажность 6-8% так как именно такая влажность будет являться равновесной. Для изделий, которые будут эксплуатироваться в контакте с атмосферой, (например: деревянные окна, внешняя обшивка дома) равновесной влажностью будет 11-12%.

Вы спросите: «А что будет в противном случае?» Отвечаем: В противном случае будет то, что встречается в России сплошь и рядом, а именно потребитель столкнется с проблемами. Представьте, что Вы купили вагонку для того, чтобы обшить стены внутри Вашего загородного дома или дачи. Если Вы купите у нерадивого производителя вагонку, изготовленную из сырой доски и укроете ею стены своего дома, то она начнет медленно высыхать естественным образом в уже установленном состоянии. Обратимся к таблице равновесной влажности и опыту. Если Вы натопите зимой помещение до 25 градусов по Цельсию, то при типовой для зимы влажности воздуха внутри помещений в 35%, значение равновесной влажности для доски в таком помещении составит 6,6%. На базах и рынках вагонка очень часто может иметь влажность от 14% и выше (мы встречали и 30%). Далее представьте, что ваша вагонка начинает высыхать, теряя воду из своих пор. Высыхая идет процесс, называемый «усушкой» и выражающийся в уменьшении размеров деревянного изделия. Величина усушки зависит от породы древесины, направления волокон в изделии и т.д. Основная усушка идет поперек волокон (соответственно по толщине и ширине Вашей вагонки). Когда Ваша вагонка высохнет в установленном состоянии до равновесной влажности, Вы, в самом худшем случае рискуете не просто увидеть, что обшивка разошлась местами, а получить щели между досками, шириной чуть ли не в палец.

В промышленности используют различные технологии сушки древесины, различающиеся как применяемым оборудованием, так и особенностями передачи тепла высушиваемому материалу.
Классификация видов и способов сушки обычно и базируется на методах передачи тепла, по которым можно выделить четыре технологии сушки древесины:

  • конвективная технология сушки;
  • кондуктивная технология сушки;
  • радиационная технология сушки;
  • электрическая технология сушки;

Каждый вид сушки может также иметь несколько разновидностей в зависимости от типа сушильного агента и особенностей применяемого оборудования для сушки древесины. Существуют также комбинированные технологии сушки древесины, в которых одновременно применяют различные виды передачи тепла (например, конвективно-диэлектрическая) или совмещаются другие признаки различных технологий сушки древесины.

Камерная сушка. Это основная промышленная технология сушки древесины, осуществляемая в лесосушильных камерах различных конструкций, куда пиломатериалы загружают штабелями. Сушка происходит в газообразной среде (воздухе, топочных газах, перегретом паре), которая путем конвекции передает теплоту древесине. Для нагревания и циркуляции сушильного агента сушильные камеры снабжают нагревательными и циркуляционными устройствами.

При камерной технологии сушки древесины сроки просыхания пиломатериалов сравнительно небольшие (от десятков часов до нескольких суток), древесина просыхает до любой заданной конечной влажности при требуемом качестве, процесс сушки поддается надежному регулированию.

Второй по значению и распространению на лесопильных предприятиях способ промышленной сушки древесины, осуществляемый в штабелях, размещенных на специальной открытой территории (складах), омываемых атмосферным воздухом без подогрева. Преимущество атмосферной технологии сушки древесины—сравнительно низкая себестоимость. Кроме того, этот способ является наиболее щадящим. Недостатки: сезонность (зимой сушка практически прекращается); большая продолжительность; высокая конечная влажность. Атмосферную технологию сушки древесины применяют, главным образом, для сушки пиломатериалов на лесопильных предприятиях до транспортной влажности и на некоторых деревообрабатывающих предприятиях для подсушки и выравнивания начальной влажности пиломатериалов перед сушкой в сушильных камерах для древесины.

Сушка в жидкостях осуществляется в ваннах, наполненных гидрофобной жидкостью (петролатумом, маслом), нагретой до 105-120 °С. Интенсивная передача теплоты от жидкости к древесине позволяет сократить срок сушки по сравнению с камерной в 3-4 раза при прочих равных условиях. Этот способ применяют в технологии консервирования древесины для снижения ее влажности перед пропиткой. Попытки применить сушку пиломатериалов в петролатуме на деревообрабатывающих предприятиях не дали положительных результатов из-за того, что пиломатериалы после такой сушки не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к древесине для мебели и столярно-строительных изделий.

Кондуктивная (контактная) технология сушки древесины осуществляется передачей теплоты материалу посредством теплопроводности при контакте с нагретыми поверхностями. Ее применяют в небольших объемах для сушки, тонких древесных материалов — шпона, фанеры.

Радиационная сушка дерева происходит при передаче тепла материалу излучением от нагретых тел. Эффективность радиационной сушки определяется плотностью потока инфракрасных лучей и их проницаемостью в твердых влажных телах. Интенсивность потока лучистой энергии ослабляется по мере углубления в материал. Древесина относится к малопроницаемым для инфракрасного излучения материалам (глубина проникновения 3-7 мм), поэтому для сушки пиломатериалов этот способ не применяют. Его можно использовать для сушки тонколистовых материалов (шпона, фанеры), кроме того, этот способ широко применяют в технологии отделки изделий из древесины для сушки лакокрасочных покрытий. В качестве излучателей используют электроплиты, электронагревательные элементы, газовые (беспламенные) горелки, осветительные электролампы накаливания мощностью от 500 Вт и выше.

Ротационная сушка древесины основана на использовании центробежного эффекта, за счет которого свободная влага удаляется из древесины при вращении ее на центрифугах. Механическое удаление свободной влаги достигается при величине центростремительного, ускорения не менее 100-500g (g — ускорение свободного падения). Такие ускорения из-за трудности точной балансировки центрифуги со штабелем на практике пока не достигнуты, ведутся лишь опытные разработки соответствующих устройств. В известных промышленных ротационных сушилках центростремительное ускорение не превышает 12g. При этих условиях механическое обезвоживание проявляется в небольшой степени. Однако интенсификация процесса сушки в диапазоне влажности выше предела гигроскопичности наблюдается.

При установке карусели в сушильной камере технология сушки пиломатериалов такая же, как в обычных камерах периодического действия. Продолжительность сушки на первом этапе (от начальной влажности до предела гигроскопичности) сокращается в несколько раз в зависимости от толщины, породы и начальной влажности древесины по сравнению с обычной конвективной сушкой при одинаковых режимах. Хотя ротационные сушилки экономичны и обеспечивают высокое качество сушки, промышленного использования для сушки пиломатериалов ротационный способ пока не нашел.

Вакуумная сушка при пониженном давлении в специальных герметичных сушильных камерах. Из-за сложности оборудования и невозможности получения низкой конечной влажности древесины вакуумная сушка самостоятельного значения не имеет. Применяют ее в комбинации с другими методами сушки и как вспомогательную операцию при подготовке древесины к пропитке.

Диэлектрическая сушка — сушка древесины в электромагнитном поле токов высокой частоты, в котором нагрев древесины происходит за счет диэлектрических потерь. Благодаря равномерному нагреву древесины по всему ее объему, возникновению положительного градиента температур и избыточного давления внутри ее продолжительность диэлектрической сушки в десятки раз меньше конвективной. Из-за сложности оборудования, большого расхода электроэнергии и недостаточно высокого качества сушки собственно диэлектрическая сушка не находит широкого применения.

Более эффективно применение комбинированных технологий сушки древесины, например конвективно-диэлектрической и вакуумно-диэлектрической. Для массовой сушки применение этих способов неэкономично, но в отдельных случаях, особенно при сушке дорогих, ответственных пиломатериалов и заготовок из трудносохнущих пород древесины эти способы могут найти применение.

При комбинированной конвективно-диэлектрической технологии сушки древесины к штабелю, загруженному в камеру, оборудованную тепловым и вентиляторным устройствами, подводят также и высокочастотную энергию от специального генератора ТВЧ через электроды, расположенные около штабеля.
Расход теплоты на сушку в сушильной камере при этом в основном компенсируется тепловой энергией пара, подаваемого в калориферы, а высокочастотная энергия подается для создания положительного перепада температур по сечению материала. Этот перепад в зависимости от характеристики материала и жесткости заданного режима составляет 2-5°С. Качество конвективно-диэлектрической сушки пиломатериалов высокое, так как сушка ведется с небольшим перепадом влажности по толщине материала.

Это еще один способ сушки древесины с применением энергии ТВЧ При этой технологии используют преимущества и вакуумной и диэлектрической сушки. За счет нагрева древесины в поле ТВЧ при пониженном давлении кипение воды в древесине достигается при небольших температурах древесины, что способствует сохранению ее качества. Перемещение влаги в древесине при вакуум — диэлектрической сушке древесины обеспечивается всеми основными движущими силами влагопереноса: градиентом влагосодержания, температурой, избыточным давлением, что сокращает продолжительность сушки.

При вакуум — диэлектрической сушке штабель пиломатериалов помещают в автоклав или герметичную камеру, где вакуум-насосом создается пониженное давление среды (1-20 кПа). Чем ниже давление среды, тем ниже и температура испарения влаги и древесины при сушке. Расход теплоты на сушку обеспечивается подводом высокочастотной энергии к древесине. При использовании этой технологии сушки древесины также возникают эксплуатационные трудности — сложность оборудования, особенно наладка и эксплуатация высокочастотных генераторов, большой расход электроэнергии на сушку. Поэтому при решении вопросов о применении вакуум — диэлектрнческих камер необходимо сначала по условиям конкретного предприятия разработать технико-экономическое обоснование.

Метод основан на передаче теплоты материалу от ферромагнитных элементов (сеток из стали), уложенных в штабеля между рядами досок. Штабель вместе с этими элементами находится в переменном электромагнитном поле промышленной частоты (50 Гц), образованном соленоидом, смонтированным внутри сушильной камеры. Стальные элементы (сетки) нагреваются в электромагнитном поле, передавая теплоту древесине и воздуху. При этом происходит комбинированная передача теплоты материалу: кондуктивным путем от контакта нагретых сеток с древесиной и конвекцией от циркулирующего воздуха, нагреваемого также сетками.

Понравилась статья? Поделитесь ссылкой на неё с друзьями в социальных сетях:

источник

Adblock
detector