Budowa drzewa
Budowa i przekrój pnia drzewa
1. Kora – zbudowana z obumarłych, skorkowaciałych komórek. Chroni roślinę przed niekorzystnymi wahaniami temperatur, nadmiernym nasłonecznieniem, utratą wody oraz inwazją grzybów i owadów.
2. Łyko – rozprowadza asymilaty (węglowodany i białka wyprodukowane w procesie fotosyntezy),
3. Kambium (miazga) – tkanka twórcza, jest miejscem powstawania nowych komórek drewna,
4. Biel – transportuje wodę i sole mineralne z korzeni do kory i gromadzi substancje odżywcze,
5. Twardziel (występująca nie u wszystkich drzew) – zbudowana z obumarłych komórek spełnia funkcje mechaniczne.
Drewno
Drewno (ksylem; z gr. ksylos – drewno) to złożona tkanka roślinna znajdująca się w przestrzeni pomiędzy rdzeniem a kambium. Jego główną funkcją jest rozprowadzanie wody i soli mineralnych. Drewno pełni również funkcję magazynującą i wzmacniającą.
Drewno tworzą cztery typy elementów:
- elementy przewodzące:
– cewki,
– naczynia.
- elementy wzmacniające i spichrzowe:
– włókna drzewne,
– miękisz drzewny.
U niektórych roślin występują ponadto przewody żywiczne (kanały żywiczne) i kanały mleczne oraz promienie drzewne (promienie rdzeniowe).
Ze względu na pochodzenie możemy wyróżnić:
- drewno pierwotne, będące wytworem merystemy wierzchołkowego pędu i korzenia,
- drewno wtórne, będące wytworem kambium.
Ze względu na stopień zróżnicowania, drewno pierwotne dzieli się na:
- protoksylem,
- metaksylem.
Ze względu na czas wzrostu w okresie wegetacyjnym, drewno wtórne dzieli się na:
- drewno wczesne (wiosenne) – rodzaj drewna powstający u roślin rosnących w klimacie umiarkowanym, których cykl wegetacyjny jest przerywany na okres zimy,
- drewno późne (letnie) – rodzaj drewna powstający u roślin rosnących w klimacie umiarkowanym, których cykl wegetacyjny jest przerywany na okres zimy.
Ze względu na udział lub brak procesu twardzielowania, drewno wtórne dzieli się na:
- drewno bielaste (biel),
- drewno twardzielowe (twardziel).
Ze względu na układ elementów przewodzących słoja rocznego na przekroju poprzecznym pnia, drewno wtórne dzieli się na:
- drewno iglaste,
- drewno pierścieniowonaczyniowe liściaste,
- drewno rozpierzchłonaczyniowe liściaste.
W drewnie rozróżniamy trzy zasadnicze przekroje:
- poprzeczny (utworzony przez przecięcie pnia prostopadle do jego osi podłużnej),
- podłużny promieniowy (utworzony przez przecięcie pnia wzdłuż jego osi podłużnej, przez rdzeń),
- podłużny styczny (utworzony przez przecięcie pnia wzdłuż jego osi podłużnej i przechodzący poza rdzeniem).
Skład chemiczny drewna
Podstawowe pierwiastki wchodzące w skład drewna:
– węgiel (49,5%),
– tlen (43,8%),
– wodór (6,0%),
– azot (0,2%) i inne.
Główne związki tworzące drewno to:
– celuloza (ok. 45%),
– hemicelulozy (ok. 30%),
– lignina (ok. 20%).
W drewnie występują także: cukier, białko, skrobia, garbniki, olejki eteryczne, guma oraz substancje mineralne.
Właściwości fizyczne
Wpływające na wygląd drewna:
- Barwa – zależy od gatunku drewna, warunków klimatycznych i siedliskowych, w jakich rosło drzewo. Drewno z drzew krajowych ma barwę od jasnożółtej do brązowej. Bardziej intensywna barwa występuje u gatunków egzotycznych (palisander, mahoń).
- Połysk – związany jest z twardością drewna i gładkością powierzchni.
- Rysunek drewna – różni się w zależności od gatunku drewna, cech budowy i rodzaju przekroju.
Oraz:
- Zapach – każdy gatunek drewna ma swój specyficzny zapach, który z czasem traci. Zapach ten pochodzi z żywic, olejków eterycznych, garbników itp.
- Zachowanie się drewna w stosunku do wody:
– wilgotność – zależy od warunków w jakich przechowywane jest drewno
(drewno bezpośrednio po ścięciu: ponad 35%, drewno wyschnięte na wolnym powietrzu, tzw. drewno powietrzno-suche: wilgotność ok. 15–20%, drewno przechowywane w suchych pomieszczeniach: 8–13%),
– kurczenie się i pęcznienie – drewno, które wysycha, kurczy się, i na odwrót – drewno nasiąkające wodą, pęcznieje,
– higroskopijność – skłonność drewna do pochłaniania wilgoci z powietrza. Drewno wyrównuje swoją wilgotność z wilgotnością otoczenia (wchłania lub oddaje wilgotność), dlatego drewno stosowane w miejscach o wysokiej wilgotności musi zostać zabezpieczone przed jej wchłanianiem,
– przewodzenie – przenikanie wody lub innych cieczy przez drewno,
– nasiąkliwość – zdolność wchłaniania wody lub innych cieczy przez drewno w niej zanurzone (z Wanina: osika 10 dnia 163%, dąb 20 dnia 92%).
- Właściwości związane z ciężarem drewna:
– ciężar właściwy (gęstość) – stosunek masy do objętości drewna, określa drewno występujące w przyrodzie i życiu codziennym, z uwzględnieniem porowatości i zawartej wody, a zatem jest wielkością zmienną,
– umowny ciężar właściwy – stosunek masy drewna suchego do jego objętości w stanie maksymalnego spęcznienia,
– porowatość drewna – na jednostkę objętości drewna w stanie suchym składają się objętości substancji drzewnej i wypełnionych powietrzem porów, im większy udział porów , tym lżejsze drewno.
- Cieplne właściwości drewna:
– rozszerzalność cieplna – drewno jest materiałem niejednorodnym i różnokierunkowym, wartość mierzona wzdłuż włókien jest ok. 10x mniejsza w porównaniu z metalami i betonem, w przypadku kierunku poprzecznego jest w porównaniu z nimi 2-3x większa,
– ciepło właściwe – ilość ciepła potrzebna do ogrzania jednostki masy, wyrażana w cal/g °C, odgrywa ono dużą rolę w procesach suszenia, parzenia i zmiękczania drewna,
– przewodnictwo cieplne – rozprzestrzenianie się ciepła z miejsc o temperaturze wyższej do miejsc o temperaturze niższej (wg ITB: miedź 300 kcal/m h°C, beton 0,7-1,5 kcal/m h°C, drewno dębowe i bukowe || 0,35 kcal/m h°C, płyta korkowa 0,032 kcal/m h°C).
- Akustyczne właściwości drewna:
– przewodnictwo głosu
– przenikliwość akustyczna
– zdolność rezonansowa – drewno świerkowe, jodłowe i sosnowe charakteryzują się największym tłumieniem przez promieniowanie, szczególnymi właściwościami rezonansowymi odznacza się drewno świerka falistosłoistego, które jest uważane za najlepszy materiał do wyrobu instrumentów muzycznych,
– właściwości izolacyjne – dźwiękochłonne właściwości drewna (wg Wanina: powietrze 1,00, drewno 0,63, beton 0,11).
- Elektryczne właściwości drewna:
– przewodnictwo elektryczne – drewno w stanie wilgotnym uważa się za półprzewodnik o przewodnictwie jonowym,
– opór elektryczny – drewno suche jest dobrym izolatorem elektrycznym, nasycenie drewna solami mineralnymi powoduje zmniejszenie oporu elektrycznego, w celu zwiększenia oporu stosuje się nasycanie drewna np. olejem lnianym,
– dielektryczne właściwości drewna – drewno jest skomplikowanym dielektrykiem (izolatorem) mieszanym, na wartość stałej dielektrycznej drewna wpływ mają jego składniki, anizotropowość budowy i gęstość.
- Zachowanie się drewna w stosunku do światła i promieni Roentgena – drewno w cienkich płatach przepuszcza promienie świetlne. Przeźroczystość zależy od gatunku drewna, grubości płyty, stopnia przesycenia żywicą, wilgotności. Drewno bielu wykazuje większą przeźroczystość. Dla promieniowania Roentgena drewno stanowi materiał łatwo przenikalny.
- Właściwości związane z zachowaniem się drewna w stosunku do gazów – gazy pod normalnym ciśnieniem wnikają w drewno przez przekroje styczne i promieniowe na głębokość 2-3 mm, a przez przekrój poprzeczny 1 cm w ciągu doby.
Właściwości mechaniczne
Drewno jest materiałem anizotropowym i ortotropowym, co oznacza, że jego wytrzymałość na ściskanie, rozciąganie, zginanie zależy od kierunku działania sił w stosunku do jego włókien.
- Twardość – opór stawiany przez drewno na działające na nie ciało (wciskana stalowa kulki o ściśle określonej wielkości). Twardość zależy od gatunku drzewa (wg Janki, dąb 66–77 MPa, buk 78 MPa , grab 89 MPa, jesion 72–75 MPa, orzech 72 MPa, lipa 30 MPa, olcha 43 MPa, osika 20 MPa, topola 27 MPa, drewna egzotyczne: balsa Ochroma spp. 4 MPa, kauczukowiec Hevea spp. ok. 59 MPa, mahoń Khaya spp. 58–65 MPa, merbau Intsia spp. ok. 85 MPa, heban Diospyros spp. 171 MPa).
- Wytrzymałość na ściskanie – przykładowe wartości wytrzymałości drewna na ściskanie w zależności od klasy:
– ściskanie wzdłuż włókien: 16 MPa – 88 MPa (gatunki liściaste) i 23 – 34 MPa (gatunki iglaste);
– ściskanie w poprzek włókien: 6,3 MPa (gatunki liściaste) i 8,0 – 13,5 MPa (gatunki iglaste).
- Wytrzymałość na zginanie statyczne – drewno charakteryzuje się dużą wytrzymałością a równocześnie niską gęstością właściwą, przez co stanowi szeroko stosowany materiał na dźwigary w konstrukcjach inżynierskich i budowlanych (wg Wanina:osika 673 kG/cm2, buk 940 kG/cm2, buk 940 kG/cm2, jesion 1057 kG/cm2).
- Wytrzymałość na zginanie dynamiczne – odporność drewna na uderzenia, odgrywa dużą rolę w drewnie przeznaczonym na koła, konstrukcje lotnicze, trzonki narzędzi itp.
- Wytrzymałość na rozciąganie – opór jaki stawia drewno poddawane działaniu sił rozciągających:
– rozciąganie wzdłuż włókien – wytrzymałość drewna wolnego od wad zawiera się w granicach 180-2900 kG/cm2 (wg Wanina: sosna 1278 kG/cm2, buj 1340 kG/cm2, dąb 1450 kG/cm2, jesion 1109 kG/cm2),
– rozciąganie w poprzek włókien – w praktyce unika się tego typu rozciągania drewna ze względu na jego małą wytrzymałość w kierunku poprzecznym. Naprężenia rozciągające działające w kierunku poprzecznym występują podczas obróbki gięciem (wg Wanina: sosna 2,4 / 4,1, jesion 8,5 / 9,2, dąb 10,7 / 22,6).
- Wytrzymałość na ścinanie – odporność drewna na naprężenia ścinające, które powstają gdy na materiał działają równoległe, przeciwnie skierowane siłym dążące do przesunięcia materiału w kierunku stycznym. Naprężenia ścinające występują pod wpływem docisku w połączeniach konstrukcji drewnianych (wg Gohrego, przy wilgotności 12%: sosna 100 kG/cm2, buk 150 kG/cm2, dąb 110 kG/cm2, jesion 128 kG/cm2, topola 65 kG/cm2).
- Łupliwość – pod wpływem działania narzędzi o kształcie zbliżonym do klina drewno ulega rozłupaniu.
- Zmęczenie drewna – poddawanie drewna długotrwałemu obciążeniu stałemu lub wielokrotnie powtarzanym obciążeniom zmiennym.
- Ścieralność – zmiany zachodzące na powierzchni drewna pod wpływem tarcia. Drewna twarde są najczęściej najodporniejsze na ścieranie.
Zastosowanie
Drewno należy do najważniejszych i najstarszych surowców używanych przez człowieka. Pierwotnie wykorzystywane było jako materiał do spalania, a także podstawowy materiał budowlany przy budowie chałup, domów, budynków gospodarczych czy nawet mostów i budowli obronnych. Drewna używano do wykonywania mebli i innych sprzętów domowych, naczyń, narzędzi. Służyło do ogrzewania i oświetlania pomieszczeń. Z drewna budowano środki transportu, takie jak łodzie i okręty, wozy i sanie. Swego czasu służyło ono także jako materiał obudowy górniczej w kopalniach.
Obecnie, z powodu łatwości pozyskiwania, niewielkich wymagań technologicznych podczas obróbki i wielu innych zalet, drewno stanowi powszechnie wykorzystywaną grupę materiałów konstrukcyjnych w technice. Jest materiałem wykończeniowym.
Stosuje się je jako materiał do wyrobu mebli, na podłogi, boazerie, do wykonania więźb dachowych budynków, altan, wiat, ogrodzeń i pergoli (w USA i Kanadzie nadal jest wykorzystywane do budowy niskich zabudowań mieszkalnych).
Drewno małowartościowe i odpady powstałe przy produkcji różnych sortymentów drewna są wykorzystywane do produkcji płyt pilśniowych, wiórowych, OSB, sklejki, itp.
Inne odpady drewniane (obrzynki, wióry, trociny itp.) są surowcem energetycznym.
Drewno, w postaci ścieru, stanowi podstawowy składnik papieru. Może być również wykorzystywane jako paliwo do celów przemysłowych, technicznych, gospodarczych.
Surowiec drzewny…
… surowiec pozyskiwany przez ścinkę drzew w lesie lub na plantacjach. Po pozyskaniu drewna, źródło surowca stanowią: pień, gałęzie lub karpa. Odpady drewna wykorzystywane są jako surowiec energetyczny lub surowiec do przerobu chemicznego. Leśnicy po pozyskaniu surowca drzewnego określają go jako drewno okrągłe i dzielą według norm jakościowo-wymiarowych.
Zasadniczym podziałem surowca drzewnego jest podział na drewno: użytkowe i opałowe (ok. 50% światowych zasobów).
Przetwarzanie drewna użytkowego:
- Przerób mechaniczny – podział przy pomocy traków w tartakach lub innych pił. W jego wyniku powstają m.in.: deski i elementy sklejki.
– obróbka pierwiastkowa – dzielenie drewna na mniejsze elementy,
– obróbka wtórna – łączenie drewna, również z innymi materiałami; wykorzystywana w meblarstwie, szkutnictwie czy stolarce budowlanej.
- Przerób chemiczny – wyodrębnianie poszczególnych składników chemicznych drewna:
– przerób celulozowo-papierniczy, gdzie uzyskujemy: papier, celuloza, tektura i inne,
– piroliza – destylacja rozkładowa drewna, gdzie powstają: gaz drzewny i węgiel drzewny,
– ekstrakcja – wyodrębnianie garbników z drewna i kory, produktów żywicznych z karpiny,
– hydroliza drewna – scukrzanie drewna.
- Przerób fizyko-chemiczny – łączy w sobie przerób chemiczny i mechaniczny; inaczej zwany ulepszaniem drewna:
– przemysł płytowy – gdzie powstają: sklejki, płyty stolarskie, pilśniowe i wiórowe,
– produkcja drewna ulepszonego – warstwowego i prasowanego,
– nasycanie drewna – gdzie drewno zostaje nasycone środkami owadobójczymi, przeciwgrzybicznymi i przeciwogniowymi,
– produkcja mączki drzewnej.
Zalety podłogi drewnianej
Podłogi drewniane są, bez wątpienia, podłogami wyjątkowymi. Posiadają wiele zalet w porównaniu z innymi rodzajami podłóg dostępnych na rynku. Drewno dodaje ciepła i charakteru każdej nieruchomości, zarówno starej, jak i nowej. Koszty początkowe są wprawdzie nieco wyższe niż wykładziny czy linoleum, ale z pewnością prawidłowo pielęgnowana i konserwowana będzie podłogą, która cię „przeżyje”.
Poniżej przedstawiamy zalety podłóg drewnianych:
Ponadczasowy styl
Podłoga drewniana to bez wątpienia jedna z najbardziej luksusowych podłóg na świecie. Drewno jest produktem ponadczasowym – mody mijają, a w raz z nimi atrakcyjność różnego rodzaju wykładzin, dywanów, linoleum czy wzorów płytek. Podłoga drewniana pozostaje niezmienna. Pasuje do każdego typu pomieszczeń i stylów w jakim są one zrobione – poczynając od dworkowego stylu rustykalnego, poprzez prosty styl skandynawski, kończąc na przepychu stylu glamour. Drewno nada twojemu domu wspaniały wygląd, elegancję i ciepło.
Różnorodność
Przy wyborze podłogi drewnianej masz szeroki wachlarz możliwości. Każdy rodzaj drewna wyróżnia się innymi właściwościami, możesz wybierać spośród szerokiej palety barw i odcieni, z pewnością zaskoczy cię różnorodność rysunku drewna, jego usłojenia, występowania sęków itp. Nawet w jednym wzorze wybranej podłogi drewnianej nie znajdziesz identycznej deski, co czyni ją bardziej autentyczną i oryginalną. Deski podłogowe są wykańczane na różne sposoby: szczotkowane, gładzone, ryflowane, postarzane, pokrywane olejem, lakierem itd. Możesz nawet mieszać różne wzory desek, aby uzyskać ciekawy wygląd. Z pewnością znajdziesz coś dla siebie, a uzyskany efekt będzie jeszcze lepszy niż to sobie wyobrażałeś!
Zdrowy mikroklimat pomieszczenia
Podłogi drewniane to produkt naturalny. Drewno jest obojętne chemicznie, nieszkodliwe i nietoksyczne – zatem zupełnie bezpieczne dla dzieci. Podłogi są hipoalergiczne, zapobiegają przyciąganiu wszelkiego rodzaju alergenów, sierści zwierzęcej czy pleśni.
Trwałość
Podłogi drewniane wykonane z twardego drewna, zarówno lite, jak i warstwowe, są bardzo trwałe i odporne na codzienne zużycie. Posiadają wysoki współczynnik oporu na wciskanie. Specjalne technologie produkcyjne sprawiają, że podłogi są trwalsze na wilgoć i wysychanie.
Łatwa pielęgnacja
Producenci podłóg drewnianych stosują coraz lepsze technologie, które zapewniają łatwość czyszczenia i konserwacji tych podłóg. Cotygodniowe zamiatanie w celu usunięcia kurzu, brudu i zmywanie to bardzo łatwe zadanie dla każdego właściciela domu.
Konserwacja
Jeżeli podłoga drewniana zostanie zarysowana, można ją pomalować, przeszlifować, wypełnić ubytek.
Izolacja cieplna
Drewno ociepla dom, a co za tym idzie – zmniejszają się koszty związane z jego ogrzewaniem. Podłoga drewniana zimą będzie dawała stop odczucie ciepła, natomiast w lecie przyjemnego chłodu.
Izolacja akustyczna
Podłoga z twardego drewna jest cichą, solidną powierzchnią, zmniejszającą dochodzące wibracje. Polepsza się akustyka.
Zrównoważony dom
Drewno należy do surowców naturalnych, odnawialnych, biodegradowalnych. Podłogi drewniane równoważą emisję dwutlenku węgla. Ogólny bilans dla drewna wynosi -1,4 kg CO2/kg. Dla przykładu wskaźnik obciążenia środowiska CO2 dla wykładzin dywanowych i podłóg laminowanych wynosi odpowiednio +3,89 i 2,29 kg CO2/kg.
Długoterminowa inwestycja
Początkowo wydatek na ułożenie podłogi drewnianej może wydawać się dość duży. Należy jednak pamiętać, że odpowiednio pielęgnowana i odświeżana podłoga drewniana jest bardzo trwała i nie będzie potrzeby wymieniać jej co 10 lub 20 lat. Z czasem także rośnie wartość drewna, co podnosi wartość samego budynku mieszkalnego. Podłogi drewniane również podnoszą samą wartość mieszkania, a fakt ten mogą wykorzystać deweloperzy.
Drewno z „duszą”
Na pewno znasz to uczucie, gdy wchodzisz do zabytkowego dworku, gdzie czas zatrzymał się w miejscu. Zastajesz wyjątkowe ozdoby, pokaźne DREWNIANE meble i podłogi. Wchodząc do staropolskiej izby, napotykasz drobne przedmioty codziennego użytku, panuje ścisk, a pod stopami skrzypi DREWNIANA podłoga. Oczami wyobraźni widzisz codzienne troski pokoleń, które tam żyły. To są właśnie wnętrza z duszą! Od niepamiętnych czasów drewno wykorzystywane jest przez ludzi do wytwarzania różnych dóbr, w tym podłóg. Zaproś drewno do swoich wnętrz!