Jaká je tepelná vodivost dřeva?

Hustota a součinitel prostupu tepla dřeva jsou klíčové faktory, které ovlivňují kvalitu palivového dřeva. Fyzikální veličiny jsou navíc vzájemně propojené: čím vyšší je index tvrdosti, tím vyšší je přenos tepla dřeva, a tedy i měrné spalné teplo dřeva.

Výhody palivového dřeva s vysokým přenosem tepla

Palivové dřevo s vysokým specifickým teplem je ceněno pro řadu vlastností:

• schopnost udržet dlouhodobé spalování,
• tvorba velkého množství uhlí, které je nezbytné pro udržení tepla,
• uvolnění velkého množství tepla.

Které palivové dřevo má nejlepší výhřevnost?

Výhřevnost různých druhů dřeva se výrazně liší. Nejvyšší specifické teplo je vlastní těmto druhům stromů:

• dub
• hora a černá borovice,
• habr,
• popel,
• bříza,
• buk.

Působivý je především tepelný výkon buku, jasanu, habru a dubu zimního (odrůda anglického dubu). Jejich tepelný výkon je 75-87%. Prostup tepla břízy je o něco nižší – 12 500-16 500 KJ/kg (oproti 15 000 – 20 000 KJ/kg u dubu), ale v každém případě je tepelný výkon minimálně 68%. Palivové dřevo vyrobené z olše, topolu, osiky, borovice a smrku má výrazně nižší výhřevnost.

Palivové dřevo (přirozené sušení)	Výhřevnost kW. h/kg	Výhřevnost mega Joule/kg	Výhřevnost MWh/sladkoměr	Sypná hmotnost v kg/dm³	Hustota kg/slaometr
Habrové palivové dříví	4,2	15	2,1	0,72	495
Bukové palivové dříví	4,2	15	2,0	0,69	480
Jasanové palivové dříví	4,2	15	2,0	0,69	480
dubové palivové dříví	4,2	15	2,0	0,67	470
březové palivové dříví	4,2	15	1,9	0,65	450
Modřínové palivové dříví	4,3	15,5	1,8	0,59	420
Borovicové palivové dříví	4,3	15,5	1,6	0,52	360
Smrkové palivové dříví	4,3	15,5	1,4	0,47	330

Co ovlivňuje přenos tepla kromě odrůdy?

Při studiu výše uvedených informací na příkladu dubového dřeva jste již viděli, že i u jednoho druhu dřeva se index tepelné vodivosti může lišit až o 5 000 KJ/kg. S čím to souvisí?

Důvodem jsou různé stupně vlhkosti. Ztráty 5 000 KJ/kg u dubového dřeva jsou zcela běžné, pokud místo suchého palivového dřeva (15% vlhkost) zvolíte vlhká polena (s vlhkostí cca 40%).

Z tohoto důvodu je důležité skladovat polena v dobře větrané místnosti, chráněné před srážkami a jinými „triky“ špatného počasí. Pokud je palivové dříví skladováno venku, nezapomeňte zakrýt hromadu dřeva střešní lepenkou, fólií nebo břidlicí a dbejte na to, aby se pod fólií nehromadila kondenzace.

Podobná výhřevnost, jiný stupeň výhřevnosti

Někteří majitelé poznamenávají, že při použití dřeva se stejným indikátorem k zatápění kamen nebo krbu se množství tepla velmi liší. Nápadným příkladem je vytápění kamen borovým a smrkovým palivovým dřívím.

Z krbu, který je vytápěn borovými poleny, je teplo cítit mnohem silněji než z krbu, ve kterém se do topeniště vhazují smrková polena.

Důvodem je rozdílný obsah pryskyřice. V borovici je jejich koncentrace mnohem vyšší než ve smrku. Mimochodem, ze stejného důvodu má místnost vytápěná pryskyřičným dřevem trvalejší aroma.

Navíc je smrkové dřevo při vytápění kamen nebo krbu odmítnuto, protože se jedná o takzvaný střílející druh s otevřeným topeništěm, existuje vysoká pravděpodobnost, že horké částice, které „vyskočí“, povedou k požáru .

Bříza, osika, dub: nákup palivového dřeva

Navzdory skutečnosti, že přenos tepla břízy je nižší než u dubu a výhřevnost osiky a olše je ještě nižší, olše, osika a bříza se častěji používají pro kamna, kotle a krby.

To lze vysvětlit dvěma faktory:

• Dubové palivové dřevo je jedno z nejdražších. Často se jim dokonce říká „královské“.
• Dubové dřevo je velmi odolné a snadno se neštípe. A pokud pro výrobu nábytku je to jednoznačné plus, pak pro palivové dřevo je to nevýhoda.

Pokud jde o aktivní využití palivového dřeva z olše a osiky, lze to vysvětlit jejich nízkou cenou. A pokud porovnáte jejich vlastnosti s břízou, můžete najít významnou převahu: olše a osika saze produkují mnohem méně než bříza. Opět, pokud je pro otevřené topeniště potřeba olše nebo osika, pamatujte na to a nevytvářejte nebezpečí požáru.

Pro uzavřený kotel topeniště je to však nedůležité a pro grilování je hlavní věcí zajistit nikoli spalování dřeva, ale vzhled uhlí.

Tepelná vodivost dřeva a mýtus

Často můžete slyšet, že hniloba na rozdíl od vlhkosti nemá prakticky žádný vliv na tepelnou vodivost. Nejčastěji tento mýtus zahajují bezohlední prodejci palivového dřeva, aby se zbavili zkažených produktů.

Můžete si dovolit koupit várku polen s hnilobou pouze v případě, že hniloba postihla jednotlivé kmeny, a pak stojí za to pamatovat na fyziku: hniloba ničí strukturu dřeva, což znamená, že hustota klesá a s tím se zhoršuje i výhřevnost.

Tipy pro výběr palivového dřeva

Při výběru palivového dřeva, ať už máte kotel na tuhá paliva, kamna nebo krb, se tedy řiďte následujícími pravidly:

• Dávejte pozor na hustotu materiálu. Čím vyšší, tím lepší.
• Jako palivo použijte suchá polena.
• Zvažte typ topeniště (otevřené, uzavřené).
• Zohledněte využití smrku (vytápění domu, grilování).

Dodržujte tato doporučení a nákup palivového dřeva pro váš domov, dům nebo lázeň se pro vás nezklame. Pamatujte, že cena není jediným faktorem, který ovlivňuje váš výběr.

Od pradávna se k výrobě podlah používalo dřevo různých druhů. Díky svým jedinečným vlastnostem, jedinečné struktuře, barvě a lesku, schopnosti odrážet světlo různě, v závislosti na směru světelného zdroje, podél nebo napříč vlákny. Umístěním jednotlivých prvků pod různými úhly vůči sobě vzniká jedinečný dekorativní efekt jedinečný pouze pro danou místnost za různých světelných podmínek nebo směru pohledu pozorovatele.
Kombinace druhů s různými barvami umožňuje vytvořit barevné rozety, bordury, rohy, dekorativní prvky pro design podlahy, zvýraznit jednotlivé oblasti místnosti a dát interiéru barvu zamýšlenou designérem. Nejoblíbenější jsou kusové parkety, které umožňují vytvořit jedinečné podlahy, které skvěle zapadnou do každého interiéru.

A tak vlastnosti, které určují vzhled dřeva, jsou: barva, lesk a textura.

Barva dřeva mimořádně pestrá. Záleží na druhu stromu a klimatu, ve kterém strom roste. Horniny mírného pásma mají obvykle bledou barvu, zatímco tropické skály jsou světlé. Takže: dřevo borovice, smrku, osiky, břízy je zbarveno slabě a intenzivnější barvu mají druhy teplé zóny (dub, ořech, buxus, bílý akát).

Intenzita barvy roste s věkem stromu. Dřevo také mění barvu pod vlivem vzduchu a světla.

Některé druhy dřeva mají lesk. Lesk dřeva je dán stupněm vyvinutí dřeňových paprsků. V radiálním řezu se lesknou takové druhy jako javor, buk, bílý akát a mahagon. Vysoce vyvinuté medulární paprsky dubu vytvářejí lesklé skvrny v radiální části.

Textura dřeva je odlišný vzor v radiálních a tangenciálních řezech. Závisí na struktuře dřeva a skládá se z dobře viditelných velkých cév, širokých dřeňových paprsků, směru vláken a ročních vrstev. Čím je struktura dřeva složitější, tím je jeho struktura pestřejší.

Druhy dub a buk mají krásnou strukturu v radiálním řezu a v tangenciálním řezu – jasan, kaštan, ořech, dub a modřín.

Vůně dřeva závisí na přítomnosti pryskyřice, silic, tříslovin a dalších látek v něm. Jehličnany – borovice a smrk – mají charakteristickou vůni pryskyřice. Dub má tříslovou vůni. Čerstvě nařezané dřevo má silnější vůni než po vysušení. Plemeno jako Daru má charakteristickou citrusovou vůni.

Schopnost ohýbat se

Technologický provoz ohýbání dřeva na základě jeho schopnosti poměrně snadno se deformovat vlivem ohybových sil. Schopnost ohybu je vyšší u prstencově cévnatých druhů – dub, jasan aj. au u rozptýleně cévnatých druhů – buk; Jehličnaté druhy mají menší schopnost ohýbání. Dřevo, které je v zahřátém a vlhkém stavu, je obvykle vystaveno ohýbání. To zvyšuje pružnost dřeva a umožňuje fixaci nového tvaru dílu při následném chlazení a sušení pod zatížením.

Schopnost držet upevňovací prvky

Jedinečnou vlastností dřeva je jeho schopnost držet spojovací prvky: hřebíky, šrouby, skoby, berle atd. Při zatloukání hřebíku do dřeva dochází k elastickým deformacím, které poskytují dostatečnou třecí sílu, aby nedošlo k vytažení hřebu. Síla potřebná k vytažení hřebíku zaraženého do konce vzorku je menší než síla působící na hřebík zaražený přes vlákna. S rostoucí hustotou dřeva se zvyšuje odolnost dřeva proti vytažení hřebíku nebo šroubu. Síla potřebná k vytahování šroubů (za jinak stejných podmínek) je větší než při vytahování hřebíků, protože v tomto případě se odpor vláken proti řezání a trhání přidává k tření.

Odolnost proti opotřebení

Odolnost proti opotřebení – schopnost dřeva odolávat opotřebení, tzn. postupná destrukce jeho povrchových zón při tření. Testy odolnosti dřeva proti opotřebení prokázaly, že opotřebení z bočních ploch je výrazně větší než z povrchu koncového řezu. S rostoucí hustotou a tvrdostí dřeva se opotřebení snižovalo. Mokré dřevo se opotřebovává více než suché.

Tvrdost

Tvrdost je schopnost dřeva odolávat pronikání tvrdších těles do něj. Tvrdost koncové plochy je vyšší než u tangenciálních a radiálních o 30 % u listnatých dřevin a o 40 % u jehličnanů. Velikost tvrdosti je ovlivněna vlhkostí dřeva. Při změně vlhkosti o 1 % se mechanická tvrdost změní o 3 %, tangenciální a radiální tvrdost o 2 %.

Podle stupně tvrdosti lze všechny druhy dřeva rozdělit do tří skupin:

1) měkké (koncová tvrdost 38,6 MPa nebo méně) – borovice, smrk, cedr, jedle, topol, lípa, osika, olše;

2) těžké (koncová tvrdost od 338,6 do 82,5 MPa) – sibiřský modřín, bříza, buk, jilm, jilm, jilm, javor, jabloň, jasan;

3) velmi těžké (koncová tvrdost více než 82,5 MPa) – akát bílý, bříza železná, habr obecný, dřín, buxus.

(při 12% vlhkosti)

Tvrdost dřeva je nezbytný při jeho zpracování řeznými nástroji: frézování, řezání, loupání, jakož i v případech, kdy je vystaven otěru při stavbě podlah, schodišť a zábradlí.

Trvanlivost

síla je schopnost dřeva odolávat mechanickému namáhání. Pevnost dřeva závisí na směru působících zatížení, druhu a je charakterizována jeho pevností v tahu – napětí, při kterém se vzorek rozbije.

Pouze vázaná vlhkost obsažená v buněčných membránách má významný vliv na pevnost dřeva. S nárůstem vázané vlhkosti klesá pevnost dřeva (zejména při vlhkosti 20. 25 %). Další zvýšení vlhkosti nad hygroskopickou mez (30 %) nemá vliv na pevnost dřeva.

Na mechanické vlastnosti dřeva má kromě vlhkosti vliv i doba trvání zátěže. Proto se při zkoušení dřeva dodržuje stanovená míra zatížení pro každý typ zkoušky.

Existují hlavní typy silových akcí: natahování, komprese, ohýbání, sekání.

Pevnost v tahu. Průměrná pevnost v tahu podél zrna pro všechny horniny je 130 MPa. Pevnost v tahu podél vlákna je značně ovlivněna strukturou dřeva. I nepatrná odchylka od správného uspořádání vláken způsobuje pokles pevnosti.

Pevnost dřeva v tahu je velmi nízká a v průměru je 1/20 pevnosti v tahu podél vlákna, tj. 6,5 MPa. Proto se dřevo téměř nikdy nepoužívá v částech, které pracují v tahu přes vlákno. Pevnost dřeva v celé struktuře je důležitá při vývoji režimů řezání a režimů sušení dřeva.

Pevnost v tlaku. Podél a napříč vlákny dochází ke stlačení. Při stlačení podél vláken se deformace projeví mírným zkrácením. Porušení v tlaku začíná podélným ohybem jednotlivých vláken; u vlhkých vzorků a vzorků z měkkých a viskózních hornin se projevuje jako drcení konců a vyboulení boků a u suchých vzorků a tvrdého dřeva způsobuje posun jedné části vzorku vůči druhé.

Pevnost dřeva v tlaku v podélném směru je přibližně 8krát nižší než podél vlákna. Při stlačení napříč vlákny není vždy možné přesně určit okamžik destrukce dřeva a určit velikost zátěže.

Dřevo je testováno na stlačení napříč vlákna v radiálním a tangenciálním směru.

Konečná pevnost při statickém ohybu. Při ohýbání, zejména při koncentrovaném zatížení, jsou horní vrstvy dřeva namáhány tlakem a spodní vrstvy jsou namáhány podél vláken. Přibližně uprostřed výšky prvku je rovina, ve které není ani tlakové, ani tahové napětí. Tato rovina se nazývá neutrální; vznikají v něm maximální tangenciální napětí. Pevnost v tahu v tlaku je menší než v tahu, takže porušení začíná v tahové zóně a je vyjádřeno přetržením nejvzdálenějších vláken.

Pevnost v tahu v ohybu je 2x větší než pevnost v tahu v tlaku podél vláken a závisí na typu a vlhkosti dřeva.

Pevnost dřeva ve smyku. Vnější síly, které způsobují pohyb jedné části součásti vzhledem k druhé, se nazývají smyk.

Existují tři případy posunu: sekání podél zrna, napříč zrna a řezání.

Pevnost ve smyku podél zrna je 1/5 pevnosti v tlaku podél zrna.

Pevnost v tahu při střihu napříč zrnem je přibližně 2krát menší než pevnost v tahu při střihu podél zrna. Pevnost dřeva při štípání podél vlákna je 4krát vyšší než pevnost při štípání podél vlákna.

Odolnost proti odštěpování dřeva. Klouzavost je schopnost dřeva pod vlivem klínu rozdělit se na části podél vlákna. Štípání dřeva z hlediska síly a povahy destrukce připomíná natahování přes vlákna, které je v tomto případě excentrické, tedy výsledek natahování a ohýbání.

Napětí může nastat podél radiálních a tangenciálních rovin. Odpor podél radiální roviny u tvrdého dřeva je menší než podél tečné roviny. To se vysvětluje vlivem jaderných paprsků. Naproti tomu u jehličnanů je sekání podél tangenciální roviny menší než podél radiální roviny. Při tangenciálním štěpení u jehličnanů dochází k destrukci podél raného dřeva, jehož pevnost je výrazně menší než pevnost pozdního dřeva.

Vlastnosti dřeva projevující se vlivem elektromagnetického záření

Povrchové zóny dřeva dokáže efektivně zahřát pomocí neviditelných infračervených paprsků.

Paprsky viditelného světla pronikají mnohem hlouběji – až 10-15 cm – do dřeva. Podle povahy odrazu světelných paprsků lze posoudit přítomnost viditelných vad dřeva.

Světelné laserové záření propaluje dřevo a v poslední době se úspěšně používá k vyřezávání částí složitých konfigurací.

Ultrafialové paprsky pronikají dřevem mnohem hůře, ale způsobují záři – luminiscenci, pomocí které lze určit kvalitu dřeva.

Rentgenové paprsky se používají k určení vlastností jemné struktury dřeva, identifikaci skrytých vad a v dalších případech.

Elektrická vodivost dřevo se vyznačuje odolností proti průchodu elektrického proudu. Elektrická vodivost dřeva závisí na druhu, teplotě, směru vláken a vlhkosti.

Elektrická vodivost suché dřevo je bezvýznamné. To umožňuje jeho použití jako izolačního materiálu. Se zvýšením vlhkosti v rozsahu od 0 do 30% elektrický odpor klesne milionkrát a se zvýšením vlhkosti nad 30% – desítkykrát.

Elektrický odpor Podél vlákna je několikrát méně dřeva než napříč. Zvýšení teploty dřeva vede ke snížení jeho odolnosti přibližně 2krát.

Tepelná vodivost

Tepelná vodivost dřeva se nazývá jeho schopnost vést teplo přes celou tloušťku z jednoho povrchu na druhý. Tepelná vodivost suchého dřeva je nevýznamná, což se vysvětluje porézností jeho struktury. Součinitel tepelné vodivosti dřeva je 0,12…0,39 W/(m*deg). Dutiny, mezibuněčné a vnitrobuněčné prostory v suchém dřevě jsou vyplněny vzduchem, který je špatným vodičem tepla. Dřevo je díky své nízké tepelné vodivosti hojně využíváno ve stavebnictví.

Husté dřevo vede teplo o něco lépe než volné dřevo. Vlhkost dřeva zvyšuje jeho tepelnou vodivost, protože voda je ve srovnání se vzduchem lepším vodičem tepla. Tepelná vodivost dřeva navíc závisí na směru jeho vláken a druhu. Například tepelná vodivost dřeva podél vlákna je přibližně dvakrát větší než napříč.

Hustota a objemová hmotnost

Jelikož ve složení všech dřevin dominuje stejná látka – celulóza, je hustota jejich dřeva přibližně stejná a průměrně 1,54 g/cmXNUMX.

Objemová hmotnost dřeva různých druhů a dokonce i stejného druhu závisí na struktuře a pórovitosti rostoucího stromu, která se mění s klimatem, půdou, stínem a dalšími přírodními podmínkami. U většiny dřevin v absolutně suchém stavu je to méně než 1 g/cm11. Se vzrůstající vlhkostí roste objemová hmotnost dřeva, proto se charakteristiky dřeva objemovou hmotou provádějí vždy při stejné vlhkosti. V souladu s GOST je objemová hmotnost dřeva obvykle stanovena při obsahu vlhkosti v době testování 13-XNUMX% a také v absolutně suchém stavu.

Na objemová hmotnost při vlhkosti 12 % se dřeviny dělí do skupin: nízká hustota (540 kg/m550 nebo méně), střední hustota (740-750 kg/mXNUMX), vysoká hustota (XNUMX kg/mXNUMX nebo více).

Smrštění a bobtnání

Smrštění dřeva s úbytkem jeho lineárních rozměrů a objemu nastává až při odpařování hygroskopické vlhkosti, nikoliv však kapilární vlhkosti. Při odpařování hygroskopické vlhkosti však dochází k lineární kontrakci a naopak při pohlcování hygroskopické vlhkosti dochází k bobtnání.

Smrštění dřeva Vzhledem k heterogenitě své struktury není v různých směrech stejný. Podél vláken nepřesahuje lineární smrštění u většiny druhů dřeva 0,1%, v radiálním směru – 3-6% a v tangenciálním směru – 7-12%. To je doprovázeno výskytem vnitřních pnutí ve dřevě, která mohou způsobit deformace a praskání. Deformování může být podélné a příčné.

na bobtnání dřeva V důsledku absorpce vody, která prostupuje buněčnými membránami, zvětšuje svůj objem.

Bobtnání dřeva nestejně v různých směrech: podél vláken 0,1-0,8%, v radiálním směru 3-5% a tangenciálně – 6-12%. Dřevo při navlhčení v důsledku nasycení buněčných membrán vodou nabývá na hmotnosti a objemu. Po dalším nasycení dřeva vodou vlhkost nasytí dutiny buněk a prostory mezi nimi. V tomto případě se změní hmotnost dřeva. Hlasitost se ale nezvyšuje.

Hygroskopicita a vlhkost

Dřevo s vláknitou strukturou a vysokou pórovitostí (od 30 do 80 %) má obrovský vnitřní povrch, který snadno shromažďuje vodní páru ze vzduchu (hygroskopicita).

Влажность, kterou dřevo získává v důsledku dlouhodobého působení vzduchu s konstantní teplotou a vlhkostí, se nazývá rovnovážná vlhkost. Dosahuje se v okamžiku, kdy se tlak par nad povrchem dřeva rovná tlaku par okolního vzduchu.

Podle obsahu vlhkosti se rozlišuje vlhké dřevo – s vlhkostí do 100% nebo více; čerstvě nařezané – 35 % a více; suché na vzduchu – 15-20 %; pokojově suché – 8-12% a absolutně suché dřevo, vysušené do konstantní hmotnosti při teplotě 100-105 stupňů Celsia.
Voda ve dřevě může být ve třech skupenstvích – volná, fyzikálně vázaná a chemicky vázaná.

Volná nebo kapilární voda vyplňuje dutiny buněk a cév a mezibuněčné prostory. Vázaná neboli hygroskopická voda se nachází ve stěnách buněk a cévách dřeva v podobě nejtenčích hydratačních slupek na povrchu nejmenších prvků, které tvoří buněčné stěny.

Vlhkost dřevakdyž jsou buněčné stěny nasyceny vodou a dutiny a mezibuněčné prostory jsou bez vody, se nazývá limit hygroskopické vlhkosti. U různých druhů dřeva se pohybuje od 23 do 35 % (v průměru 30 %) hmotnosti suchého dřeva.

Hygroskopická voda, pokrývající povrch nejmenších částic v buněčných stěnách vodními membránami, zvětšuje je a rozšiřuje. Současně se zvětšuje objem a hmotnost dřeva a snižuje se pevnost. Volná voda, hromadící se v dutinách buněk, výrazně nemění vzdálenost mezi prvky dřeva, a proto neovlivňuje jeho pevnost a objem, pouze zvyšuje jeho hmotnost a tepelnou vodivost.

Copyright © 2014 — 2025 Stavba domu