Методика расчета массы и объема порубочных остатков. Сколько весит куб древесины Объемный вес пней

Одной из задач при разработке проекта технологического регламента Процесса обращения с отходами строительства и сноса является расчет массы и объема порубочных остатков, образуемых при вырубке зеленых насаждений (сносе деревьев) в зоне строительства или сноса.

Официальной методики расчета массы и объема порубочных остатков для этих целей в Российской Федерации нет. Исходными данными для таких расчетов служат сведения о вырубаемых деревьях (порода, высота и толщина на высоте 1,3 м) и кустарниках (молодняках) , приведенных в перечетной ведомости из состава проектной документации на объект строительства (сноса).

В данной статье представлена методика расчета массы и объема порубочных остатков, разработанная в нашей фирме. В качестве основы для ее разработки использованы табличные данные Общесоюзных нормативов для таксации лесов, утвержденных Приказом Госкомлеса СССР от 28 февраля 1989 г. № 38.

1) Данные таблицы 17 «Объемы стволов (в коре) в молодняках по высоте и диаметру на высоте 1,3 м» - для определения объема стволов молодой поросли и кустарников. В результате обработки приведенных данных по определению среднего соотношения между диаметром (D), высотой (h) и объемом (V) одного ствола определен расчетный коэффициент формы (Кп из таблицы 1), который с точностью +/- 10% позволяет определить объем ствола по формуле Vст=Кn*h*пD2/4.

2) Данные таблиц 18 и 19 «Объемы стволов (в коре) древесных пород по высоте и диаметру на высоте 1,3 м при среднем коэффициенте формы» » - для определения объема стволов различных пород деревьев. В результате обработки приведенных данных по определению среднего соотношения между диаметром (D), высотой (h) и объемом (Vст) одного ствола определен расчетные коэффициенты для некоторых из приведенных в таблице пород деревьев, которые с точностью +/-10% позволяет определить объем ствола по формуле Vст=Кn*h*пD2/4. Расчетные коэффициенты формы приведены в таблице 1

3) Данные таблицы185 «Масса 1 куб. м и объем 1 т древесины разных пород» - для определения массы древесины использовались значения массы одного кубического метра соответствующей породы древесины из графы «свежесрубленная», либо из графы «сухая» - для сухостоя.

4) Данные таблицы 206 «Объем коры, сучьев, пней и корней» для определения объема сучьев и ветвей, а также пней и корней в процентном отношении к объему стволов. Для расчета использованы средние значения из приведенного в таблицах интервала. Объем сучьев и ветвей - 7% от объема стволов, объем пней и корней - 23% от объема стволов.

5) Данные таблицы 187 «Коэффициенты полнодревесности хвороста и хмыза» - для определения складочного объема сучьев и ветвей из полнодревесного объема с применением переводного коэффициента равного 10.

ФККО-2014 содержит коды следующих отходов:

1 52 110 01 21 5 Отходы сучьев, ветвей, вершинок от лесоразработок

1 52 110 02 21 5 Отходы корчевания пней

1 54 110 01 21 5 Отходы малоценной древесины (хворост, валежник, обломки стволов).

Следовательно, расчет массы и объема порубочных остатков необходимо рассчитывать по видам отходов:

• стволы вырубаемых согласно перечетной ведомости деревьев, молодой поросли и кустарников можно отнести к отходам малоценной древесины (хворост, валежник, обломки стволов);
• сучья и ветви - к отходам сучьев, ветвей, вершинок от лесоразработок;
• пни и корни - к отходам корчевания пней.

Для технологического регламента Процесса обращения с отходами строительства и сноса необходимо рассчитать массу отхода, но для временного хранения в бункерах накопителях и их вывоза со стройплощадки необходимо оценить и объем порубочных остатков, причем в складочном объеме.

Расчет производится с использованием приложения Exel. Пример шапки таблицы страницы Exel приведен в таблице 2.

Расчет производился следующим порядком:

1) Заполнение исходных данных согласно перечетной ведомости;

графа 2 - № строки перечетной ведомости;

графа 3 - порода дерева;

графа 4 - количество деревьев;

графа 5 - минимальный диаметр ствола из интервала, указанного в перечетной ведомости;

графа 6 - единственное значение диаметра ствола, указанного в перечетной ведомости;

графа 7 - максимальный диаметр ствола из интервала, указанного в перечетной ведомости;

графа 8 - минимальная высота ствола из интервала, указанного в перечетной ведомости;

графа 9 - единственное значение высоты ствола, указанного в перечетной ведомости;

графа 10 - максимальная высота ствола из интервала, указанного в перечетной ведомости;

графа 11 - дополнительное число стволов - если в графе «характеристика состояния зеленых насаждений» указано n стволов для одного дерева, то в графе 11 указывается (<значение графы 11>= (n-1)*<значение графы 4>.

2) Расчет среднего значения диаметра ствола при наличии интервала: <среднее значение диаметра ствола (графа 6)> = (<значение минимального диаметра (графа 5)>+<максимальное значение диметра (графа 7)>)/2;

3) Определение объема одного ствола <объем ствола (графа 12)> производится по Vст=Кn*h*пD2/4, где Кn соответствующий коэффициент формы из таблицы 1, D - средний диаметр ствола, h - средняя высота ствола. Расчет объема одного ствола: <объем ствола в куб.м (графа 12)> =Кn* π*(<диаметр ствола в см (графа 6>/100)* (<диаметр ствола в см (графа 6>/100)*< высота ствола в м (графа 9)>/ 4);

4) Расчет плотной меры объема стволов Vпл=Vст*nст, где nст - суммарное число стволов: <плотная мера объема стволов (графа 13)> = <средний объем ствола в куб.м (графа 12)>*(<число деревьев или кустов (графа 4)>+<число дополнительных стволов (графы 11)>). Для одного куста число дополнительных стволов принято равным 5.;

5) Расчет складочной меры (при складировании или транспортировании необходимо учесть средний объем пространства, занимаемого стволами деревьев или кустов: <складочная мера объема стволов (графа 14)>= <плотная мера объема стволов (графа 13)>*4/п;

6) Расчет объема сучьев и ветвей в зависимости от объема ствола производится согласно абзаца г) настоящей статьи: <объем сучьев и ветвей в плотной мере (графа 16)> = <плотная мера объема стволов (графа 13)> *<переводной коэффициент (графа 15=0,007)>. В складочной мере - согласно абзаца д) настоящей статьи: <объем сучьев и ветвей в складочной мере (графа 18)> = <объем сучьев и ветвей в плотной мере (графа 16)>*<переводной коэффициент (графа 17=10)>;

7) Расчет объема пней и корней от объема ствола производится согласно абзаца г) настоящей статьи: <объем пней и корней в плотной мере (графа 20)> = < плотная мера объема стволов (графа 13)>*<переводной коэффициент (графа 19=0,23)>. В складочной мере объем пней и корней принят в двойном объеме: <объем пней и корней в складочной мере (графа 21)> =<объем пней и корней в плотной мере (графа 20)>*2.

8) Расчет полного объема древесины в плотной мере: <полный объем (графа 22)> = <объем стволов в плотной мере (графа 13)>+<объем сучьев и ветвей в плотной мере (графа 16)>+< объем пней и корней в плотной мере (графа 20)>;

9) Расчет полного объема древесины в складочной мере (данный показатель наиболее объективно позволяет оценить потребность в емкости кузовов (контейнеров) транспортных средств для вывоза порубочных остатков): <полный объем древесины в складочной мере (графа 23)> = <складочная мера объема стволов (графа 14)>+ <объем сучьев и ветвей в складочной мере (графа 18)>+ <объем пней и корней в складочной мере (графа 21)>

10) Объемный вес древесины в плотной мере (плотность в т/м3) записывается в графу 24 согласно абзаца в) настоящей статьи, для пород отсутствующих в таблице 185 - в соответствии с приложением 3 к СНиП II-25-80 (Плотность древесины и фанеры).

11) Расчет веса стволов: <вес стволов (графа 22)> = <объем стволов в плотной мере (графа 13)>*<объемный вес древесины (графа 21)>;

12) Расчет веса сучьев и ветвей: <вес сучьев и ветвей (графа 26)> = <объем сучьев и ветвей в плотной мере (графа 16)>*< объемный вес древесины (графа 24)>;

13) Расчет веса пней и корней: <вес пней и корней (графа 27)> = <объем пней и корней в плотной мере (графа 20)>*< объемный вес древесины (графа 24)>;

14) Общий вес вывозимого отхода (порубочных остатков): <вес вывозимого отхода (графа 28)> = <вес стволов (графа 25)> + <вес сучьев и ветвей (графа 26)>+<вес пней и корней (графа 27)>

Таким образом, предлагаемая методика позволяет рассчитать объем (как полный, так и складочный) и массу порубочных остатков с дифференциацией по видом отходов на основе исходных данных перечетной ведомости, а также оценить необходимый объем бункеров-накопителей или кузовов транспортных средств и число машино-рейсов для их вывоза.

Начиная строительство дома, или делая ремонт, иногда приходится сталкиваться с вопросами, которые вроде бы и просты на первый взгляд, но сразу ответ на них дать не получается. Обращаться с таким вопросом к специалистам кажется неловко, а знать нужно точно. Тем, кто может обратиться в интернет, проще - набрал в поисковике «Сколько весит куб древесины» и через полминуты получил исчерпывающий результат. А кстати, действительно, сколько?

Влияние влажности на вес древесины

Вес древесины не всегда имеет одинаковый показатель. От чего же он зависит? В первую очередь, от влажности дерева. Если сравнить, к примеру, дуб и березу, то окажется, что кубометр дуба весит 700 кг, а береза - 600 кг. Но может быть и иначе. Взвесив кубометр березы, получим 900 кг, а дуб покажет те же 700. Или же в обоих случаях будет 700 кг. Почему получаются такие разные цифры? В данном случае, роль играет влажность древесины.

Различают четыре степени влажности: сухую (10-18%), воздушно-сухую (19-23%), сырую (24-45%) и мокрую (выше 45%). Таким образом, выходит, что разные породы при одинаковой влажности имеют различный вес, как в первом приведенном выше примере. Если же влажность неодинаковая, то и вес может колебаться в ту или иную сторону. Стандартной влажностью считается 12%.

Разная плотность - разный вес

Другим фактором, который влияет на вес древесины, является ее плотность. Самая высокая плотность у железного и черного дерева - от 1100 до 1330 кг/м 3 . Близки к ним самшит и мореный дуб - 950-1100. У обычного дуба, бука, акации, груши, граба плотность составляет около 700 кг/м 3 . Еще ниже она у сосны, ольхи, бамбука - 500 кг/м 3 . А самая низкая - у пробкового дерева, всего 140 кг/м 3 .

Зачем нужно знать вес кубометра древесины

Обладать познаниями в данной области порою очень важно. Приобретая строительный материал, его количество невозможно неспециалисту определить на глаз. Зная же размеры бруса или вагонки, материала, из которого они изготовлены и его влажности, несложные подсчеты позволяют определить вес купленного товара. Сколько весит куб древесины - в данном случае ответ на этот вопрос поможет разобраться, правильно ли продавец отпустил вам товар.

Теплоотдача древесины

К тому же есть еще один показатель - теплоотдача. Она придет на помощь тем, кто использует древесину в качестве дров для отопления. Чем выше твердость, т.е. плотность древесной породы, тем выше ее теплотворность. Отапливать помещение самшитом, конечно, никто не будет, но выбирая между липой и сосной или березой и акацией, можно получить гораздо больше тепла, если знать, какие из этих пород наиболее твердые. Информацию о плотности каждого дерева можно почерпнуть из таблиц, так как все эти сведения для удобства пользования систематизированы.

Вес плотного кубического метра, кг

В таблице приведены средние значения массы. Возможные максимальное и минимальное значения массы составляют соответственно 1,3 и 0,7 от ее среднего значения

Что мы хотим узнать сегодня узнать? Сколько весит 1 куб веток, вес 1 м3 веток деревьев? Нет проблем, можно узнать количество килограмм или количество тонн сразу, масса (масса одного кубометра, вес одного куба ветвей деревьев и кустов, масса одного кубического метра, вес 1 м3 веточек, прутьев, розги, хвороста) указаны в таблице 1. Если кому-то интересно, можно пробежать глазами небольшой текст ниже, прочесть некоторые пояснения. Как измеряется нужное нам количество вещества, материала, жидкости или газа? За исключением тех случаев, когда можно свести расчет нужного количества к подсчету товара, изделий, элементов в штуках (поштучный подсчет), нам проще всего определить нужное количество исходя из объема и веса (массы). В бытовом отношении самой привычной единицей измерения объема для нас является 1 литр. Однако, количество литров, пригодное для бытовых расчетов, не всегда применимый способ определения объема для хозяйственной деятельности. Кроме того, литры в нашей стране так и не стали общепринятой "производственной" и торговой единицей измерения объема. Один кубический метр или в сокращенном варианте - один куб, оказался достаточно удобной и популярной для практического использования единицей объема. Практически все вещества, жидкости, материалы и даже газы мы привыкли измерять в кубометрах. Это действительно удобно. Ведь их стоимость, цены, расценки, нормы расхода, тарифы, договора на поставку почти всегда привязаны к кубическим метрам (кубам), гораздо реже к литрам. Не менее важным для практической деятельности оказывается знание не только объема, но и веса (массы) вещества занимающего этот объем: в данном случае речь идет о том сколько весит 1 куб (1 кубометр, 1 метр кубический, 1 м3). Знание массы и объема, дают нам довольно полное представление о количестве. Посетители сайта, спрашивая сколько весит 1 куб ветвей и кустарников, часто указывают конкретные единицы массы, в которых им хотелось бы узнать ответ на вопрос. Как мы заметили, чаще всего хотят узнать вес 1 куба (1 кубометра, 1 кубического метра, 1 м3) в килограммах (кг) или в тоннах (тн). По сути, нужны кг/м3 или тн/м3. Это тесно связанные единицы определяющие количество. В принципе возможен довольно простой самостоятельный пересчет веса (массы) из тонн в килограммы и обратно: из килограммов в тонны. Однако, как показала практика, для большинства посетителей сайта более удобным вариантом было бы сразу узнать сколько килограмм весит 1 куб (1 м3) веток или сколько тонн весит 1 куб (1 м3) веток деревьев , без пересчета килограмм в тонны или обратно - количества тонн в килограммы на один метр кубический (один кубометр, один куб, один м3). Поэтому, в таблице 1 мы указали сколько весит 1 куб ветвей деревьев и кустов (1 кубометр, 1 метр кубический) в килограммах (кг) и в тоннах (тн). Выбирайте тот столбик таблицы, который вам нужен самостоятельно. Кстати, когда мы спрашиваем сколько весит 1 куб (1 м3), мы подразумеваем количество килограмм или количество тонн. Однако, с физической точки зрения нас интересует плотность или удельный вес. Масса единицы объема или количество вещества помещающегося в единице объема - это объемная плотность или удельный вес. В данном случае объемная плотность ветвей и кустарников и удельный вес веток деревьев. Насыпную или объемную плотность ветвей деревьев и кустов и удельный вес в физике принято измерять не в кг/м3 или в тн/м3, а в граммах на кубический сантиметр: гр/см3. Поэтому в таблице 1 удельный вес ветвей и кустарников и насыпная плотность веток (синонимы) указаны в граммах на кубический сантиметр (гр/см3)

Таблица 1. Сколько весит 1 куб веток деревьев, вес 1 м3 веток. Объемная плотность ветвей и кустарников и удельный вес в гр/см3. Сколько килограмм в кубе веток, тонн в 1 кубическом метре ветвей, кг в 1 кубометре, тн в 1 м3.

Обмер и учет срубленных деревьев

Каждое дерево можно разделить на три части: ствол, ветви и корни. Отношения этих частей между собой по массе различны в зависимости от породы, возраста и условий произрастания.

Рис. 6. Форма деревьев (I) и поперечное сечение ствола (II): 1 - дерево, выросшее в густом лесу; 2 - в лесу средней густоты; 3 - в редком лесу; АВ - наибольший диаметр; CD - наименьший

Но, как правило, стволовая часть составляет главную древесную массу, с возрастом увеличивающуюся.
Многочисленные наблюдения показали, что в спелых, сомкнутых древостоях масса стволовой древесины составляет 60-85%, ветвей 5-25 и корней 5-30% общей массы дерева.

Таблица 1

Густота древостоя оказывает очень большое влияние на это соотношение. Стволы в густых древостоях выше и по форме в первой половине дерева приближаются к цилиндру, в редких - низкорослы и имеют более конусообразную форму, а кроны обычно большие и развесистые (рис. 6). Например, у дубов, выросших на свободе в виде маяков, масса ветвей в возрасте 50-60 лет достигает 50% и больше. Наилучшее развитие имеет ствол хвойных пород: ели, пихты, лиственницы и сосны.

Таксационные признаки древесного ствола.

В нижней части ствол напоминает цилиндр, в верхней - конус. Для определения объема цилиндра и конуса необходимо знать их высоту и площадь основания, которую можно вычислить по его диаметру. Для определения объема ствола необходимо знать его форму, высоту (длину) и толщину (диаметр). Указанные элементы являются основными таксационными признаками ствола, а все остальные - производными от них. Б поперечном сечении дерево никогда не дает круга, а лишь приближается к нему, но для практических целей без особых погрешностей оно принимается за круг. При этом надо помнить, что диаметр дерева всегда надо измерять очень тщательно, брать его средним из двух взаимно перпендикулярных диаметров или из наибольшего и наименьшего (см. рис. 6). При определении высоты срубленного ствола практически измеряют не длину его оси, а кривую, образующую ствол, так как получаемая при этом погрешность крайне ничтожна.

Определение объема ствола.

Срубленное дерево, очищенное от сучьев и ветвей, образует хлыст или ствол. Объем ствола всегда меньше объема цилиндра и больше объема конуса такой же высотой и площадью основания. Уменьшая постепенно диаметр цилиндра, можно найти такой, при котором его объем равен объему древесного ствола такой же высоты. Многочисленными исследованиями установлено, что таким диаметром примерно является диаметр середины ствола. Следовательно, для определения объема ствола надо измерить его длину рулеткой или другим измерительным инструментом и диаметр на середине мерной вилкой, затем по измеренному диаметру вычислить площадь круга и умножить ее на длину ствола. В результате получаем объем измеряемого ствола.
В табл. 1 приведены данные для определения объема ствола по измеренному срединному диаметру и высоте (длине). В табл. 1 даны наиболее встречающиеся высоты и срединные диаметры стволов. Ее можно продолжить как по длине, так и по диаметру. Такого рода таблицы часто называют таблицами объемов ци-линдров. Пользование таблицей очень просто.
Пример. Требуется определить объем двух стволов длиной 21 и 11 ми срединным диаметром 17 и 12 см соответственно. Для определения объема первого ствола по табл. 1 находим в первой графе слева цифру 21 м и на этой строке графу с диаметром 17 см; в месте их пересечения стоит число 0,4767. Значит, искомый объем равен 0,4767 м3. Объем второго ствола находим на пересечении строки 11 ми графы 12 см; он равен 0,1244 м3.
-Следует отметить, что при определении объема по срединному диаметру возможны значительные ошибки и в большинстве случаев в сторону преуменьшения фактического объема (иногда свыше 10%), но зато расчеты производятся легко и быстро и вполне приемлемы для практических целей. Если объем ствола необходимо вычислить с большей точностью, то его делят на части и для каждой из них по срединному диаметру и длине определяют объем. Чем короче эти части и чем больше их выкраивают из ствола, тем точнее можно получить результат по общему объему. Обычно ствол делят на 2-м отрезки (рис. 7). Работа выполняется следующим образом. Ствол размечают с помощью рулетки на 2-м отрезки с небольшими затесками на их серединах, затем в местах затесок мерной вилкой измеряют диаметры и по ним с использованием табл. 1 и 2 находят объемы всех частей, сумма которых дает объем ствола, исключая вершину.

Рис. 7. Разбивка дерева на 2-м отрезки

В табл. 2 приведены объемы 2-м отрезков по срединному диаметру. Объем вершины длиной менее 2 м обычно настолько мал, что практически в расчет не принимается. Вычисляют объем вершины по формуле объема конуса - умножением площади основания на */з высоты, т. е. площадь основания следует умножить на длину и полученное произведение разделить на три. В табл. 3 приведены данные для определения нужного объема по измеренному диаметру основания вершины и по ее длине.
Пример. Требуется найти объем ствола длиной 22 м. Срединные диаметры 2-м отрезков равны: первый (1 м от нижнего отреза) 41; второй (3 м) 37; третий (5 м) 34; четвертый (7 м) 31; пятый (9 м) 29; шестой (11 м) 27; седьмой (13 мУ 24; восьмой (15 м) 21; девятый (17 м) 17 и десятый (19 м) 12 см. Диаметр основания вершины (длиной 2 м) равен 8 см.

Изменяется в широких пределах даже для одной породы дерева. Значения величины плотности (удельного веса) древесины - это обобщённые цифры. Практическое значение величины плотности древесины отличается от приведённого усреднённого табличного значения и это не является ошибкой.

Таблица плотности (удельного веса) древесины
в зависимости от породы дерева

• В таблице указана плотность древесины при влажности 12%.
• Показатели таблицы взяты из «Справочника по массам авиационных материалов» изд. «Машиностроение» Москва 1975г
• Откорректировано 31.03.2014, по методике:
  Коломинова М.В., Физические свойства древесины: методические указания для студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело», Ухта: УГТУ, 2010
  Скачать (cкачиваний: 787)

Общепринято указывать величину плотности (удельного веса) древесины в зависимости от породы дерева. За показатель принимается усреднённое значение величины удельного веса, полученное методом обобщения результатов многократных практических измерений. Фактически - здесь опубликованы две таблицы плотности древесины, взятые из абсолютно разных источников. Небольшая разница в показателях наглядно свидетельствует о переменчивости плотности (удельного веса) древесины. Анализируя значения плотности древесины из вышеприведённой таблицы, стоит обратить внимание на отличия показателей авиационного справочника от университетской методички. Для объективности, приведена величина плотности древесины из обеих документов. С правом выбора читателем приоритета важности первоисточника.

Особое удивление вызывает табличная величина плотности лиственницы - 540-665 кг/м 3 . Некоторые интернет-источники указывают плотность лиственницы, равной 1450 кг/м 3 . Кому верить - не понятно, что лишний раз доказывает неопределённость и неизведанность поднимаемой темы. Лиственница - достаточно тяжёлый материал но, не настолько, чтобы камнем тонуть в воде.

Влияние влажности на удельный вес древесины

Удельный вес сплавной древесины

Примечательно, что с увеличением влажности древесины, уменьшается зависимость величины удельного веса этого материала от породы дерева. Удельный вес сплавной древесины (влажность 75-85%) практически не зависит от породы дерева и равняется, примерно 920-970 кг/м 3 . Объясняется это явление достаточно просто. Пустоты и поры в древесине заполняются водой, плотность (удельный вес) которой гораздо выше плотности вытесняемого воздуха. По своей величине, плотность воды приближается к плотности , удельный вес которого практически не зависит от породы дерева. Таким образом удельный вес раскисших в воде кусков дерева менее зависим от его породы, нежели в случае с сухими образцами. В этом месте не лишне вспомнить, что для древесины существует разделение классических физических понятий . (см. )

Группы плотности древесины

Условно, все породы деревьев делятся на три группы
(по плотности своей древесины, при влажности 12%):

1. Породы с малой плотностью (до 540 кг/м3) - ель, сосна, пихта, кедр, можжевельник, тополь, липа, ива, осина, ольха чёрная и белая, каштан посевной, орех белый, серый и маньчжурский, бархат амурский;
2. Породы средней плотности (550-740 кг/м3) - лиственница, тис, берёза повислая, пушистая, чёрная и жёлтая, бук восточный и европейский, вяз, груша, дуб летний, восточный, болотный, монгольский, ильм, карагач, клён, лещина, орех грецкий, платан, рябина, хурма, яблоня, ясень обыкновенный и маньчжурский;
3. Породы высокой плотности (750 кг/м3 и выше) - акация белая и песчаная, берёза железная, гледичия каспийская, гикори белый, граб, дуб каштанолистный и араксинский, железное дерево, самшит, фисташка, хмелеграб.

Плотность древесины и её теплотворность

Плотность (удельный вес) древесины выступает главным показателем её отопительной энергетической ценности - . Зависимость здесь прямая. Чем выше плотность структуры древесины у породы дерева, тем больше содержится в ней горючего древесинного вещества и, тем жарче из таких деревьев получаются .