Экодома из древесины приобрели небывалую популярность. Однако срок службы дома во многом зависит от свойств материала, из которого он построен. Древесина — это натуральный материал, заметно отличающийся от бетона и кирпича. А свойства древесины различных пород зависят от её строения.
Анатомия дерева и архитектоника древесины
Дерево растёт от корней и заканчивается кроной. Между ними располагается ствол, который и используется при заготовке древесины. Нижняя часть ствола — коль — имеет больший диаметр, чем вершина. Такая разница между их диаметрами называется сбегом (или сбежностью) ствола.
В зависимости от того, как разрезан ствол дерева, выделяют 3 вида его разреза. Самый привычный всем поперечный разрез получается при разрезании ствола перпендикулярно его оси, так называемый радиальный разрез — при разрезании вдоль. Тангенциальный же разрез получается при разрезании ствола под углом к его оси.
На поперечном срезе древесного ствола выделяется более тёмная центральная часть. Это ядро, твёрдая часть ствола. Образование ядра происходит по мере взросления дерева. Поэтому тонкие молодые деревца лишены ядра. Более светлый слой древесины вокруг ядра называется заболонь.
Некоторые из пород деревьев никогда не образуют ядра. Такие породы подразделяют на спелодревесные — имеющие тёмный центр, не отличающийся по твёрдости от остальных частей, и заболонные — ровные по цвету и механическим свойствам по всей толще ствола.
Заболонь покрыта корой, которая служит для защиты древесного ствола от внешних воздействий. В коре выделяют наружный слой — пробку, и внутреннюю прослойку — луб. Луб участвует в сокодвижении, направленном вертикально. Передвижение соков внутри ствола происходит не только вертикально (от корней до кроны и обратно), но и горизонтально. Горизонтально направленное сокодвижение осуществляется при помощи сердцевинных лучей по направлению от коры к сердцевине.
Слой делящихся клеток между древесной частью и корой дерева называется камбием. Эта ткань нужна дереву для роста в ширину за счёт образования тканей древесины и луба. В связи с перепадами погоды в течение года прирост камбиальных клеток осуществляется неравномерно. В связи с этим на поперечном разрезе чередуются широкие светлые «летние» слои и более тонкие и тёмные слои древесины, образованные в холодное время года. По такому рисунку, называемому годичными кольцами, определяют, сколько лет было дереву, а также то, в каких климатические условиях оно росло. Северные деревья медленнее растут в ширину и имеют более прочную древесину.
Физические свойства материала древесина
Рисунок, образующийся на разрезах ствола при чередовании годичных колец, называется текстурой древесины. Так как это рисунок индивидуален для каждого ствола, то текстура придаёт деревянным строениям оригинальность. Для дизайна также важны цвет и оттенок древесины, а также её блеск.
Одной из основных физических характеристик древесины является влажность (соотношение воды внутри материала к сухому веществу), так как от неё зависят усушка, разбухание и появление трещин. При усушке происходит потеря влаги, а из-за этого уменьшается линейный объём. По способности к усушке породы древесины делят на сильно-, слабо- и среднеусыхающие.
Влажность древесины и её плотность влияют на теплопроводность получаемого материала, то есть его способность удерживать тепло внутри помещения. Нужно учитывать, что больше теплопроводность древесины не поперёк волокон, а вдоль них.
Очень важное механическое свойство древесины — её прочность, то есть способность сопротивляться деформированию извне. При воздействии, направленном поперёк волокон, древесина более прочна, чем при деформации вдоль них. В зависимости от того, как по отношению к годичным кольцам направляется сила, прочность древесины определяют: на сжатие и растяжение, смятие, скол и другие виды.
Такой показатель, как твёрдость древесины, также выше в поперечном сечении, чем в продольном.
Узнав свойства древесины, легко понять, почему при строительстве деревянных зданий используют цельный ствол (брус) или доски, а не спилы (секции, получаемые при двух параллельных поперечных разрезах) и чурбачки. Также очевидно, что цельный ствол имеет большую прочность и меньшую теплопроводность, чем доски.