Стеллажи, полки, гардеробные, шкафы-купе у вас дома

Все о древесине

Основной материал столяра – древесина, которая в зависимости от того, от какой породы дерева она была получена, может иметь различные характеристики. Дерево состоит из кроны, ствола (видимые части) и корней (невидимая часть), за которыми закреплены определенные функции.

Крону образуют ветви и листья (у хвойных – хвоя). В последних из углекислоты, которую они поглощают из воздуха, и поступающей от корней воды формируются органические вещества, обеспечивающие вегетацию этого растения.

Ретроспектива

История мебели – это часть всемирной истории культуры и искусства, которая освещает ту часть человеческой деятельности, которая формирует окружающую среду. Мир вещей может многое рассказать о той или иной эпохе, а также о царящих в ней отношениях, влияющих на характер жизненного уклада людей, которым принадлежат эти предметы.

Функции ствола состоят в том, что он осуществляет восходящий ток, при котором минеральные вещества, растворенные в воде, поднимаются от корней к кроне, и нисходящий ток, при котором органические вещества от листьев движутся вниз, а также поддерживает крону. Кроме того, он дает 50–90 % древесины, имеющей промышленное значение. При этом у ствола различают вершину (верхнюю часть) и комель (нижнюю часть). В процессе роста и развития на нем нарастают конусообразные слои древесины, причем каждый последующий из них имеет большую высоту и диаметр основания.

Корень – это своеобразное хранилище питательных веществ. Благодаря ему дерево удерживается в вертикальном положении.

В соответствии с тем, как распилен ствол, различаются следующие плоскости (рис. 1):

Рис. 1. Основные плоскости ствола дерева: 1 – торцевая; 2 – радиальная; 3 – тангенциальная

1) торцовая (поперечная), при которой разрез перпендикулярен оси ствола;

2) радиальная, при которой разрез проходит через сердцевину ствола;

3) тангенциальная, при которой разрез не совпадает с сердцевиной и находится на некотором расстоянии от нее.

Свойства и вид древесины зависят от характера выполненного распила.

Ретроспектива

С одной стороны, развитие мебельных форм происходит под влиянием потребностей, вкусов и предпочтений людей, живущих в ту или иную эпоху, а с другой стороны, стилевые формы являются свидетелями далеких эпох и могут беспристрастно рассказать об уровне культуры, мировоззрении и степени развития ремесел и искусств.

Торцовый разрез (рис. 2) позволяет различить сердцевину, кору и годичные кольца древесины.

Узкая центральная часть ствола – это сердцевина, представляющая собой рыхлую ткань, которая на поперечном разрезе кажется небольшим (2–5 мм) пятнышком темного цвета, а на радиальном разрезе она выглядит как прямая или извилистая узкая полоска.

Снаружи дерево покрыто корой, которая представлена наружным (пробкой, коркой) и внутренним (лубом) слоями. Благодаря последнему органические вещества перемещаются по стволу от листьев к корню. Кора защищает дерево от механических повреждений, насекомых, температурных колебаний и вредного воздействия окружающей среды. Различные породы деревьев имеют кору разного вида и цвета. Если у молодых деревьев она гладкая, то со временем на ней образуются трещины. У разных пород деревьев кора может быть чешуйчатой (сосна), волокнистой (можжевельник), бородавчатой (бересклет). Кроме того, она различается по цвету и может быть белой (береза), темно-бурой (ель), темно-серой (дуб) и др.

Рис. 2. Торцовый разрез ствола дерева: 1 – сердцевина; 2 – сердцевинные лучи; 3 – ядро; 4 – пробка; 5 – луб; 6 – заболонь; 7 – камбий; 8 – годичные кольца

Ретроспектива

Мебельные формы теснейшим образом связаны с архитектурой и архитектурными стилями, господствовавшими в ту или иную эпоху, поэтому их элементы тем или иным образом отражались в предметах мебели. Неслучайно мебель называют «малая архитектура». Основные законы и тенденции формообразования и в мебели, и в архитектуре перекликаются, отличаясь только масштабом.

Между корой и древесиной находится камбий, представляющий собой слой живых клеток, благодаря которым происходит нарастание слоев древесины.

В зависимости от породы древесина может быть полностью окрашена одним цветом, как, например, у березы и ольхи, либо иметь темноокрашенную центральную часть (лиственница, дуб и др.). Последняя и называется ядром, а более светлая окружающая древесина – заболонью.

Центральная часть ствола различается и по содержанию влаги. Древесина с меньшей влажностью называется спелой, а сами породы – спелодревесными.

По наличию и отсутствию ядра породы древесины бывают ядровыми и безъядровыми, то есть заболонными (они не различаются ни по цвету, ни по содержанию влаги).

К ядровым относятся некоторые хвойные (сосна, лиственница) и лиственные (тополь, дуб, ясень) породы. Заболонными являются клен, береза, граб и др. Спелодревесными – ель, пихта (хвойные), бук, осина (лиственные). Среди безъядровых пород (береза, осина и др.) встречаются такие, у которых явно выделяется более темная центральная часть. В этом случае говорят о ложном ядре.

Ретроспектива

Мебель предназначена для удовлетворения потребностей людей, которые ею пользуются, но при этом прослеживается и обратная зависимость, поскольку потребности способствуют изменению ее формы. Именно по последней судят о назначении мебели, по материалу и декору – о том, для представителей какого класса она предназначалась. А отдельные структурные особенности позволяют установить время и место ее изготовления.

Ядро возникает вследствие различных причин. В частности, это может произойти в результате отмирания древесины, закупорки водопроводящих путей, отложения смолы, дубильных и красящих веществ и т. д.

Причем у молодых деревьев (независимо от породы) оно отсутствует. Ядро образуется как на 3-й год, например у тиса или белой акации, так и через 30–35 лет, как у сосны. От этого признака зависит и ширина заболони: у первых она узкая, а у вторых – широкая.

Порода дерева определяет и то, каким будет переход от заболони к ядру. Он может быть четким и резким (лиственница) или плавным, постепенным (кедр).

Текстура древесины – это рисунок, в который складываются годичные кольца дерева, расположенные вокруг сердцевины. В зависимости от разреза они имеют разный вид (рис. 3).

На поперечном разрезе они выглядят как концентрические круги, на радиальном напоминают продольные полосы, а на тангенциальном похожи на извилистые линии. Годичные кольца нарастают по направлению к периферии, то есть к наружным слоям, поэтому понятно, что самым молодым будет наружный слой. На основании их количества можно определить возраст того или иного дерева, причем проверять это нужно обязательно на комле, а не на вершине.

Ширина годичных колец зависит от ряда причин. К ним относиться, например, порода дерева, условия местности, где оно произрастает и их положение на стволе. Различаются быстрорастущие породы с широкими годичными кольцами (тополь) и медленнорастущие с узкими годичными кольцами (тис).

Рис. 3. Рисунок годичных колец на разрезах: а – торцовом; б – радиальном; в – тангенциальном

Ретроспектива

Мебель относится к тем недолговечным предметам, которые некогда были выполнены руками человека. Это определяется использующимся материалом – древесиной, которая подвержена влиянию сырости и огня. Мебель часто страдала как во время переломных исторических моментов, так и в бытовых условиях. Кроме того, предметы мебели являются активно эксплуатируемыми и подверженными старению. В связи с этим при раскопках их почти не находят.

Поскольку ствол по своей форме приближается к цилиндру, у его основания годичные кольца более узкие, а вверху – более широкие, ведь дерево растет как в ширину, так и в высоту. На их ширину даже у одноименных пород влияют условия произрастания. Например, узкие кольца могут свидетельствовать о нехватке питательных веществ, морозных или засушливых годах и пр. Даже степень освещенности имеет значение, поэтому на стороне, которая освещена в большей степени, годичные кольца могут быть более широкими.

Ретроспектива

Глядя на музейные коллекции, можно подумать, что во все эпохи существовала только роскошная, помпезная мебель. На самом деле домашние интерьеры в основном состояли из простых предметов. Но именно они либо погибли, либо остались незамеченными, поскольку музеи ценили только ту мебель, к которой можно применить слово «великолепный».

Годичные кольца различаются также и по форме. У некоторых деревьев (например, у можжевельника, тиса и др.) они могут быть слегка волнистыми, что только усиливает декоративность их текстуры. И последнее, что касается годичных колец: они состоят из двух частей – ранней (направленной к сердцевине, более светлой и мягкой) и поздней (направленной кнаружи, темной и твердой) древесины. Они различаются и по времени образования. Ранняя древесина закладывается в начале лета (по ней по стволу перемещается вода), а поздняя формируется ближе к концу этого времени года (от нее зависят плотность и механические качества материала).

Ретроспектива

Если вернуться в первобытные времена и попытаться проследить за развитием человека эпоха за эпохой, то можно заметить, как постепенно он расширял сферу своей деятельности, делал оружие, домашнюю утварь, как на определенном этапе он смог направить свои силы и умения на изготовление обычных предметов, необходимых в быту, к которым относится и мебель.

У всех без исключения пород деревьев имеются сердцевинные лучи (рис. 4), но не всегда они видны на торцовом разрезе. Это блестящие, идущие от сердцевины линии, основная функция которых заключается в том, чтобы горизонтально перемещать влагу, воздух и питательные вещества, а также создавать их запасы. Их количество определяется породой дерева, например у лиственных этот показатель в 2–3 раза больше, чем у хвойных.

Рис. 4. Сердцевинные лучи на разрезах: а – торцовом; б – тангенциальном; в – радиальном

Сердцевинные лучи бывают очень узкими, настолько, что они даже не видны невооруженным глазом (осина, береза, все хвойные), узкими, различимыми с трудом (липа, вяз), и широкими, которые невозможно не заметить (бук). Последние также делятся на настоящие широкие (дуб) и ложноширокие (ольха, орешник), поскольку представляют собой сближенные пучки узких лучей.

На радиальном разрезе сердцевинные лучи напоминают светлые блестящие полоски, идущие поперек волокон. Они заметны еще и благодаря тому, что могут отличаться по цвету от окружающей древесины и быть более светлыми или темными. Сердцевинные лучи на радиальном разрезе складываются в оригинальный узор, на который прежде всего и обращают внимание при выборе материала. На тангенциальном разрезе они выглядят как темные штрихи с острыми кончиками либо как чечевицеобразные полоски, ориентированные вдоль волокон, а их ширина составляет 0,015-0,6 мм.

Иногда на торцовом разрезе у некоторых пород встречаются рассеянные пятнышки бурого или коричневого цвета, сконцентрированные вдоль границы годичных слоев. Они называются сердцевинными повторениями и являются результатом повреждения камбия насекомыми или низкой температурой.

На торцовом разрезе лиственных пород можно заметить отверстия. Это сечения сосудов разной величины, образующие сеть (их объем может составлять от 7 до 43 %), по которой вода доставляется к определенным участкам древесины. Они бывают крупными и мелкими. Первые хорошо видны, а вторые почти незаметны. Обычно крупные сосуды пронизывают раннюю древесину лиственных пород, а на торцовом разрезе выглядят как сплошное кольцо. В связи с этим такие породы называются кольцесосудистыми (ясень, вяз, каштан и др.). У них в поздней древесине мелкие сосуды скомпонованы в виде групп, хорошо видимых благодаря более светлой окраске. На радиальном разрезе они могут казаться языками пламени (дуб), а на тангенциальном выглядеть как сплошные или прерывающиеся линии, направленные вдоль годичных слоев (ильм, карагач), или быть рассеянными в виде светлых точек, черточек (ясень).

Сосуды могут быть равномерно разбросанными по ширине годичного слоя. Породы, у которых это наблюдается, называются рассеянно-сосудистыми (ольха, тополь, платан, орех и др.). Подробно это видно на рис. 5.

Рис. 5. Разновидности группирования сосудов: а – у кольцесосудистых пород: 1 – радиальная группировка; 2 – тангенциальная группировка; 3 – рассеянная группировка; б – у рассеянно-сосудистых пород

Ретроспектива

В эпоху палеолита человек мог делать только самые примитивные предметы, которые помогали ему выстоять в борьбе за свое существование. Ни о каком искусстве речи быть не могло. Мебелью человеку тогда служила земля. Даже позднее, переселившись в пещеры, он не испытывал никакой потребности в кровати или стуле и продолжал спать и есть на земле.

У хвойных пород, в отличие от лиственных, древесина пронизана смоляными ходами (их объем составляет 0,20,7 %). Они бывают горизонтальными (проходящими по сердцевинным лучам) или вертикальными (в виде тонких, узких каналов). На торцовом разрезе вертикальные смоляные ходы похожи на светлые точки в поздней древесине, а на продольных разрезах они выглядят штрихами темного цвета, ориентированными вдоль оси ствола. У различных пород деревьев их количество и размер различны. Например, у сосны они крупные и многочисленные, в отличие от лиственницы, древесина которой имеет мелкие и немногочисленные смоляные ходы.

Ретроспектива

Лишь тогда, когда человек вышел из пещеры, он начал строить примитивные жилища, которые уже были связаны с тем или иным местом. Такие дома отличались по форме в зависимости от территории. Это были юрты, хижины из тростника, землянки или деревянные постройки. Трудно даже представить, что для первобытного человека каждое движение вперед затягивалось на века.

Показателями макроструктуры являются:

1) ширина годичных колец. Зависит от количества слоев на 1 см отрезка, выделенного на торцовом срезе в радиальном направлении. Этот параметр влияет на качество и свойства древесины. У хвойных пород они значительно улучшаются, если на 1 см приходится не менее 3 и не более 25 слоев. А у лиственных кольцесосудистых пород по мере увеличения ширины годичных колец возрастают плотность, прочность и твердость. Однако у рассеянно-сосудистых пород такая закономерность не прослеживается;

2) содержание поздней древесины. Измеряется в процентах. Чем оно выше, тем плотнее материал, тем лучше его механические характеристики;

3) степень равнослойности. Является важной характеристикой резонансной способности древесины и устанавливается путем сравнения количества годичных колец, имеющихся на двух участках длиной 1 см, расположенных рядом;

4) величина структурных неровностей. Может быть более или менее значительной. Обработка древесины режущими инструментами приводит к появлению на ее поверхности неровностей вследствие перерезания сосудов. У одних пород (дуб, орех, ясень) это очень заметно. Поскольку такая древесина применяется для отделки, неровности необходимо минимизировать. Для этого можно прибегнуть к порозаполнению с помощью различных составов.

Такова макроструктура древесины. На микроуровне ее строение является не менее интересным. Кроме того, оно определяет свойства хвойной и лиственной древесины. Например, у первых волокна прямолинейные (это связано со строением клеточных оболочек), следовательно, показатели прочности у них более высокие, а у последних они слегка извилистые, что обусловливает высокие показатели ударной вязкости, прочность при раскалывании, осуществляемом вдоль волокон, и т. п. Остановимся более подробно на физических свойствах древесины, которые поддаются осмотру, измерению и пр. К ним относятся следующие параметры:

1) внешний вид;

2) запах;

3) влажность;

4) плотность;

5) электро-, звуко– и теплопроводность.

Внешний вид древесины складывается из таких ее характеристик, как цвет, блеск, текстура и макроструктура (о ней уже говорилось ранее). Определенный цвет древесине придают дубильные и смолистые вещества и пигменты, которыми заполнены клетки. Он колеблется в широких пределах – от белого (ель, липа) до черного (черное дерево) со всеми промежуточными оттенками.

Деревья, растущие на юге, отличаются более яркой и насыщенной окраской древесины, чем в северной и умеренной зонах. В границах одного климатического коридора одни и те же древесные породы окрашены одинаково, поэтому о цвете можно говорить как о дополнительном признаке, помогающем их идентифицировать.

Ретроспектива

О мебели в современном ее понимании еще не было речи, поскольку она не выделялась из общей массы предметов быта. Это, наверное, было возможно в силу того, что ей не придавали особого значения, по крайней мере такого, как оружию. Но совершенствование орудий труда не могло не привести к развитию столярного дела, человек учился мыслить конструктивно, соединять отдельные части в целое.

В некоторых случаях цвет древесины не является постоянным и может меняться под воздействием света и воздуха. Например, только что срубленная ольха имеет светло-розовый цвет, но вскоре темнеет и становится желтовато-красной, а дуб после продолжительного нахождения в воде становится коричневым или даже черным. Под влиянием микроорганизмов, например грибов, цвет также может меняться. Зависит это и от возраста дерева: у молодых он более светлый, чем у старых. Тем не менее ряд пород (каштан, самшит, груша и др.) характеризуется устойчивым цветом. При изготовлении мебели данный параметр имеет особое значение, так как предмет, выполненный из древесины с богатой палитрой оттенков, сродни произведению искусства.

Цвет древесины при необходимости можно улучшить, подвергнув ее соответствующей обработке, например протравливанию, пропариванию или окрашиванию.

Ретроспектива

Первые постройки, несомненно, были примитивными, поскольку предназначались для удовлетворения только утилитарных потребностей. Лишь в период становления цивилизаций появляются первые ростки искусства. Когда понимание формы и пространства, традиции и накопленный опыт стали превалировать над обыденной целесообразностью, когда появилась возможность выразить некую идею, возникло сознательное художественное оформление, то есть то, что сейчас назвали бы стилем.

Помимо цвета, внешний вид мебели определяет блеск, представляющий собой способность древесины направленно отражать поток света. Он зависит от плотности, количества, размера и расположения сердцевинных лучей. Именно они придают блеск поверхности на радиальном разрезе. По этому признаку древесина далеко не однородна. Необычный блеск свойствен дубу, платану, белой акации, клену, а для липы, осины, тополя и других подобных пород характерна матовость.

Древесина приобретает красивый внешний вид благодаря блеску, который можно интенсифицировать путем полирования, лакирования, вощения или с помощью прозрачной пленки из искусственных смол.

Узор, который возникает на разрезах древесины, называется текстурой. Ее образуют перерезанные волокна, годичные кольца, сосуды и сердцевинные лучи, поэтому она зависит от ширины годичных колец, наличия мелких или крупных сосудов, узких или широких сердцевинных лучей, а также от контрастности окраски ранней и поздней древесины и направления волокон (запутанного или волнистого). Хвойные породы отличаются необычной текстурой на тангенциальном разрезе благодаря разнице в окраске ранней и поздней древесины. Лиственные породы особенно хороши на радиальном и тангенциальном разрезах, поскольку на них наиболее ярко проявляются годичные кольца и широкие сердцевинные лучи. Наличие неправильно расположенных волокон придает древесине особую красоту.

Ретроспектива

Нет никаких сомнений в том, что самым любимым материалом для строительства и украшения в древности была древесина. Именно из нее выполнялись первые предметы мебели, к сожалению, не сохранившиеся. Несмотря на что дерево было доступным и благодатным материалом, долгое время у людей не было возможности использовать отдельные части ствола. В связи с этим он обрабатывался целиком: отсюда выдолбленные блюда, корыта и ладьи.

Текстура хвойных и мягких лиственных пород довольно незатейливая и не слишком разнообразная, в отличие от твердых лиственных пород, которые всегда являются не просто интересными по своей текстуре, но и изысканными.

Применение различных прозрачных лаков помогает подчеркнуть текстуру древесины. Ее ценность (а следовательно, и мебели из нее) определяется именно текстурой материала.

Ретроспектива

Мебель стали изготавливать только с изобретением необходимых инструментов. Но поначалу в качестве примитивной мебели человек использовал пни и другие подобные предметы. По мере совершенствования способов обработки древесины бытовые изделия начали художественно оформлять, появилась потребность в украшении обычных предметов, которые могли и не иметь практического значения.

Запах – еще одно важное свойство древесины. Он зависит от тех веществ, которые входят в ее состав, в частности от наличия смол, эфирных масел, дубильных веществ и пр. По типичному запаху можно установить некоторые породы. Для хвойных характерен скипидарный запах, а для дуба – дубильных веществ, палисандру свойствен аромат ванили, приятный запах источает и можжевельник. Кроме того, свежая древесина пахнет сильнее, чем высушенная, а ядро ароматнее заболони.

Следующий важный параметр древесины – ее влажность. Под данным термином понимается отношение массы влаги, находящейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах. Для определения влажности древесины разработан ГОСТ 16588-79.

В зависимости от того, пропитывает ли влага клеточные оболочки или заполняет полости клеток и межклеточное пространство, она бывает связанной, или гигроскопической (в первом случае), либо свободной, или капиллярной (во втором случае). При сушке древесины сначала испаряется капиллярная влага, а потом гигроскопическая. Если древесина впитывает влагу из воздуха, то в первую очередь ею насыщаются клеточные оболочки, а клеточные полости и межклеточные пространства могут пропитываться только в случае вымачивания, пропаривания и пр.