Kalkulator wagi drewna
Metoda obliczania wagi drewna
Kalkulator wagi drewna oblicza objętość i masę kłód, desek oraz belek na podstawie wymiarów, gatunku drewna, gęstości i liczby sztuk. Obliczenie wagi drewna pomaga oszacować masę do transportu, magazynowania i dostaw tarcicy. Jeżeli objętość jest już znana, masę można obliczyć bezpośrednio z gęstości.
Wartości orientacyjne i zalecenia
Obliczanie objętości drewna
Deski i belki. Objętość jednego elementu jest iloczynem długości, szerokości i grubości. Długość podaje się w metrach, a szerokość i grubość w milimetrach. Aby uzyskać objętość w m3, wymiary przekroju dzieli się przez 1000, przeliczając je na metry.
V1 = (b / 1000) × (h / 1000) × L
V1 to objętość jednego elementu w m3, b to szerokość w mm, h grubość w mm, a L długość w m. Przyjmuje się prostokątny przekrój o stałych wymiarach na całej długości.
Kłoda o średnicy środkowej. Jeżeli znana jest średnica w połowie długości kłody, objętość oblicza się ze wzoru na walec. Średnicę przelicza się z centymetrów na metry.
V1 = π × deff2 × L / 4
deff to średnica obliczeniowa w metrach, L to długość kłody w metrach, a π ≈ 3,14159. Metoda zakłada stałe pole przekroju poprzecznego na całej długości.
Kłoda o dwóch średnicach czołowych. Jeżeli średnice na końcach są różne, kłodę modeluje się jako stożek ścięty o podstawach kołowych. Wzór uwzględnia stopniową, liniową zmianę średnicy między końcami.
V1 = π × L × (d12 + d1 × d2 + d22) / 12
d1 i d2 to obliczeniowe średnice końców w metrach. Metoda uwzględnia zbieżystość kłody i różni się od obliczenia walca na podstawie średniej arytmetycznej obu średnic.
Odjęcie kory. Jeżeli średnice zmierzono wraz z korą, można odjąć jej grubość przed obliczeniem objętości drewna bez kory. Grubość odejmuje się po obu stronach średnicy.
deff = (d - 2 × t) / 100
d to zmierzona średnica w cm, a t to grubość kory z jednej strony w cm. Na przykład przy średnicy 30 cm i korze o grubości 1 cm średnica obliczeniowa wynosi 28 cm. Przy dwóch średnicach czołowych poprawkę stosuje się do obu końców. Bez odejmowania kory przyjmuje się pierwotne zmierzone średnice.
Gęstość i obliczanie masy
Gęstość drewna. Dla wybranego gatunku przyjmuje się orientacyjną wartość w kg/m3. Na przykład dla sosny jest to 510 kg/m3, dla świerku 450 kg/m3, a dla dębu 700 kg/m3. Są to przybliżone wartości średnie dla drewna powietrznie suchego o wilgotności około 12 %, a nie stałe cechy każdego elementu.
Wpływ wilgotności. Wraz ze wzrostem zawartości wilgoci masa drewna zazwyczaj rośnie. Dla drewna świeżo ściętego lub bardziej wilgotnego należy stosować gęstość odpowiadającą jego rzeczywistemu stanowi. Nie jest stosowany automatyczny współczynnik korekcyjny wilgotności, ponieważ zmiana gęstości zależy od gatunku, stanu początkowego i zawartości wody.
Masa jednego elementu. Obliczoną objętość geometryczną mnoży się przez wybraną gęstość drewna.
m1 = V1 × ρ
m1 to masa jednego elementu w kg, V1 to jego objętość w m3, a ρ to gęstość w kg/m3. Jeżeli znana jest objętość całkowita, ten sam wzór stosuje się bezpośrednio do niej.
Łączna objętość i masa. Dla jednakowych elementów objętość i masę jednego elementu mnoży się przez liczbę N.
Vtotal = V1 × N
mtotal = m1 × N
N musi być dodatnią liczbą całkowitą. Zakłada się, że wszystkie elementy partii mają jednakowe wymiary i gęstość. Wyniki pośrednie nie są zaokrąglane, zaokrągla się tylko wartości wyświetlane.
Masa jednego metra bieżącego. Dla desek i belek dodatkowo oblicza się masę odcinka o długości 1 m. Zależy ona wyłącznie od wymiarów przekroju i gęstości materiału.
mm = (b × h × ρ) / 1000000
mm to masa metra bieżącego w kg/m, b i h to wymiary przekroju w mm, a ρ to gęstość w kg/m3. Na przykład belka sosnowa 100 × 150 mm o gęstości 510 kg/m3 ma obliczoną masę 7,65 kg/m.
Normy europejskie i dokładność danych wejściowych
Przy ocenie właściwości drewna konstrukcyjnego stosuje się normy europejskie EN 338 „Drewno konstrukcyjne - Klasy wytrzymałości” oraz EN 384 „Drewno konstrukcyjne - Oznaczanie wartości charakterystycznych właściwości mechanicznych i gęstości”. EN 338 podaje średnie i charakterystyczne wartości gęstości dla klas wytrzymałości. Kalkulator wykorzystuje orientacyjne gęstości według gatunku drewna, których nie należy utożsamiać z gęstością charakterystyczną konkretnej klasy wytrzymałości.
Norma europejska EN 13183-1 „Wilgotność tarcicy - Część 1: Oznaczanie metodą suszarkowo-wagową” opisuje wyznaczanie wilgotności na podstawie różnicy masy przed suszeniem i po nim. Wilgotność wyraża się jako procent masy całkowicie suchego drewna. Ma to znaczenie przy korzystaniu z gęstości referencyjnych i porównywaniu masy drewna suchego oraz wilgotnego.
Dokładność wyniku. Obliczenia opierają się na podanej gęstości i wyidealizowanej geometrii elementów. Na rzeczywistą masę wpływają zmienność drewna, wilgotność, odchyłki wymiarowe i kształt kłody. Aby poprawić dokładność oszacowania, warto używać zmierzonych wymiarów oraz gęstości odpowiadającej rzeczywistemu stanowi materiału.
Najczęstsze pytania
Ile waży 1 m3 sosny, świerku lub dębu?
Przy zastosowanych gęstościach orientacyjnych 1 m3 sosny waży około 510 kg, świerku 450 kg, a dębu 700 kg. Są to wartości przybliżone dla drewna o wilgotności około 12 %. Rzeczywista waga metra sześciennego może się znacznie różnić w zależności od wilgotności i gęstości konkretnego elementu.
Dlaczego jednakowe objętości drewna mogą mieć różną wagę?
Waga drewna zależy nie tylko od objętości, ale też od gęstości, która różni się między gatunkami i pojedynczymi elementami. Wilgotne drewno zawiera ponadto dodatkową masę wody. Dlatego drewno świeżo ścięte i wysuszone może mieć bardzo różną masę przy tej samej objętości.
Jak ważna jest różnica średnic na końcach kłody?
Im mocniej kłoda zwęża się od jednego końca do drugiego, tym większa jest różnica między obliczeniem według średniej średnicy a wzorem na stożek ścięty. Na przykład kłoda o długości 4 m i średnicach końców 20 oraz 40 cm ma objętość około 0,2932 m3 według wzoru na stożek ścięty, natomiast przy średniej średnicy 30 cm około 0,2827 m3. Różnica wynosi około 3,7 %.
Jak uwzględnić korę przy obliczaniu masy kłody?
Jeśli potrzebna jest masa drewna bez kory, grubość kory odejmuje się po obu stronach każdej zmierzonej średnicy. Na przykład kora o grubości 1,5 cm zmniejsza średnicę o 3 cm. Jeśli średnice zmierzono już bez kory, dodatkowa poprawka nie jest potrzebna.
Jak obliczyć łączną wagę partii desek lub belek?
Najpierw na podstawie długości, szerokości i grubości oblicza się objętość jednego elementu, a następnie mnoży ją przez gęstość drewna. Otrzymaną masę mnoży się przez liczbę jednakowych elementów. Na przykład pięć desek sosnowych 50 × 200 mm o długości 4 m, przy gęstości 510 kg/m3, ma łączną objętość 0,2 m3 i obliczoną masę 102 kg.