Bruk av hogstmaskin til å modellere Styrkeklasser

Abstract

Sammendrag

Gran (Picea abies (L.) Karst) er det kommersielt viktigste treslaget i Norge, og konstruksjonvirke av gran er blant de viktigste produktene fra norske sagbruk. Konstruksjonsvirke har spesifikke krav til densitet, stivhetsegenskaper og fasthetsegenskaper, hvor henholdsvis E-modul og bøyefasthet er blant de viktigste egenskapene og som kreves dokumentert i forbindelse med godkjenning av styrkesortering. Dagens sorteringsordning baserer seg på testing av ferdig skåret og tørket trelast. Det gjør at man har begrenset mulighet til å tilpasse valg av råstoff og skuruttak til virkesegenskapene når man produserer konstruksjonsvirke. Egenskapene til konstruksjonsvirke av gran kan variere mye, og variasjonen er knyttet til voksestedets høyde over havet, bonitet, alder, tilvekst, kvist og geografi. Hvis man kunne hatt forkunnskaper om tømmerets egenskaper før det ble skåret til trelast, kunne man teoretisk fått bedre sorteringsutbytte og en bedre utnyttelse av tømmeret. Hensikten med oppgaven er å studere om data fra hogstmaskin kan brukes til å beskrive densitet, E-modul og bøyefasthet til konstruksjonsvirke av gran utover det som kan beskrives med geografiske data og skoglige data på bestandsnivå.

I oppgaven er det benyttet data fra et prosjekt hvor det ble samlet inn data fra flybåren laser, manuelt målte bestands- og tredata og data fra hogstmaskin i fire bestander i Hadelandsregionen. Densitet, E-modul og bøyefasthet til trelasten fra prøvetrærne har blitt testet, og jeg har modellert disse egenskapene med bestandsdata og data fra hogstmaskinen. En lineær modell med relativ avstand fra rotavskjæret i forhold til trehøyden var utgangspunktet for alle modellene, og det ble funnet at E-modulen og bøyefastheten avtok med avstanden fra rotavskjæret, mens densiteten økte.

Bestandsvariablene som forklarte mest i modellene var bestandsalder og høyde over havet. Økende bestandsalder gav høyere verdier for alle egenskapene, og økende høyde over havet ga lavere verdier for alle egenskapene. Når det kom til variablene fra hogstmaskinen, så ble det brukt diameter i brysthøyde (dbh) og stokkens avsmalning. Dbh fra hogstmaskinen var signifikant i alle modellene, og økende dbh førte til lavere verdi for alle egenskapene. Stokkens avsmalning var signifikant for densitet og E-modul, men ikke for bøyefastheten. Økende avsmalning førte til høyere densitet og lavere E-modul.

Resultatene samsvarte med det som er funnet ut fra før I fischer et al. (2018), men ikke med det Øvrum (2013) fant ut. Modellene gav en begrenset forklaring av variasjon i egenskapene.

Abstract

Norway Spruce (Picea abies (L.) Karst) is the most important commercial tree species in Norway, and structural timber of Norway spruce is among the most important products from Norwegian sawmills. Structural timber has specific requirements when it comes to density, stiffness properties and strength properties, and where modulus of elasticity (MOE) and bending strength are among the most important properties and those that are required to be documented for approving of a strength grading method. Today's sorting system is based on testing of sawn and dried timber. This means that there is limited possibilities to adapt choice of raw materials and sawing pattern to the wood properties when producing structural timber. The properties of Norway spruce can vary a lot, and the variation is related to elevation, site index, age, growth, knot size and geography. If one could have prior knowledge about the properties of the timber before it was cut into lumber, one could theoretically get a higher grade yield and a better utilization of the timber. The aim of this thesis was to study if data from forest harvester can be used to describe density, MOE and bending strength of structural spruce timber beyond what can be described by site-level forest inventory data.

In the thesis I have used data from a project where data was collected from airborne laser, manually measured stand- and tree data and data from a wood harvester in four spruce stands in the Hadeland region. Density, modulus of elasticity and bending strength have been tested, and I have modelled these properties with site-level stand data and data from the harvester. A linear model with relative distance from stump in proportion to the tree height was the basis for all models, and it was found that MOE and bending strength decreased with the distance from the stump, while density increased.

The stand-level variables that explained the most in the models were stand age and elevation. Increasing stand age gave higher values for all properties, and increasing elevation gave lower values for all the properties. When it came to the variables for the harvester, the diameter at breast height (dbh) and the taper of the log were used. Dbh from the harvester was significant in all models and increasing dbh led to lower values for all properties. The tapering of the log was significant for density and MOE, but not for bending strength. Increasing taper led to higher density and lower MOE.