SUPER BEBRIS

30.09.2017

Пожарная безопасность

Огнестойкость древесины и деревянных конструкций

Горение древесины – это комплексный процесс, в котором можно выделить несколько фаз, начиная с влажного дерева и до открытого пламени. В условиях нормальной эксплуатации дерево имеет определенное количество влаги, которая в процессе горения перемещается или испаряется. Граничная температура, при которой происходит процесс испарения, составляет 100˚С. В процессе горения и пиролиза дерева на его поверхности образуется слой угля, который частично защищает древесину от горения.

Несмотря на то, что горение древесины — процесс комплексный, несущие деревянные конструкции обладают одним очень ценным свойством: они не теряют несущую способность под воздействием огня. В процессе горения деревянные несущие конструкции теряют свою несущую способность настолько, насколько образуется слой угля, поэтому несущую способность деревянных несущих конструкций можно прогнозировать, и основные принципы проектирования деревянных конструкций представлены в 5-м Еврокодексе LVS EN 1995-1;2. В случае пожара деревянные конструкции не прогибаются, как это происходит с металлическими конструкциями при достижении критической температуры.

Есть несколько способов защиты древесины от огня. Один из наиболее старинных методов – применение известково-глинистого раствора, которым покрываются поверхности деревянных конструкций. Благодаря развитию химических наук разработаны многие современные огнезащитные средства, например, различные антипирены. Механизм действия таких антипиренов может проявляться по-разному, например:

  • под воздействием пламени антипирен термически разлагается, выделяя инертные газы, которые сдерживают процесс горения;
  • в результате реакций, происходящих в процессе горения, антипирен потребляет большое количество тепла, не позволяя нагреваться дереву;
  • антипирен на поверхности древесины образует пленку, которая под воздействием пламени преобразуется в слой сухой пены и перекрывает огню доступ к поверхности древесины.

Такие антипирены наносятся на поверхность древесины кистью или пульверизатором.

В настоящее время применение древесины в строительстве сильно ограничено по многим соображениям, и одной из наиболее веских причин является мнение об огнеопасности древесины. С целью сломать эти устоявшиеся стереотипы, наше предприятие совместно с „Kokapstrādes tehnoloģijas centrs” и ООО „Meža un koksnes produktu pētniecības un attīstības institūts” проводит образовательные семинары о значении древесины в строительстве, предназначенные широкой целевой аудитории – как для индивидуальных застройщиков, так и для профессиональных архитекторов.

Древесина не является негорючим материалом, однако это материал с прогнозируемыми свойствами распространения огня, и это можно учитывать при проектировании зданий. При этом, комбинируя соответствующие отделочные материалы, можно задерживать развитие и распространение огня в древесных материалах.

На практике уже давно применяются методы полномасштабного тестирования,  естественно, они очень дорогие, однако дают самое верное представление об обстоятельствах пожара и свойствах материалов. Один из таких тестов был проведен в Норвегии в 1961 году, наглядно показавший свойства деревянных конструкций в условиях пожара. Рядом расположены две балки (металлическая и массивная деревянная), одинаково нагруженные. Рисунки говорят сами по себе:

Пожарный тест (Норвегия, 1961 г.) Через 8 минут
 
Через 45 минут  

Антипирены нового поколения обеспечивают огнезащиту и биозащиту. Их можно применять вместе с лаковым покрытием. Антипирены повышают предел огнестойкости деревянных конструкций, а дополнительная защита поверхностей лаками увеличивает срок эксплуатации на 12-15 лет. Расширяющиеся материалы наносятся валиком, кистью или пульверизатором высокого давления. Набухающие покрытия создают системы защиты от огня, используемые для защиты материалов от горения, а также для защиты стали и других материалов от высокой температуры огня (таким образом, устраняя или сдерживая возможность повреждения структур и строительных конструкций во время пожара). Покрытия изготавливаются из соединений различных веществ. Они наносятся на поверхность как краска, которая при нагревании расширяется, образуя изолирующую и огнестойкую оболочку – сухую пену. Неорганические антипирены содержат несколько важных составляющих:

  • пенящиеся вещества, которые при высокой температуре выделяют большое количество невоспламеняющихся газов (например, азот, аммиак, CO2);
  • связующее вещество — при высокой температуре оно расплавляется, превращается в вязкую жидкость, которая обволакивает выделяющийся газ, образуя пузырьки и создавая густой слой пены;
  • источник кислоты и соединение углерода (нагреваясь, источник кислоты выделяет фосфорную кислоту, борную кислоту и серную кислоту, которые обугливают соединение углерода, в результате чего слой пузырьков затвердевает и образуется огнестойкая оболочка; зачастую связующее вещество также может служить в качестве соединения углерода).

На рисунке ниже – воздействие наружной температуры на древесину и температура в древесине.