Древесина в строительстве оказывается при пожарах более устойчивой, чем незащищенная сталь и камни.
Камни при высокой температуре легко дают трещины, а железо, вследствие высокой теплопроводности, сильно расширяется, довольно быстро теряет устойчивость, вследствие чего происходят внезапные обвалы строений.
Древесина при пожарах сперва обугливается сравнительно быстро, а затем, после образования слоя угля, более медленно: таким образом образовавшийся слой угля, обладающий еще меньшей теплопроводностью, чем древесина, предохраняет центральную часть детали от разрушения.
При поступлении воздуха древесина сгорает, образуя углекислый газ и водяные пары.
При отсутствии кислорода дерево разрушается, превращаясь в древесный уголь и выделяя при этом горючие газы.
Горение представляет собой процесс термического разложения древесины, состоящий из пламенной фазы, характеризуемой движением горячих газов наружу, и тления, при котором происходит движение кислорода воздуха в толщу древесины.
Горение может происходить только в том случае, когда имеется достаточный приток кислорода воздуха, а сама теплота сгорания не рассеивается, а идет на прогрев новых смежных участков древесины до температуры воспламенения.
Длительный нагрев древесины при температуре 120-150ºC сопровождается медленным и постепенным обугливанием с образованием самовоспламеняющегося на воздухе угля.
Температура воспламенения (т.е. момент вспышки горючих газов) - 250-300ºC.
Устойчивое горение возникает при нагреве древесины до 260-290ºС, когда процесс разложения древесины становится экзотермическим.
Факторы, влияющие на воспламеняемость древесины
Воспламеняемость древесины связана с её:
- калорийностью
- объемным весом
Легкая древесина воспламеняется быстрее, чем плотная.
- влажностью
Сухая древесина воспламеняется быстрее, чем мокрая (мокрая древесина труднее воспламеняется, так как до воспламенения необходимо израсходовать дополнительное количество теплоты на испарение воды, а также мокрая древесина более теплопроводна и загоревшийся поверхностный слой её быстрее охлаждается).
- мощностью внешнего источника нагрева
- формой сечения деревянного элемента
Массивные элементы загораются труднее мелких (с малым сечением), грани деталей – труднее, чем рёбра. Круглые элементы горят хуже, чем с прямоугольным профилем, с острыми ребрами и относительно развитой боковой поверхностью.
- скоростью воздушного потока (тяги)
Наличие тяги в деревянной конструкции способствует быстрому развитию очага возгорания.
- положением элемента в тепловом потоке (горизонтальное, вертикальное)
С торца древесина загорается труднее, чем с пласти.
- характером обработки поверхности
Строганая древесина загорается труднее нестроганой. Нестроганная поверхность элементов, подобная рыхлой древесине, воспламеняется быстрее, чем гладкая.
- расположением в помещении
Влияние повышения температуры на прочностные характеристики
С повышением температуры относительно стандартной (20ºC), начинает понижаться предел прочности на сжатие и предел прочности на растяжение, понижается модуль упругости.
Так, при повышении температуры с 20 до 50ºC в среднем уменьшение предела прочности при сжатии составляет около 30%, при растяжении около 15%.
Способы предохранения древесины от возгорания
Защита древесины от возгорания осуществляется соблюдением правил пожарной безопасности, конструктивными мерами и химическими способами (обработка древесины огнезащитными веществами).
К конструктивным мерам относятся:
- удаление от источников нагревания или устройство возле них огнезащитного барьера
- применение прокладок из несгораемого материалов (кирпича, бетона и др.)
- применение элементов массивных сечений (клееных и неклееных)
- отсутствие пустот и выступающих частей
- острожка поверхностей
- покрытие слоем малотеплопроводного материала (например, известково-глиносоляной обмазкой, листами сухой гипсовой штукатурки или асбестоцемента)
О других способах защиты от огня, можно прочитать здесь:
