Огнезащита конструкций из древесины и материалов на ее основе.

Строительные конструкции из древесины считаются в отечественной строительной отрасли традиционным материалом в связи с большим запасом его на территории нашей страны. Практика их применения показала, что в зданиях с агрессивной средой эти конструкции служат в 4-5 раз дольше, чем железобетонные. При этом расход металла снижается в 2-3 раза, а трудоемкость работ и сроки строительства в 1,5 раза.

Большой размах строительства в последние годы потребовал перехода к индустриальным методам изготовления деревянных конструкций. Развитие химической промышленности способствовало разработке синтетических водонерастворимых клеев, позволивших изготавливать деревянные клеёные конструкции (ДКК). ДДК промышленного производства по сравнению с объектами из цельной древесины имеют следующие преимущества:

• варьирование качества досок (по сортам) при формировании клеёного пакета;

• снижение влияния пороков на прочность и деформативность древесины при изготовлении клеёных конструкций;

• возможность создания элементов конструкций различных размеров сечения и длины;

• большая несущая способность в условиях пожара за счет мощных сечений.

Применение деревянных конструкций представляется наиболее выгодным решением в тех случаях, когда наиболее важны такие качества древесины, как стойкость к агрессивной среде, малая объемная масса и возможность обеспечения высокой механизации работ по обработке данного материала.

Однако объем применения описываемых конструкций в настоящее время явно не соответствует потребностям и потенциальным возможностям строительства. Анализ состояния указанной проблемы позволяет отметить, что в значительной степени это обусловлено недостаточным исследованием достоинств и изъянов конструкций из древесины и материалов на ее основе, влияния современных средств огнезащиты на показатели пожарной опасности конструкций, а также предела их огнестойкости.

В действующих нормативных документах, регламентирующих вопросы обеспечения пожарной безопасности для строительных конструкций из древесины, отсутствует основополагающий критерий пожарной опасности -предел огнестойкости. Тем самым применение данных конструкций в несущих элементах зданий и сооружений, обеспечивающих их устойчивость и геометрическую неизменяемость при возгорании, противоречит требованиям п. 5.19*табл.4СНиП 21-01-97** "Пожарная безопасность зданий и сооружений". С целью расширения области применения деревянных конструкций необходимо провести сертификационные испытания всех типовых конструкций, запроектированных с учетом нагрузки в соответствии с методикой, изложенной в ГОСТ 30247.0.

Теплофизические и механические свойства древесины в значительной мере зависят от породы дерева, объемной массы, влажности, возраста древесины, а также направления действия нагрузки - вдоль или поперек волокон.

Причиной обрушения деревянных элементов сооружений во время пожара является обугливание части сечения. Всю действующую нагрузку принимает на себя не обугленная часть сечения; постепенное сокращение площади сечения ведет к снижению его несущей способности.

Предел огнестойкости конструкций из древесины определяется временем, за которое несущая способность сечения уменьшается в результате обугливания и прогрева до величины действующей нагрузки. На скорость обугливания древесины оказывают влияние ее плотность, влажность, условия притока воздуха и температурный режим огневого воздействия.

Для элементов с минимальным размером сечения более 120 мм2, изготовленных из воздушно-сухой цельной древесины хвойных пород с влажностью не более 9%, скорость обугливания принимается равной 0,8 мм/мин, а для элементов из клеёной древесины - 0,6 мм/мин. Для конструкций сечением менее 120 мм2 скорость обугливания для цельной древесины равна -1 мм/мин, а для клеёной - 0,7 мм/мин.

Предел огнестойкости (П) деревянной конструкции определяется временем от начала теплового воздействия до воспламенения древесины (Т1) и потери несущей способности расчетного элемента (Т2), то есть:

П = Т1 + Т2,

где Т2 находится по предельно допустимому уменьшению размеров сторон поперечного сечения д элемента: Т2 = ?/V, где V -скорость обугливания древесины. Глубина обугливания древесины не должна превышать значение которое вычисляется из условия наступления предельного состояния конструкции по огнестойкости - потери несущей способности.

Если в расчетном сечении имеются закладные металлические части, то предел огнестойкости объекта снижается на 25%. Предел огнестойкости металлодеревянных конструкций определяют как по огнестойкости деревянных элементов, так и по огнестойкости несущих металлических элементов.

Применение в постройках деревянных материалов увеличивает пожарную нагрузку в здании, а распространение огня по их поверхности способствует увеличению очага пожара, что затрудняет организацию его тушения и эвакуацию людей. Пожарная опасность сооружений увеличивается в результате того, что в пространстве междуэтажных перекрытий прокладываются инженерные коммуникации. Снижения пожарной опасности рассматриваемых конструкций можно достичь путем пропитки их антипиренами в автоклавах, огнезащитной обработки пропиточными и окрасочными составами, а также путем применения конструктивной огнезащиты.

Глубокая пропитка древесины антипиренами в автоклавах переводит ее в группу трудногорючих материалов. Однако применять подобную защиту можно только в отношении элементов конструкций, выполненных из цельной древесины. При изготовлении клеёной конструкции доски, подверженные глубокой пропитке в автоклавах, трудно склеиваются, поэтому клеёные элементы целесообразно обрабатывать окрасочными составами или составами для поверхностной пропитки. Поведение клеевых соединений в условиях пожара определяется термостойкостью клеев.

В деревоклеёных конструкциях наиболее пожароопасными считаются узлы крепления элементов, разрушение которых снижает устойчивость и огнестойкость всей конструкции. Открытые стальные узлы крепления (башмаки, накладки) должны быть обработаны огнезащитной краской, эффективность которой определяет несущую способность конструкций в условиях пожара.

Для квалифицированного прогнозирования и регулирования поведения древесины при возникновении возгорания необходимо изучить негативные процессы, которые в ней при этом происходят, а также последствия, к которым они приводят.

Список литературы

1. Федеральный закон № 123- ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»

2. Строительные нормы и правила СНиП 21-01-97* "Пожарная безопасность зданий и сооружений"

3. ГОСТ Р 53778-2010 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния»

4. Грызин, А.А. Задания и их устойчивость при пожарах [Текст] / А.А. Грызин. - М.: Проспект, 2008. - 241 с.

5. Романов А.Л. Свойства строительных материалов и оценка их качества [Текст] / А.Л. Романов. - М.: Мир книги, 2009. - 201 с.