Огнезащита древесины и огнезащитная эффективность конструкций

Деревянные конструкции являются одними из самых экологичных строений. Дерево как отделочный и конструкционный материал с его естественной красотой и выразительностью, экологичностью сближает человека с природой и остается по-прежнему самым распространенным и любимым материалом, одним из самых перспективных в практике усадебного строительства.

Однако у дерева — этого замечательного строительного материала есть два традиционных врага: огонь и биологическое разрушение.

Поэтому основными факторами, ограничивающими долговечность деревянных конструкций, являются подверженность древесины поражению дереворазрушающими грибами и пожаром. В значительной степени эти недостатки древесины не становятся преградой надежной эксплуатации конструкций при соблюдении эффективных мер защиты, в основном конструктивных – эффективная вентиляция в помещении препятствует появлению дереворазрущающих грибков на древесине, а увеличение сечения несущей деревянной конструкции в несколько раз повышает предел ее огнестойкости. Однако во многих случаях расширение областей применения деревянных конструкций и повышение их долговечности может быть достигнуто лишь за счет эффективной химической обработки

Проблема огнезащиты деревянных конструкций остается противоречивой, и зачастую требования противопожарных норм ограничивают использование конструкций в зданиях различного назначения.

Согласно ГОСТ 20022.2-80 все защитные средства древесины (ЗСД) по характеру действия делят на: антисептики, антипирены, защитные средства комбинированного действия. При этом ЗСД по растворимости делят на: водорастворимые - ВР; растворимые в легких органических растворителях - Л; растворимые в маслах и тяжелых нефтепродуктах, масла - М. ЗСД по вымываемости классифицируют на: легковымываемые - ЛВ; вымываемые - В; трудновымываемые - ТВ; невымываемые - НВ.

ОГНЕЗАЩИТА

В зависимости от назначения и области применения средства, используемые для огнезащиты древесины и изделий из нее, подразделяются на следующие виды:

• лаки — образующие на защищаемой поверхности тонкую прозрачную пленку, позволяющую сохранить текстуру древесины, обладающие декоративными свойствами и защищающие от возгорания и распространения пламени по поверхности;

• краски, эмали — образующие на защищаемой поверхности тонкий непрозрачный слой различных цветов и оттенков, придающих декоративный вид, препятствующий возгоранию, распространению пламени по поверхности и защищающий от воздействия влаги. Представляют собой смесь связующего, наполнителя и пигментов;

• пасты, обмазки — наносимые на защищаемую поверхность составы пастообразной консистенции, защищающие от возгорания. Они отличаются от красок большей толщиной покрытия, более грубой дисперсностью наполнителей и не обладают достаточными декоративными свойствами;

• пропиточные составы — водные растворы солей (антипиренов), наносимые как на поверхность древесины, так и вводимые способом глубокой пропитки под давлением или способом прогрев-холодная ванна и снижающие ее пожарную опасность.

Воспламенение древесины может произойти как от открытого источника огня (пламени или искры), так и от нагретых предметов или горячих газов. При повышении температуры до 125°С из древесины быстро испаряется влага; после этого она разлагается с выделением горючих летучих веществ. При температуре выше 210°С и наличии источника открытого огня воспламеняются летучие вещества, температура повышается и процесс переходит в экзотермическую стадию горения с выделением тепла. При температуре 260°С начинается длительное и устойчивое горение летучих продуктов пиролиза древесины с образованием пламени и дальнейшим повышением температуры. При температуре 450°С и более пламенное горение древесины переходит в беспламенное горение угля с температурой до 900°С.

Вместе с тем в условиях пожара незащищенные деревянные конструкции способствуют распространению огня. Поэтому и к деревянным конструкциям предъявляются требования не только по пределам огнестойкости, но и по пределам распространения огня.

Причиной обрушения несущих конструкций из древесины является обугливание значительной части сечения. Вся действующая нагрузка приходится на необугленную часть сечения, а несущая способность конструкций во времени уменьшается в результате сокращения площади сечения. Скорость обугливания древесины сохраняется примерно постоянной в течение всего периода теплового воздействия. Зависимость глубины обугливания от времени теплового воздействия имеет практически линейный характер. Это обстоятельство служит основой для прогнозирования огнестойкости конструкций из древесины.

Огнестойкость деревянных конструкций может быть повышена за счет: использования огнезащитных облицовок из листовых материалов; оштукатуривания; глубокой или поверхностной пропитки антипиренами; использования вспучивающихся и фосфатных огнезащитных покрытий; окраски огнезащитными красками, лаками; увеличения площади поперечного сечения конструкций.

Наиболее перспективным и эффективным методом огнезащиты деревянных конструкций в условиях строительной площадки является нанесение огнезащитных покрытий. Передача тепла через покрытие к защищаемой конструкции происходит за счет теплопроводности самого покрытия и его твердых продуктов разложения. Поэтому решающим фактором, определяющим эффективность огнезащитных покрытий в условиях пожара, является теплоизолирующая способность, которая зависит от толщины покрытия. Однако чрезмерное увеличение толщины покрытия отрицательно влияет на эксплуатационные свойства конструкций и материалов из древесины. Кроме того, толстые покрытия и покрытия с непрозрачными наполнителями лишают древесные материалы их высоких декоративных качеств.

Огнезащита древесных материалов при глубокой или поверхностной пропитке антипиренами сводится к введению в древесину веществ, которые при определенной концентрации воздействуют на кинетику пиролиза древесных материалов, уменьшая при этом образование горючих летучих продуктов, ингибируют газофазные реакции пламени и исключают горение без источника пламени. Сохранение длительного огнезащитного эффекта возможно в том случае, когда вводимые в структуры материала замедлители горения - антипирены вступают в реакцию с компонентами древесного комплекса.

В зависимости от области применения огнезащитные покрытия подразделяются на неатмосфероустойчивые, которые эксплуатируются только в закрытых отапливаемых помещениях с относительной влажностью воздуха не более 70%, и атмосфероустойчивые.

Огнезащитные вещества и материалы для обработки деревянных конструкций в соответствии с ГОСТ 16363 классифицируются по группам огнезащитной эффективности:

• I группа - средства, обеспечивающие получение трудносгораемой (трудногорючей) древесины;
• II группа - средства, обеспечивающие получение трудновоспламеняемой древесины;
• III группа - средства, не обеспечивающие огнезащиту древесины.

Согласно ГОСТ 30219 средства для защиты от огня в зависимости от их эффективности и способа применения позволяют получить огнезащищенную древесину двух групп:

• I группа - древесина, относящаяся к трудногорючим материалам;
• II группа - древесина, относящаяся к трудновоспламеняемым материалам.

При этом огнезащищенная древесина I группы подразделяется на три подгруппы:

• IA - трудногорючая древесина, не способная к самостоятельному горению длительное время в условиях развившегося пожара;
• IБ - трудногорючая древесина, не способная к самостоятельному горению в условиях развивающегося пожара;
• IВ - трудногорючая древесина, не способная к самостоятельному горению в начальный период пожара.

Невымываемые огнезащитные средства позволяют использовать трудногорючую древесину при огнезащите наружных частей зданий, сооружений и строительных конструкций (I-VIII классы условий службы древесины по ГОСТ 20022.2). Для помещений с влажностью до 90%, а также для наружных частей зданий, сооружений и строительных конструкций, не подвергаемых воздействию атмосферных осадков (I-VII классы условий службы), допускается использовать огнезащищенную древесину, обработанную трудновымываемыми огнезащитными средствами. Вымываемые и легковымываемые огнезащитные средства используются для огнезащиты деревянных элементов внутренних построек и сооружений соответственно I-V и I-III классов условий службы.

Огнезащитная древесина не должна вызывать коррозию металлов, при эксплуатации в условиях 100% относительной влажности воздуха, в течение одного месяца увеличивать влажность более чем на 30%. При определении области применения огнезащищенной древесины необходимо учитывать степень токсичности продуктов ее горения.

Огнезащитные пропитки: 

Кайсар Премиум, Кайсар Профи, Кайсар Стандарт

АНТИСЕПТИРОВАНИЕ

Если огнезащитные составы предполагают обязательную сертификацию согласно нормам противопожарной безопасности (НПБ), то сертификация антисептических составов для древесины необязательна.

Также как и огнезащитные средства, антисептирующие препараты классифицируются ГОСТом 20022.2-80.

Антисептики-консерванты древесины на основе масел – сланцевого, каменноугольного, антраценового и др. – являются трудновымываемыми, но древесина после их обработки теряет свой декоративный вид.

Органические антисептики для древесины также являются трудновымываемыми, а также придают древесине эстетичный вид, но при этом из всех видов антисептиков они являются самыми дорогими и после обработки ими древесины резко возрастает пожароопасность деревянных конструкций.

Одними из самых дешевых и технологичных при обработке древесины являются солевые антисептики, но в то же время они являются самыми легковымываемыми.