Дефекты деревянных конструкций, вызываемые нарушением правил эксплуатации зданий
Главным дефектом деревянных конструкций, который появляется в результате нарушения правил эксплуатации здания, связан с ухудшением температурно-влажностного режима в помещениях, приводящего к повышению влажности древесины, к поражению древесины домовыми грибами.
Несвоевременный или некачественный ремонт кровель, водосточных труб, санитарно-технических систем приводит к длительному увлажнению деревянных конструкций при отсутствии должного воздухообмена.
При повышении влажности древесины выше 20 %, появлении в древесине воды в капельно-жидком состоянии и положительной температуре воздуха начинают развиваться домовые грибы.
Поражению домовыми грибами подвергаются прежде всего мауэрлаты, лежни, стропильные ноги, обрешетки, концы деревянных балок, заделанных в наружных стенах, деревянные элементы перекрытий и перегородки в санузлах, нижние венцы деревянных срубов, подушки колод в них.
Если не принять вовремя соответствующие меры, то домовые грибы могут быстро поразить все деревянные конструкции здания.
При своевременном ремонте кровли и быстром устранении течи санитарно-технических систем и просушки увлажненных конструкций грибы могут вообще не успеть развиться, несмотря на то что споры грибов в массовом количестве имеются на древесине любых конструкций.
Начавшийся процесс развития домовых грибов можно остановить путем устранения причин увлажнения деревянных конструкций, просушки сырых участков древесины, антисептированием и обеспечением постоянного воздухообмена пространства вокруг деревянных элементов.
Отсутствие должного освидетельствования деревянных конструкций и своевременного устранения выявленных дефектов является основной причиной недолговечности деревянных конструкций. В то же время практика эксплуатации зданий показала, что в нормальных условиях деревянные конструкции могут существовать сотни лет без снижения эксплуатационных свойств.
Дефекты деревянных конструкций, вызываемые огневым воздействием при пожаре
При огневом воздействии во время пожара деревянные конструкции получают различные повреждения вплоть до полного разрушения. При продолжительном пожаре деревянные конструкции, даже покрытые антипиренами, полностью превращаются в угль или сгорают.
Сопротивление древесины непосредственному воздействию огня довольно высоко, особенно если этому воздействию подвергаются элементы крупных поперечных сечений, удаленные друг от друга. Близко расположенные горящие элементы способствуют большому и быстрому подъему их температуры за счет излучения тепла. При пожаре отрицательное влияние оказывают разного рода щели и трещины в деревянных конструкциях. Выделяющиеся из древесины горючие газы воспламеняются от соприкосновения с открытым пламенем при температуре 215-260 °С. При этом происходит движение продуктов горения из толщи древесины наружу, к кислороду воздуха. Сгорание газов происходит вне зажженной древесины. При достижении древесиной температуры около 280 °С газообразование становится очень интенсивным, а сам процесс – экзотермическим.
Оставшийся после отгона газов уголь способен соединяться с кислородом воздуха лишь при условии притока к нему последнего извне.
Обугливание поверхности элементов древесины происходит со скоростью 0,8-1,0 мм/мин.
Прочность абсолютно сухой древесины в 1,5-2 раза выше, чем древесины с влажностью 15-18 %. Поэтому уменьшение сечения деревянного элемента вследствие обугливания при пожаре наружных слоев в некоторой мере компенсируется возрастанием прочности высохшей древесины внутренних слоев.
Таким образом, несущие крупные деревянные элементы (например, балки в старых зданиях) в огне теряют свою несущую способность постепенно и притом медленнее, чем стальные конструкции. Однако нужно иметь в виду, что после тушения пожара водой прочность древесины постепенно принимает первоначальной значение.
Для деревянных конструкций представляет опасность не только непосредственное соприкосновение с огнем, но и другие формы нагрева, особенно при длительном воздействии. Под влиянием нагрева лучеиспусканием древесина может достигнуть температуры интенсивного экзотермического разложения. При этом может произойти самовозгорание выделяющихся из древесины газов. В результате происходящей при этом сухой перегонки древесины происходит значительное снижение ее прочности.
Меры, принимаемые для уменьшения пожароопасности древесины, могут быть разделены на две группы: конструктивные и химические.
К конструктивным мерам относятся: применение деревянных элементов большого сечения; устранение пустот в деревянных конструкциях; устройство брандмауэров, уменьшающих протяженность деревянных конструкций; покрытие деревянных элементов разного рода ограждениями, затрудняющими доступ к ним воздуха, защищающими от нагрева лучеиспусканием и попадания искр на древесину. В качестве таких одежд применяют асбоцементные плиты, минераловатные плиты, облицовку кровельной сталью, штукатурку и др.
К химическим мерам, снижающим пожароопасность деревянных конструкций, относится применение разного рода антипиренов.
При нагреве химическое взаимодействие составляющих антипиренов приводит к снижению скорости выделения горючих газов из древесины. Достаточно высокий эффект химической огнезащиты достигается при пропитке древесины фосфорнокислым и сернокислым аммонием, бурой.
Кроме пропитки древесины антипиренами применяют вспучивающие и невспучивающие огнезащитные поверхностные покрытия. Вспучивающие покрытия представляют собой смесь термостойких газообразных и волокнистых наполнителей в водном растворе полимерных связующих. При нагревании они вспучиваются.
Невспучивающееся покрытие получено на основе фосфатных цементов.
Отсутствие конструктивных и химических мер, снижающих пожароопасность деревянных конструкций, или их неполное применение является серьезным дефектом, который при выявлении должен срочно устраняться.
Источник
IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2012
Оценка жизнеспособности деревьев сосны поврежденных огнем
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
При прохождении низового пожара повреждения деревьев сосны носят весьма различный характер — от фатального, до совершенно незначительного.
Жизнеспособность тех деревьев у которых порыжела, посерела или тем более осыпалась основная часть хвои, не вызывает сомнения. Такие деревья относятся лесопатологами к категории отмирающих или даже свежего сухостоя (вполне правомерно) и подлежат удалению из насаждения по нормам санитарной безопасности [1]. А вот жизнеспособность тех деревья, у которых произошел, ожег корневой шейки, закопчен ствол, но крона осталась целой и внешне не отличается от деревьев, не затронутых огнем, объективно диагностировать по внешним признакам крайне сложно. Действующие методики оценки состояния деревьев поврежденных огнем основным критерием определяющим жизнеспособность таких деревьев предлагают использовать состояние камбиального слоя. [2]. Это действительно объективный показатель, который позволяет с высокой точностью прогнозировать вероятность усыхания дерева в ближайший вегетационный период.
Однако этот метод нельзя считать оперативным и его практически невозможно использовать в производственных условиях из-за его трудоемкости и необходимости существенного травмирования дерева.
Другие методики оценки состояния сосняков, основанные на измерении глубины прогара (обугливания) толстой коры и степени законченности ствола (Демаков, Карасев 2009) пока не достаточно обоснованы, дают большую погрешность и не рекомендуются для самостоятельного применения (без учета состояния кроны и состояния камбиального слоя) при определении жизнеспособности деревьев поврежденных огнем.
Фактически при лесопатологическом обследовании гарельников и при назначении санитарных рубок, лесопатологи, руководствуясь утвержденной характеристикой категорий состояния для хвойных пород [1] поврежденные деревья сосны, сохранившие зеленую крону, относят к категории не ниже третей (сильно ослабленное), то есть не подлежащие рубке.
В тоже время, как свидетельствуют многие авторы [3] и показывает практический опыт, в десятках метров по периметру горельников, в течении 2-3 лет, отмирает большинство деревьев поврежденных огнем, но сохранивших в первый год зеленую крону. Это приводит не только к дополнительным расходам (обследование, отводы, рубки), но и к большим потерям не дополученной выгоды за счет снижения товарности древесины.
Таким образом, существует явная проблема оперативной и достаточно точной оценки жизнеспособности деревьев сосны поврежденных огнем.
Исходя из этого, мы задались целью провести исследования по поиску связи между внешними патологическими признаками на деревьях сосны поврежденных огнем и объективными показателями физиологического состояния этих деревьев. Наличие таких связей соответствующего уровня позволит оптимизировать методику диагностики деревьев со слабо выраженными признаками потери жизнеспособности.
В качестве методик оценки физиологическое состояние деревьев сосны нами были использованы хорошо апробированные методики, основанные на определении биоэлктрических показателей дерева [4;5] , а так же на измерении градиента температуры ствола и окружающей среды [6].
В качестве внешних признаков огневого повреждения дерева нами были взяты те же, наиболее очевидные следы пожара — высота закопчения ствола и глубина прогара коры, но в отличие от предыдущих авторов, мы намерены искать зависимость этих признаков от фактического физиологического состояния дерева в узком диапазоне (деревья 3 и 4 категории) и с помощью более широкого набора инструметальных методов.
Исследования проводились в августе-сентябре 2010 и мае-августе 2011 года в разновозрастных сосняках Левобережного участкового лесничества Учебно-опытного лесхоза ВГЛТА, где в июле 2010 года огнем различной интенсивности было пройдено порядка 3-х тысяч гектар сосновых насаждений.
Обследовались только деревья имеющие следы повреждения огнем, но сохранившие зеленую крону и внешне не поврежденный камбий. Состояние камбия определялось путем четырехсторонней (на равном удалении) высечки диаметром 18 мм до заболони. Высечка производилась в районе наибольшего термического воздействия на дерево при низовом пожаре, то сесть на высоте 10-20 см от комля. Для контроля брались не затронутые огнем деревья с теми же таксационными характеристиками, что и деревья на горельнике и в тех же лесорастительных условиях.
Влажность определялась стандартным влагомером, для чего в комлевой части на стволе всегда с одной стороны (северной) зачищалась площадка 1дм 2 до луба
Для определения биоэлектрических показателей (ЭДС самоиндукции древесного сока, микротоки в стволе и сопротивление древесины ствола) использовались бытовые потенцеометры М — 838 и ДТ 9208А.
Градиент температуры заболони на глубине 4 см и воздуха на поверхности ствола определялся с помощью ртутных термометров.
Анализ полученных результатов выявил ряд закономерностей, которые могут быть использованы для оптимизации методов оперативной диагностики состояния деревьев сосны перенесших кратковременное воздействие огня.
Так при расчете коэффициентов корреляции между степенью ожога ствола (который оценивался по протяженности закопчения ствола (нагаром) и глубиной прогорания толстой коры (прогаром)) и различными показателями физиологического состояния дерева обнаружена корреляционная связь от слабой, до весьма значительной (таблица 1).
Таблица 1 — Корреляционная связь между параметрами ожога ствола сосны и степенью повреждения камбия по ступеням толщины
Обме-рено шт.
R1 (нагар и град.)
(нагар и влажн.)
Источник