Возгорание
древесины и защита
Горение представляет собой
процесс термического разложения древесины,
состоящий из пламенной фазы и
тления, при котором происходит движение
кислорода в толщу древесины. Горение может происходить только в том
случае, когда имеется достаточный приток
кислорода, а сама теплота сгорания не
рассеивается, а идет на прогрев новых
смежных участков древесины до температуры
воспламенения. Температура воспламенения,
т. е. момент вспышки горючих газов для
различных пород древесины колеблется
в сравнительно небольших пределах —
от 250 до 300°. Длительный нагрев древесины
при температуре 120—150° сопровождается
медленным и постепенным обугливанием,
с образованием при этом самовоспламеняющегося
на воздухе угля, весьма опасного для незащищенных
деревянных элементов. Воспламеняемость
древесины связана с ее объемным весом,
влажностью, мощностью внешнего источника
нагрева, формой сечения деревянного элемента,
скоростью воздушного потока (тяги), положением
элемента в тепловом потоке (горизонтальное,,
вертикальное) и т, п. Решающее значение
для процесса горения имеет калорийность
материала. Сухая и легкая древесина воспламеняется
быстрее, чем плотная (дуб и т. п.). Мокрая
древесина труднее воспламеняется, так
как до воспламенения необходимо израсходовать
дополнительное количество теплоты на
испарение воды. Замедляющим фактором
также является повышенная теплопроводность
мокрой древесины; загоревшийся поверхностный
слой ее скорее охлаждается. Круглые и
массивные элементы горят хуже, чем с прямоугольным
профилем и с малым сечением, с острыми
ребрами и относительно развитой боковой
поверхностью. Не струганная поверхность
элементов, подобная рыхлой древесине,
воспламеняется быстрее, чем гладкая.
Хорошие результаты дает пропитка древесины
в горячих и холодных ваннах. Для такой
пропитки применяется аммофос— белый
кристаллический порошок, представляющий
собой аммониальные соли фосфорной кислоты,
сернокислый аммоний (технический), диаммонийсфат
(технический), не вызывающие коррозии
стали. Для получения раствора, обладающего
одновременно огнезащитными и антисептическими
свойствами, в состав добавляется фтористый
натрий. Более простым, но менее эффективным
средством огнезащиты деревянных элементов
является поверхностная их пропитка путем
погружения на 2—3 часа в водный раствор
солей (фосфорнокислый, сернокислый аммоний
и т. п.) или поверхностная двух трех кратная
обработка (краскопультом или кистью)
водными огнезащитными растворами того
же состава. При этом раствор проникает
на глубину 1 — 1,5 мм. Наконец, еще одним
и также простым средством является окраска
поверхностей деревянных элементов специальными
огнезащитными силикатными и другими
красками или обмазка огнезащитным составом
(суперфосфатом и др.). Все огнезащитные
окраски и обмазки частично задерживают
возгорание. При высоких температурах
древесина под покровом краски или обмазки
подвергается сухой перегонке, с выделением
продуктов разложения — горючих газов,
выходящих наружу, с последующим выпучиванием
и разрывом покрова. При этом горение газовых
струй происходит в значительном отдалении
от поверхности древесины при уменьшенном
подогревающем действии пламени и замедленной
скорости и распаде древесины. Огнезащитное
действие окраски и обмазки объясняется
также теплоизолирующим действием их
покрова, который у некоторых красок способен
при действии высоких температур значительно
увеличиваться в объеме, образуя пену
или пузыри, отдаляющие начало сухой перегонки
дерева.
Полуфабрикаты
и строительные изделия
Полуфабрикаты и строительные изделия изготовляют
из хвойных и лиственных пород с влажностью
не выше 12% для чистого пола и 15% -для других
деталей. В зависимости от вида обработки
к этой группе материалов из древесины
относят: строганные бруски, строганные
и шпунтовые доски для настила чистых
полов, паркет, фанеру, профильные материалы
- плинтусы, галтели, перильные поручни,
наличники и др. Шпунтовые доски в отличие
от обычной обрезной доски имеют с одной
стороны кромки шпунт (выемку), а с другой
- гребень, входящий в шпунт соседней доски.
Шпунт и гребень, с помощью которых доски
плотно подгоняют, могут иметь различную
форму - прямоугольную, треугольную, трапецеидальную
и сегментную. Шпунтованные доски используют
для настилки пола, устройства перегородок
и других работ. Профильные материалы
- плинтусы и галтели - используют для заделки
углов между стеной и полом, поручни - для
устройства лестничных перил и наличники
- для обшивки оконных и дверных проемов. Паркет выпускают в виде
паркетных досок, наборного и штучного
паркета с влажностью древесины 8±2%. Паркетные
доски состоят из двух слоев: верхнего
- лицевого покрытия из паркетных планок
толщиной 6-8 мм и нижнего - в виде реечного
основания толщиной 18-19 мм. Планки паркета
изготовляют из высококачественной древесины:
дуба, бука, ясеня, сосны, лиственницы,
клена, вяза и некоторых других пород. Основанием
для паркетных досок служит древесина
различных пород дерева, в том числе кедра,
сосны, ели, пихты, а также обработанная
антисептиками древесина березы, ольхи,
осины и т. п. Планки лицевого слоя паркетных
досок склеивают с основанием водостойкими
синтетическими клеями. Паркетные доски
имеют с одной стороны кромки - паз, а с
другой - гребень для плотного соединения
при укладке досок в паркетный пол. Они
имеют следующие преимущества по сравнению
со штучным паркетом: меньший расход древесины
ценных пород, более прочная наклейка
паркетных планок, более высокая степень
механизации производства и более высокая
скорость настилки пола. Наборный паркет
представляет собой набор паркетных планок
(13 твердых пород дерева: дуб, бук и др.,
наклеенных лицевой стороной на бумагу
в определенном порядке). После укладки
наборного паркета на подготовленное
основание пола бумагу вместе с клеем
снимают и соответствующим образом отделывают
паркетный пол. Штучный паркет состоит
из планок твердых пород дерева определенного
размера и формы. Фанера - листы, получаемые
склеиванием трех или более тонких слоев
древесного шпона со взаимно перпендикулярным
расположением волокон древесины. Фанерный
шпон изготовляют на специальных лущильных
станках путем срезания слоя древесины
в виде непрерывной широкой ленты с последующим
раскроем ее на форматные листы. Фанера
бывает обычной (клееной), декоративной
и бакелизированной. В зависимости от
вида применяемого клея различают клееную
фанеру марки ФСФ, обладающую повышенной
водостойкостью - склеенную водостойкими
фенолформальдегидными клеями; средней
водостойкости марки ФК и ФБК - склеенную
карбамидными или альбуминоказеиновыми
клеями; ограниченной водостойкости марки
ФБ - склеенную белковыми клеями. Для получения
клееных видов фанеры широко используют
древесину сосны, ели, пихты, ольхи, дуба,
березы и бука. Изготовление клееной фанеры
состоит в основном из следующих технологических
операций: пропаривания деревянных кряжей
в горячей воде и лущения их для получения
шпона, раскроя шпона на листы заданного
формата, сушки и промазки клеем, укладки
слоев шпона и прессования на горячих
прессах в фанеру, выравнивания кромок
фанеры путем обрезки, сушки и складирования.
Клееную фанеру выпускают размерами 725X1230
мм при толщине от 1,5 до 12 мм. Клееная фанера,
получаемая на основе синтетических клеев,
достаточно водостойка, долговечна и широко
применяется для обшивки наружных стен,
кровельных работ, изготовления несущих
и ограждающих конструкций (фанера ФСФ);
для устройства внутренних перегородок
в заводском домостроении и обшивки стен
внутри помещений (фанера ФБ) и т. п. Декоративную
фанеру изготовляют также горячим прессованием
нескольких слоев шпона, пропитанных синтетической
смолой. В процессе горячего прессования
текстура древесины поверхностных слоев
становится более четкой, придавая фанере
декоративный вид. Часто для получения
лицевой поверхности фанеры одноцвет-.
-ной или разнообразной окраски применяют
специальные пропитанные синтетическими
смолами текстурные бумаги, ткани или
смоляные-тонкие пленки. Такие окрашенные
бумаги, ткани и пленки в процессе горячего
прессования прочно соединяются с древесиной,
придавая поверхности фанеры оригинальную
текстуру. По виду облицовки декоративную
фанеру разделяют на марки: ДФ-1 с поверхностью,
облицованной бесцветной или окрашенной
пленкой, и ДФ-2 - облицованной декоративной
бумагой и сверх нее пленкой. Декоративную
фанеру с глянцевой или матовой поверхностью
выпускают длиной 1220-1830 мм, шириной 725-
1220 мм при толщине 1,5-12 мм и применяют для
внутренней отделки стен, перегородок,
интерьеров, дверных полотен, встроенной
мебели и т. п. Бакелизированную фанеру
изготовляют главным образом из листов
древесного шпона березы, покрытых водостойкими
бакелитовыми клеями. Ее выпускают толщиной
5-16 мм и применяют для изготовления легких
конструктивных элементов.
Конструкции из
древесины
Распространенная ошибка
считать, что здание, построенное
из дерева, уступает качеством бетонным,
каменным или кирпичным домам. На самом
деле это совсем не так. Дома из дерева
очень практичны, экологически чисты и
надежны. Современные строительные технологии
позволяют строить деревянные дома, которые
отвечают самым высоким стандартам и соответствуют
современным нормам. Кровля, стены, отделка
и перекрытия, а также все прочие элементы
здания выполняются из древесины. Исключение
составляет лишь цоколь и подвал. Стены из дерева.
Древесину, как материал, можно применить
практически для любого вида стен – как
для межкомнатных перегородок и стен жесткости,
так и для несущих стен. Деревянное каркасное
строительство подразумевает установку
несущих балок, расположенных на одинаковом
расстоянии. Это касается как межкомнатных,
так и несущих стен. Пространство между
балками заполняется любым изоляционным
материалом, будь то минеральная вата,
пенопласт или другой изоляционный материал.
Обшиваются такие стены древесно-стружечными
плитами, гипсокартоном либо фанерой.
Также пространство между балками может
попросту закладываться кирпичом, блоком
или любым другим строительным материалом.
Такой вид строительства называют деревянным
каркасным строительством. Сюда же относится
и строительство из фахверковых панелей.
Последний способ имеет несколько разновидностей,
одна из которых – строительство из деревянных
рам. Эти способы строительства произошли
от строительства из бревен, позже это
строительство выделилось в два направления
– описанное выше строительство из деревянных
рам и строительство из сборных брусчатых
панелей и клееных элементов.
Фахверк. Основа фахверковой стены – деревянный
каркас из бруса, соединенный при помощи
цапф. Внутри такой каркас имеет перегородки,
призванные укрепить конструкцию до прочности
несущей стены. Элементы каркаса фахверковой
стены могут соединяться при помощи врубок
и накладок. Перемычки в раме фахверковых
стен служат не эстетическим, а сугубо
практическим целям. Вертикальные перемычки
несут нагрузку, а наклонные – снимают
ее и распределяют равномерно по всей
раме. Таким образом, создается практически
идеальная несущая стена. Конечно же, выполнять
опорные детали и цоколь из дерева было
бы верхом легкомыслия. Дерево, к сожалению,
являясь прекрасным строительным материалом
в проветриваемой сухой среде, не подходит
для применения в качестве фундамента.
Поэтому цоколь и подвал здания выполняют
из бетона или камня. Деталь, соединяющая
деревянную стену и цоколь, называется
ригель. Ригели соединяются с деревянными
панелями при помощи башмаков. Фахверковая
стена обшивается снаружи подходящим
материалом. Если дизайн предполагает
заполнять панели фахверковых стен кирпичной
кладкой без лицевой обшивки, необходимо
соблюсти два важных правила. Первое –
позаботиться о том, чтобы края рамы выступали
на 20 мм, для того, чтобы влага могла стекать
вниз. Второе – обязательно уложить под
деревянный порог гидроизоляционный материал. Каркасные конструкции из
дерева.
Фахверковые панели дали толчок развитию
родственных технологий. Одна из них –
каркасное строительство. Эта технология
превратилась в целую индустрию. Особенно
широко распространено каркасное строительство
в США и Канаде. Основные несущие балки
из цельного деревянного массива соединяются
при помощи накладок, дюбелей, шурупов,
скобами и формовыми стальными элементами,
пластинами с крюками. Кроме цельного
дерева может применяться дощатая клееная
древесина или конструкционная древесина.
Как правило, стойка выполняется в этаж,
реже – в два этажа. К конструкции добавляются
ригели, на которые укладываются балки
перекрытия. Преодоление ветровой нагрузки
достигается за счет применения стальных
откосов. Обшивка стен также придает конструкции
необходимую жесткость и устойчивость. Рамное строительство из дерева.
Концепция рамного строительства предполагает
сборку и последующую установку деревянных
рам непосредственно на стройплощадке.
Все детали каркаса имеют постоянное сечение.
Детали соединяются при помощи гвоздей
и стальных накладок. В рамном строительстве
практически не применяются откосы, поэтому
обшивка их древесно-стружечными плитами
обязательна. Внутренние межкомнатные
стены обшиваются гипсокартонном. Внешние
стены наполняются плитами из минеральной
ваты, пароизоляционной пленкой и гидроизоляционными
прокладками по стыкам и соединениям.
Внутренние стены заполняются минеральной
ватой или пенопластом в качестве шумоизоляции.
Панельное строительство
из дерева. Панельное строительство – технология,
согласно которой панели из дерева изготавливают
на заводе и доставляют на стройплощадку
уже в готовом виде. Обычно панели из древесины
изготавливают на высоту этажа. Детали
каркаса, наполнение и обшивка панелей
аналогичны применяемым в рамном строительстве.
Элементы каркаса соединяются с помощью
скоб, болтов, клея и нагелей. Монтируют
панели при помощи болтов, скоб или специальных
монтажных нагелей. Основное в панельном
деревянном строительстве – устройство
швов. Теплоизоляция и гидроизоляция их
– залог теплого сухого жилища. Брус как материал для строительства.
Самый экологически чистый вариант деревянного
здания – сруб. Современные технологии
производства дали возможность для развития
принципиально новой отрасли – изготовления
срубных панелей. Производная от срубных
панелей – панели из клееного бруса и
дощатого штабеля. Рубленая стена изготовляется
либо как полнотелый сруб, либо как двойной
сруб с утеплителем. В любом случае швы
уплотняются шовными лентами. Между собой
брусья соединяются болтами, углы же соединяют
обычно врубками или в пол лапы. Клееные
панели из дерева изготавливаются по высоте
этажа. Они состоят обычно из нескольких
слоев склеенных досок. Как правило, это
три, пять или семь слоев. Склеиваются
доски полиуретановым клеем. Внутренние
пластины склеивают с расчетом прокладки
внутренних коммуникаций – электропроводку,
водопровод и связь. Рамы, пороги и подоконники
могут также выполняться из клееного массива.
Любая брусчатая панель должна быть дополнена
уплотнителями, гидроизоляцией и теплоизоляцией.
Изоляционные материалы могут располагаться
между стенами, если выбран как вариант
двойной сруб, или между стеной и внутренней
облицовкой. Брусчатая стена не требует
внутренней пароизоляции, что считается
большим плюсом таких стен. Стена из слоистой
штабельной древесины состоит из досок
шириной 8-12 см, и толщиной 20-35 мм. Скрепляются
доски гвоздями или нагелями. Для распределения
нагрузки сверху и снизу устраиваются
обвязки. Обшивка, как внутренняя, так
и наружная, придает жесткость конструкции. Легкие деревянные перегородки.
Легкие перегородки – это внутренние
стены из гипсокартона или древесных плит.
Каркас легких перегородок – это вертикальные
стойки от пола до потолка помещения. В
легких перегородках жесткость обеспечивается
за счет обшивки. Деревянные перекрытия.
Деревянные перекрытия выполняются из
балок, реже – из массивных деревянных
деталей или деревянно-бетонных конструкций. Балочные перекрытия.
Балочные перекрытия из дерева обыкновенно
применяют в фахверковом или каркасном
строительстве. Однако балочные перекрытия
можно использовать и в зданиях из кирпича
или деревянных панелей. Балочное устройство
различается в зависимости от положения
в здании и функций в конструкции. Междуэтажное
перекрытие подразумевает разделение
полноценных этажей, чердачное перекрытие
– разделение верхнего этажа и чердака.
В мансардных домах перекрытия чердака
устроены обычно таким образом, что они
же являются и затяжками стропил. Также
перекрытия мансарды могут отделять пространство
чердака от мансардного помещения. Любое
балочное перекрытие должно опираться
на анкеры, расположенные в стенах. При
устройстве балочного перекрытия учитывают
также и вероятность расширения древесины
в зависимости от времени года, оставляя
некоторое пространство внутри стены.
При укладке балок на стену следует позаботиться
о гидроизоляции участков, соприкасающихся
с кирпичом или бетоном, а также о теплоизоляции
торцов балок. Теплоизоляция необходима,
чтобы избежать конденсирования влаги
от перепада внешней и внутренней температур
на торцах, что может стимулировать гниение
древесины. Массивные системы перекрытий
из дерева.
Разработаны такие системы для облегчения
монтажа перекрытий, а также для повышения
несущей способности и шумозащиты.
Существуют следующие типы массивных
перекрытий:
• Дощатые штабельные перекрытия
• Элементные перекрытия
• Перекрытия из перекрестных балок
• Перекрытия из дощатой слоистой древесины
• Элементы из толстой древесины
• Клееные ребристые плиты
• Деревобетонные связанные конструкции.
Приложения Таблица 1.
Таблица 2.
ШПОН Для облицовывания деталей столярных
изделий и изготовления мозаичных наборов
в технике маркетри применяют тонкий листовой
материал из древесины, называемый шпоном.
Шпон бывает строганым и лущеным. Строганый шпон (ГОСТ 2977—82) вырабатывают
из древесины лиственных рассеянно-сосудистых
пород — бука, ореха, клена, чинары, яблони,
черешни, диморфан-та; кольцесосудистых
пород — дуба, ясеня, ильма, каштана, бархатного
дерева, карагача, белой акации, вяза, шелковицы;
хвойных пород — тиса, лиственницы, сосны.
Строганый шпон получают путем строгания
(11) брусьев на специальных станках. В зависимости
от направления строгания по отношению
к оси ствола и от расстояния от центра
бревна получается различная текстура
строганого шпона: радиальная, полурадиальная,
тангентальная и тангентально-торцовая. Радиальный
шпон получают при строгании вдоль оси
ствола в центральной его части. При этом
годичные слои располагаются в виде прямых
параллельных линий, а сердцевинные лучи
наиболее заметны в виде поперечных волнистых
линий, штрихов и пятен. Полурадиальный
шпон получают при строгании вдоль оси
ствола посередине между сердцевиной
и наружной его частью. Годичные слои на
части листа дают рисунок в виде сходящихся
линий. Сердцевинные лучи в виде блестящих
коротких полос и пятен располагаются
не менее чем на половине поверхности
листа. Тангентальный шпон строгают вдоль
оси ствола ближе к его наружной части,
отчего годичные слои приобретают вид
сходящихся линий, а сердцевинные лучи
— вертикальных линий и штрихов, узких
и мало заметных. Тангентально-торцовый
шпон изготовляют из наплывов (капов),
комлевой части ствола и других частей,
имеющих свилеватое строение древесины,
в результате чего годичные слои дают
причудливый рисунок с вкраплениями различных
по форме и цвету пятен, линий, штрихов
и т. п. У строганого шпона различают лицевую
(верхнюю) и обратную стороны. Лицевая
поверхность более гладкая, нижняя поверхность
имеет заметные на ощупь бугорки, вырывы
волокон. Лущеный шпон (ГОСТ 99—89) получают
в виде непрерывной ленты (12) при срезании
(лущении) вращающегося кряжа (чурака).
Для придания древесине необходимой пластичности
чураки предварительно проваривают в
воде, нагретой до температуры 50— 60°С.
Лента шпона, получаемая в результате
лущения, разрезается специальными ножницами
на листы заданного формата, которые затем
сушат, обрезают, сортируют и укладывают
в стопы на хранение. Лущеный шпон изготовляют
из древесины березы, осины, ольхи, дуба,
ясеня, бука, ильма, липы, сосны, лиственницы
и кедра. Шпон – замечательный
материал, имеющий давнюю историю применения
в мебели. При этом он как нельзя лучше
соответствует современной тенденции
к максимально полному и бережному использованию
природных ресурсов: ведь благодаря использованию
шпона чарующая красота древесины становится
доступной гораздо большему числу людей.
Например, если взять дубовое бревно объёмом
один кубометр, то из него можно получить
либо около 30 м2 досок толщиной 25
мм, либо 750 м2 шпона толщиной 0,7 мм.
Естественно, производитель фанерованной
мебели при выборе материала для облицовки
хочет быть уверен, что получает качественный
продукт. Каковы же основные критерии? В
первую очередь стоит сказать, что о качестве
шпона очень трудно судить обобщённо:
при его оценке многое зависит от критериев
качества, принятых для данной породы
древесины. Так, некоторые особенности,
которые расцениваются как дефекты для
одного вида древесины, могут считаться
достоинствами для других. Тем не менее
существуют некоторые основные характеристики,
на базе которых можно с определённой
точностью классифицировать шпон по качеству.