Будівлі і споруди та їх поведінка в умовах пожежі МОДУЛЬ 2 : “Поведінка

будівельних конструкцій під час пожежі”.

ЛЕКЦІЯ 13.
ПОЖЕЖНО-ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕРЕВ’ЯНИХ БУДІВЕЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

.

дерев`яних конструкцій під час пожежі.

3. Загальна послідовність визначення межі вогнестійкості

дерев`яних конструкцій.

є матеріалом природного походження, який на 99% складається з органічних

речовин (50% складових деревини – це целюлоза). Наявність целюлози у структурі деревини і обумовлює її горючість.
Під дією високої температури відбува-ється так званий піроліз целюлози – процес хімічного перетворення целюлози в інші речовини, який супроводжується виділенням газів.

деревини до температури 200 – 250 ºC. Целюлоза перетворюється на

вугілля і виділяє негорючі гази (чадний газ, вуглекислий газ, водяний пар);
2 стадія - спостерігається при нагріванні деревини до температури 250 – 360 ºC і вище. Целюлоза перетворюється на смоли і виділяє горючі гази, зокрема метан.

На початку впливу високої температури поверхневі шари деревини починають прогріватися.

Целюлоза, що міститься там, починає перетворюватися на вугілля (поверхневе обвуглення деревини) під дією зовнішнього теплового випромінювання, вугілля починає тліти і само виділяє тепло;

прогріву деревини збільшується.

Внаслідок подальшого прогріву розпочинається піроліз целюлози у

більш глибоких шарах деревини, при чому виділяються горючі гази;

вступають у взаємодію із киснем зовнішнього повітря і спалахують від

тліючого вугілля, розпочинаючи самостійне горіння деревини, горіння газів підтримує тління у деревному вугіллі;

углибину, піроліз целюлози триває за рахунок прогріву глибинних шарів деревини.

Таким чином продовжується горіння деревини.

на вугілля або в той момент, коли буде ліквідовано джерело

теплового випромінювання.

Іншими словами, горіння деревини буде тривати до тих пір, доки відбуватиметься піроліз целюлози.

виділенням тепла, світла, звуку, диму і полум‘я.

Для виникнення процесу

горіння необхідні три основні умови:
- наявність горючої речовини;
- наявність окислювача;
- наявність джерела запалювання.

Причому пальна речовина та окислювач повинні бути нагріті до певної температури і знаходитися у відповідному кількісному співвідношенні.

і виділенням негорючих газів.
При прогріві деревини до температур 100 –

110 ºC спостерігається висихання деревини і виділення летючих ароматичних речовин.
При прогріві до температур 110 – 150 ºC деревина починає змінювати колір (жовтіє), ароматичні речовини виділяються більш інтенсивно.
При прогріві до температур 150 – 250 ºC розпочинається димоутворення і обвуглення;

газів, самостійним горінням деревини і горінням вуглецю:

При прогріві деревини до

температур 250 – 280 ºC спостерігається вихід горючих газів на поверхню і їх займання.
При прогріві до температур 280 – 300 ºC збільшується вихід горючих газів і розпочинається самостійне горіння деревини великим полум`яним факелом.
При прогріві до температур 300 – 350 ºC відбувається інтенсивне утворення деревного вугілля, вугілля утворює своєрідну суцільну корку, яка екранує деревину.

вкривається тріщинами, крізь які горючі гази продовжують виходити на поверхню.

Горіння деревини триває, але із зменшеним полум`яним факелом.
Слід зауважити, що само спалахування деревини відбувається при прогріві до температур 350 – 450 ºC, при тривалому прогріванні деревини температура спалахування може навіть знижуватись.

експлуатуються у наявних будівлях, в основному являють собою стрижньові елементи

(балки, перекриття, кроквяні балки, стояки).

Ці елементи виконують лише несучу функцію, тому межа вогнестійкості таких елементів визначається лише за 1-м граничним станом.

послідовно перетворюються на вугілля.

При подальшому розвитку пожежі обвуглення деревини триває

і величина робочого перерізу конструкції починає поступово зменшуватися. Відповідно зі зменшенням робочого перерізу знижується і несуча здатність конструкцій.

У деякий момент настає ситуація, коли залишкова несуча здатність конструкції виявляється меншою, ніж зовнішнє навантаження і в цей момент відбувається руйнування конструкції.

геометричні розміри, а також величину зовнішнього навантаження;
крім того, необхідно задати

величину нормативного обвуглення.

Для деревини хвойних порід величина нормативного обвуглення складає 2-2,5 мм/хв.

параметри конструкції до пожежі, зокрема визначають несучу здатність.
Тривалість пожежі умовно

розбива-ється на інтервали часу по 1-3 хв. Для конкретного інтервалу часу визначають зміни у несучій здатності. Несуча здатність у визначений інтервал часу порівнюється із зовнішнім навантаженням.

Аст – площа перерізу до пожежі;
Rд – опір деревини.

т.д.) хвилин від початку вогневого впливу.

Якщо несуча здатність виявиться більшою,

ніж зовнішнє навантаження, то визначають параметри конструкції для наступного інтервалу і продовжують розрахунок до тих пір, доки несуча здатність у визначений інтервал часу не виявиться меншою, ніж зовнішнє навантаження.

що, у кінцевому підсумку веде до зниження їх робочого

перерізу та зростанню напруження в робочому перерізі при незмінному зовнішньому навантаженні. Граничний стан конструкції за міцністю знаходять у момент, коли напруження в робочому перерізі стають рівними до нормативних.

враховувати швидкість вигоряння деревини, що призводить до:
- зменшення перерізу будівельного

елемента,
зростанню напружень та
зменшенню несучої спроможності.

вище межа вогнестійкості: у металевих чи дерев’яних і чому?
Що таке

піроліз целюлози?
За яким граничним станом розраховується межа вогнестійкості дерев’яних конструкцій і чому?
Що є причиною руйнування дерев’яних конструкцій при пожежі?
Охарактеризуйте першу стадію піролізу целюлози.
Охарактеризуйте другу стадію піролізу целюлози.
Охарактеризуйте 1 фазу горіння деревини.
Охарактеризуйте 2 фазу горіння деревини.
До яких пір може тривати горіння дерев’яної конструкції при пожежі?
Які вихідні дані необхідні для визначення межі вогнестійкості дерев’яної конструкції?
Наведіть загальну послідовність визначення межі вогнестійкості дерев’яної конструкції.

будівельні. Методи випробувань на горючість.
2. Пушкаренко А.С., Васильченко О.В., Квітковський

Ю.В., Луценко Ю.В., Миргород О.В. «Вогнезахисне обробляння будівельних матеріалів і конструкцій» - Х.: НУЦЗУ, 2011. – 176 с.
3. Яковлев А.И. Расчет огнестойкости строительных конструкций. - М.: Стройиздат, 1988. - С. 26 - 32.
4. Іванов В.А. і ін. Конструкции из дерева и пластмасс. Приклади проектування. - К.: Вища школа, 1981.
5. Лыков А.В. Теория теплоповодности. -М.: "Высшая школа", 1967. – 599 с.