Огнестойкость деревянных конструкций

Огнестойкостью деревянных конструкций называют способность элементов строительных конструкций сохранять в условиях пожара (при температуре 700 - 1000°) свои основные строительные свойства: нести расчетную нагрузку и ограждать помещения. Предел огнестойкости выражается длительностью воздействия огня до разрушения несущих строительных элементов (балок, междуэтажных и чердачных перекрытий, колонн и т. п.), а также до образования сквозных отверстий в перегородках и дверях или до достижения на их поверхности, противоположной действию огня, температуры 150°.

Пределы огнестойкости деревянных конструкций определяют огневыми испытаниями в специальных печах, в которых обеспечивается следующий стандартный режим возрастания температуры (в град.):

Дверные полотна, склеенные из брусков толщиной 50 мм, имеют предел огнестойкости 1 час.

Деревянные балки сечением 17×17 см, нагруженные до напряжения σ = 100 кг/см², показали предел огнестойкости 40 мин.

Деревянные колонны сечением 15×15 см и высотой 3,5 м, напруженные до напряжения сжатия 45 кг/см², разрушаются через 25 мин., а при сечении 29×29 см и напряжении сжатия 66 кг/см² — через 50 мин. Пределы огнестойкости деревянных конструкций из стальных элементов по несущей способности значительно ниже, а железобетонных при отсутствии предварительного натяжения арматуры несколько выше.

Снижение несущей способности деревянных элементов под действием огня вызывается уменьшением площади их рабочего сечения в результате переугливания части древесины (скорость переугливания в глубину сечения в среднем принимают равной 0,8—1 мм/мин), а также повышением температуры древесины в слоях, расположенных под образующимся углем (рис. 1, в). Нагрев древесины снижает не только показатели ее сопротивления разным видам механических напряжений, но и модуль упругости. Разрушение деревянных элементов наступает в тот момент, когда сопротивление сохранившейся древесины (рис. 1, в, г) действующим изгибающим моментам и продольным силам оказывается превзойденным.

Рис. 1. Сечение деревянной балки после воздействия на нее огня
(а — первоначальное сечение; б — слой угля; в — слой древесины, ослабленной нагревом (толщина 25—35 мм); г — холодная древесина, сохранившая нормальную прочность)

Покрытие деревянных элементов теплоизолирующими слоями (обмазки, штукатурки) повышает пределы их огнестойкости. Эффективность этих слоев зависит от температуропроводности защитного материала, его толщины, а также от прочности его сцепления с защищаемой древесиной. Например, слой известково-алебастровой штукатурки толщиной 20 мм, нанесенный по металлической сетке, увеличивает предел огнестойкости деревянных элементов на 20-30 мин.