Rozdział I - Właściwości drewna, zastosowanie.

Drewno jest najstarszym materiałem budowlanym. Pozyskiwanie drewna do celów budownictwa odbywa się za pośrednictwem obróbki mechanicznej lub ręcznej. Stosuje się je zarówno do modernizacji jak i wznoszenie całkiem nowych budynków , szczególnie o konstrukcji szkieletowej. Obecnie panują tendencje do zastępowanie drewna innymi materiałami. Jednak żaden ze współcześnie stosowanych materiałów nie ma tak dobrych właściwości jak drewno.

Do podstawowych zalet należy : mały ciężar, niska przewodność cieplna, duża wytrzymałość mechaniczna oraz łatwość obróbki. Posiada jednakże także wady do których m.in. należą : palność, duża nasiąkliwość, zdolność do wyginania się materiału.

Drewno świeżo po ścięciu ma wilgotność ok. 35%. Stosowane do celów budowniczych powinno posiadać wilgotność w granicach 15 - 20 %, a jeżeli jest wbudowane w granicach 8 - 13 %. Zbytnie przesuszenie drewna powoduje jego pękanie, łuszczenie się i kruszenie. Natomiast duża wilgotność powoduje łatwe zagrzybianie się oraz dodatkowo podwyższa przewodność cieplną. Drewno podczas suszenia zmniejsza swoją objętość a pęcznieje nasiąkając wodą co powoduje naprężenia w konstrukcjach drewnianych.

Gęstość drewna wynosi ok.1,55 g/cm³ i zależy przede wszystkim od jego składu chemicznego. Przewodność cieplna w porównaniu do innych materiałów budowlanych jest bardzo niska. Zależy m. in. od gęstości pozornej, wilgotności oraz kierunku przewodzenia.

Wytrzymałość drewna na ściskanie i rozciąganie zależy od kierunku działania siły. Największą wytrzymałość posiada gdy siła działa wzdłuż włókien, czyli na rozciąganie i tak np. dla buku wynosi 135 Mpa, grabu - 107 Mpa, jesionu i sosny - 104 Mpa, świerku i dębu - 90 Mpa.

Dużą wytrzymałość posiada również drewno na zginanie, np. buk - 105 Mpa, jesion - 99 Mpa, grab - 87 Mpa, sosna - 78 Mpa, świerk 66 Mpa.

W budownictwie stosowane są zarówno gatunki drewna iglastego jak i liściastego. Stosuje się je w postaci :

• okrąglaków - jako stemple rusztowań, słupy, pale fundamentowe,

• krawędziaków - elementy konstrukcyjne stropów drewnianych, więżb dachowych, podkłady kolejowe,

• tarcicę - czyli deski wykorzystywane do deskowań, rusztowań, elementy uzupełniające stropy drewniane, elementy więżb dachowych, elementy konstrukcyjne stolarki budowlanej i wykończeniowej.

Rozdział II - Właściwości pożarowe.

Pod wpływem działania wysokiej temperatury w drewnie zachodzi szereg zmian.

W temperaturze :

• ok. 100⁰ C odparowują olejki eteryczne oraz woda, następuje niejako suszenie drewna,

• ok. 150⁰ C utleniają się żywice oraz wydzielają się znaczne ilości dwutlenku węgla,

• ok.230⁰ C występuje powierzchniowe brunatnienie oraz początek zwęglania się powierzchni drewna,

• ok.270⁰ C tworzy się na powierzchni drewna węgiel który ma tendencje do samozapalenia się

• ok.300⁰ C następuje zapalenie się drewna płomieniem

Z racji swojej budowy prędkość spalania się drewna oraz przyrostu jego temperatury nie jest proporcjonalna do czasu jego nagrzewania. Przy elementach drewnianych o dużych przekrojach występuje wyrażne rozdzielenie faz spalania materiału.

W fazie pierwszej następuje przyrost temperatury związany z gwałtownym odparowaniem wody. Z powierzchni materiału wydzielają się gazy palne sprzyjające rozwojowi pożaru. Na powierzchni w wyniku spalania tworzy się warstwa węgla. Ponieważ warstwa ta ma gęstość ok. 10 razy mniejszą od gęstości początkowej drewna stanowi ona dobrą izolację i zapobiega przenikaniu ciepła do wnętrza materiału. Dodatkowo część wilgoci przemieszcza się w kierunku rdzenia zmniejszając jego podatność na zapalenie.

W związku z powyższymi, korzystnymi, zjawiskami następuje przytłumienie ognia i spadek temperatury.

W momencie kiedy ilość energii skompensowana pod powłoką węgla przewyższy jego wytrzymałość powodując naruszenie powłoki węgla, spalanie ulega zintensyfikowaniu.

W fazie ostatniej gdy wydzieliły się wszystkie substancje palne z drewna ogień znika a drewno żarzy się aż do momentu wypalenia albo samougaszenia.

W zależności od rodzaju drewna oraz temperatury otoczenia występują różne czasy zapalenia się materiału, np.

Gatunek/temperatura	180^0C	250^OC	400^0C
Sosna	14 min.	6 min.	30 sek.
Dąb	20 min.	5 min.	30 sek.

W pewnych sytuacjach można przyjąć, że drewno jako materiał budowlany bardziej się sprawdza i jest wytrzymalszy w warunkach pożarowych od innych materiałów budowlanych. Obecność w wysokich temperaturach , wskutek spalania się poszczególnych wierzchnich warstw drewna, następuje stopniowe zmniejszenie przekroju materiału drewnianego a tym samym dopiero po czasie zmniejsza się stateczność konstrukcji a w końcowym etapie zniszczenie. W przypadku innych materiałów zazwyczaj temperatura niszczy zarówno warstwę wierzchnią jak i narusza stateczność rdzenia materiału. Przyrównując dla przykładu stal, która już w temperaturze 350⁰ C- 450⁰ C traci wytrzymałość, rośnie wydłużenie elementu, zostaje przekroczona granica plastyczności a po schłodzeniu element nie wraca do pierwotnych wymiarów, drewno wypada o wiele lepiej.

Rozdział III - Zabezpieczenia ognioochronne.

Palność materiału zależy od gatunku, wilgotności, przekroju. Aby obniżyć stopień palności wprowadza się środki ognioochronne które mają za zadanie :

• opóznienie momentu zapalenia się elementów drewnianych,

• zmniejszenie szybkości powierzchniowego rozprzestrzeniania się płomieni,

• zmniejszenie intensywności spalania się gazowych produktów rozkładu drewna,

Środki ognioochronne można podzielić na trzy grupy.

Pierwszą z nich stanowią środki opózniające przewodzenie ciepła w kierunku materiału chronionego. Są to przede wszystkim farby trudno topliwe o małym współczynniku przewodności cieplnej, farby odbijające promieniowanie

cieplne, pęczniejące, związki chemiczne powodujące zwęglanie się zewnętrznej warstwy chronionej.

Następną grupę stanowią środki obniżające temperaturę chronionego materiału. Preparaty z tej grupy odbierają ciepło zarówno z otoczenia jak i z chronionego materiału.

Ostatnią grupę stanowią środki które pod wpływem temperatury topią się oklejając materiał szczelną powłoką. Powłoka ta nie dopuszcza powietrza, spowalniając w ten sposób proces palenia.

Najbardziej skuteczne jest zabezpieczenie drewna już w procesie produkcyjnym. Może to być realizowane poprzez :

• nasycenie drewna specjalnymi roztworami za pomocą pędzla,

• powlekanie, do tego procesu używane są lakiery oraz farby a uzyskanie odpowiedniej odporności ogniowej uzyskuje się przez ilość nałożonych warstw,

• pokrywanie warstwą materiału niepalnego typu zaporowego.

---