9. Пожарная опасность и поведение при пожаре древесины и материалов на ее основе

Древесина чувствительна к нагреву. Уже при температуре материа­ла порядка 110°С начинается ее терморазложение, которое можно разде­лить на несколько характерных стадий. При нагревании до 120-180°С проис­ходит удаление свободной и затем начинается выделение химически связан­ной влаги, разложение наименее термически стойких компонентов древе­сины в основном с выделением С0₂ и Н₂0. При температуре 250°С начина­ется пиролиз древесины (в основном гемицеллюлозы) с выделением СО, CH_4, Н₂, С0₂, Н₂0 и т.п. Образующаяся газовая смесь уже способна к вос­пламенению от источника зажигания. При температуре 280-300°С процесс терморазложения древесины интенсифицируется. Лигнин разлагается лишь при достижении 350-450°С. При 350-450°С продолжается пиролиз древесины и выделяется основная масса горючих газов - 40% от возможного количе­ства. Выделяющаяся газообразная смесь состоит из 25% Н₂ и 40% предель­ных и непредельных углеводородов. При достижении достаточной концен­трации газообразных горючих продуктов терморазложения возможно их самовоспламенение.

Процесс горения древесины протекает в две стадии: пламенное го­рение продуктов терморазложения древесины и тление образовавшегося угольного остатка. Тление происходит в результате гетерогенной реакции угольного остатка с газообразным кислородом воздуха. В условиях пожа­ра до 60% тепла выделяется в период пламенного горения древесины и око­ло 40% - в период горения угля. В связи с этим период пламенного горения является определяющим, хотя занимает более короткий промежуток време­ни, чем фаза тления.

Термическое разложение и горение древесины на пожаре сопро­вождается выделением газообразных продуктов СО, С0₂ и других, которые могут оказывать токсическое (отравляющее) действие на организм человека. При тлении и горении выделяется значительное количество дыма, который представляет собой дисперсную среду, образованную твердыми и жидкими частицами продуктов неполного сгорания древесины. Он снижает видимость и препятствует дыханию человека.

Пожарную опасность древесины можно охарактеризовать следую­щими параметрами. Температура воспламенения и самовоспламенения дре­весины составляют 250 и 350°С соответственно. Линейная скорость распро­странения пламени по поверхности составляет 1-10 мм/с. Эта величина су­щественно зависит от плотности внешнего теплового потока, падающего на древесину, от породы древесины и от ориентации образца мате­риала в пространстве.

Массовая скорость выго­рания древесины (потеря массы в единицу времени с единицы пло­щади) в условиях пожара зависит от многих факторов: породы дре­весины, объемной массы, влаж­ности, площади поверхности, ин­тенсивности облучения и др.

Для древесины показатель токсичности продуктов горения состав­ляет 35,5 г/м³. Древесину следует отно­сить к группе высокоопасных материалов. Токсическое действие продуктов разложения и горения древесины в основном обусловлено высо­ким содержанием в их составе оксида углерода.

В условиях пожара снижается прочность древесины, в результате ее терморазложения, т.е. разрушение структуры, во-вторых, при горении дре­весина обугливается. Изменение прочности древесины существенно зависит от потери массы материала в процессе нагрева. При этом происходит уменьшение и объемной массы.

Следует обратить внимание, что разложение и обугливание древеси­ны при нагревании является главной причиной снижения прочности. В то же время уменьшение объемной массы материала за счет обугливания приво­дит к уменьшению теплопроводности и следовательно, тормозит прогрев древесины.