Деревянные конструкции, подвергшиеся воздействию высоких температур, сохраняют видимую форму, но могут существенно утратить несущую способность. Обугливание древесины снижает её рабочее сечение, прочность, жёсткость и устойчивость к длительным нагрузкам. Оценка глубины обугливания необходима для определения возможности дальнейшей эксплуатации элемента, принятия решений о его замене, усилении или демонтаже. Нормативы предусматривают конкретные предельные значения, при превышении которых восстановление нецелесообразно.
Как происходит обугливание древесины при пожаре
При температуре выше 250 °C начинается термодеструкция органических соединений в древесине, а при 300–400 °C уже формируется слой угля. Скорость обугливания зависит от породы дерева, влажности, направления волокон и интенсивности пламени. Как правило:
- Хвойные породы обугливаются быстрее лиственных;
- Сухая древесина подвержена более глубокому прогару;
- Вертикальные элементы чаще повреждаются с одной стороны, горизонтальные — по периметру;
- Вентиляция помещения влияет на температуру и глубину обугливания.
Методы определения глубины обугливания
Для оценки остаточного рабочего сечения и принятия инженерного решения используются следующие методы определения глубины обугливания:
- Визуальный осмотр — ориентировочная оценка толщины обугленного слоя по цвету и структуре поверхности;
- Механическая проверка — зондирование штырем или ножом до твёрдого слоя древесины;
- Шаблонные замеры — применение линейки, угольника или специальных шаблонов для фиксации остаточного сечения;
- Ручная зачистка участка конструкции для определения точной геометрии не повреждённого слоя;
- Измерения в сечении — при вскрытии балки или колонны в поперечном разрезе.
Допустимые значения обугливания по нормативам
Нормативные документы устанавливают предельные значения глубины обугливания, при которых допускается сохранение конструкции с учётом остаточного сечения. К основным положениям относятся:
- Максимально допустимое обугливание не должно превышать 20–25% исходного сечения без усиления;
- При обугливании более 25% требуется расчёт остаточной прочности и, как правило, усиление;
- Обугливание по всем граням (полное охватывание сечения) требует замены конструкции;
- Глубина обугливания 1 мм соответствует примерно 1,5–2 мин воздействия открытого огня при стандартных условиях;
- Остаточное сечение должно быть достаточным для восприятия расчётной нагрузки с учётом требований по деформациям и устойчивости.
Как оформляются результаты обследования
По результатам обследования с определением глубины обугливания составляется заключение, включающее:
- Идентификацию элементов — тип, материал, размер, место в конструкции;
- Описание повреждений — глубина обугливания, площадь охвата, состояние креплений;
- Методы замеров и места их проведения;
- Сравнение с нормативами и определение степени утраты несущей способности;
- Рекомендации — усиление, замена, сохранение с ограничениями по нагрузке;
- Фотофиксация и схемы с указанием точек обследования (при необходимости).
Нормативные документы для оценки обугливания древесины
Оценка повреждений деревянных конструкций после пожара проводится с учётом следующих нормативных источников:
- СП 64.13330.2017 — "Деревянные конструкции", актуализированная редакция СНиП II-25-80;
- СП 13-102-2003 — "Правила обследования несущих строительных конструкций";
- ГОСТ 31937-2011 — техническое обследование зданий и сооружений;
- Руководящие методики НИИ — по расчёту остаточной несущей способности обугленных деревянных элементов;
- СП 255.1325800.2016 — в части оформления технических заключений и расчётных оценок.
