Главная / О древесине / Защита в конструкциях

Методы защиты древесины в конструкциях

Одним из эффективных и экологически безопасных средств защиты древесины в гражданских зданиях, включая малоэтажные деревянные дома, является конструкционная профилактика.

Под конструкционной профилактикой понимаются меры, принимаемые при разработке конструкции здания, его строительстве и эксплуатации, обеспечивающие длительный срок службы (более 50 лет) без биологического разрушения.

Защита от биологических разрушителей может быть достигнута при минимальном использовании химических средств защиты. В большей степени она обеспечивается правильным конструированием здания, создающим условия неблагоприятные для развития грибов и насекомых.

Для этого в процессе эксплуатации здания в его надземной части должна устойчиво поддерживаться эксплуатационная влажность древесины, которая, в зависимости от назначения помещения, может колебаться в пределах от 8 до 20 %. В таких условиях, как отмечалось выше, дереворазрушающие и другие грибы в древесине не развиваются.

Только в тех случаях, когда нет возможности стабильно поддерживать влажность ниже 18...20 %, когда элементы деревянных конструкций периодически подвергаются увлажнению атмосферными осадками или грунтовыми водами, они подлежат обработке химическими средствами защиты. К таким элементам, например, относятся нижние венцы деревянных домов, лаги, лежащие на грунте, столбы и пр.

В редких случаях, при наличии высоких грунтовых вод, в болотистых местностях, в береговой зоне возможно полное погружение деревянных элементов конструкции, например, свай подземной части здания, в воду. При влажности древесины выше 120 % грибы, как отмечалось выше, также не развиваются. Деревянные конструкции в таком случае служат сотни лет.

Очень часто строители, нарушая по разным обстоятельствам Строительные нормы и правила, при возведении домов используют сырую древесину. В этом случае необходимо принять неотложные меры для сушки древесины в конструкции, путем применения естественной и принудительной вентиляции помещений, создавая в них такой температурно-влажностный режим, который соответствует условиям последующей эксплуатации.

Источники увлажнения древесины

Для обеспечения требуемой эксплуатационной влажности деревянные конструкции следует защищать от источников увлажнения, к которым относятся:

- грунтовые (подземные) и поверхностные (ливневые и сезонные) воды, которые, проникая в фундаменты, могут подниматься вверх по стене за счет капиллярных сил на высоту до третьего этажа; эта влага, испаряясь внутри помещений, повышает влажность воздуха и создает неблагоприятные условия, как для проживания людей, так и стойкости древесины конструкций. В местах опоры деревянных балок на стены, насыщенные влагой, наблюдается промерзание кирпичной кладки, выпадение конденсата;

- атмосферная влага в виде дождя, снега и града; опасна для надземной части здания. Проникая в пространство под крышей через щели и повреждения в кровле, атмосферные осадки увлажняют элементы стропильной системы, утеплитель и деревянные чердачные перекрытия; при коротких свесах крыши атмосферные осадки увлажняют стены, что приводит к загниванию стеновых бревен, брусьев, дощатых обшивок;

- монтажная или строительная влага; поступает в конструкции зданий при их возведении; большое количество влаги может быть внесено при использовании сырой древесины, применении кладочных и отделочных растворов, бетонировании и др.; например, в 1 м3 кирпичной кладки содержится до 200 л воды. Один кубический метр древесины с влажностью 23 % при высыхании до 10... 12 % выделяет около 40 л. воды;

- конденсационная влага; образуется на поверхности или внутри деревянных ограждающих конструкций жилых зданий; поверхностная конденсация имеет место при недостаточном термическом сопротивлении ограждения, когда температура на внутренней поверхности становится ниже температуры точки росы; она наблюдается низуально, особенно на оштукатуренных поверхностях; конденсация водяного пара внутри деревянных конструкций может быть систематической и периодической. При систематической конденсации теплый влажный воздух перемещается из помещения в сторону пониженной температуры, при его охлаждении происходит конденсация водяного пара, приводящая к увлажнению древесины; она имеет место во всех ограждающих конструкциях, если внутри их отсутствует гидроизоляция.

Периодическая конденсация происходит во время оттепели после сильных морозов при резком повышении температуры наружного воздуха; масса материала ограждений не успевает нагреться (имеет место температурный гистерезис), температура их поверхности оказывается ниже температуры точки росы и происходит конденсация водяных паров (наблюдается в виде инея). Конденсационное увлажнение может происходить в глубине трещин в брёвнах и брусьях стен вследствие утреннего, температурного гистерезиса, характерного для условий континентального климата.

Внутренняя конденсация более опасна, чем поверхностная, потому что обнаруживается, как правило, когда в ограждающей конструкции произошли необратимые изменения под действием дереворазрушающих грибов;

  • влага, проникающая в конструкции из-за протечек; вызвана неисправностями кровли, сетей водопровода, канализации и санитарно-технического оборудования;
  • влага, которая попадает на деревянные элементы конструкций в результате конструкционных ошибок, допущенных при проектировании или в ходе строительства.

В комплексе мероприятий по конструкционной профилактике деревянных конструкций зданий большое значение имеет правильный выбор земельного участка под застройку.

На влажность конструкций подполья или подвала существенно влияет влажность грунта под зданием. Новостройки следует располагать на возвышенностях, имеющих низкий уровень грунтовых вод и хороший естественный сток атмосферных осадков. Когда это невозможно, необходимо проведение мелиоративных мероприятий, например, искусственного понижения грунтовых вод и др.

С площадей, предусмотренных под новостройки, следует удалять верхний растительный слой земли, корни растений, пни, так как они являются хорошей органической базой для развития домовых грибов. Сильное разрастание деревьев и кустарников вокруг постройки также создает условия для развития грибов.

Уклон земли от здания должен быть спланирован так, чтобы атмосферные осадки стекали с поверхности кровли и ограждений в открытые или закрытые водостоки.

Конструкционные решения основных узлов, как деревянных домов, так и домов с частичным использованием древесных материалов рассматриваются в курсе «Основы строительного дела», поэтому далее остановимся на характеристике мер, обеспечивающих сохранность древесины в основных узлах от биологических разрушителей.

Наружные стены построек и зданий испытывают на себе постоянное влияние атмосферных воздействий, которые в совокупности с агентами биологического разрушения приводят к ухудшению внешнего вида, старению и нарушению целостности сооружения.

Для предупреждения или существенного снижения такого воздействия наружную поверхность стены следует выносить за плоскость цоколя (смотреть рисунок, поз. 5); если же цоколь выступает за плоскость стены, то монтируется фартук 7, выступающий за плоскость цоколя не менее чем на 50 мм; при наличии дощатой обшивки фартук заводят под доски обшивки. В верхней части стены делают широкий карниз или свес 4 крыши (не менее 50 см), защищающий стену от прямого попадания атмосферных осадков падающих наклонно под напором ветра на плоскость стены.

Для устранения увлажнения нижних венцов здания, между ними и цоколем размещают прокладку из теплоизоляционного материала заключённую между двумя слоями гидроизоляции, и доску, пропитанную антисептиком.

Для удаления из подполья влаги, испаряющейся из грунта, в верхней части цоколя делаются вентиляционные отверстия размерами не менее 15x27 см на расстоянии не более 3...4 м одно от другого.

Высота подполья от поверхности уплотненного грунта до низа балок должна быть не менее 50 см, а по уплотненному грунту укладывается гидроизоляционный слой. Цоколь отделяется от подземной части фундамента слоем гидроизоляционного материала.

Земля, прилегающая к цоколю, должна быть спланирована и закреплена отмосткой 6 с уклоном и шириной не менее 50 см. Подземная часть фундамента выполняется из влагоустойчивых материалов.

оформление наружной деревянной стены
Рис. 2. Конструкционное оформление наружной деревянной стены: а — неправильное; б, в — правильное; 1 — стена завершена узким карнизом или узким свесом крыши; 2 — цоколь выступает за плоскость стены; 3 — земля, прилегающая к цоколю, не спланирована; 4 — стена сверху завершена широким карнизом или широким свесом крыши; 5 — стена выступает за плоскость цоколя; 6 — земля, прилегающая к цоколю, спланирована и имеет отмостку; 7 - фартук, защищающий цоколь от увлажнения

В междуэтажных и чердачных перекрытиях балочного типа наибольшей опасности подвержены концы балок в местах опоры на наружные каменные стены, где они могут увлажняться монтажной влагой и конденсатом, выпадающим зимой на передней стенке опорного гнезда.

Конец балки заделанной в стену, включая торец, обрабатывается водорастворимым антисептиком на длину 50...75 см и гидроизолируется (кроме торца) рулонным материалом или слоем мастики толщиной не менее 2 мм. Гнездо со стороны помещения заделывают цементным раствором, изолирующим его от теплого воздуха из помещения для предотвращения образования конденсата.

Деревянные элементы утепленных чердачных перекрытий могут увлажняться конденсатом, который образуется внутри при недостаточной толщине утеплителя или неправильно размещённом (в холодной зоне) гидроизоляционном слое.

При использовании в качестве несущих конструкций деревянных ферм, гнезда для опор ферм должны быть открытыми. Опорный (мауэрлатный) брус, опирающийся на наружные каменные стены, размещают выше уровня утеплителя чердачного перекрытия не менее чем на три ряда кирпичной кладки. Необходимо также предусмотреть его обработку антисептиками и изоляцию от кладки гидроизоляционным материалом.

Метод защиты древесины от воздействия воды

Методом защиты древесины от воздействия воды, растворов кислот и щелочей является ее гидрофобизация. Снижение гигроскопичности древесины может достигаться:

  • покрытием поверхности гидрофобными пленками, которые могут образовать водная битумная эмульсия; раствор восков каменноугольного или другого пека; расплавленный или растворенный парафин или петролатум; растворы или эмульсии некоторых синтетических смол;
  • пропиткой древесины гидрофобными веществами;
  • удалением из древесинного вещества гидрофильных гидроксильных групп.

Хорошие результаты дает обработка древесины фенолформальдегидными смолами, которые не только гидрофобизируют, но и консервируют древесину, особенно если в них содержится в избытке формалин или высшие фенолы. Покрытая или пропитанная такими смолами древесина приобретает значительную стойкость против кислот и щелочей. В качестве антипиренов к смолам можно добавлять хлористый цинк или хромат меди.

Применимы методы обработки поверхности лесоматериалов асфальтом или лаками, к которым добавлен порошок алюминия. Такие покрытия дают почти полную защиту древесины от воздействия воды и в то же время придают лесоматериалам красивый металлический вид и снижают их горючесть.

Стабилизация объема лесоматериалов достигается пропиткой синтетическими смолами, заменой содержащейся в древесине воды некоторыми силикатами и другими способами.