Древесина как альтернативный строительный материал

 

 

§ 1.2. Огнестойкость деревянных конструкций 
 
В пожарном отношении деревянные строительные конструкции часто неправомерно рассматриваются более опасными, чем металлические или железобетонные. Во время пожара незащищенные металлические или железобетонные конструкции быстро теряют прочность и внезапно ломаются, в то время как деревянные массивные конструкции очень медленно теряют свою несущую способность. На рис. II.2 показаны температурная кривая (1) и изменение прочности деревянного (2) и стального (3) элементов одинаковой несущей способности в условиях пожара.  
 
 
Под действием температуры деревянный элемент (кривая 1) главным образом благодаря своей низкой теплопроводности значительно медленнее теряет прочность, чем металлический элемент (кривая 2). В течении 20 мин, когда температура пожара достигнет 800 °С, деревянный элемент размером 50х 0 мм сохраняет 40 % своей начальной прочности, в то время как металлический элемент всего лишь 10 %. Чем больше размеры деревянного элемента, тем выше его огнестойкость. 
 
Таким образом, следует выделять различные степени огнестойкости зданий и сооружений, которые определяются пределами огнестойкости основных строительных конструкций и пределами распространения огня по этим конструкциям. 
 
Огнестойкостью называется способность строительных элементов и конструкций сохранять несущую способность, а также сопротивляться образованию сквозных отверстий, прогреву до критических температур и распространению огня. Предел огнестойкости определяется временем (в часах или минутах) от начала огневого стандартного испытания образцов до возникновения одного из предельных состояний элементов и конструкций. Предельное состояние конструкций характеризуется несущей способностью, теплоизолирующей способностью (по повышению температуры на необогреваемой поверхности) и плотностью. 
 
Установленные в результате огневых испытаний в специальных лабораторных печах с соблюдением стандартного нарастания температуры пределы огнестойкости деревянных конструкций приведены в табл. II.1 для зданий II степени огнестойкости. 
 
При огневых испытаниях температурное воздействие характеризуется зависимостью 
 
Т-Т₀ = 345log₁₀ (8t+1), °С, 
 
где t - время от начала испытания, мин; Т - температура в печи за время t; Т₀ - температура до теплового воздействия 
 
Таблица II.1. пределы огнестойкости деревянных конструкций 

Основные деревянные конструкции	Предел огнестойкости , ч
Плиты, настилы, прогоны    Балки, фермы, рамы, арки    Колонны    Наружные стены из навесных панелей	0,5    0,75    2    0,5

 
 
 
Согласно СТ СЭВ 1000—78 предел огнестойкости деревянных конструкций прямоугольного сечения можно определить расчетом по прочности и устойчивости. Установлено, что в условиях пожара древесина сгорает с постоянной скоростью, которая зависит от размеров и формы сечения и колеблется в пределах 0,7—1,8 мм/мин. Обуглившийся наружный слой, имея очень низкий коэффициент теплопроводности (в 4 раза меньше, чем у древесины), препятствует проникновению тепла и кислорода в зону горения и тем самым защищает центральную часть элемента от возгорания. Толщину слоя, который может сгореть за определенное время, рассчитывают по формуле 
 
Z=υ₀ τ_n , 
 
где υ₀-скорость обугливания, мм/мин; τ_n- время огневого воздействия, мин; 
 
τ_n=П_р- τ₀; 
 
П_р – предел огнестойкости конструкции; τ₀ – время возгорания (для незащищенной древесины равно 3 мин.) 
 
Расчет по прочности и устойчивости положения деревянных конструкций при заданной огнестойкости производится на действие нормативных нагрузок с учетом сечения, которое осталось после поверхностного сгорания. При этом к расчетным характеристикам древесины вводятся понижающие коэффициенты, которые зависят от вида напряженного состояния. 
 
Строительные материалы по возгораемости подразделяются на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Группы возгораемости материалов устанавливают при стандартных испытаниях. Сущность таких испытаний состоит в определении признаков возгораемости образцов материала диаметром 45 мм, высотой 50мм, объемом 80 см³ при действии температуры 800— 850 °С в течение 20 мин. 
 
За предел распространения огня принимается размер поврежденной зоны образца в плоскости конструкции от границы зоны нагрева перпендикулярно к ней до наиболее удаленной точки повреждения (обугливание или выгорание) для вертикальных конструкций — вверх, для горизонтальных — в каждую сторону. По этим испытаниям незащищенная древесина относится к группе сгораемых материалов, поэтому необходимо применять меры защиты древесины, переводящие ее в группу трудносгораемых материалов, а также соблюдать конструкционные мероприятия, повышающие предел огнестойкости деревянных конструкций.

 

Лесные  ресурсы России. Площадь лесов  России.

Лесные ресурсы России. Площадь лесов России.

Готовый реферат  для студентов "Лесные ресурсы  России", "Леса России", "Площадь  лесов России"

Лесные ресурсы мира огромны. Лидируещее место по площади лесного фонда занимает Россия. Общая площадь России покрытая лесами занимает 45% обширной её территории. На многие и многие километры простираются непроходимые леса.

Лесные ресурсы играют огромную роль в экономике мира как источники древесины и многих видов сырья - растительного (смолы, грибы, ягоды, лекарственные растения) и животного (мясо, меха, ценные лекарственные препараты - панты, бобровая и кабарожья струя, медвежья желчь и т.п.). В жизни многих народов России лес - основная жизненная среда, на которой базируется весь уклад (финно-угорские народы, эвенки и др.). Для русского населения лес - важнейший рекреационный ресурс. В отличие от большинства западных народов, любительские сбор грибов, ягод, лекарственных растений и охота - не только экономическое подспорье, но и совешенно необходимая часть жизненного уклада. В пейзажах русской живописи и литературы, как профессиональной, так и фольклорной, леса абсолютно преобладают над другими ландшафтами.

Россия обладает самыми большими в мире запасами леса. На 1993 г. площадь лесной части лесного фонда составляла 886.5 млн.га, а общий запас древесины - 80.7 млрд. м3, что составляет соответственно 21.7 и 25.9% мировых запасов. Превышение второй цифры над первой говорит о том, что Россия располагает более зрелыми и более продуктивными лесами, чем остальная планета в целом.

Леса играют огромную роль в газовом  балансе атмосферы и регулировании  планетарного климата Земли. Общий баланс для лесов России, рассчитанный Б.Н.Моисеевым составил для углекислого газа 1789064.8 тыс тонн, а для кислорода - 1299019.9 тыс тонн. Ежегодно в лесах России депонируется 600 млн тонн углерода. Эти гигантские объемы миграции газов существенно стабилизируют газовый состав и климат планеты.

Основные запасы лесов России концентрируются в Сибири и на Дальнем Востоке, а также на Европейском севере. Максимальные проценты лесопокрытой площади отмечаются в Иркутской области и Приморском крае, несколько ниже они на юге Хабаровского края, юге Якутии, в приенисейской части Красноярского края и в республике Коми, Вологодской Костромской и Пермской областях. Однако лесистость совпадает с высокими запасами древесины лишь в Приморском крае и, в меньшей степени, на юге Красноярского края В других регионах, где произрастают наиболее продуктивные леса (на Кавказе, Алтае, Европейском центре) лесистость заметно снижена, причем в значительной степени благодаря деятельности человека.

Наиболее бедны лесами области  юга Европейской России - Ростовская, Волгоградская, Астраханская, Оренбургская, Ставропольский край и республика Калмыкия, а также равнинные тундровые  районы. Следует отметить, что на значительной части этих территорий современная лесистость заметно  ниже естественной. Русские в степной  зоне и крупноотгонные оленеводы на юге тундры существенно снизили площади лесов.

Площади лесов на территории России постоянно сокращаются вот уже 500 лет, но, безусловно, наиболее резко - в ХХ в. Но все же этот процесс затронул Россию в меньшей степени, чем основной мир. Считается (Виноградов и др.) [1], что в последние 10 тыс. лет было сведено 2/3 лесов Евразии. Для России этот показатель не оценивался, но он, безусловно, меньше 1/3.

Общая лесная площадь за 10 лет (1983 - 1993 гг.) в России даже возросла на 6 млн га, но это отчасти вызвано изменением системы учета. Однако, во многих регионах имеет место восстановление лесов, связанное с глубоким кризисом сельского хозяйства и экономики в целом. Но в то же время запасы древесины снизились на 1.2 млрд. м3, что говорит о том, что леса России “молодеют”, то есть вырубаются наиболее ценные - спелые и продуктивные леса, в восстановление идет за счет малоценных мелколиственных молодняков.

МИРОВЫЕ ЛЕСНЫЕ РЕСУРСЫ

Расстановка ударений: МИРОВЫ`Е ЛЕСНЫ`Е РЕСУ`РСЫ

МИРОВЫЕ ЛЕСНЫЕ РЕСУРСЫ, один из важнейших видов природных  ресурсов, включающий имеющиеся на территории континентов и стран  запасы леса и недревесные ценности леса. Леса дают древесину — универсальное сырьё для мн. отраслей пром-сти, пищевые продукты, корм для диких и с.-х. животных, служат местом отдыха людей. Лесной покров важен для всего комплекса экологич. систем Земли (см. Лес). Важной особенностью лесных ресурсов является их возобновимость, что позволяет не только регулировать площадь и породный состав лесов, но и непрерывно повышать их продуктивность в направлении максимально возможного удовлетворения растущих потребностей человечества в расширяющемся ассортименте продуктов и услуг леса.

Общая площадь лесных земель мира составляет более 4 млрд. га, в т. ч. сомкнутых лесов ок. 3 млрд. га (табл. 1), из них продуктивных 1,9 млрд. га (1982). Огромны площади кустарников и деградированных лесных земель (на них леса были вырублены, но сохранились или естественно возобновились отдельные группы деревьев и кустарников). На одного жителя приходится 0,67 га сомкнутых лесов. Распределение лесов по поверхности Земли крайне неравномерно. Более половины сомкнутых лесов мира и ок. 17% несомкнутых произрастают в Европе, Сев. Америке и СССР. Лесистость этой части мира в ср. 34,3%. Лесистость Лат. Америки, Африки, Азии и Австралии с Океанией — в ср. 16,9%, т. е. в 2 раза ниже.

Здесь находятся почти  все деградированные лесные земли, площади кустарников и более 80% площади несомкнутых лесов. Резко  различается лесистость отдельных  континентов. Самый низкий показатель её — в Африке (7,5%), самый высокий  — в Лат. Америке (34%), Европе и Сев. Америке (31%). Очень контрастен породный состав лесов континентов. Преобладающая площадь хвойных лесов (88%) находится в СССР, Европе и Сев. Америке. Тропические леса произрастают в Лат. Америке, Африке и Азии; в составе сомкнутых лесов они занимают в этой части мира более 80% и представлены преим. листв. породами.

 
Хвойный лес с берёзами на переднем плане (средняя полоса России)

По общим запасам древесины  ведущее место занимают Лат. Америка (28,8%) и СССР (24%); на долю Европы приходится только 4,2%, Австралии и Океании  — 1,9% (табл. 2): Крайне неодинакова и продуктивность лесов. Две трети общего прироста дают леса СССР, Европы и Сев. Америки. На одного жителя (1980) в этом регионе приходится 2,2 м³годичного прироста, тогда как в остальной части мира лишь 0,3 м³, или в 7 раз меньше.

 
Тайга (Забайкалье)

СССР среди стран мира занимает 1-е место по площади  лесов, их запасам и приросту. На его долю приходится 27% сомкнутых  лесов, 24% общего запаса древесины, 28% её мирового годичного прироста и, что  особенно важно, более половины всей мировой площади лесов (51,7%) и запасов (56,9%) хвойных пород (см. Союз Советских  Социалистических Республик).

Леса — продукт длительных эволюционных процессов на Земле, происходящих вследствие изменения климата, а  также усиливающейся хоз. деятельности человека.

История развития лесной растительности. Достоверные следы наземных растений на Земле найдены в силурийском  периоде палеозоя. Массовое их возникновение  отмечено в девонском периоде. С середины его, т. е. почти 400 млн. лет назад, возникли папоротникообразные — плауновые, папоротники, хвощовые, древовидные формы к-рых образовали первые леса планеты. Лесной тип растительности был преобладающим. Древнейшая лесная растительность отличалась относительным однообразием состава на всей территории Земли. Наибольшего расцвета папоротники, хвощи, плауны достигли в карбоне (каменноугольном периоде). Характерный ландшафт Земли в ту пору составляли леса из крупных древовидных плауновидных лепидодендронов и сигиллярий, достигавших высоты ок. 40 м. Мощные насаждения образовывали каламиты, широкое развитие получили семенные папоротники (птеридоспермы) — первые голосеменные растения, представленные крупными и мелкими деревьями, а также лианами. Типичные каменноугольные леса произрастали на огромной территории в Европе, Сев. Африке, М. Азии, на Сев. Кавказе, продолжаясь полосой через Ср. Азию на С.-В. Китая, в Индонезию и достигая Сев. Америки. К С. и Ю. от этой территории были распространены лесные формации, в к-рых видное место занимали кордаиты — высокие тонкоствольные деревья с крупными (дл. до 1 м) листьями. В пермском периоде палеозоя началось формирование нового типа лесной растительности. На смену лепидодендронам, сигилляриям и кордаитам пришли саговники (сохранились в отдельных р-нах тропич. и субтропич. поясов, преим. в Центр. Америке и в Юго-Вост. Азии, где они представлены невысокими, 10—18 м, деревьями), бенеттитовые (вымерли в нижнем меловом периоде), первые хвойные, а вслед за ними гинкго (в естеств. условиях произрастает в отдельных р-нах Китая).