Физико-химические процессы, протекающие в древесине при пожаре

Уже в 2024 году Минстрой России планирует установить правила строительства многоэтажных деревянных домов. Решение о начале высотного деревянного строительства  влечет за собой вопрос о возможности обеспечения пожарной безопасности в таких зданиях. Очевидно, что древесина – горючий материал, и значит, есть определенные процессы, которые и делают древесину пожароопасной. Рассмотрим такие физико-химические процессы.

Горение – это сложный физико-химический процесс. Процессы, протекающие при нагревании древесины, также не менее просты. Стоит отметить, что вся последующая информация получена при исследовании равномерного нагревания древесины, образующиеся вещества упрощены, что не мешает пониманию сути процесса горения древесины.
В строительстве в основном используется древесина хвойных пород, преимущественно сосна, из-за прочностных характеристик, большей смолистости, меньшей склонности к гниению. В состав древесины входят целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, экстрактивные вещества и др., которые в процессе увеличения температуры будут разлагаться.
Различают несколько этапов при нагревании древесины. На начальной стадии (до 120-150 °C) происходит сушка древесины. При достижении 250 °C начинается пиролиз древесины, то есть ее разложение на такие вещества, как: угарный газ (СО), метан (СН₄), водород (Н₂), углекислый газ (СО₂) и вода (Н₂О). Важно отметить, что образующаяся газовая смесь при воспламенении дополнительно приводит к высвобождению тепла и постоянному повышению температуры.
Наиболее интенсивно пиролиз происходит при 350-450 °C. Почти 40 % всех газов от максимально возможного выделяется в этом промежутке, что приводит к значительному выделению тепла. Только при достижении температуры 500-550 °C скорость разложения древесины снижается и при 600 °C практически полностью останавливается.

Важно обратить внимание на то, что при пожаре данный процесс происходит в начале на поверхности древесины, постепенно продвигаясь вглубь древесины со скоростью обугливания 1-10 мм в минуту. 
Не смотря на такую высокую пожарную опасность, строительные конструкции из древесины имеют больший предел огнестойкости по сравнению с металлическими конструкциями.