при какой температуре возгорается древесина
Самовозгорание древесины
При нагревании до 130—150° древесина начинает самонагреваться. Если создать условия, необходимые для накопления тепла, то древесина самовозгорается.
При температурах производственных помещений древесина не представляет опасности самовозгорания. Эта опасность появляется только при нагревании ее до температуры выше 130°. Самовозгорание древесины в открытых деревянных конструкциях или штабелях не происходит из-за отсутствия соответствующих условий для накопления тепла. Обычно самовозгорание древесины происходит в скрытых деревянных конструкциях или в скопившихся древесных отходах, долгое время подвергавшихся нагреву.
Нагрев древесины до 110° безопасен и вполне допустим в процессе сушки или обработки ее. При этой температуре происходит высушивание древесины и частичное выделение летучих веществ. Разложение древесины не происходит, и химический состав ее остается без изменения. При температуре 150° наблюдается разложение нестойких соединений древесины. Цвет ее становится желтым. При температуре 230° разложение ее усиливается, и начинают протекать процессы с выделением газообразных продуктов. Причем большой процент занимают Н2О и СО2. Древесина приобретает коричневый цвет с поверхностным обугливанием. В результате этого процесса химический состав древесины изменяется, т. е. происходит увеличение процента углерода и уменьшение водорода и кислорода. Уменьшается объемный вес древесины, но ее объем остается постоянным. Пористость древесины увеличивается, следовательно, увеличивается и ее поверхность соприкосновения с воздухом. При температуре 230—270° в древесине происходит образование пирофорного угля, который способен энергично поглощать (адсорбировать) кислород. Последний, окисляя уголь, поднимает температуру настолько, что уголь воспламеняется, и дерево начинает гореть. Самовозгорание древесины может происходить при более низких температурах и по другой причине.
Процесс разложения древесины является экзотермическим и при определенных условиях может служить причиной ее самовозгорания. Но для этого необходимо, чтобы количество тепла, выделяющегося за счет реакции разложения древесины, превысило бы теплоотдачу в окружающую среду. Такие условия могут создаться, когда древесные отходы в сушилке скапливаются на калорифере или балка уложена в кладку кирпичной стены рядом с источником тепла. Иной процесс протекает в опилках или других древесных отходах, сложенных в кучу. В практике имели место случаи разогревания древесных опилок и их самовозгорание. Некоторые авторы (проф. Б. Г. Тидеман и инж. П. Г. Демидов) считают, что основной причиной самовозгорания опилок являются биологические процессы. Во влажных опилках зарождаются микроорганизмы, которые при концентрации теплоты быстро размножаются. Микроорганизмы разлагают клетчатку. Происходит брожение образовавшихся продуктов. Весь этот процесс сопровождается выделением тепла, которое нагревает опилки до 60—70°. При этом образуется уголь, способный поглощать пары и газы. Поглощение паров и газов углем вызывает окислительный процесс, который ведет к дальнейшему нагреву массы. За счет тепла адсорбции температура повышается и достигает 100—130°. Затем образуется пористый уголь, который также поглощает пары и газы и повышает температуру опилок. При достижении температуры 200° начинается разлагаться клетчатка, входящая в состав опилок. Разлагаясь, клетчатка образует уголь, способный интенсивно окисляться. За счет окисления угля температура поднимается до 250—300°, и опилки самовозгораются.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Температура возгорания древесины
В обыденной жизни граждан пожары происходят часто. Их причиной становиться неаккуратное поведение с огнем или легко воспламеняющимися материалами. Полностью застраховать себя от чрезвычайной ситуации невозможно. Как-бы человек не старался. Но не лишним будет знать, какая температура возгорания дерева.
Материал становиться источником появления огня, например, в частных домах в печах. Его легко разжечь, но в этом стоит разобраться подробно.
Тепловые свойства древесины
Любые породы имеют особенности. Загораются они при разных температурах и отдают свое количество энергии. У каждого дерева иные показатели. Это нужно рассмотреть детальнее. Особенно людям, использующим такой природный материал в частных домах.
Детальная информация видна на видео:
Температура воспламенения пород
Для отопления жилья подходят различные виды дерева. У всех способы сгорания отличаются. Определенные дрова дают высокое пламя, у иных, низкий огонь. Естественно, теплоотдача разная. Также большое влияние оказывает количество поступающего кислорода в топку, объемный вес, процент влажности.
На температуру возгорания действует сечение дерева, порода, его плотность. Все факторы неотъемлемые.
В таблице приведены полезные данные:
| Наименование древесины | Температура возгорания | t ° пожара |
| Ольха | 552 | 1117 |
| Тополь | 468 | – |
| Сосна | 624 | 1090 |
| Береза | 816 | 1069 |
Информация не обо всех породах, но понять, какая температура возгорания дерева при нагреве, можно. Есть общепринятое минимальное значение – 450 градусов. Но это зависит от многих условий.
Как ведет себя дерево при разных температурах
Если градусы повышаются, то прочность природного материала становиться меньше. При их снижении она увеличивается. Если дерево замораживается, оно становиться крепче. Температура действует сильнее на влажные дрова, чем на сухие.
Когда градусы при сырости значительно повышаются, у древесины происходит пластификация. Материал можно гнуть. Во время заморозки при влажности увеличивается хрупкость. Длительный период материал не продержится. Это приводит к раскалыванию.
Выбор дров
Здесь нужно знать некоторые нюансы. Например, бук и ясен, дают высокую температуру, но для топки обычной печи, сауны или бани они непригодны. В силу своей дороговизны.
Идеально подходят для парной дрова из березы. Для возгорания им нужна температура 816-820 градусов Цельсия.
Также хорошим выбором будет дуб и лиственница. Им нужно приблизительно столько же градусов. Если требуется разжечь костер, подходит хвоя.
Лучший выбор – сосна. Ее можно использовать и для печи. В таких деревьях большое содержание смолы. Она будет засорять дымоход, его требуется постоянно чистить. Хвойные породы подходят для таких целей в крайних случаях. Не стоит класть в топку влажные дрова. Они горят плохо и создают задымление.
Последствия разогрева дерева
Процесс, когда на участок породы воздействует наружный источник тепла и появляется огонь. Это может быть бумага, подожженная спичкой, или что-то другое. Какая температура возгорания бумаги? Бумага способна воспламеняться, если имеется источник зажигания самостоятельно, выделяя свет, тепло.
При температуре 120-150°С дерево начинает обугливаться. Образуется самовоспламе-няющийся уголь.
Когда градусы достигнут отметки 250-350°С, материал начнет термически разлагаться на составляющиеся. Поверхность дерева станет тлеть, но пламя нельзя увидеть. Появиться бурый дым. Порода уже нагрелась и готова к переходу в новую стадию.
Воспламенение
Начальный этап процесса горения, при котором термохимические реакции ускоряются. Активизируется при температуре от 460 градусов и выше.
На воспламенение влияют объем, влажность, внешний источник нагрева, тяга и другие факторы. Если порода мокрая, процесс воспламенения трудный.
Требуется дополнительная затрата энергии, чтобы испарилась вода. Также теплопроводность замедляется. Массивное округлое дерево горит хуже. Прямо-угольное с небольшим сечением – хорошо. Нестроганая поверхность дерева воспламеняется скорее в сравнении с гладкой. Также важно, чтобы поступало достаточно кислорода. Иначе ждать огня придется долго.
Самовоспламенение
Процесс возможен без влияния внешних источников. Например, определенный участок породы подвергается перегреву. Он начинает обугливаться. Древесный уголь взаимодействует с кислородом. Над поверхностью появляется горючая смесь.
Высокая температура воспламеняет образование. Тлеющий древесный уголь появляется на ворсинках досок. Чтобы избежать самовозгорания, особенно, если порода находиться возле источников огня, нужно убирать неровности. Тогда чрезвычайной ситуации не произойдет.
Продукты сгорания
В процессе газообразные частицы и твердые превращаются в дым. Их состав зависит от породы дерева. Это соединения химических элементов с кислородом.
Продуктами горения являются:
Перечисленные продукты гореть в дальнейшем не могут. Кроме одного исключения. Им является окись углерода. Твердые частицы дыма – это сажа. Состав продуктов зависит от условий горения. Оно может быть полным, и нет.
Если воздуха мало, появляется едкий дым. Он очень опасен для человека. Часто его вдыхание в больших количествах приводит к летальному исходу.
Фазы горения
В процессе их две – пламенная и тления. В первом случае выделяется большое количество продуктов с высокой температурой. У пламени интенсивное излучение. Огонь распространяется быстро и площадь пожара стремительно увеличивается. Если происходит ЧС, спасатели ликвидируют первую фазу горения.
Тлеют твердые продукты – угли. Выделение пиролизных газов происходит медленно. Огня из-за слабой концентрации нет. Эти продукты охлаждаются, появляется густой дым белого цвета.
Две фазы горения тесно взаимосвязаны. Они продолжаются пока есть топливо, кислород, нужная температура. Если одного элемента будет не хватать, пламя прекратиться.
Детальная информация видна на видео:
Эффективность горения древесины
В процессе сжигания породы происходит выделение тепловой энергии. С ее помощью обогревается здание. Эффективность горения зависит от температуры дерева в печи.
На это влияют несколько факторов:
Это основные показатели эффективности горения данного природного топлива. На них требуется обращать особое внимание. В зависимости от вида дерева, его используют для приготовления шашлыка на мангале, обогрева, других нужд. Рассмотрим подробнее.
Влажность и интенсивность горения
Если дерево срубили не очень давно, оно будет сырым. На это также влияет пора года. Влаги в нем содержится 45-65%. Интенсивность горения, к примеру, в камине, будет низкой. Огню понадобиться тратить энергию, чтобы испарить воду. Теплоотдача при этом станет невысокой.
Есть способы, которые помогут добыть нужное количество энергии:
Только срубленную породу не стоит использовать для отопления, кроме березы. В сыром виде пригоден граб и ясен.
Влияние тяги в печке
За ней надо внимательно следить. Иначе дерево нормально гореть не будет. Тяга направляет выделяемые вещества с потоками воздуха к системе вытяжки. Чтобы ее проверить, нужно разжечь бумагу в печи с открытой дверцей и заслонкой на дымоходе. Если ее нет – это плохо.
Узнать, отсутствует ли тяга, можно по таким признакам:
На тягу влияют факторы:
Для улучшения тяги следует использовать дефлектор, флюгер и шибер. А проверять его хорошо осиной.
Возможен ли пожар в бане
Такие чрезвычайные происшествия не редкость. По статистике, объятия сауны пламенем связаны с дымоходом. Требуется производить его регулярные чистки. Пожар случается, если в нем много сажи.
Причиной возгорания в бане также становиться неисправная электропроводка. Иногда сама печь. Бывает, что люди нарушают правила безопасности и происходит пожар. Важно, из какого материала сделано помещение. Он должен хорошо изолировать.
Детальная информация видна на видео:
Пожарная безопасность при работе с деревом
Природный материал легко охватывает пламя. Любой неосторожный поступок может повлечь неприятную или опасную ситуацию. Температуры возгорания древесины разные. Это зависит от породы. Но, они не слишком большие.
Для соблюдения безопасности, требуется делать следующее:
Это поможет обезопасить себя при работе с деревом.
Выводы
Зная, при каких температурных условиях случается воспламенение топлива, получиться избежать многих неприятностей. Плюс, легче будет подобрать материал для отопления дома с помощью печи или камина. Но требуется соблюдать правила безопасности, работая с деревянным материалом.
Температура воспламенения дерева при долговременном нагреве. Самовозгорание древесины
Процесс горения древесины
– это изотермический процесс, который сопровождается выделением тепла. Чтобы дерево загорелось, сначала его нужно нагреть до температуры воспламенения.
Разогрев
— это нагрев участка древесины от наружного источника тепла до температуры воспламенения. Источником тепла может послужить поднесенная спичка, соседний горящий участок полена или щепки, либо что-что еще, способное греть и нагревать до требуемой температуры.
Когда температура прогреваемого участка достигнет 120-150°С — начинается очень медленное и постепенное обугливание дерева, с образованием самовоспламеняющегося угля. При достижении температуры 250-350°С, начинается активное термическое разложение древесины на составляющие. На поверхности дерева появляется видимый обугливающийся слой, который начинает тлеть (гореть без пламени).
При этом из обуглившегося слоя начинает выделяться белый (бурый) дым. Самого процесса горения еще нет. Если прекратить нагрев, то возгорания не наступит. Наличие дыма говорит лишь том, что поверхность древесины уже достаточно прогрелась и началось ее термическое разложение на газообразные составляющие. Белый дым — это не что иное, как продукты термического разложения древесины, сдобреные приличной порцией водяного пара.
Вспышка пиролизных газов.
При дальнейшем разогреве и повышении температуры, термическое разложение древесины на газообразные составляющие будет усиливаться. Процесс термического разложения (пиролиз) пойдет вглубь древесной массы. Концентрация пиролизных газов в зоне разогрева достигнет критической отметки и произойдет их возгорание (вспышка). Вспышка состоится на границе с кромкой белого дыма и распространится на весь его объем. Возникнет светло-жёлтое пламя. Температура зоны разогрева может резко увеличиться за счет теплоты от сгорания пиролизных газов. Температура вспышки горючих пиролизных газов находится в пределах 250-300°С. Это температура, при которой становится теоретически возможным процесс воспламенения и горения самой древесины. Воспламенение.
Если и дальше продолжать разогревать древесину, то наступит ее воспламенение. Это начальная стадия горения, в течение которой энергия, подводимая к системе от внешнего источника, приводит к резкому ускорению термохимической реакции. Практика показывает, что в естественных условиях воспламенение древесины наблюдается при температуре от 450 до 620°С.
Воспламеняемость древесины связана с ее объемным весом, влажностью, мощностью внешнего источника нагрева, формой сечения деревянного элемента, скоростью воздушного потока (тяги), положением элемента в тепловом потоке (горизонтальное, вертикальное) и т, п.
Решающее значение для процесса горения имеет плотность материала. Легкая, пористая древесина ольхи или тополя воспламеняется быстрее, чем плотная (дуб и т. п.). Мокрая древесина труднее воспламеняется, так как до воспламенения необходимо израсходовать дополнительное количество теплоты на испарение воды. Замедляющим фактором также является повышенная теплопроводность мокрой древесины; загоревшийся поверхностный слой ее скорее охлаждается. Круглые и массивные элементы горят хуже, чем с прямоугольным профилем и с малым сечением, с острыми ребрами относительно развитой боковой поверхностью. Не струганная поверхность элементов, подобная рыхлой древесине, воспламеняется быстрее, чем гладкая.
Принципиально важным и непременным условием для воспламенения и горения любого вещества является достаточный приток кислорода и концентрация теплоты горения, которая не рассеивается, а идет на прогрев новых смежных участков топлива до температуры воспламенения. Горение древесины.
Если упомянутое выше условие соблюдается, то возникшее при вспышке пламя уже не затухает, а охватывает всю обугленную часть древесины. Это означает, что древесина воспламенилась, и процесс воспламенения перешел в процесс горения. Полено (щепка), если его извлечь из очага, будет гореть на воздухе самостоятельно.
В свою очередь, горение дерева состоит из двух фаз — пламенной фазы и фазы тления.
В режиме тления доминирующим процессом является горение твёрдых продуктов пиролиза (углей). При этом, пиролизные газы выделяются медленно и не могут воспламениться из-за малой своей концентрации. Газообразные продукты охлаждаются, конденсируются и дают обильный белый дым. При горении в режиме тления происходит движение воздуха в толщу горящей древесины
В режиме пламенного горения ведущим процессом является горение газообразных продуктов пиролиза., которое характеризуется движением горячих газов наружу.
Обе фазы горения неразрывно взаимосвязаны и будут продолжаться до тех пор, пока в зоне горения будут соблюдаться три условия:
наличие топлива, наличие кислорода и концентрация необходимой температуры.
Если одно из этих условий не соблюдается, то пламя затухает и весь процесс воспламенения и горения, либо прекращается, либо, в точности повторяется с самого начала, в зависимости от стабильности наружного источника тепла.
Дрова являются классическим и самым распространенным вариантом твердого топлива. При сжигании древесины образуется тепловая энергия, которая используется для отопления различных помещений. Эффективность сгорания всецело зависит от температуры горения дров, а вот она в свою очередь зависит от породы древесины, их влажности и условий сжигания. Каждая разновидность древесины может использоваться для выполнения разных целей и задач. Одни используют для приготовления пищи на мангале или печке, другие для обогрева пространства (в камине или буржуйке).
Какая температура возгорания дерева?
Тяжело повстречать подобного человека, который не сталкивался в жизни с горением древесины. Большинство людей хотя бы раз ходили в походы, которые не обходятся без разведения костра. Некоторые имеют очень большой опыт в растопке домовых и печей для бани. Большинство хоть один раз в жизни пробовало выжигать по дереву специализированным прибором или увеличительным стеклом.
Но не все люди задавались вопросом о том, при какой температуре воспламенение дерева появляется возможность. Есть ли разница между температурой возгорания различных пород дерева? Читателю представляется уникальная возможность углубиться в данные вопросы и получить много ценной информации.
Влажность и температура горения
При из свежесрубленной древесины, температура горения будет ниже чем при сжигании той же породы в сухом состоянии. Это и не удивительно, ведь 45-65% тепла, выделяемого топливом будет уходить на то, чтобы испарить влагу из него самого. Когда при горении ваш костер издаёт шипящий звук — это как раз испаряется та самая влага. Снижение температуры горения и выделяемого тепла при использовании сырых дров просто обязательно учитывать при для ночного обогрева в холодную пору года, или на длительное время стоянки, ведь расходоваться сырые дрова будут в два раза быстрее чем сухие, выделяя то же количество тепла.
Как человек освоил огонь?
Огонь был известен еще людям, жившим в каменном веке. Люди абсолютно не всегда могли собственными силами добывать огонь. Первое знакомство человека с процессом горения, согласно мнению ученых, случилось эмпирическим путем. Огонь, добытый из лесного пожара или отвоеванный у смежного племени, оберегался как очень дорогостоящее, что было у людей.
Через долгие годы, снова же эмпирическим путем, люди научились извлекать огонь при помощи подручных средств. Первой «зажигалкой» человека историки называют трут и кремень, которые при ударе друг о дружку давали искры. Позже человечество научилось извлекать огонь с помощью прутика, помещаемого в особое углубление в древесине. Температура возгорания дерева достигалась за счёт интенсивного вращения конца прутика в углублении. Многие ортодоксальные сообщества продолжают пользоваться такими способами и сейчас.
Гораздо позднее, в 1805 году, французский химик Жан Шансель изобрел первые спички. Открытие получило грандиозное распространение, и человек уже смело мог извлекать огонь если понадобится.
Освоение процесса горения считается решающим фактором, давшим толчок к формированию цивилизации. Кроме того, в скором будущем горение таким аргументом и остается.
Что такое процесс горения?
Горение – это процесс на рубеже физики и химии, заключающийся в преобразовании вещества в последний продукт. При этом в огромном количестве выделяется тепловая энергия. Процесс горения, в основном, сопровождается излучением света, которое называют пламенем. Также в процессе горения выделяется углекислый газ – СО2, излишек которого в непроветриваемом помещении может привести к боли головы, удушью и даже смерти.
Для нормального протекания процесса нужно выполнение ряда обязательных условий.
Самое первое, горение может быть только если есть наличие воздуха. В вакууме процесс загорания нереален.
Второе, если область, в которой происходит горение, не нагрета до температуры возгорания материала, то процесс горения закончится. К примеру, пламя погаснет, если в только что растопленную печь сразу кинуть большое полено, не дав ей нагреться на очень маленьких дровах.
Третье, если субъекты горения сырые и подчеркивают пары жидкости, а скорость горения еще невысокая, процесс также закончится.
Жаропроизводительность древесины
Помимо значения теплотворности, то есть количества выделяемой тепловой энергии при сгорании топлива, есть еще понятие жаропроизводительности. Это та максимальная температура в печи на дровах, которой может достигать пламя в момент интенсивного горения древесины. Данный показатель также полностью зависит от характеристик древесины.
В частности, если дерево имеет рыхлую и пористую структуру, оно сгорает на довольно низких температурах, образуя светлое высокое пламя, и дает довольно мало тепла. А вот плотная древесина, хоть и гораздо хуже разгорается, даже при слабом и низком пламени дает высокую температуру и большое количество тепловой энергии.
При какой температуре происходит воспламенение древесины?
Пиролиз – процесс гниения древесины при большой температуре на СО2 и останки горения – происходит в три фазы.
Начальная течет при 160-260 градусах. В дереве начинают происходить необратимые изменения, заканчивающиеся возгоранием. Температура возгорания древесины колеблется в районе 200-250 градусов.
Вторая фаза пиролиза – 270-430 градусов. Начинается разложение древесины под воздействием большой температуры.
Третья фаза свойственна для разведенного костра, растопленной печи. Температура возгорания дерева по шкале Цельсия в третьей фазе составляет 440-610 градусов. При подобных условиях загорится дерево практически в любом состоянии и оставит после себя кокс.
Разнообразные породы дерева имеют различную температуру загорания. Температура возгорания сосны – дерева не самого горючего – составляет 250 градусов. Дуб загорится при температуре 235 градусов.
Полное и неполное сгорание: что выделяется при горении древесины
Гореть может не только дерево, но и его продукты (ДСП, ДВП, МДФ), а так же металл. Однако температура горения у всех продуктов разная. Например: температура горения стали составляет 2000 градусов, алюминиевой фольги – 350, а дерево начинает воспламеняться уже при 120 – 150.
При сгорании древесины в конечном итоге образуется дым, где твердым веществом является сажа. Весь состав продуктов сгорания всецело зависит от составляющих дерева. Древесина в основном состоит из самых главных составляющих: водорода, азота, кислорода и углерода.
Если сгорел 1 кг древесины, то продуктов сгорания в газообразном состоянии выделиться где-то 7,5 – 8,0 м кубических. В дальнейшем они гореть уже не способны, кроме окиси углерода.
Продукты сгорания дерева:
Горение по характеру может быть полным или неполным. Но оба они происходят с образованием дыма. При неполном горении некоторые продукты сгорания еще могут гореть в дальнейшем (сажа, окись углерода, углеводороды). А вот если произошло полное сгорание, то тогда продукты, которые образовались в дальнейшем, гореть не способны (сернистый и углекислый газы, пары воды).
Пожарная опасность древесины определяется закономерностями ее термического разложения под действием внешних тепловых потоков, которое начинается при температуре 110˚С. Дальнейший нагрев сопровождается удалением из древесины свободной и связанной влаги. Этот процесс завершается при температуре 180˚С, после чего начинается разложение наименее термостойких компонентов с выделением СО 2 и Н 2 О. При температуре
Одним из важных факторов, определяющих пожарную опасность древесины, является ее способность к воспламенению и распространению горения при нагревании на воздухе.
Горения древесина происходит в виде пламенного горения и тления. В условиях пожара основное количество тепла выделяется в период пламенного горения (до 60%) и
40% — в период тления.
Показатели пожарной опасности некоторых видов древесины приведены в таблице 4.
Таблица 4 — Показатели пожарной опасности различных видов древесины
Температурные показатели пожарной опасности древесины – температуры воспламенения и самовоспламенения – определяются закономерностями ее термического разложения. Значения этих показателей для разных пород древесины, как видно из таблицы 2, находятся в достаточно узком температурном интервале.
Сухая древесина всех пород является легковоспламеняемым (В3) сильногорючим (Г4) материалом с высокой дымообразующей способностью (Д3). По токсичности продуктов горения древесина относятся к группе высокоопасных материалов (Т3). Линейная скорость распространения пламени по поверхности составляет 1-10 мм/с. Эта скорость существенно зависит от ряда факторов: породы древесины, ее влажности, величины падающего теплового потока, ориентации горящей поверхности. Скорость тления также не является постоянной величиной – для различных пород древесины она колеблется в пределах 0,6 – 1,0 мм/мин.
В строительстве широко используется отделочные материалы на основе древесины: древесно-стружечные плиты, древесно-волокнистые плиты, деревянные панели, рейки, фанера. Все эти материалы являются горючими. Модифицированные панели, рейки, фанера. Все эти материалы являются горючими. Модификация древесины полимерами, как правило, повышает ее пожарную опасность.
В таблице 5 приведены характеристики горючести некоторых строительных материалов на основе древесины.
Таблица 5 — Горючесть древесных материалов
Распространения пламени по поверхности древесины
Экспериментальные исследования распространения пламени по поверхности древесных материалов с применением разных методов испытания показали, что не только условия внешнего теплового воздействия, но и разновидность древесины сказывается на характеристиках распространения пламени.
Влияние разновидности древесины в некоторой степени прослеживается при рассмотрении значений так называемого индекса распространения пламени (ИРП).
ИРП согласно ГОСТ 12.1.044-89 является комплексным показателем, поскольку при его расчете, помимо скорости распространения пламени на отдельных участках поверхности образца и предельного расстояния распространения, использует также данные о максимальной температуре отходящих дымовых газов и времени ее достижения. Материалы с ИРП≤20 относят к медленно распространяющим пламя, с ИРП˃20 – к быстро распространяющим пламя. Все разновидности древесины относятся к последней группе материалов. Их индекс превышает 55.
В таблице 4 представлены значения ИРП необработанных образцов древесины толщиной 19-25 мм.
Хотя большинство видов древесины относится к 3, наиболее опасному, классу по способности распространять пламя по поверхности потолочных конструкций при пожаре, некоторые образцы хвойных пород, как следует из таблицы 6, имеют более низкие значения ИРП и относятся ко 2 классу.
Таблица 6 — Значение ИРП и класс по способности распространять пламя
| Вид древесины | Класс по способности распространять пламя |
| Красный кедр | |
| Желтый кедр | |
| Ель белая | |
| Ель серебристая | |
| Сосна белая | |
| Сосна Lodgepole | |
| Лиственница |
Увеличение теплового потока к поверхности древесины вызывает существенное повышение скорости распространения пламени. Прекращения процесс возможно, если тепловой поток от собственного пламени станет меньше критического для данного материала.
Испытания отделочных строительных материалов на основе древесины в условиях, моделирующих развитие реального пожара, показали достаточно высокие скорости распространения пламени по ним (таблица 7).
Таблица 7 — Скорость распространения пламени по облицовкам из древесных материалов
Дымообразующая способность и токсичность продуктов горения древесины
Выделение дыма токсичных газов представляет доминирующую опасность при пожаре. Она проявляется в токсическом и раздражающем действии продуктов сгорания, а также в ухудшении видимости в задымленной среде. Ухудшение видимости затрудняет эвакуацию людей из опасной зоны, что, в свою очередь, повышает риск их отравления продуктами сгорания. Ситуация при пожаре осложняется еще и тем, что дымовые газы быстро распространяются в пространстве и проникает в помещения, удаленные от очага пожара. Концентрация выделяющегося дыма и его природа зависят от структурных особенностей и химического состава горючего материла, условий горения.
В дымовых газах, образующихся при сгорании древесины, обнаружено более 200 соединений – продуктов неполного сгорания. Максимальное значение оптической плотности при горении каждой из разновидностей древесины сложным образом зависит от плотности внешнего теплового потока. Коэффициент дымообразования при разложении и тлеющем горении древесины разных видов зависит от плотности внешнего теплового потока (рисунок 14).
1 – ель; 2 – сосна подмосковная;3 — сосна тхонгкарибэ; 4 – ильим карагач; 5 – акация кеолай; 6 – каштан; 7 – акация; 8- эвкалипт бачдан.
Рисунок 14 — Характеристика дымообразования.
Аналогичный экстремальный характер кривых для зависимости показателя токсичности продуктов горения древесины от плотности внешнего теплового потока (рисунок 15). В режиме тлеющего горения древесины ели выход СО в 70-240 раз превышает выход СО при пламенном горении.
В режиме тления в диапазоне температур 450-550 ˚С все разновидности древесины проявляют себя как высокоопасные по токсичности продуктов сгорания и относятся к группе Т3. С увеличением интенсивности теплового воздействия до 60-65 кВт/м 2 (что соответствует температуре 700-750 ˚С) по токсичности продуктов горения древесина разных видов переходит в группу умеренно опасных материалов Т2.
1- липа; 2 – береза; 3 – ильим карагач;4 – дуб; 5 – осина; 6 – сосна; 7 – ель.
Рисунок 15 — Токсичность продуктов горения от температуры теплового воздействия.
При горении древесины происходит достаточно интенсивное дымообразование. Наибольшее количество дыма выделяется при горении древесных материалов в режиме тления (таблица 8).
Таблица 8 — Дымообразующая способность древесных материалов при испытаниях в режиме тления
4 Мероприятия по пожарной безопасности при строительстве деревянных зданий
Температура горения древесины уже бегло упоминалась в нашей публикации о « «, и сегодня мы углубимся в этот вопрос.
Справедливости ради, стоит отметить, что градусы Цельсия, указанные в таблице, приведены для идеальных условий (закрытое пространство, сухость используемой древесины и контролируемая подача кислорода в оптимальных для горения объёмах), которые достигаются разве что в котлах, но никак не в костре, разведенном посреди поляны. Но, несмотря на это, в качестве ориентира, данные таблицы вполне пригодны.
Чем выше температура горения, выбранной вами древесной породы — тем больше тепла ей понадобиться поглотить прежде чем из неё начнет выделяться горючий газ.
Для растопки лучше использовать породы с низкой температурой горения, а в качестве основных дров — породы с высокой. В противном случае вы можете столкнуться с двумя типами проблем:
Из данных таблицы можно сделать вывод, что температура горения тополя делает его хорошей растопкой, т.к. активно гореть он начнет уже при 468 градусах Цельсия, в то время как, например, сосну придётся прогревать до 624 градусов. Если под рукой не окажется ничего кроме дуба, то для его воспламенения доведется хорошенько попотеть, чтобы поднять температуру горения до 840-900 градусов, и только тогда добавлять дубовые поленья. Низкая температура горения делает тополь хорошей растопкой, но в роли основного топлива его лучше не использовать из-за его малой жаропроизводительности, обозначенной во второй колонке таблицы. На эту роль куда лучше подойдут сосна, береза, или тот же дуб. Эти породы производят больше газа, следовательно, больше света и тепла.
Запоминать значения всех колонок таблицы не вижу особого смысла, т.к. куда проще использовать её в качестве ориентира для построения собственного хит-парада древесных пород с учётом особенностей флоры вашего региона. Простая последовательность типа «сначала жжём породу X, потом переключаемся на породу Y» на три-четыре шага куда легче запоминается и используется в поле. Если выбора в поле у вас нет, и под руками имеется единственная порода древесины — придётся работать с ней, но если выбор, всё же, имеется — лучше делать его осознанно и обдумано. И хотя температура горения, обозначенная в таблице, характерна только для идеальных условий, говоря о них, также обязательно стоит упомянуть два фактора, непосредственно влияющих на температуру горения: влажность и контактную площадь.
Какие дрова горят лучше, а какие – хуже?
Прекраснее всего горят сухие дрова. Древесина, пропитанная влагой, тоже горит, однако для вывода и испарения влаги требуется значительная температура и какое то время. Данный процесс в большинстве случаев сопровождается отличительным шипением. Не все знают, что при возгорании «сырой» древесины выделяется кислота уксуса. Данный факт очень плохо проявляется на печном оборудовании и на общем КПД горения. Очень рекомендуется пользоваться сухими дровами, и также покупать дрова весною, чтобы они успели высохнуть до приходов холода.
От чего обуславливается результативность горения?
Результативность горения – показатель, который определяется тепловой энергетикой, которая не «улетает в трубу», а подается печи, нагревает ее. На данный показатель воздействуют несколько факторов.
В первую очередь это целость печной конструкции. Щели, трещины, излишек золы, нечистый дымотвод и другие поломки выполняют горение малоэффективным.
Второй ключевой фактор – плотность дерева. Самой большой плотностью обладают дуб, ясень, груша, лиственница и береза. Наименьшей – ель, осина, сосна, липа. Чем плотность выше, тем длительнее будет гореть кусочек древесины, а значит, длительнее выделять тепло.
Советы по розжигу древесины
Большие куски древесины сразу не загорятся. Нужно разжигать огонь, начав с маленьких веток. Они дадут угли, которые обеспечивают нужную температуру для возгорания дерева, загружаемого в печь уже больше большими дозами.
Средства для розжига, тем более в мангале, задействовать не рекомендуется, так как они при горении подчеркивают опасные для человека вещества. Излишек средства для розжига в закрытой камере сгорания может привести к взрыву.
Выбор дерева для дров
Чтобы печь хорошо нагревалась, ей нужны три вещи: кислород, топливо и тепло. Конечно, много зависит от породы дерева. Лучшие дрова для печи:
Существует несколько видов деревьев, которая очень хорошо подходят для топлива
У дров этих пород высокая теплоотдача и низкая дымовая эмиссия. К хорошим дровам можно отнести древесину:
Они дают удовлетворительную среднюю температуру, легко горят и не дают сильного дыма. Не рекомендуются дрова следующих пород:
Их древесина при сжигании даёт низкую температуру, быстро сгорает или плохо горит, у некоторых пород едкий дым.
Хвойные дрова дешевле. Смола, содержащаяся в хвойных породах, вызывает сильную искру во время горения. По этой причине такие виды непригодны для открытых каминов. Однако в закрытых каминах или духовых шкафах эти породы при горении дают очень приятный запах, а смола создаёт типичный треск в огне. Ель не горит долго, но позволяет получить очень высокие температуры.
Оптимальным выбором для сжигания в печи является древесина берёзы. Это довольно распространённое дерево. Цена дров из него небольшая, а температура горения берёзы достаточно высокая.
Может ли случиться пожар в бане при большой температуре воздуха?
Это в теории возможно, но почти что исключается. Для того чтобы настало самопроизвольное воспламенение дерева в бане, температура окружающей среды должна быть около 200 градусов. На это не способна ни одна баня, и тем более ни один человек.
Рекорд по пребыванию в сауне принадлежит шведу, который при температуре 110 градусов смог удержаться 17 минут. Для многих людей температура в 90 градусов считается предельно возможной. При подобном прогреве воздуха резко увеличивается нагрузка на сердце и есть шанс упасть в обморок.
Баню или парную все же предлагают не оставлять прогретой более 100 градусов очень долго из соображений пожарной безопасности. Хотя температура возгорания дерева и начинается с 200 градусов, но предостороженность никогда не повредит.
Температура воспламенения разных пород
Чтобы получить полную картину тепловых характеристик древесины, целесообразно изучить удельную теплоту сгорания каждого типа древесины и иметь представление об их теплопередаче. Последняя может быть измерена в разных количествах, но полностью полагаться на табличные данные не нужно, потому что в реальной жизни достичь идеальных условий для горения невозможно. Однако таблица температуры горения древесины может помочь сделать правильный выбор дерева согласно его характеристикам.
| Название древесины | Плотность, кг/куб. м | Теплотворность, кВт ч/кг | Удельная теплота сжигания 1 куб. м, кВт | Максимальная температура горения по Цельсию |
| Граб | 496 | 4,2 | 2150 | 1025 |
| Ясень | 482 | 4,2 | 2050 | 1045 |
| Бук | 482 | 4,2 | 2050 | 1042 |
| Дуб | 472 | 4,2 | 2050 | 910 |
| Берёза | 452 | 4,2 | 1950 | 820 |
| Лиственница | 421 | 4,3 | 1850 | 867 |
| Сосна | 362 | 4,3 | 1650 | 625 |
| Ель | 332 | 4,3 | 1450 | 610 |
Значения, приведённые в различных таблицах температуры горения дерева разных пород, идеальны по своему характеру и предназначены для отображения всей картины, но фактическая температура в печи никогда не достигнет этих значений. Это объясняется двумя простыми и ясными факторами:
Требования по пожарной безопасности при обращении с огнём
Нужно всегда помнить, что при обращении с огнём залогом успешных действий считается выполнение правил пожарной безопасности. Сделайте несколько условий и обезопасьте себя и остальных от пожара.
1. Запрет на разведение костров в лесной глуши летом введен не спроста. Летом шансы загорания лесной подстилки и быстрого появления пожара намного выше, чем в остальное время года.
2. При разведении костра на природе в первую очередь вырыть маленькое кострище, сняв лопатой слой находящийся сверху дерна. В последующем верхний слой почвы неплохо бы вернуть на место.
3. В целях локализации огня рекомендуется обнести костер ограждением из камней или кирпича.
4. Всегда в зоне шаговой общедоступности должно быть средство пожаротушения: огнетушитель, песок или емкость с водой.
5. При тушении костра в первую очередь убедиться в том, что все угли погасли, и костер не разгорится вновь. Чтобы это выполнить рекомендуют хорошо залить очаг водой, присыпать сверху землёй или заложить верхним слоем почвы.
6. Не нужно оставлять деток тет-а-тет с источником огня. Это приведет к плохим результатам.
7. При использовании печью или камином не необходимо сохранять очень близко от камеры сгорания огнеопасные предметы, средства для розжига. Неплохо бы сделать покрытие пола рядом с камерой сгорания из материала который не горит (лист стали).
8. Нужно поддерживать печь в рабочем состоянии: вовремя заделывать все появившиеся щели, иногда выгребать золу.
9. Фундамент для печи требуется выполнять из кирпича. Не стоит применять в таких целях древесные подмостки. Это опасно обрушением всей конструкции.
10. Печную трубу на чердаке следует изолировать материалом негорючим, не сохранять на чердаке огнеопасные материалы.
11. Нельзя полностью закрывать заслонку печи, не удостоверившись, что процесс горения в камере сгорания закончился. В другом случае возможно удушье от излишка углекислого газа.
Горение древесины
Процесс горения древесины – это изотермический процесс, который сопровождается выделением тепла. Чтобы дерево загорелось, в первую очередь его необходимо подогреть до температуры возгорания.
Подогрев древесины
Подогрев — это нагрев участка древесины от наружного теплового источника до температуры возгорания. Тепловым источником может послужить поднесенная спичка, находящийся по соседству горящий участок полена или щепки, либо что-что еще, способное согревать и подогревать до необходимой температуры. Когда температура прогреваемого участка достигнет 120-150°С — начинается очень медлительное и постепенное обугливание дерева, с образованием самовоспламеняющегося угля. При достижении температуры 250-350°С, начинается активное термическое разложение древесины на составляющие. На деревянные поверхности рождается заметный обугливающийся слой, который начинает тлеть ( гореть без пламени). При этом из обуглившегося слоя начинает выделяться белый (бурый) дым. Самого процесса горения еще нет. Если остановить нагрев, то загорания не наступит. Наличие дыма говорит лишь том, что поверхность древесины уже довольно прогрелась и настало ее термическое разложение на газообразные составляющие. Белый дым — это не что иное, как продукты термического разложения древесины, сдобреные порядочной порцией пара перегретого.
Вспышка газогенераторных газов
При будущем разогреве и повышении температуры, термическое разложение древесины на газообразные составляющие будет усиливаться. Процесс термического разложения (пиролиз) пойдёт вглубь деревянной массы. Концентрация газогенераторных газов в зоне разогрева достигнет критичной метки и случится их загорание (вспышка). Вспышка состоится на границе с кромкой белого дыма и распространится на весь его объем. Появится светло-жёлтое пламя. Температура зоны разогрева может резко увеличиться за счёт теплоты от сгорания газогенераторных газов. Температура вспыхивания горючих газогенераторных газов находится в границах 250-300°С. Это температура, при которой становится в теории допустимым процесс возгорания и горения самой древесины.
Воспламенение древесины
Если и дальше продолжать разогревать древесину, то наступит ее воспламенение. Это первая стадия горения, на протяжении которой энергия, подводимая к системе от внешнего источника, приводит к резкому ускорению термохимической реакции. Опыт говорит, что в природных условиях воспламенение древесины встречается при температуре от 450 до 620°С.
Возгораемость древесины связана с ее объемным весом, влажностью, мощностью внешнего источника нагрева, формой сечения элемента из дерева, скоростью потока воздуха (тяги), положением элемента в тепловом потоке (горизонтальное,, вертикальное) и т, п. Важное значение для процесса горения имеет плотность материала. Нетяжелая, пористая древесина ольхи или тополя загорается быстрее, чем плотная (дуб и т. п.). Влажная древесина сложнее загорается, так как до возгорания нужно потратить добавочное кол-во теплоты на парообразование воды. Замедляющим аргументом также считается очень высокая проводимость тепла влажной древесины; загоревшийся верхний слой ее скорее охлаждается. Круглые и тяжелые детали горят хуже, чем с прямоугольным профилем и с малым сечением, с острыми ребрами н относительно развитой поверхностью сбоку. Не струганная поверхность компонентов, аналогичная рыхлой древесине, загорается быстрее, чем гладкая.
Принципиально важным и обязательным требованием для возгорания и горения любого вещества считается достаточный приток кислорода и концентрация теплоты горения, которая не рассеивается, а идет на прогрев новых соседних участков топлива до температуры возгорания.
Горение древесины
Если упомянутое выше требование выполняется, то появившееся при вспышке пламя уже не тухнет, а охватывает всю обугленную часть древесины. Это значит, что древесина воспламенилась, и процесс возгорания перешел в процесс горения. Полено (щепка), если его извлечь из очага, будет гореть на воздухе собственными силами.
Со своей стороны, горение дерева состоит из 2-ух фаз — пламенной фазы и фазы тления.
В режиме тления преобладающим процессом считается горение твёрдых продуктов пиролиза (углей). При этом, газогенераторные газы выделяются неторопливо и не могут воспламениться из-за небольшой собственной концентрации. Газообразные продукты охлаждаются, конденсируются и дают богатый белый дым. При возгорании в режиме тления происходит движение воздуха в толщу горящей древесины
В режиме пламенного горения ведущим процессом считается горение газообразных продуктов пиролиза., которое отличается движением горячих газов наружу.
Две фазы горения неразделимо связаны и будут длиться до той поры, пока в зоне горения будут соблюдаться три условия: наличие топлива, наличие кислорода и концентрация нужной температуры.
Затухание древесины
Если одно из таких условий не выполняется, то пламя тухнет и общий процесс возгорания и горения, либо заканчивается, либо, точно повторяется изначально, в зависимости от постоянности наружного теплового источника.
Температурные показатели в печи
Процесс горения связан с изометрическими процессами, в течение которых выделяется большое количество тепла. Однако для устойчивого горения древесину необходимо нагреть до определённой степени. Факторы, способствующие сжиганию топливной древесины:
Это интересно: теплота сгорания каменного и древесного угля.
От этих показателей зависит температура пламени и скорость сгорания дерева. Кроме того, необходимо обратить внимание на влажность дров, так как этот процент напрямую влияет на процесс горения.
Один из факторов температуры горения – порода дерева
Для воспламенения дров в печи необходимо нагреть деревянную поверхность от отдельного источника тепла до температуры 120-150°C. При дальнейшем нагревании увеличивается процент пиролизных газов и появляется огонь. Важную роль в возникновении огня играет:
Очень важным требованием для сжигания любого вида дерева является нормальный приток кислорода. Также следует отметить, что передача тепла для каждого дерева различна.
Вместе с теплотворной способностью дров представляет интерес их тепловая мощность. Каждая порода дерева горит по-своему — одна позволяет получить высокую температуру пламени, а другая даёт противоположную картину. Большинство печей имеет тепловую мощность около 6-8 кВт, то есть температура в печи на дровах может примерно достигать от 500 до 1000°C.
Температура самовоспламенения древесины
Невысокая температура, до которой необходимо подогреть древесину, чтобы она загорелась, именуется температурой самовоспламенения.
Температура самовоспламенения древесины 250—300°. Это можно объяснить тем, что при нагреве из дерева выделяются огнеопасные горючие газы (летучие продукты), и также приличное количество кислорода.
В результате окислительного процесса летучих веществ с кислородом воздуха приходит самовоспламенение древесины при температуре сравнительно невысоких, чем у остальных твёрдых веществ (уголь, древесный уголь и др.). Температура самовоспламенения древесины зависит также от степени ее размельчения. Чем больше измельчена древесина, тем ниже ее температура самовоспламенения. Так, к примеру, температура самовоспламенения стружки из дерева намного меньше, чем деревянных брусков. Это можно объяснить тем, что поверхность 1 кг стружки больше, чем 1 кг брусков. А с большей деревянной поверхности выделяется при нагреве больше летучих веществ, способных к окислению и самовоспламенению.
Тепловые свойства древесины
Разные виды древесины производят различное количество тепла. Например, сухая выдержанная древесина выделяет больше тепла, чем свежеспиленное дерево. Это связано с тем, что при первоначальной химической реакции вся теплота переходит в испарение воды из древесины. Чем меньше влаги в материале, тем скорее можно получить тепло. Лиственные породы горят дольше, чем хвойные, и выделяют больше тепла. Одними из наиболее ценных видов деревьев, обладающих отличными тепловыми характеристиками, считаются:
Однако древесина этих деревьев стоит дорого, поэтому в качестве топлива обычно используются отходы производства и лесозаготовок.
В этом видео вы узнаете, как проверить влажность дров: