Существующие методы определения стойкости деревянных конструкций к огню до сих пор основываются на визуальном контроле либо упрощенных расчетах, которые не учитывают сложную физику процесса горения. При возведении зданий с использованием древесных материалов этот пробел создает существенные риски: оценить реальную степень повреждения несущих элементов после теплового воздействия часто можно лишь приблизительно, что ставит под сомнение точность прогнозов относительно остаточного ресурса строений.
Рынок строительных материалов и службы пожарного надзора нуждаются в инструменте, который позволил бы получать объективные, воспроизводимые данные о поведении древесины в условиях пожара, особенно с учетом растущего применения защитных пропиток, эффективность которых не всегда очевидна.
Причиной сложившейся ситуации является не столько отсутствие контрольно-измерительных приборов, сколько нехватка методов корректной интерпретации полученных данных. До недавнего времени специалисты были вынуждены полагаться либо на визуальные признаки обугливания, что субъективно, либо на адаптированные аналитические формулы, упрощающие реальную картину теплового переноса и разрушения материала. Томский госуниверситет обратил внимание на эту проблему и предложил подход, основанный на точных науках: исследователи из лаборатории моделирования и прогноза катастроф изучили физику взаимодействия горящих частиц с древесными плитами.
Выяснилось, что ключевую роль играет не только сам факт возгорания, но и характер лучистого теплового потока, который воздействует на поверхность. При этом эксперименты с образцами ДСП, ОСП и фанеры, часть из которых была обработана антипиренами, выявили неочевидную закономерность: некоторые пропитки не предотвращают горение, а лишь меняют его сценарий, а в ряде случаев и вовсе увеличивают глубину термического разрушения, фактически работая во вред конструкции.
В качестве решения коллектив учёных под руководством Дениса Касымова разработал программное обеспечение, которое переводит оценку последствий пожара в строгое математическое русло. Алгоритм автоматически анализирует данные инфракрасной съемки, фиксируя невидимые глазом изменения структуры материала под воздействием тепла. Это позволяет бесконтактным способом получать объективные показатели степени обугливания и повреждения, замещая экспертное мнение точным расчетом.
Разработка, поддержанная грантом Российского научного фонда, уже прошла апробацию на различных типах древесных плит. Однако для внедрения комплексной системы контроля безопасности этого недостаточно. Следующим шагом должно стать изучение теплопроводности обработанной древесины и оценка реальной стойкости готовых строительных конструкций к потоку горящих частиц. Полученная в ходе этих исследований база данных и математические модели лягут в основу новых методик сертификации, которые позволят производителям строительных материалов получать достоверные характеристики своей продукции, а надзорным органам — более эффективно контролировать пожарную безопасность зданий.
