Drewno

Drewno i inne materiały roślinne i zwierzęce to pierwsze materiały konstrukcyjne jakimi posługiwał się człowiek i posługuje do dzisiaj. Chociaż wielkie drewniane konstrukcje należą dzisiaj do rzadkości, to wykonywano je jeszcze dość powszechnie w pierwszej połowie XX w. (fot. 1).
Dzisiaj patrzymy na starożytny Egipt pamiętając jedynie o wspaniałych zabytkach, takich jak piramidy lub wielkie świątynie, które przetrwały do naszych czasów, ale większość budowli w starożytności to gliniane lub drewniane domy kryte strzechą z liści palmowych, trzciny lub traw. Pożary takich domostw nie należały do rzadkości. Już wtedy stosowano impregnację, ograniczającą rozwój szkodników i utrudniającą zapalenie, poprzez moczenie materiałów pochodzenia roślinnego w słonej wodzie lub pokrywaniu łatwopalnych elementów konstrukcyjnych warstwą gliny.

Drewnem określamy materiał pochodzący ze ściętych drzew, a przecież jest wiele gatunków drzew, których drewno znacznie różni się wytrzymałością, ciężarem właściwym, zapalnością i podatnością na szkodniki i grzyby, w tym pleśnie. Różnice podstawowych parametrów drewna różnych gatunków drzew zestawiono w tabeli 1.
Ze względu na dużą ilość odmian i gatunków drzew, a także różnice wynikające ze zróżnicowania drzew rosnących w odmiennych środowiskach (gleba, warunki klimatyczne i pogodowe, położeniu drewna w pniu itp.) dane zestawione w tabeli 1 mają jedynie charakter poglądowy. W wielu źródłach literatury istnieją znaczne różnice dotyczące gęstości i klasyfikacji poszczególnych gatunków drewna pod względem gęstości. Poza nielicznymi wyjątkami, brak jest dostępnych danych na temat temperatur zapłonu i samozapłonu drewna poszczególnych grup gatunkowych. Zakłada się jednak, że wraz ze wzrostem gęstości drewna temperatury te rosną, co jest dość logiczne. Przyjęto natomiast pewne przedziały temperaturowe* procesów zapłonu i spalania drewna:

• etap I poniżej temperatury zapłonu zachodzi w przedziale od kilkudziesięciu do ok. 200°C. W tym zakresie dochodzi głównie do odparowania wody z drewna oraz niepalnych lotnych związków.
• etap II zachodzi najczęściej w przedziale 200-280°C. Drewno jest już praktycznie pozbawione wody, jej resztki mogą się uwalniać jedynie z naczyń kapilarnych w postaci przegrzanej pary wodnej, dominują lotne związki aldehydowe i alkoholowe, dwutlenek węgla. W temperaturze 240°C rozpoczyna się rozkład termiczny celulozy. Podczas tego etapu dochodzi do zapłonu, jednak do podtrzymania procesów palenia niezbędne jest zewnętrzne źródło ciepła.
• etap III rozpoczyna się po przekroczeniu temperatury 280°C. Jest to temperatura intensywnego rozkładu celulozy i początek rozkładu ligniny w drewnie, którego apogeum zachodzi w temperaturze 450°C. W przedziale temperatur 280-500°C,w zależności od gatunku, drewno osiąga temperaturę samozapłonu, w której produkty rozpadu termicznego tworzą łatwopalną mieszaninę. Do dalszego podtrzymania procesu spalania nie jest już potrzebne zewnętrzne źródło ciepła.
• etap IV zachodzi po przekroczeniu temperatury 500°C, wtedy głównym elementem procesu jest spalanie węgla i produktów węglopochodnych (smoły, tlenku węgla itp.).