ЗАХИСТ ДЕРЕВИНИ ВІД БІОПОРАЖЕНЬ
Вороги деревини
Існують безліч чинників, які можуть впливати на деревину і робити її непридатною для використання.
Як правило, це пов'язано з порушенням цілісності структури або втратою декоративних властивостей. Такі біологічні організми, як гриби і комахи, можуть руйнувати структуру деревини, що призводить до значних пошкоджень.
При контакті деревини з відкритим повітрям погодні умови можуть згубно вплинути на її декоративну привабливість і функціональність. До пошкодження деревини можуть призвести й інші чинники, наприклад фізична або хімічна дія, а також вогонь.
При контакті деревини з атмосферою існують дві основні небезпеки: вплив води і сонячного випромінювання.
Сонячне випромінювання
Сонячне випромінювання складається з хвиль різної довжини в діапазоні від короткохвильового ультрафіолетового випромінювання до довгохвильового інфрачервоного випромінювання (яке створює тепло), у тому числі і хвиль, що створюють видиме світло. На деревину впливає в основному ультрафіолетове і видиме випромінювання, хоча, ймовірно, найбільшого збитку завдають ультрафіолетові промені.
Випромінювання здійснює на деревину два типи впливу. Найбільш значні наслідки виникають внаслідок розкладання лігніну, що відбувається під впливом сонця, який утримує клітини деревини разом. Лігнін розпадається на дрібні фрагменти, які потім вимиваються водою. В результаті залишаються рихлі волокна деревини, які або остаточно вимиваються з поверхні, або частково залишаються і злипаються, утворюючи шорстку поверхню.
Таким чином, втрачається декоративна привабливість через шорсткість і зміну кольору, що спричинені втратою лігніну на окремих ділянках поверхні. Такий стан поверхні робить її малопридатною для обробки, а нанесення обробних матеріалів на зруйновану деревину призводить до швидкої втрати адгезії.
Як правило, випромінювання проникає углиб деревини тільки на декілька клітин. Але такий уражений шар втрачає міцність. Наприклад, європейське червоне дерево може втратити від 50 до 80% міцності в результаті дії ультрафіолетового випромінювання. Вплив видимого випромінювання може знизити міцність на 10-50%.
Вторинний вплив випромінювання полягає в руйнуванні кольорових компонентів, які містяться в породах деревини з вираженим забарвленням. Сумарним результатом цих двох впливів є те, що світла деревина темніє, а потім стає сірою, а деревина з вираженим забарвленням може ставати світлішою і, зрештою, також набуває сірого відтінку.
Існує ще одна проблема, пов'язана з поглинанням випромінювання. Вважається, що продукти розкладання лігніну слугують їжею для грибів — збудників синяви. Тому ураження цими грибами може посилюватися під впливом сонячного випромінювання.
Вода
Вплив води призводить до трьох основних наслідків. По-перше, якщо деревина залишається досить вологою (звичайна більше 20% вологості) впродовж досить тривалого часу, може відбутися ураження грибами і бактеріями, що викликають її розкладання та (або) фарбування.
По-друге, деревина поглинає воду і набрякає. Це відбувається тому, що молекули целюлози і геміцелюлози, компоненти клітинних стінок, мають хімічні групи, які можуть зв'язувати воду. В результаті мікрофібрили целюлози розсуваються молекулами води, що й призводить до набрякання.
Процес поглинання води є оборотним. При теплій і сухій погоді поглинена вода випаровується і деревина знову стискається.
Як правило, при поглинанні деревиною вода проникає всередину досить повільно. Відповідно, коли деревина стає вологою під дощем, зазвичай намокають і розбухають тільки її зовнішні шари, які згодом висихають і стискаються. Часто таку зміну розмірів називають деформацією вологості деревини. Цикл набрякання — усадки (стискування) дуже часто повторюється, а оскільки він зачіпає зовнішні, а не глибокі шари деревини, усередині встановлюється напруга, яка може бути знята тільки шляхом утворення тріщин на поверхні деревини. З виникненням тріщин з'являються додаткові шляхи для проникнення до деревини води та інших небажаних компонентів, наприклад грибкових спор, комах і бруду.
По-третє, вода вимиває продукти розкладання лігніну під впливом УФ- і видимого випромінювання, через що волокна целюлози стають рихлими. Крім того, вона може вимивати кольорові компоненти з деяких видів деревини, викликаючи зміну кольору.
Вогонь
Хоча дерево добре горить, відбувається це при температурі вище 250 °C за наявності відкритого полум'я і вище 500 °C за відсутності полум'я. Під час горіння деревини утворюється обвуглений шар завтовшки декілька міліметрів, відомий як деревне вугілля. І хоча він згорає далі, оголяючи свіжу деревину, відбувається це повільно, з передбачуваною швидкістю. Структурний елемент ламається тільки тоді, коли величини незгорілого ядра, яке залишилося, вже недостатньо для підтримання необхідного навантаження. Знаючи швидкість обвуглювання і використовуючи деревину достатнього поперечного перерізу, можна розрахувати час, необхідний для того, щоб уникнути втрати структурної цілісності.
Просочення деревини антипіренами або нанесення покриттів, які уповільнюють поширення полум'я по поверхні, зменшує ризик виникнення пожежі.
Інші чинники
Сонячне випромінювання і вода справляють істотний вплив на деревину, проте не слід забувати і про інші чинники. Стирати поверхню деревини здатні сильні вітри, заносячи частки бруду, пилу та іншого сміття і викликаючи ерозію поверхні, особливо м'якших ділянок ранньої деревини.
Атмосферні забруднення, бруд і грибкові спори можуть осідати на поверхні та руйнувати її. Інші біологічні організми, такі як лишайники і водорості, також здатні рости на поверхні; вони не руйнують деревину, але псують її зовнішній вигляд і можуть сприяти ураженню руйнівними грибами.
У більшості випадків сумарний вплив цих змін полягає у втраті декоративних властивостей і функціональності деревини. На рисунку нижче продемонстровані деякі з цих наслідків.
Запобігти руйнуванню деревини під впливом погодних умов допоможе використання ретельно підібраних покриттів для зовнішніх дерев'яних поверхонь.