Как обеспечить устойчивость термически модифицированной древесины к гниению на открытом воздухе?

Почему термически модифицированная древесина устойчива к гниению: научные основы стойкости к разложению

Удаление гемицеллюлозы и сахаров — устранение источников питания для грибов

При термической модификации древесина нагревается в специальных камерах до температуры примерно от 180 до 230 градусов Цельсия в условиях отсутствия кислорода. В результате этого процесса структура древесины необратимо изменяется на клеточном уровне. Далее происходит весьма интересное явление: разрушается вещество, называемое гемицеллюлозой, — именно оно служит питательной средой для нежелательных грибов-разрушителей. Как только этот источник питания исчезает, микроорганизмы, вызывающие бурую и белую гниль, фактически голодают. Исследования показывают, что при удалении этих сахаров численность грибных колоний снижается почти на 95 % по сравнению с обычной, необработанной древесиной. После обработки древесина соответствует классу EN 350 Class 1, который считается высшим в отрасли и сопоставим по устойчивости к гниению с тропическими твёрдыми породами древесины. Поскольку в древесине больше не остаётся питательных веществ, необходимых грибам для роста, они просто не могут начать развиваться. Это означает, что правильно обработанная древесина будет устойчива к гниению более 25 лет даже при эксплуатации на открытом воздухе, что делает её разумным выбором для множества строительных проектов.

Стабилизация лигнина и поперечное сшивание полимеров клеточной стенки, подавляющие ферменты грибов

При воздействии высокой температуры лигнин начинает полимеризоваться и образует плотные, взаимосвязанные сети по всей толщине клеточных стенок. Далее происходит довольно интересное явление: вновь сформированная структура лигнина становится одновременно физическим барьером и химической защитой, препятствующей проникновению ферментов грибов к целлюлозе внутри клетки. В то же время древесина поглощает примерно вдвое меньше влаги по сравнению с исходным состоянием, а значит, вокруг просто не остаётся достаточного количества влаги для активного роста большинства грибов. Таким образом, здесь одновременно происходят два процесса: питательные вещества становятся недоступными, а структура — более прочной. Такое сочетание существенно снижает уязвимость древесины к биологическим воздействиям со временем, обеспечивая ей значительно лучшую долговременную защиту от гниения.

Реальные показатели эксплуатации термообработанной древесины на открытом воздухе в условиях высокой влажности

Долгосрочные данные натурных испытаний из исследований в Северной Европе и Тихоокеанском северо-западе США

Испытания, проведённые в районах с обильными осадками, продемонстрировали высокую стойкость термообработанной древесины. Исследования, проводимые в странах Северной Европы, отслеживают эти образцы уже более десяти лет, и за это время на наружных конструкциях — таких как террасы и стены — практически не наблюдалось гниения, несмотря на постоянное увлажнение. Аналогичные результаты получены и в экспериментах, проведённых в районе Тихоокеанского Северо-Запада США: термомодифицированная древесина сохраняла свою прочность, тогда как обычная необработанная древесина начала разрушаться уже через пять лет пребывания на открытом воздухе. В чём секрет такой долговечности? Тепловая обработка вызывает устойчивые изменения внутри самой древесины, а не только на её поверхности. Она формирует настоящую защиту от гниения «изнутри наружу», что и объясняет значительно более длительный срок службы по сравнению с обычной древесиной.

Снижение равновесного содержания влаги (EMC) и его роль в подавлении гниения

Когда древесина подвергается термической модификации, она достигает так называемого равновесного содержания влаги (EMC), которое на 40–50 % ниже, чем у обычной необработанной древесины, и обычно составляет от 4 до 6 %. Большинству грибов, вызывающих гниение, требуется как минимум 20 % влаги для начала роста; поэтому снижение влажности настолько существенно делает древесину практически непривлекательной для них. Процесс нагрева химически изменяет структуру клеток древесины, в результате чего она значительно хуже впитывает воду даже при сильных дождях или в условиях повышенной влажности морского воздуха. Благодаря этой встроенной влагостойкости древесина не насыщается влагой в достаточной степени для начала процесса разложения. Именно поэтому строители предпочитают использовать термообработанную древесину, например, для наружных стен в прибрежных районах, где влажность воздуха постоянно высока.

Ключевые наружные применения, где термомодифицированная древесина демонстрирует проверенную стойкость к гниению

Напольные покрытия (декинг), облицовка (сайдинг) и причалы: сравнительная эффективность и ожидаемый срок службы

Термически модифицированная древесина обеспечивает проверенную на практике стойкость к гниению в трёх требовательных областях применения:

• Террасные настилы устойчива к короблению, растрескиванию и гниению под воздействием пешеходной нагрузки и экстремальных погодных условий, обеспечивая срок службы более 25 лет при минимальном техническом обслуживании.
• Фасадные панели / облицовка сохраняет размерную стабильность при перепадах температуры благодаря низкому значению равновесной влажности (ЭМС) — 4–6 %, демонстрируя на 80 % меньше растрескивания по сравнению с немодифицированной древесиной в ускоренных испытаниях на атмосферостойкость.
• Доки выдерживает длительное полное погружение без гниения; испытания подтверждают снижение восприимчивости к грибам на 95 % по сравнению с немодифицированной древесиной.

Во всех случаях синергетическое воздействие удаления гемицеллюлоз и стабилизации лигнина создаёт прочные, влагостойкие структуры — никаких покрытий или антисептиков не требуется.

Рекомендации по монтажу для сохранения стойкости термически модифицированной древесины к гниению

Стратегии вентиляции, водоотвода и детализации для обеспечения долговечности на открытом воздухе

Даже древесина с максимальной стойкостью к гниению требует правильного монтажа для обеспечения заявленных эксплуатационных характеристик. Необходимо соблюдать три ключевых принципа:

• Вентиляция используйте непрерывные обрешётные системы или прокладки за облицовкой, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха и предотвратить удержание влаги.
• Дренаж предусмотрите наклонные поверхности, капельники и фартуки на стыках для активного отвода воды от уязвимых участков.
• Деталировка оставьте зазоры для расширения между досками шириной 6–10 мм и укажите использование крепёжных элементов из нержавеющей стали или с защитным покрытием, чтобы компенсировать естественные деформации без ущерба для управления влажностью.

Монтажные работы, выполненные с соблюдением этих рекомендаций, обеспечивают срок службы напольных покрытий и фасадных облицовок свыше 25 лет — за счёт сохранения термически стабилизированной структуры древесины и предотвращения длительного воздействия высокой влажности, вызывающей гниение.