Защита деревянных сооружений от разрушения

Деревянные постройки обычно разрушаются под влиянием биологических агентов, в основном грибов и частично насекомых, и, конечно, они погибают в результате пожаров.

В деревянных объектах, построенных без химической защиты (или при слабой защите), обычно наблюдается два типа грибных разрушений: хронический, неодолимый конструкционными мерами, и аварийный, возникающий при строительных и эксплуатационных ошибках.

Хронический тип разрушения возникает в среде различного (от слабого до сильного) благоприятствования разрушителям и для различных конструкций протекает соответственно с различной скоростью. Типичными конструкциями, для которых характерно разрушение с высокой скоростью, являются столбы, сваи, лежни или нижние венцы, контактирующие с грунтом. К такому же типу, но с меньшей скоростью разрушения, относятся тесовые и лемеховые кровли, а со слабой скоростью разрушения — наружные стены построек, частично защищенные от увлажнения.

Аварийный тип разрушения обычно возникает по вине человека. Этот тип разрушения характерен для конструкций, имеющих строительные упущения (плохая гидроизоляция от грунта, слабая вентиляция, малые свесы кровли, недостаточная защита от конденсации и др.), а также упущения эксплуатационные (протечки в крыше или обшивке, неисправность водоотводов, нарушение режима вентиляции, обрастание деревьями и кустарниками). Аварийный тип разрушения должен предупреждаться в основном конструкционными мерами, а устраняться комбинированно — конструкционными и химическими мерами.

Разрушение насекомыми происходит главным образом за счет деятельности их личинок. Оно почти не касается поверхности материала, за исключением летных отверстий, проделанных вылетающими жуками. Однако под влиянием замерзания и оттаивания поверхностный слой часто отслаивается и обрушивается, обнажая глубокую червоточину.

Главным условием в процессе реставрации деревянных сооружений является защита их основных конструкций от увлажнения, способствующего развитию биоразрушителей. Ограждающие элементы должны изолировать основную несущую конструкцию от контакта с грунтом, дождевой и снеговой водой, а в неотапливаемых постройках способствовать их просушке от конденсационной, влаги с помощью естественной горизонтальной и вертикальной вентиляции.

Несмотря на то, что кровли деревянных построек тесовые, лемеховые и гонтовые не массивны и находятся в относительно тяжелых условиях, срок их службы все же достигает 10—25 лет. Достаточно высокая устойчивость кровель определяется тем, что они хорошо обдуваются ветром и поэтому сравнительно быстро просыхают. Однако, ветровая тень от близ расположенных деревьев и построек, а также отложение пыли, мусора и особенно развитие мхов и лишайников и некоторые другие факторы, затрудняющие про-сыхание, значительно сокращают срок службы деревянных крыш.

Тесовые крыши делаются из тесаных или пиленых, обычно профилированных достаточно широких досок, укладываемых в два ряда, вразбежку по ширине. Искусство устройства тесовой кровли заключается не только в том, чтобы тщательно уложить ряды досок, но также и в правильном выборе их толщины и ширины, в умении найти нужные стороны для профилирования. Простые по форме, правильно выполненные, в частности поставленные со значительным уклоном, такие крыши являются достаточно устойчивыми. Они содействуют быстрому стеканию дождевой воды, сползанию снега при его таянии, а весной просыхают до наступления температур, благоприятных гниению. Крутые тесовые крыши на шатрах церквей служат в пять раз дольше, чем пологие, например, на домах, построенных «кошелем».

Лемеховые крыши, устраиваемые обычно по криволинейным и сферическим конструкциям, можно считать важным открытием старых зодчих, хотя до сих пор нет достаточно полного объяснения повышенной устойчивости такой кровли. Следует учитывать, что лемеховая кровля легко продувается, чему содействуют малые размеры лемешин. При выборе для лемеха древесины осины учитывалось, что она сравнительно мало коробится, а под влиянием атмосферных воздействий способна принимать красивую серебристую окраску.

Раньше под лемех, укладываемый по сплошной обрешетке куполов, подстилали бересту. В настоящее время при ремонте ее часто заменяют рубероидом. Это следует делать крайне осторожно и лишь при невозможности заготовить бересту. Правильно выполненная кровля из лемеха по бересте обычно хорошо предохраняет несущую конструкцию от атмосферных осадков. Если даже на бересту и попадает немного воды, то это не принесет вреда, поскольку береста — почти непроницаемый материал, и попавшая на нее влага не проникнет в конструкцию.

С давних времен была установлена положительная роль свесов тесовых крыш для защиты стен. В крыши встраивались различные водостоки и водометы, не позволяющие стекающей воде попадать на стены и фундаменты. Таким образом, верхняя часть оболочки защищала и среднюю ее часть (обшивку) и нижнюю (фундамент). Нарушение этого правила приводит к возникновению очагов гнили.

Установлена важная роль фундамента при вентиляции нижней части конструкции, а в высоких неотапливаемых сооружениях (церкви, мельницы) — при вентиляции всей постройки. Так называемые «продухи» фундамента издавна имели широкое применение, хотя до последнего времени еще встречается недооценка их роли, размеров и расположения, в том числе и при ремонте памятников. В основном ошибки сводятся к тому, что продухи устраивают недостаточных размеров, располагают их или слишком высоко, или слишком низко, а также делают их не со всех сторон, что не позволяет использовать давление ветра для вентиляции подполья. Некоторые неотапливаемые высокие постройки ставили на безрастворные каменные продуваемые фундаменты или деревянные сваи. При таких фундаментах и при наличии неплотных верхних конструкций внутри сооружений регулярно возникали в зависимости от погоды и времени дня восходящие и нисходящие потоки. Это устанавливало в постройках определенную схему микроклимата с вертикальной циркуляцией воздуха, значительно ускоряющую просушивание конструкции после периодически возникающего атмосферного увлажнения.

Для защиты нижней части конструкции от увлажнения имеют значение также отмостки и отводные канавки. Отмостки желательно делать с уклоном 10—15%, согласовывать их ширину с шириной свесов кровли и для памятников, стоящих в «природе», засевать плотным низким газоном (если это не будет противоречить их образу), который при отрастании необходимо скашивать. Плотная низкая трава хорошо сушит грунт и не мешает проветриванию нижних венцов постройки.

С учетом роли, которую грунт подполья и, в частности, его влажность играют в долговечности постройки, его следует рассматривать и оценивать совместно с указанными тремя элементами защитной оболочки: крышей, обшивкой и фундаментом. Грунт подполья часто является источником высокой влажности воздуха всего подпольного пространства, цокольных конструкций и даже постройки в целом, поэтому именно он часто становится рассадником грибной инфекции.

Биологические агенты разрушения деревянных построек развиваются в определенных тепловлажностных (гнилостных) условиях. Эти условия складываются под влиянием внутреннего источника тепла (отопление) и воздействия внешней среды, определяемой не только климатическими и погодными условиями, но и непосредственным окружением постройки. К последнему относятся близко расположенные сооружения, растительность, водоемы, горы и другие элементы, способные влиять на микроклимат окружающего постройку пространства.

«Утопленные» в зелень деревянные дома и церкви обычно разрушаются очень быстро. Именно поэтому сейчас почти нет таких объектов даже на Севере. В настоящее время под угрозой продолжают находиться многие памятники, «зажатые» растительностью.

Сохраняя деревья и растительность, которые способствуют сохранению желаемого образа памятника, необходимо учитывать, что расстояние от деревьев до постройки должно меняться в зависимости от их высоты и густоты. Если деревья густые и их много, это расстояние должно быть не менее половины высоты деревьев. Данное правило особенно важно соблюдать на северной стороне постройки.

Однако конструкционная защита деревянных построек сама по себе все же не может полностью обеспечить их сохранность. Даже при соблюдении всех правил нижние венцы срубов и опоры, касающиеся грунта, в зависимости от условий служат лишь 8—20 лет: кровля — 10—25 лет, нижние венцы, опирающиеся на каменны” фундамент, — 40—80 лет, открытые массивные верхние строе ния— 25—100 лет, верхняя часть срубов холодных построек, за щищенная от влаги свесами кровли, — 100—500 лет. Приведени всех конструкций деревянного сооружения к одному сроку службы и тем более удлинение этого срока возможно лишь с применением химических защитных мер. Необходимость их еще более возрастает, если в результате ошибок строительного или эксплуатационного характера возникли аварийные очаги смешанных гнилей, развитие которых трудно остановить конструкционными мерами.

Повышение долговечности деревянных конструкций химическими средствами открывает совершенно новую страницу в реставрационном деле. Возможности здесь как в отношении защитных средств, так и способов их применения — значительные.

Защитных средств в настоящее время предложено достаточное количество. Они делятся: по направленности действия (назначению) — на антисептики, антипирены, укрепители и комплексные (биоогнезащитные) препараты; по характеру растворителей и другим признакам — на водорастворимые и растворимые в органических растворителях; по составу (действующему началу) — на фтористые, борные, хлорфенольные и смешанные (комбинированные); по вымываемости — на легковымываемые, вымываемые, трудновымываемые и невымываемые; по форме — на однокомпо-нентные (химические вещества) и многокомпонентные (препараты), которые могут быть рецептурными, когда компоненты смешиваются на месте потребления по заданному рецепту, и готовой формы, когда препарат поставляется в смешанном (готовом) виде.

В настоящее время наибольшее значение приобретают способы обработки поверхности конструкций или их пропитка без разборки.

Способы обработки поверхности сводятся к нанесению пропиточной жидкости на поверхность материала опрыскивателем или кистью. В обоих модификациях пропиточная жидкость наносится один или несколько раз с интервалами для просушивания. Это широко известные способы химической защиты деревянных конструкций. Механизм защиты древесины при их применении ограничивается созданием у нее тонкой (до 2 мм) защитной оболочки.