22/08/2022
0На фото: (справа) доцент НТУ Аравинд Дасари, аспирант НТУ доктор Шейх Анис и аспирант Дин Сих. Доцент Аравинд держит ламинированную древесину с покрытием, а д-р Анис и г-н Си держат древесину без покрытия.
Невидимое покрытие, способное «пожаробезопасить» древесину, было изобретено учеными Наньянского технологического университета в Сингапуре (NTU Singapore).
С ростом популярности массивной инженерной древесины в строительной отрасли одной из самых больших проблем для древесины является ее воспламеняемость. Без обработки древесина или пиломатериалы могут легко гореть и воспламеняться.
Например, во время Великого лондонского пожара 1666 года большая часть центра Лондона сгорела, поскольку древесина составляла основную часть строительства зданий. Сегодня большинство зданий строятся с использованием комбинации стали, бетона и стекла, которые относительно менее восприимчивы к огню.
За последнее десятилетие массивная инженерная древесина набирает популярность благодаря более низким затратам и более быстрому строительству, что обеспечивает повышение производительности до 35 процентов. Если древесина заготавливается в устойчиво управляемых лесах, она также имеет меньший углеродный след по сравнению со стальными или бетонными зданиями.
Существующие методы защиты внутренних помещений деревянных зданий от пожаров требуют использования огнезащитных панелей (как правило, гипсокартонных и магнезиальных плит) или покрытия древесины краскоподобными огнезащитными покрытиями, которые покрывают натуральную древесину.
Для сравнения, новое невидимое покрытие, разработанное NTU, позволяет сиять естественной красоте древесины и в то же время может обеспечивать огнезащитный барьер при «активации» огнем.
Это огнезащитное покрытие, изобретенное группой под руководством доцента Аравинда Дасари из Школы материаловедения и инженерии NTU, имеет толщину всего 0,075 миллиметра и очень прозрачно, что делает его невидимым невооруженным глазом.
При нагревании горячим пламенем происходит ряд сложных химических реакций, в результате чего покрытие превращается в обугленный материал, который расширяется более чем в 30 раз по сравнению с первоначальной толщиной. Этот уголь предотвращает возгорание древесины под ним, как показали испытания в аккредитованной лаборатории.
«Большинство пиломатериалов или деревянных панелей имеют только прозрачное покрытие, которое защищает их от влаги, атмосферной коррозии, термитов или вредителей и не рассчитано на высокую температуру. Таким образом, древесина может очень быстро сгореть, особенно если она не защищена», — пояснил доцент Дасари, эксперт по огнезащитным материалам.
«В нашем покрытии мы использовали технологию для блокировки определенных соединений и взаимодействия со смолой. Они будут систематически активно участвовать в химических реакциях при воздействии высокой температуры, что приведет к образованию полукокса. Этот уголь был разработан, чтобы быть чрезвычайно термостойким, изолирующим древесину под ним от высокой температуры».
Инновация имеет раскрытие технологии, поданное через NTUitive, инновационную и корпоративную компанию NTU, а проект коммерциализации был профинансирован на 250 000 сингапурских долларов через фонд NTUitive Gap Fund.
Вице-президент NTU (инновации и предпринимательство) профессор Луис Фи назвал это нововведение революционным шагом вперед в отрасли деревянного строительства.
«Используя сильные стороны NTU в области материаловедения и инженерии, это пример того, как фундаментальные исследования могут быть преобразованы в коммерческие приложения с большим эффектом, учитывая, что невидимое покрытие повышает как безопасность, так и эстетику в деревянном строительстве с минимальными недостатками или вообще без них», — сказала профессор Фи.
«Подобные инновации — это то, что NTU может предложить игрокам отрасли, которые хотят работать с нами для лицензирования, коммерциализации и адаптации технологий, которые можно использовать для создания уникальных продуктов, которые обеспечат конкурентоспособность Сингапура на мировом рынке».
Команда NTU сейчас ведет переговоры о лицензировании с различными компаниями. Компания Venturer Timberwork активно изучает возможности использования этого инновационного покрытия для защиты деревянных элементов, изготовленных методом массового производства, в одном из своих текущих проектов.
По словам Кевина Хилла, управляющего директора Venturer, повышение устойчивости инженерной древесины к огню имеет решающее значение для расширения использования этой технологии в большей части застроенной среды.
«В Venturer, как и другие заинтересованные стороны в секторе массового деревянного строительства, мы считаем, что больше новых проектов будет рассматривать использование этой новой технологии покрытия, если можно будет улучшить огнестойкость. У него есть потенциал для снижения затрат и зависимости от других, более дорогих решений, таких как использование более толстой древесины для увеличения слоев обугливания или инкапсуляция древесины с помощью огнеупорных досок, что сводит на нет красоту этой устойчивой и продуктивной строительной технологии».
Ожидается, что это новое покрытие будет пользоваться большим спросом в строительной отрасли, поскольку деревянные здания должны соответствовать специальным нормам пожарной безопасности для зданий, установленным регулирующими органами.
На рынке доступно лишь несколько продуктов, которые могут обеспечить как прозрачность, так и огнестойкость. Продукты, которые утверждают, что обладают обоими свойствами, в настоящее время либо чрезвычайно дороги, либо не соответствуют международным стандартам, требуемым для промышленного использования.
В стандартных отраслевых испытаниях, таких как испытания Single Burning Item, проведенные в сторонней аккредитационной лаборатории, покрытие, изготовленное в NTU, достигло наивысшего возможного класса. При воздействии высокотемпературного пламени покрытие выделяет очень мало дыма и способно предотвратить распространение пламени.
Когда уголь соскребается, древесина под ним остается неповрежденной, что доказывает эффективность покрытия для защиты древесины.
Это важно, так как в случае пожара строительные материалы должны быть огнестойкими и относительно бездымными, чтобы обеспечить безопасную эвакуацию людей, находящихся в здании.
Согласно недавнему отчету Exactitude Consultancy, мировая индустрия огнестойких покрытий также вырастет до 1,06 млрд долларов США к 2029 году.
В будущем доцент Аравинд будет сотрудничать с отраслевыми партнерами, чтобы проверить эффективность и долговечность покрытия.
