CC BY
32
СОСТОЯНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ПРЕОБРАЖЕНСКОЙ ЦЕРКВИ
МУЗЕЯ-ЗАПОВЕДНИКА «КИЖИ»
В. А. КОЗЛОВ, В. И. КРУТОВ, М. В. КИСТЕРНАЯ Институт леса Карельского научного центра РАН
Проанализированы основные результаты, полученные при оценке состояния древесины Преображенской церкви музея-заповедника «Кижи» в предыдущие годы (ЛИСИ, 1970; ЛТА, 1989; Гипротеатр, 1992). На их основе сформирована древесиноведческая база данных, позволяющая получать оперативную информацию по элементам церкви. Приведены данные, свидетельствующие о том, что в результате физического старения древесины церкви начинается первичная деструкция целлюлозных волокон. Разработана и практически реализована программа микологического мониторинга за состоянием древесины.
Ключевые слова: архитектурные памятники, древесина, дереворазрушающие грибы, база данных
Введение
Древесина - традиционный строительный материал на Европейском Севере. Однако Древняя Русь создала уникальную «деревянную» цивилизацию, которая использовала древесину во всех проявлениях жизни и деятельности, - это посуда и домашняя утварь, мосты, жилища, культовые сооружения и многое др.
Жемчужиной древнерусского деревянного зодчества является двадцатидвухглавая церковь Преображения (1714 г.) на о. Кижи, включенная в составе Кижского архитектурного ансамбля в Список Всемирного культурного и природного наследия и Государственный свод особо ценных объектов культурного наследия народов Российской Федерации.
Свойства древесины меняются с течением времени под воздействием солнечной радиации и атмосферных осадков. Помимо процесса естественного старения древесина подвержена воздействию биоразрушителей - дереворазрушающих грибов и насекомых.
Не существует единой методики определения степени сохранности исходного строительного материала, особенно для столь конструкционно сложных сооружений, в то же время вопрос качества древесины является одним из наиболее важных при проведении ремонтных и реставрационных работ.
Объект исследования
Для строительства церкви использовалась местная сосна (Pinus sylvestris), бревна средним диаметром 30,1 см, длиной от 3 до 5 м. Для основного сруба отбирались части стволов на высоте 3 м от комля, а для верхней части сруба - в основном вершинные части стволов. Всего в срубе 2120 бревен общим объемом около 600 м3.
Почти за 300-летнюю историю церковь неоднократно подвергалась ремонтам и реставрации.
Первый обширный ремонт, включавший ремонт кровли, проведен в 1759 г. В 1818 г. все наружные стены церкви обшиваются досками, все кровли покрываются металлом. Спустя 50 лет (в 1875-1882 гг.) вся прежняя обшивка бревенчатых срубов заменяется новой. Под пристройки подводится частичный фундамент, стены окрашиваются в белый, а кровли -в синий цвет (Концепция.., 1996).
В середине XX века (1957-1959 гг.) убирается обшивка панелей церкви и восстанавливается леме-ховое покрытие куполов. Одновременно ремонтируется большое количество бревен путем вставок, коронок и т. д. В 1987 г. в целях подавления активности дереворазрушающих грибов панели основного восьмерика церкви были обработаны препаратом ПББ-211 (пентахлорфенолят натрия + бура + борная кислота) (Горшин, 1970).
В результате исследований конца 70-х годов делается заключение об аварийности объекта и необходимости принятия срочных мер по его реставрации. В 1981-1983 гг. внутри церкви установлены металлические поддерживающие леса, выполнение же основных работ по проекту реставрации было приостановлено.
Состояние древесины определяется климатическими факторами, главными из которых являются температура и влажность воздуха. Климат рассматриваемой территории - умеренно-континентальный, влажный. Среднегодовая температура около +3 °С. Абсолютный максимум температуры +33 °С, абсолютный минимум -40 °С. Лето длится с июня до сентября, однако теплая погода со среднесуточной температурой около +16 °С стоит только во второй половине июня и в июле. Зима продолжительная, относительно мягкая, иногда с короткими оттепелями. Выпадение осадков обусловливается интенсивной циклонической деятельностью. Среднегодовое количество осадков составляет 650 мм, из них на теплый период (май - октябрь) приходится около 400 мм с максимумом выпадения в сентябре.
Район характеризуется напряженным ветровым режимом, преобладают юго-западные ветры со скоростью от 1 до 5 м/с. Время безветрия не превышает 9%. Возможны ураганные ветры до 20 м/с, которые в среднем наблюдаются один раз в году. Влажность воздуха на территории музея-заповедника велика (75-85%) в течение всего года. Однако из-за постоянно дующих ветров туманы на острове достаточно редки - не более 1-2 раз в месяц.
Таким образом, в целом климатические условия о. Кижи не могут способствовать интенсивному развитию дереворазрушающих грибов и насекомых, хотя и не являются оптимальными для длительного сохранения древесины.
Состояние древесины Преображенской церкви по результатам работ 1970-1980 гг.
Исследования древесины Преображенской церкви проводятся более 30 лет. При первичных оценках степени сохранения древесины использовались в основном органолептические методы. Первое достаточно детальное обследование церкви было проведено в 70-е годы под руководством С. Н. Горшина (1970). Показана преобладающая роль в разрушении древесины биологических факторов - это деревораз-рушающие грибы, насекомые, лишайники, мхи, водоросли, высшие растения. Выявлены следующие дереворазрушающие грибы: Serpula lacrimans, Coriolus vaporarius, Coniophora cerebella, Peniophora gigantea, Gloeophyllum sepiarium, Fomitopsis rosea и др. Основной причиной активизации биологических факторов, очевидно, следует считать повреждение обшивки и нарушения в работе водоотводящей системы в середине 50-х годов текущего столетия. Однако повреждения затронули главным образом лишь заболонные слои, что было подтверждено последующими исследованиями (Исследование состояния.., 1978; Техническое состояние.., 1980). В то же время несущая способность сруба остается достаточно высокой.
Нарушения структуры древесины носят локальный характер, поэтому стандартный подход, когда анализируются образцы, отобранные в отдельных зонах строения, не позволяет оценить общее состояние древесины. Детальное обследование сердцевинной зоны бревен в тот период не проводилось из-за отсутствия соответствующего оборудования.
За последние 10 лет, при изучении степени повреждения древесины Преображенской церкви были опробованы оригинальные методы неразрушающего контроля - пулевой (Прочностные и упругие характеристики.., 1992), гвоздевой (Отрешко, 1957) и радиоизотопный. В первом случае показатели механической прочности древесины рассчитывались по глубине проникновения пули в исследуемый материал, а во втором - по двум параметрам: глубине внедре-
ния гвоздя под действием постоянной силы и значению силы, необходимой на преодоление силы трения покоя при его извлечении. Результаты исследований, проведенных пулевым методом, показали, что прочность древесины на изгиб, сжатие и скалывание вдоль волокон увеличилась на 12, 29, 17% соответственно, а прочность древесины на смятие поперек и растяжение вдоль волокон снизилась на 13 и 23% (Лобанов, Кабанова, 1989) по сравнению с показателями для свежесрубленной древесины данного региона. Данные, полученные предложенными «нестандартными» методами, хорошо согласовывались с результатами традиционных испытаний. Подтверждено мнение, что качество древесины по определенным параметрам со временем повышается и, следовательно, период ее конструктивного использования в отсутствии биоразрушителей практически неограничен (Фенгел, Вегенер, 1988; Лобанов, Кабанова, 1989).
Однако эти методы вряд ли могут быть рекомендованы к использованию на любом уникальном объекте, поскольку их сложно реализовать без специальных лесов, установленных вокруг объекта. Кроме того, в «пулевом» методе разброс показаний из-за качества пороха порой превышает разброс показаний, обусловленных свойствами материала. Результаты, полученные по этой методике, мало зависят от влажности древесины.
В начале 90-х годов при составлении карты дефектов Преображенской церкви был использован метод гвоздевого забоя (Отрешко, 1957). В этом случае прочность древесины оценивалась по глубине внедрения гвоздя под действием удара постоянной силы. При извлечении гвоздя фиксировалась сила, необходимая на преодоление трения покоя. Исходя из этих параметров, были рассчитаны показатели механической прочности для значительного количества бревен сруба (более 60%).
Авторам этого метода удалось построить диаграмму дефектов древесины Преображенской церкви, а также рассчитать реальную прочность (Новожилов, 1990). Эти расчеты показали, что в отличие от субъективных органолептических оценок степени сохранности древесины показатели механической прочности, определенные методом гвоздевого забоя, могут быть достаточны для расчета устойчивости всей конструкции.
По результатам проведенных работ была предложена частичная полимерная пропитка отдельных зон конструкции. Этим способом предполагалось сохранять целостность дефектных бревен. На основании оценок остаточной механической прочности древесины Преображенской церкви рассчитан прогностический срок службы конструкции; авторами работ он определен в 100 лет.
В конце 80-х годов была проведена детальная дефектоскопия памятника с использованием ориги-
нального прибора - гамма-дефектоскопа для легких сред (Никитин, Ошкаев, 1992). Выполнено более 20 тыс. измерений, показана принципиальная возможность выявления внутренних дефектов в бревнах, построены диаграммы распределения плотности для основных панелей объекта.
Однако этот метод дает адекватные результаты только при одновременном учете влажности контролируемого бревна, что авторами проведенной работы не всегда принималось во внимание. Как показали последующие работы, влажность древесины церкви изменяется от 5 до 50%, что приводит к возможному завышению значений плотности на 20-30% и ошибочному отнесению бревна к бездефектным. Кроме того, исполнителями было принято значение критичной плотности древесины 540 кг/м3, соответствующее плотности мелкослойной древесины сосны для Северной Европы. Однако при строительстве церкви использовалась неоднородная древесина, ее плотность варьирует в диапазоне 350-600 кг/м3. Следовательно, исходя из предложенного критерия, при строительстве изначально была использована дефектная древесина.
Вместе с тем, учитывая целый ряд преимуществ, которые дает метод гамма-дефектоскопии (экспресс-ность, простота, неразрушающий характер, высокая воспроизводимость результатов), следует его считать достаточно надежным для периодического контроля состояния древесины. В сочетании с другими методами он может стать основой для принятия решений при ремонтных и реставрационных работах, химической защите или иных способах укрепления древесины сруба.
В зависимости от способа контроля качества древесины исследователи дают весьма различную оценку состояния сруба (табл. 1). Анализ результатов, полученных при проведении в разные годы исследований на Преображенской церкви, показывает, что древесина, простоявшая в срубе более 280 лет, в основном сохранила свои прочностные свойства. Однако отдельные участки бревен подверглись частичному биологическому разрушению. Поскольку в результате деятельности дереворазрушающих грибов и насекомых разрушаются в основном внешние (заболон-
ные) слои древесины, то при органолептических оценках происходит завышение реального уровня разрушения строения.
Организация постоянного мониторинга за состоянием древесины
Таким образом, как уже показано, накоплен достаточно большой фактический материал, касающийся оценки качества древесины Преображенской церкви. Однако до последнего времени он не был систематизирован и представлен в виде громоздких отчетов, получен в разное время различными методами и мало связан друг с другом. В каждом из отчетов принята своя система маркировки элементов конструкции, что еще в большей степени затрудняет восприятие информации. В 1995 г. в рамках исследования, проведенного Институтом леса Карельского НЦ РАН, нами была проведена работа по формированию базы данных (БД), которая аккумулировала и систематизировала все имеющиеся материалы, характеризующие состояние бревен наружной поверхности стен основного восьмерика и прирубов Преображенской церкви.
Для идентификации элементов конструкции введена единая система маркировки бревен. Данные представлены в формате *.сМ, что позволяет использовать их в дальнейшем в любых известных информационных системах. БД состоит из трех частей - БД механических дефектов (коронки, вычинки), ослабляющих сечение бревна; БД физического состояния и БД биологических повреждений древесины. В дальнейшем предполагается дополнение и корректировка материалов БД путем глубокого сравнительного анализа результатов, полученных разными исследователями. Введение в БД текущих материалов по микологическому мониторингу позволит принимать своевременные решения по сохранению древесины отдельных бревен и памятника в целом.
Другой задачей, решаемой в рамках данного исследования, было опробование комплекса разных методов анализа при оценке степени сохранности древесины. В процессе проведения исследований использовались световая микроскопия, рентгеновская
Таблица 1
Оценка состояния древесины Преображенской церкви различными исследователями
Доля древесины, потерявшей несущую способность, % Год оценки Исследователь
23 1970 Санкт-Петербургский инженерно-строительный институт
15 12 1977 1981 Сенежская лаборатория консервации древесины ВНИИДРЕВа
52 64-75 1981 1987 Институт «Спецпроектреставрация»
12 1987 Санкт-Петербургская лесотехническая академия
8 1987 Тверской политехнический институт
< 10 1992 Гипротеатр
10 1994 Институт леса Карельского НЦ РАН
плотнометрия, измерение электропроводности древесины, измерение сопротивления древесины при внедрении игольчатого бура. На объекте было отобрано более 200 кернов на основных панелях церкви.
Оценивалось качественное состояние древесины: наличие гнили, ее вид и занимаемая площадь. Проведено количественное определение плотности древесины и числа годичных колец на 1 см керна на рентгеновском сканирующем плотномере (Козлов, Филиппов, 1979) (рис. 1). Более половины образцов имеют плотность 430-490 кг/м3 и от 6 до 14 годичных слоев на 1 см, только 20% представлены узко-слойной древесиной с количеством годовых слоев в 1 см более 18. Учитывая равномерность отбора образцов, можно считать, что этот показатель соответствует всему массиву бревен. При строительстве церкви, вероятно, не проводился специальный отбор древесины по критерию узкослойности и плотности.
Микроскопические исследования
Микроскопические исследования древесины были проведены с помощью светового микроскопа Ampli-val с фиксацией образцов по стандартной методике (Фенгел, Венегер, 1988) под руководством Л. Л. Но-
вицкой. На первом этапе проанализирована структура 12 кернов, отобранных на четырех бревнах (табл. 2).
Древесина бревна ВЗС-4 (табл. 2) характеризуется высокой плотностью древесины (> 500 кг/м3), что свидетельствует об относительно малой степени ее структурного разрушения. Это же видно и на микрофотографии (рис. 2, а). Наблюдаются лишь отдельные дефекты. В частности, на снимке хорошо просматривается зона разрушенных оболочек. Можно отметить частичное нарушение целостности слоев поздней древесины в результате расслоения рядов клеток по радиальным стенкам. Поскольку толстые вторичные оболочки остаются ненарушенными, следовательно, расслоение происходит в результате разрушения срединных пластинок и первичных оболочек трахеид. Особо следует отметить темные включения внутри полости трахеид.
В древесине второго образца (бревно ЮВ-1) наблюдаются значительные изменения структуры за счет деформации сжатия (рис. 2, б). Трахеиды плотно сцеплены между собой, что свидетельствует о сохранении зоны срединных пластинок. Разрушающее воздействие затронуло в основном вторичные оболочки вертикальных элементов. Они явно подверглись деформации, а зона вторичного утолщения выглядит разрыхленной или «изъеденной».
Рис. 1. Диаграмма распределения плотности (а) и числа годичных слоев (б) древесины Преображенской церкви
Таблица 2
Характеристика бревен, на которых проведен отбор кернов для исследования микроструктуры древесины*
Панель Бревно № Диаметр, см Плотность, кг/м' Год. сл. в 1 см Повреждение Обработка**
Северная стена восточного прируба 4 ВЗС-4 33 519 9 Сильное, насекомыми; разрушение заболони 2 см; коричн. окраска, мицелий 18.08.87
Юго-восточная стена восьмерика 1 ЮВ-1 27 526 7 Слабое, насекомыми; разрушение заболони 2 см; коричн. окраска 18.08.87
Южная стена восточного прируба 1 АЮВ-1 28 470 17 Нет Без обработки
Восточная стена южного прируба 2 ЮСВ-2 30 453 20 Слабое, насекомыми; разрушение заболони 2 см, коричн. окраска, мицелий 18.08.87
♦ Материал приведен по базе данных Преображенской церкви, 1995. ** Обработка проведена 6%-м раствором ПББ-211.
Рис. 2. Микроструктура древесины бревен ВЗС-4 (а), ЮВ-1 (б), АЮВ-1 (в) и ЮСВ-2 (г)
В древесине бревна АЮВ-1 обращают на себя внимание маленькие годичные приросты и узкий слой поздней древесины (рис. 2, в). Сильного разрушения древесины не наблюдается, тем не менее имеет место расслоение радиальных рядов клеток ранней и поздней древесины по зонам срединных пластинок. Четко просматривается нарушение структуры вторичных оболочек, связанное с их истончением и постепенным исчезновением. В отличие от ранее рассмотренных образцов в данном случае очень хорошо представлены промежуточные стадии этого процесса, можно наблюдать полупрозрачные остатки вторичных оболочек, которые постепенно как бы растворяются, а общий скелет древесины сохраняется за счет тонких слоев первичных оболочек, скрепленных между собой срединными пластинками.
Древесина бревна ЮСВ-2. Разрушения относительно небольшие (рис. 2, г), даже для зоны, примыкающей к участку полной деструкции. Крупных полостей или зон сильной деформации оболочек не наблюдается. Однако в данном случае имеют место
очень характерные аномалии, ранее четко не просматривавшиеся. Можно видеть поровидное истончение тангентальных стенок оболочек трахеид, включая зону поздней древесины, которое, очевидно, предшествует разделению радиальных тяжей клеток и формированию радиальных разрывов рядов трахеид. В зоне поздней древесины имеют место крупные округлые отверстия во вторичных оболочках трахеид. Эти отверстия в оболочках по их расположению и размерам очень напоминают ходы дереворазру-шающих насекомых. В данном случае личинки перемещались внутри оболочки вдоль трахеид. Нельзя не отметить особенности деформации структурных элементов в этом образце в зонах ранней древесины. Хорошо видно, что вторичная оболочка трахеид деформированной и разрушенной ранней древесины не претерпела сильных изменений и представлена достаточно мощным слоем. Разрывы между оболочками, несомненно, - результат перемещения внутри годичных колец все тех же личинок, которые в данном случае двигались не вдоль, а поперек трахеид. Исходя
из этого предположения, прерывистость оболочек также может рассматриваться как след от перемещения этих личинок, тем более, что все это наблюдается в одном и том же керне.
Выявлено, что древесина имеет разрушения микроструктуры, обусловленные как деформационными явлениями, так и жизнедеятельностью дереворазру-шающих грибов и насекомых. Изучение динамики этого процесса позволит составить прогноз сохранения древесины на ближайшие годы.
Контроль влажности древесины
Главным условием разрушения древесины как продукта живой природы является соответствие ее влажности требованиям биоразрушителей (Горшин, Телятникова, 1962). Если деревянная конструкция или ее часть находится в идеальных условиях (древесина сухая, хорошо защищена от атмосферных осадков), то развития грибов, как правило, не наблюдается. Преображенская церковь находится в реальных природных условиях, и контроль влажности древесины необходим для составления прогноза развития дереворазрушающих грибов. Поскольку в конструкции насчитывается более 2100 бревен, возможен лишь выборочный приборный контроль.
Впервые на памятниках Карелии нами была реализована программа микологического мониторинга, включающая выявление зон, пораженных грибами и насекомыми, оценку их активности с одновременным контролем влажности и температуры как древесины, так и воздуха. Для изучения сезонной динамики влажности древесины было установлено пятнадцать датчиков на разных уровнях и панелях. Выбранные точки охватывали зоны повышенной влажности, выявленные в результате предварительно проведенного нами обследования, и участки, где древесина в значительной степени повреждена биоразрушителями (Козлов и др., 1996). Для контроля влажности древесины использовался разработанный нами гигоометр с малым потреблением энер-
гии, позволяющий производить измерения влажности в широком диапазоне от 1 до 80% по омическому сопротивлению древесины (Оценка состояния древесины.., 1995). Влажность измерялась в зоне 40-50 мм от поверхности бревна. Все измерения проводились на внутренней поверхности бревен. Трижды (в июне, июле и октябре) проведено дискретное измерение влажности более 300 бревен сруба. Для оценки внутреннего микроклимата церкви с июня 1995 г. организован постоянный контроль влажности и температуры воздуха в трех зонах по высоте: 1,0, 6,3 и 11,9 м от уровня грунта. Все три зоны измерения находились на расстоянии 1 м от основной оси церкви к северу. Значения температуры и влажности воздуха на разных уровнях оказались достаточно близкими, различие по влажности до 5%, по температуре - 1-2°С. Наблюдается четко выраженная суточная динамика колебаний температуры и влажности воздуха (рис. 3). Выявлено, что для церкви характерна достаточно большая вариация влажности древесины по отдельным бревнам от 7 до 50-60%. Причем зоны постоянно повышенной влажности сохранялись в течение всего периода наблюдений, т. е. с мая по октябрь. Прослеживается закономерная картина распределения влаги в бревнах: уменьшение влажности снизу вверх по большинству панелей строения. Влажность древесины в весенний период выше, чем осенью, последнее, вероятно, связано с особенностями сезона 1995 г. - количество осадков в летне-осенний период составило лишь 60% от среднемного-летнего уровня.
Высокая влажность нижних венцов, особенно в июне, скорее всего, связана с вытягиванием «снеговой» влаги из грунта, особенно у юго-западной панели, где фунт с наружной стороны находится на уровне 3-4 бревна. Для этой панели высокая влажность зафиксирована на бревнах 22 и 40 рядов, при отсутствии градиента влажности снизу вверх. Данная аномалия связана с поступлением атмосферных осадков через дефекты конструкции, что подтверждено последующими осмотрами.
Время, ч
—о—Влажность ■ Температура
Рис.3. Суточная динамика температуры (1) и влажности (2) воздуха в помещении Преображенской церкви
Рис. 4. Сезонная динамика влажности воздуха (1) и древесины различных зон наблюдения (2, 3, 4)
По характеру изменения влажности контролируемые зоны можно объединить в три группы: первая - влажность практически не превышает 20%, вторая - влажность колеблется около 20%, третья -влажность древесины постоянно превышает 20%. Характер изменения влажности по этим зонам достаточно сходный, однако амплитуда изменений наиболее высокая на бревнах третьей группы (рис. 4).
Как показали исследования, весьма благоприятные условия для развития дереворазрушающих грибов были с июня по август включительно в зонах второй и третьей групп бревен. Наибольшее количество бревен, влажность которых превышает критическую, находится на северо-восточной и юго-западной панелях основного восьмерика, а также на западной панели северного прируба и южной восточного прируба. Осенью, в октябре, влажность только единичных бревен превысила значение 20% при температуре воздуха в помещении церкви не выше +7 °С. В этих условиях практически невозможно разрушение древесины за счет деятельности грибов.
Микологический контроль
Как уже упоминалось, в 70-е годы сотрудниками С. Н. Горшина на Преображенской церкви выявлены следующие грибы: Serpula lacrimans, Coriolus vaporarius, Coniophora cerebella, Peniophora gigantea, Gloeophyllum sepiarium, Fomitopsis rosea и др. Наиболее опасными из них являются S. lacrimans, С. vaporarius, С. cerebella. Согласно принятой в России классификации, они относятся к первой группе по агрессивности.
Далее, до середины 80-х годов микологический контроль за биологическим разрушением церкви не
осуществлялся. Эта работа возобновлена нами с началом организации в 1994-1995 гг. мониторинга состояния древесины Преображенской церкви. Как показали предварительные исследования, процесс биологического разрушения церкви продолжается. Визуальный осмотр церкви выявил дальнейшее развитие очага S. lacrimans, одного из наиболее опасных разрушителей древесины, в нижнем подклете. Пленки и плодовые тела этого опасного разрушителя были обнаружены с внутренней стороны бревен нижних венцов, соприкасающихся с землей. Оценка активности дереворазрушающих грибов проведена с использованием образцов-свидетелей (Viitanen, 1996). Микологический анализ образцов выполнен С. Н. Кивиниеми (Институт леса Карельского НЦ РАН) с использованием метода чистой культуры по стандартной методике (Рипачек, 1967; Дудка, Вассер, 1982).
На некоторых бревнах нижнего подклета установлено развитие Coniophora puteana, а также плесневых грибов из родов Pénicillium и Trichoderma, которые, не являясь прямыми разрушителями древесины, при благоприятных условиях подготавливают среду для поселения и дальнейшего развития дереворазрушающих грибов.
Значительное участие в разрушении деревянных конструкций церкви принимают насекомые, в частности, северный точильщик Hadrobregmus (Anobium) confusus, следы прошлой деятельности которого отчетливо видны на наружной поверхности большинства бревен. Развитие этого вредителя активно продолжается и в настоящее время, особенно в увлажняемых осадками угловых стыках бревен внутри здания, а также в продольных стыках бревен с внешней стороны стен.
Таблица 3
Характеристика дереворазрушающих грибов
Вид фиба Группа по агрессивности Оптимальные для роста Прекращение развития при °С
влажность древесины, % температура воздуха, °С
Serpula lacrimans (= Merculius lacrimans) 1 19-22 18-23 27
Serpula minor (= Merculius mior) 1-2 20-40 22-27
Antrodia sinuosa (= Coriolus vaporarius) 1 40-60 26-27 37
Coniophora puteana (= Coniophora cerebella 1 35-55 22-26 34
Paxillus panuoi des 1 50-70 23-26 28
Gloeophyllum sepiarium 1-2 38 35 36-42
Peniophora gigantea (= Phlebia gigantea) 2 30 22-27 _
Имеющиеся сведения по экологии этих биоразрушителей свидетельствуют о том, что определяющими факторами их активного развития являются температура воздуха и влажность субстрата. Вместе с тем требования к температурно-влажностному режиму у отдельных видов существенно различаются (табл. 3).
Для развития большинства дереворазрушающих грибов оптимальная температура воздуха 22-27 °С, минимальная - от 5 до 9 °С, а максимальная - 34-37 °С (Семенкова, Соколова, 1992).
Более жесткие требования к влажности древесины. Так, для успешного развития S. lacrimans достаточной считается влажность 19-22%, для С. vaporarius, С. cerebella, Р. gigantea, G. sepiarium, F. rosea - почти в 2-3 раза выше. Оптимальная температура воздуха и влажность древесины для развития личинок жуков-точильщиков древесины из рода Hadrobregmus - 20-22 °С и 18-20% (Ильичев и др., 1987).
Погодные условия 1995 г., сравнительно теплого и сухого для Карелии, были малоблагоприятны для большинства перечисленных в табл. 3 дереворазрушающих грибов, за исключением S. lacrimans. Что же касается влажности древесины, то ее показатели близки к оптимальным для развития указанных грибов в отдельных зонах церкви.
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что процесс биологического разрушения деревянных конструкций Преображенской церкви продолжается, следовательно, необходим постоянный контроль за его ходом для принятия своевременных мер по сохранению памятника. Для этого предполагается продолжение микологического и энтомологического мониторинга состояния церкви, включая периодическое обследование конструкций для слежения за динамикой развития дереворазрушающих грибов и насекомых; одновременное слежение за влажностью древесины в наи-
более подверженных биоразрушению точках (нижние венцы, восточная, северо-восточная, юго-восточная панели, угловые стыки стен внутри церкви и т. д.).
Заключение
Проведенными исследованиями удалось подтвердить, что древесина Преображенской церкви имеет в основном поверхностное разрушение, количество бревен с сердцевинной гнилью не превышает 5-6% от общего числа исследованных бревен.
Установлено, что исходная древесина для строительства не была однородна по качеству: значительны вариации по слоистости - число годичных слоев в 1 см изменяется от 3 до 30; плотности - от 350 до 600 кг/м3.
Процесс биологического разрушения церкви продолжается, следовательно, необходим хорошо налаженный контроль за его течением для принятия оперативных мер по сохранению памятника.
В результате реализации программы микологического мониторинга за состоянием древесины Преображенской церкви выявлены зоны повышенной влажности (влажность древесины в которых превышает критический порог - 20%).
Создание древесиноведческой базы данных по Преображенской церкви позволяет вести объективный анализ элементов строения для принятия оперативных решений по ремонтно-реставрационным работам.
Благодарности
Авторы считают своим приятным долгом поблагодарить директора Государственного историко-архитек-турного и этнографического музея-заповедника «Кижи» М. В. Лопаткина и федерального архитектора Кижского погоста Т. И. Вахрамееву, которые оказывали постоянную поддержку на разных этапах выполнения работы.
ЛИТЕРАТУРА
Горшин С. Н. Детальное обследование памятника архитектуры Преображенской церкви в Кижах и разработка проекта ее восстановления: Отчет о НИР ЛИСИ. Л., 1970. 148 с.
Горшин С. Н., Телятникова Б. И. Пентахлорфенол и его применение для защиты древесины. М., 1962. 213 с.
Дудка И. А., Вассер С. П. Методы экспериментальной микологии. Киев, 1982. 550 с.
Ильичев В. Д., Бочаров Б. В. и др. Биоповреждения. М., 1987. 352 с.
Исследование состояния Преображенской церкви в музее «Кижи» и разработка мероприятий по его капитальной химической защите без разборки: Отчет о НИР ВНИИДрев. М., 1978. 62 с.
Козлов В. А., Филиппов М. М. Информационный листок № 218-79. Петрозаводск, 1979. 2 с.
Козлов В. А., Кругов В. И., Кистерная М. В. Методические основы оценки состояния древесины Преображенской церкви в музее-заловеднике «Кижи» // Строение, свойства и качество древесины-96. М., 1996. С. 101-102.
Концепция инженерного укрепления Преображенской церкви на острове Кижи. Петрозаводск, 1996. 10 с.
Лобанов Ю. А., Кабанова Т. Б. О прочности древесины сосны после длительного периода использования (на примере памятника деревянного зодчества Преображен-
ского храма на острове Кижи) // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1989. № 6. С. 117-121.
Никитин М. К., Ошкаев А. Н. Модификация древесины памятников деревянного зодчества. Петрозаводск, 1992. 112 с.
Новожилов JI. А. Оценка работоспособности и долговечности деревянных сооружений // Сб. материалов меж-дунар. науч.-практ. конф. Архангельск, 1990. С. 101-103.
Отрешко А. И. Деревянные конструкции. М., 1957. 235 с.
Оценка состояния древесины Преображенской церкви: Отчет о НИР Института леса КНЦ РАН. Петрозаводск, 1995. 46 с.
Прочностные и упругие характеристики древесины конструкций Преображенской церкви на острове Кижи: Отчет о НИР ГИПРОТЕАТР. Л., 1992. 117 с.
Рипачек В. Биология дереворазрушающих грибов. М., 1967. 276 с.
Семенкова И. Г., Соколова £. С. Лесная фитопатология. М„ 1992.352 с.
Техническое состояние Преображенской церкви: Отчет о НИР ЛИСИ. Л., 1980. 78 с.
Фенгел Д., Вегенер Г. Древесина (химия, ультраструктура, реакции). М., 1988. 512 с.
Viitanen Н. Factors affecting the development of mold and brown rot decay in wooden material and wooden structures. Dissertation. The Swedish University of Agricultural Sciences. Uppsala, 1996.
