Архитектурный обогрев: комфорт и безопасность
Системы архитектурного обогрева все активнее задействуются в эксплуатации зданий и сооружений, прилегающих к ним территорий и инженерии. По мнению экспертов, в перспективе технология получит еще более массовое распространение.
В большинстве российских регионов ярко выражен зимний сезон. На протяжении нескольких месяцев держится снежный покров, и наблюдаются отрицательные температуры воздуха. Данные природные факторы негативно влияют на качественную эксплуатацию зданий и сооружений. В частности, снег на кровле увеличивает нагрузку на несущие конструкции, возникают протечки, сосульки и наледи при падении могут травмировать людей и привести к другим ЧП. Свести к минимуму такие происшествия и повысить устойчивость кровли и других элементов сооружений к воздействию снега и перепадов температур способны системы архитектурного обогрева (АО).
Технологии АО все активнее задействуются в эксплуатации жилых, коммерческих, промышленных зданий и сооружений, прилегающих к ним территорий и инженерии, а также в загородном домостроении. Эксперты полагают, что архитектурный обогрев в ближайшие годы найдет еще более массовое распространение, в том числе за счет появления на рынке новых видов АО, заинтересованности собственников различных объектов в их энергоэффективности и безопасности.
Выполняя задачи
Архитектурный обогрев представляет собой кабельные системы электрического обогрева, предназначенные для борьбы со снегом и образованием наледи, рассказывает продакт-менеджер направления обогрева, бренд EKF, Артем Евстропов. «Главным элементом системы являются нагревательные кабели, которые при работе обеспечивают выполнение поставленных задач. Электрический обогрев очень удобен. По сравнению с другими видами он может применяться для решения различных задач, для любых типов кровли и площадок, размеров и т. д. Нагревательные кабели технологичны и удобны в монтаже, легко управляются с помощью специализированных контроллеров, что позволяет рационально расходовать электроэнергию. Задачи по антиобледенению встречаются везде, поэтому данные системы применяются повсеместно: это обогрев кровель промышленных цехов, площадок и ступеней в переходах метро и торговых центрах, защита от замерзания труб в частном домостроении».
Ключевые различия, которые можно выделить в системах архитектурного обогрева, – тип греющего кабеля, отмечает ГИП (главный инженер проекта) ООО «Обогрев Люкс» Игорь Скворцов. Он может быть резистивным и саморегулирующимся. Отличие кабелей в пусковых токах (у саморегулирующихся он есть, у резистивных — нет) – в материале, внутренней конструкция кабеля, а также линейной мощности обогрева (в среднем – 30 ватт на погонный метр, но может варьироваться в зависимости от применения). Высокая эффективность и долговечность систем АО достигается благодаря применению систем управления на основе датчиков температуры, воды и осадков – вовремя установленная и запущенная система обогрева сможет самостоятельно реагировать на любые изменения температуры среды и автоматически регулировать уровень отдачи тепла. Соответственно, это позволяет оптимизировать работу системы и снизить энергопотребление. «Еще можно отметить разницу между саморегулирующимися кабелями и резистивными в бытовом плане. За счет матрицы с частицами графита внутри “самрегов” кабель способен самостоятельно изменять выделение тепла (а следовательно, и электропотребление) в зависимости от температуры окружающей среды. Таким образом, его можно подключить напрямую в сеть и использовать по назначению без дополнительного контроля (например, многие используют готовые кабельные секции на основе саморегулирующегося греющего кабеля для обогрева бытовых трубопроводов). Резистивный же кабель — это кабель постоянной мощности, требующий постоянного контроля через терморегулятор», – поясняет специалист.
Улучшая характеристики
По словам руководителя направления архитектурного и промышленного обогрева компании «Теплолюкс» Константина Архипова, современные технологии не стоят на месте, и это находит отражение в разработке и производстве систем АО. В последние годы на рынке появились решения, которые не только повышают эффективность таких систем, но и делают их более безопасными и долговечными.
«Одним из ключевых нововведений стало использование передовых материалов, обладающих малодымными и негорючими свойствами. Такие материалы оболочек греющих кабелей обеспечивают не только высокий уровень безопасности, но и продлевают срок службы систем, что особенно важно в условиях эксплуатации на открытых пространствах. Также стоит отметить широкое применение саморегулирующихся греющих кабелей. Эти кабели автоматически адаптируются к условиям окружающей среды, изменяя свою мощность в зависимости от температуры воздуха и наличия влаги. Это позволяет значительно снизить энергопотребление, так как система будет работать ровно столько, насколько это необходимо в текущих условиях. Такие кабели стали особенно востребованными благодаря их высокой надежности и экономичности», – отмечает специалист.
Можно сказать, что саморегулирующийся кабель – это более современная и энергоэффективная технология в сравнении с резистивным кабелем, продолжает тему директор по продажам компании «Современные технологии нагрева» Александр Саразов. Автономное управление (метеостанция) гарантирует энергосбережение системы архитектурного обогрева, так как она работает только во время снегопада или иных осадков. Да и в целом избавляться от наледи дешевле, проще и безопаснее, чем вручную сбивать лед с крыши. Саморегулирующийся кабель – сейчас самый используемый. Его преимущество – отсутствие перегрева. Он наиболее эффективен при обогреве кровли и водостоков.
Совсем недавно мы улучшили характеристики, добавляет Александр Саразов, и резистивных нагревательных кабелей. Обновили производство серии НРК ТР FEP со фторопластовой изоляцией нагревательных жил. Это решение для систем антиобледенения и снеготаяния с улучшенными показателями. Обновленный кабель НРК ТР FEP удобен в монтаже и имеет усиленную защиту от механических и иных повреждений. Резистивные нагревательные кабели постоянной мощности эффективны при укладке на открытых участках кровли скатных крыш и иных наружных объектов, обеспечивают равномерный нагрев по всей длине. Обновленный кабель НРК ТР FEP удобен в монтаже и имеет такие преимущества, как защита от перегрева, повреждений при укладке, УФ-лучей и агрессивного воздействия, повышенная термостойкость.
Коммерческий директор компании «Антилед-групп» Максим Павлов также отмечает, что в последнее время в производстве систем архитектурного обогрева все чаще используются инновационные материалы и технологии. Например, появились тонкие гибкие пленки, способные равномерно обогревать поверхность без создания видимых элементов. Также разработаны системы автоматизации, которые могут контролировать и регулировать температуру в зависимости от погодных условий. «Таким образом, технология АО является эффективным способом обеспечения безопасности и комфорта на различных строениях. С появлением новых решений и инноваций – как в производстве, так и в установке систем антиобледенения – данная технология становится все более популярной и востребованной в современном домостроении».
По нашим подсчетам, рассказывает руководитель направления технико-коммерческого сопровождения партнерских продаж «ИВС» (входит в ГК «ССТ») Марина Борисова, системы электрообогрева окупаются в ближайшие два-три года эксплуатации за счет экономии на расходах по вызову бригад по уборке территорий от снега и льда. Плюс это страховка от незапланированных судебных исков от собственников автомобилей, на которые могут упасть ледяные глыбы, или пешеходов, или жителей, которые могут получить травмы из-за наледи. Говоря про энергопотребление систем электрообогрева, нельзя не отметить, что решения на основе саморегулирующих кабелей на 20−30% энергоэффективнее аналогичных решений на основе резистивных кабелей. А при применении автоматизированных систем управления (АСУ) системы обогрева работают только в необходимый промежуток времени, при заданных температурах и исключительно при наличии осадков. «При выборе подрядчика мы рекомендуем обращать внимание на качество нагревательных кабелей. Все-таки система рассчитана не на один год службы, а на 10−25 лет, и лучше выбирать не дешевые китайские аналоги, а качественные изделия. Важно, чтобы вы могли в любое время обратиться за гарантийной и технической поддержкой, которую всегда окажет российский производитель», – добавляет специалист.
1 ноября 2023 года состоялась конференция «ТИМИ-2023 Санкт-Петербург. Технологии информационного моделирования и инжиниринга», организованная компанией «НИП-Информатика» при поддержке «СиСофт Девелопмент» и «Нанософт». В ее работе приняло участие около 200 представителей строительных компаний, проектных институтов, вузов, специалистов сметного дела и строительной экспертизы.
По мнению исполнительного директора АРПП «Отечественный софт» Рената Лашина, информационное моделирование сегодня находится в топе цифровой повестки государства. Это связано с необходимостью достижения технологического суверенитета в ближайшие 2-3 года, поскольку большинство иностранных производителей ПО для информационного моделирования ушло с российского рынка.
«Наша компания столкнулась с непростой проблемой: за ограниченное время заменить импортное программное обеспечение, не теряя при этом функциональности», – обозначил ключевую задачу российских разработчиков САПР Илья Ивахов, начальник отдела САПР ПГС «НИП-Информатика».
Компания «СиCофт Девелопмент», которая в течение 15 лет развивает это направление, сейчас выступает лидером в разработке САПР- и ТИМ-решений. Об этом говорят масштабы распространения ее программных продуктов: свыше миллиона лицензий, более 35 тысяч предприятий-клиентов и 400 тысяч рабочих мест. Не случайно лейтмотивом конференции стала программа Model Studio CS на платформе nanoCAD и практика ее применения в промышленном и гражданском строительстве. Один из наиболее популярных продуктов Model Studio CS Строительные решения включает средства 3-мерного проектирования по разделам АР, КР, графическую САПР-платформу nanoCAD, библиотеку элементов в поставке с ПО, подсистемы генерации чертежей и спецификаций на основе российских стандартов. По сравнению с первой версией 2014 года программа увеличила перечень команд с 12 до 127 и постоянно обновляется благодаря практикам с такими партнерами, как Газпром, Росатом, Роснефть и другими ведущими компаниями.
Руководитель проектов Александр Коростылев рассказал собравшимся о комплексной BIM-cистеме Model Studio CS, области ее применения, замещении иностранных программных продуктов, а также о планах и приоритетах развития программного комплекса Model Studio CS и единой информационной платформе CADLib на период до 2025 года. Среди них – поддержка ОС на базе Linux, датацентричная технология, оптимизация алгоритмов обработки больших моделей и многое другое. Другие специалисты компании подробно остановились на функционале АРМ операторов BIM-моделей, методике подготовки экспресс-смет, комплексном решении NS Project для цифровизации процессов проектирования.
В отличие от зарубежных вендоров отечественные разработчики готовы адаптировать продукт под конкретные требования, а их взаимодействие с заказчиком можно назвать командной работой. К примеру, с «ГЭХ Теплостройпроект» у «СиСофт Девелопмент» сотрудничество по разработке и внедрению автоматизированного проектирования тепловых сетей длится с 2017 года. «Во-первых, компания решила вложить усилия в создание критически необходимого для нас инструмента, которого изначально не было в Model Studio CS, – отмечает руководитель департамента технической политики, методологии и стандартизации Александр Можаев. – Во-вторых, при выборе платформы нас склонили в пользу nanoCAD, а не AutoCAD, поэтому 2022-й не стал для нас неожиданностью».
С подобными прикладными кейсами выступило несколько заказчиков, что говорит о широком потенциале отечественных САПР.
Российские программные продукты далеко не первый год заменяют зарубежное ПО, и с каждой новой версией разработчики зачастую предлагают по-настоящему инновационные решения. Например, специалисты «Нанософт разработка» представили первые в России smart-нормативы для проверки информационных моделей через алгоритмизацию семантического анализа. Другие разработки компании – обработка данных 3D-сканирования с помощью модульной платформы ReClouds или автоматизация поиска нормативных нарушений в цифровой модели – также вызвали большой интерес участников конференции.
«Мероприятие в Санкт-Петербурге стало живой площадкой общения в силу того, что в городе и в Ленинградской области растет пул компаний, влившихся в цифровую трансформацию, – подвел итоги конференции директор представительства ГК «СиСофт» Александр Белкин. – Здесь мы познакомились с интересными практиками выбора и внедрения софта и вновь пополнили свое портфолио темами, которые могут стать перспективными направлениями развития».
В России начинают испытывать золошлаки в дорожном строительстве.
Правительство Российской Федерации в соответствии с положениями федерального проекта «Экономика замкнутого цикла» и отраслевыми программами, связанными с вовлечением вторичных ресурсов в промышленный оборот и строительство, планирует запустить процесс, направленный на масштабное использование золошлаков ТЭЦ при возведении зданий и объектов транспортной инфраструктуры. Сейчас на пилотных участках дорог специалисты используют или планируют к использованию золошлаковые материалы (ЗШМ), чтобы детально изучить их техническую и экономическую эффективность, а по итогам испытаний оценить эксплуатационные характеристики дорожной одежды из золошлаков. Ожидается, что результаты исследований лягут в основу нового предварительного национального стандарта (ПНСТ) в части применения вторсырья.
Существующая нормативная база давно позволяет применять шлаки в дорожном строительстве. Например, для зол-уносов документы, регламентирующие их применение, появились еще в 1975 году, а в 2013-м к ним добавились рекомендации Росавтодора, изложенные в ОДМ 218.2.031–2013 «Методические рекомендации по применению золы-уноса и золошлаковых смесей от сжигания угля на тепловых электростанциях в дорожном строительстве». Однако на практике проекты с использованием этих материалов встречаются достаточно редко.
Сегодня есть намерение изменить ситуацию, так как применение вторсырья становится все актуальнее. «Личное мое мнение – тема очень перспективна, особенно в дорожном строительстве, ‒ заявил заместитель Председателя Правительства РФ Марат Хуснуллин во время выступления в Совете Федерации. ‒ Это даст возможность использовать более дешевые материалы, более качественные. Тему надо «толкать», я ее поддерживаю». По словам вице-премьера, для запуска массового использования необходимо урегулировать нормативную базу, наладить взаимоотношения между всеми участниками процесса и провести работу с подрядчиками. Собственно, эти процессы сейчас идут полным ходом.
Новый взгляд на золошлаки
Тема получила развитие прошлой осенью, когда в ходе работы X Международной специализированной выставки-форума «Дорога 2022» с предложением о сотрудничестве с Росавтодором выступили представители Сибирской генерирующей компании (СГК). Ежегодно на собственных производственных площадках она образует более 8,5 млн тонн золошлаковых отходов, и представители компании выразили намерение поставлять дорожникам не отходы, а конкретный материал для использования.
Устные договоренности были оформлены Меморандумом о взаимодействии, и в настоящее время перешли в плоскость разработки и утверждения проектов и опытных испытаний. Вблизи золошлакоотвалов СГК строители подобрали пилотные объекты, на которых приступили к изучению возможностей различных видов материала. «Не секрет, что характеристики золошлаков на каждом из предприятий могут быть различными. Соответственно и подходы для их применения должны быть разными. По большому счету нам надо показать дорожникам, как работать с данным материалом», ‒ отметил начальник Управления научно-технических исследований, информационных технологий и хозяйственного обеспечения Росавтодора Сергей Гошовец.
В целях комплексного подхода к вовлечению золошлаковых материалов в дорожное строительство специалисты Росавтодора подготовили, согласовали и утвердили план мероприятий (дорожную карту) по расширению применения золошлаковых материалов, а также дорожно-строительных технологий и материалов. Для того чтобы мероприятия согласно дорожной карте имели конкретные результаты, к работе были привлечены генерирующие компании, научно-исследовательские отраслевые институты, ТК 418 «Дорожное хозяйство», ППК «Российский экологический оператор», Национальная ассоциация развития вторичного использования сырья (АРВИС). Были сделаны запросы в регионы по планам применения ЗШМ на опытных участках, получена информация о потенциальных объектах, на которых возможно использование золошлаковых материалов.
В настоящее время уже сформирован перечень перспективных объектов, на которых можно провести технико-экономическое сравнение вариантов проектных решений применения ЗШМ при разработке и экспертизе проектной документации в регионах Российской Федерации.
Проекты находятся в разной степени готовности, и это во многом зависит от генерирующих компаний, которые отвечают за состояние золошлаковых отвалов, а также от позиции региональных властей, которые заинтересованы в сокращении объемов хранения ЗШМ.
Важно отметить, что все задействованные организации согласились с необходимостью системного и вдумчивого подхода. Нельзя допустить, чтобы проекты готовились наспех, ведь это может привести к технологическим ошибкам, а значит, будет иметь негативный эффект как для дорожного хозяйства, так и для решения экологических проблем, связанных с применением вторичных ресурсов.
Требуется глубокая проработка проектов с учетом характеристик и особенностей ЗШМ на различных объектах генерации, а также логистических, технологических и иных аспектов. Логистические цепочки, способствующие вовлечению вторичных ресурсов в дорожное строительство, могут быть определены при разработке конкретных проектов с учетом экономической, технологической и технической целесообразности приоритетного применения местных материалов и вторичных ресурсов.
Таким образом, Росавтодор в рамках своих полномочий проводит работу по созданию условий для вовлечения вторичных материалов в хозяйственный оборот в сфере строительства.
Пилотные проекты
Осенью 2023 года СГК предоставила золы-уносы в объеме 100 тонн с расположенной неподалеку Барнаульской ТЭЦ-3 для реконструкции 200-метрового участка трассы Павловск ‒ Колыванское ‒ Ракиты ‒ Топчиха. Дорожники Алтайского края включат вторсырье в состав вяжущей смеси, заменив часть цемента на золы-уносы с модификаторами, увеличивающими прочность материала, а затем с помощью ресайклера восстановят и стабилизируют дорожное полотно по всей толщине. Как поясняет Сергей Голиков, руководитель дорожных проектов СГК, используемая зола бурого угля обладает вяжущими свойствами и позволяет улучшить показатели бетонной смеси при замене до 30% цемента.
На Кузбассе, где нет песчаных карьеров, специалисты предлагают испытывать шлаковый песок фракцией 1–5 мм с Томь-Усинской ГРЭС на опытном участке стратегической автодороги Шарап ‒ Восточный. Согласно результатам совместных исследований СибАДИ и СГК материал может стать хорошей заменой естественному песку, а за счет сокращения расходов на логистику обеспечит экономию при строительстве данного объекта до 100 млн рублей. Ожидается, что строительные работы начнутся до конца текущего года.
«Мы представили коллегам-дорожникам все необходимые расчеты, и уже в этом году должен быть выполнен опытный участок дороги с применением нашего материала, ‒ говорит директор по реализации золошлаковых материалов СГК Петр Саньков. ‒ Если он подтвердит свои качественные характеристики и экономическую целесообразность, можно рассчитывать, что значительная часть дороги может быть построена с использованием этого техногенного песка».
Рассматривается возможность применения золошлаковых материалов Новосибирской ТЭЦ-5 в рамках третьего этапа реконструкции Чуйского тракта. На сегодняшний день материал прошел необходимые испытания, которые подтвердили возможность его применения в земляном полотне.
Еще один вариант использования золошлаков для устройства насыпи дорожники планируют испытать в Новосибирске при реализации проекта по строительству подъезда к Плющихинскому жилому массиву по улице Доватора. В данном случае дорогостоящий покупной грунт предлагается заменить на более выгодный золошлак. По данному проекту выполнено технико-экономическое обоснование, доказывающее техническую и экономическую эффективность решения.
В Хакасии при реконструкции улицы Белых Облаков в пригороде Абакана было предложено применять крупнообломочный золошлак, имеющий согласно исследованиям СибАДИ способность к набору прочности. Однако сейчас определяется экономическая целесообразность реализации этого проекта ввиду наличия в регионе дешевых природных материалов.
ФАУ «РОСДОРНИИ» ведется работа с правительством Томской области. Специалисты субъекта РФ разработали региональную программу по повышению объемов использования ЗШМ, в том числе на объектах дорожной инфраструктуры. Решение этого вопроса позволит определить возможность применения золошлаковых отходов Северской ТЭЦ.
Уральским филиалом ФАУ «РОСДОРНИИ» проводилась работа по испытаниям грунтов и подбору рецептов смесей с ЗШМ для применения на пилотных объектах дорожной инфраструктуры в Свердловской, Кемеровской и Томской областях, а также в Республике Бурятии.
Методика использования золошлаков
Классификация золошлаков вместе со способом применения каждого из видов вторсырья будет прописана в нормативном документе, над которым сегодня работает Ассоциация «Р.О.С.АСФАЛЬТ» вместе с Сибирской Генерирующей Компанией. Новый ПНСТ в области применения золошлаков в дорожном строительстве планируется создавать в четыре этапа, а с основными тезисами участники отрасли смогут ознакомиться в июле 2024 года. К этому времени золошлаки различных видов уже применят при строительстве пилотных проектов.
Отметим, что при изучении вторичных ресурсов специалисты намерены внимательно следить не только за качеством строительства, но и оценивать экономический эффект от использования данного материала. Это важно, ведь к месту работ шлаки будут доставлять из расположенных неподалеку золоотвалов. Для некоторых пилотных объектов цена может составить 1 рубль за 1 кубометр при условии загрузки золошлаков на отвалах. Такие расценки действуют уже не первый год, что выгодно выделяет материал из общего списка крупнотоннажных материалов для строительства. Однако важно учесть, что золошлаки должны отвечать требованиям к дорожным материалам и быть стабильными по качеству. И их подготовка к использованию порой влечет за собой значительные затраты.
По словам Петра Санькова, положительный эффект от использования золошлаков, полученный при работе над пилотными проектами, позволит пробить стену непонимания и распространить применение вторсырья в сфере дорожного строительства. При этом речь не идет о том, чтобы обязать подрядчиков применять золошлаки на каждом объекте. Использовать материал предлагается только там, где это оправдано экономически. Например, при реконструкции дороги вблизи золоотвала. Если говорить про хранилища золошлаковых материалов СГК, то они расположены в Новосибирске, Красноярске, Абакане и Барнауле.
Ожидается, что на следующих этапах испытаний к работе подключатся и другие теплогенерирующие компании, чтобы дополнить базу данных исследований. Согласно дорожной карте по расширению применения золошлаковых материалов, а также дорожно-строительных технологий и материалов АРВИС является ответственной организацией за формирование перечня поставщиков золошлаков, которые соответствуют требованиям к дорожно-строительным материалам, для последующего использования органами управления дорожным хозяйством федерального и регионального подчинения и проектными организациями.
Изученные золоотвалы специалисты АРВИС наносят на интерактивную карту, размещенную на официальном сайте Минэнерго России. Сервис включает данные о расположении золоотвалов, физико-технические свойства указанной золы, химический состав и возможности ее применения и отгрузки.
