Краски и защитные составы для дерева
Лакокрасочные материалы, предназначенные для защиты дерева, разделяют по внешним признакам и области использования. Правильное, комплексное применение краски и пропитки позволяют делать покрытие максимально долговечным и надежным.
Выбор защитного состава дерева
Деревянную поверхность обрабатывайте после окончания строительства, а затем еще несколько раз во время эксплуатации. Работу проводите в несколько этапов:
- если строение старое, удалите синеву;
- нанесите пропитку, затем огнебиозащиту;
- окрасьте лакокрасочным составом.
Защитные средства для дерева условно разделяют на 3 категории:
- Состав для защиты поверхности: антисептик, антипирен, отбеливающий препарат.
- Лаки и краски, которые придают дереву декоративный вид и обладают дополнительными защитными качествами.
- Тонирующая полупрозрачная жидкость — пропитка, которая дает огнезащитный или антисептический эффект.
Правильная обработка деревянной поверхности — это пропитка антисептическим составом, затем антипиреном с последующим нанесением декоративного слоя. Если на дереве отсутствует плесень и синева, то используйте многофункциональную пропитку два в одном.
Состав для обработки дерева помогает защищать древесину от:
- гниения;
- синевы;
- плесени;
- механических разрушений из-за атмосферных и физических явлений.
К таким составам относят лак, пропитку, антисептик, масла.
Можете использовать для обработки дерева специальные средства:
- для защиты и консервации поверхностей (антисептики от биопоражения);
- универсальные, которые создают барьер от осадков, плесени и насекомых.
Состав для огнезащиты делают на основе материалов, которые создают защитную пленку на поверхности и препятствуют возгоранию древесины.
Виды красок по внешнему виду
Лакокрасочные материалы по внешнему виду делят на 3 группы: прозрачное покрытие, непрозрачная эмаль, дисперсионная краска. У каждого типа есть свои особенности, преимущества и недостатки.
Прозрачные
Прозрачное покрытие — это защитная глазурь, прозрачный лак и пропиточное средство, которые содержат добавки пигментов и выявляют естественную структуру древесины. При этом у них высокая паропроницаемость, способствующая удалению влаги из обрабатываемой поверхности.
Чаще всего составы содержат вещества, выполняющие роль ультрафиолетового фильтра. Обработанная древесина становится защищенной от разрушений под воздействием солнечного света и приобретает устойчивость к старению. Повторно наносите средство через 1-3 года. При этом предыдущий слой не удаляйте.
Дисперсионные
Наибольшей популярностью пользуется дисперсионная акриловая краска. В качестве растворителя применяют воду, связующего звена — акрилаты или сополимеры.
Полученное покрытие защищает древесину от атмосферных осадков и влаги. Краска сохраняет длительное время первоначальный цвет и обеспечивает паропроницаемость. Это значит, что деревянные элементы «дышат».
После того, как краску нанесли, на поверхности образуется пленка. После чего растворитель (вода) испаряется. Поэтому покрытие становится морозостойким (но замораживать акриловую краску до использования категорически нельзя, иначе эмульсия разрушится, что приведет к расслоению или потере практически всех качеств).
Непрозрачная эмаль
Непрозрачные эмали обладают высоким качеством покрытия, просты и удобны в использовании. Основной недостаток — пожароопасность и токсичность. К самым популярным эмалям относят:
- алкидные;
- полиуретановые;
- акриловые.
После высыхания на поверхности образуют твердый слой, который напоминает корку. В результате древесина приобретает устойчивость к негативному действию внешних факторов.
Наиболее доступная по стоимости — алкидная эмаль, надежно защищающая деревянные поверхности от влияния влаги. Полиуретановая краска обладает отличной эластичностью, невосприимчивой к механическому действию. Поэтому служит гораздо дольше, по сравнению с другими видами непрозрачных эмалей.
Отличия красок по составу
У каждого лакокрасочного материала существуют свои особенности. Поэтому краски для дерева разделяют на группы по составу.
Акриловые
Акриловая (акрилатная) краска — раствор полиакрилата или его производного в органическом растворителе. Образует покрытие, которое отличается высокой устойчивостью к атмосферным осадкам, ультрафиолету и влаге.
Акриловый состав отлично подходит для внутренней и наружной отделки древесины. Краски хорошо смешиваются между собой и колеруются. При этом они способны образовывать обширную цветовую гамму, включающую свыше 2000 оттенков.
Основные преимущества:
- длительный срок службы (от десяти лет);
- доступная стоимость;
- широкая цветовая гамма;
- экологически безопасный состав;
- отличная устойчивость к внешнему воздействию;
- скорость высыхания.
Также к плюсам относят отсутствие резкого запаха. Наносить краску можете кистью, краскопультом или валиком. Поверхность предварительно очищайте, отшлифовывайте и обезжиривайте. Чтобы увеличить срок службы, покрывайте акриловый слой прозрачным закрепителем.
Масляные
Масляную краску производят из олифы, красящего компонента и наполнителя. Состав обладает высокой токсичностью и плохо пахнет.
Основные преимущества:
- защита древесины от гниения, разрушения и биологических поражений;
- возможность использования при внутренних и наружных работах.
Недостатки:
- восприимчивость к механическому повреждению;
- трудности с нанесением на поверхность;
- образование подтеков;
- долгое время просушки (около 24 часов);
- стойкий, резкий запах;
- небольшая цветовая гамма;
- высокая цена.
Масляную краску наносите валиком или кистью. Для лучшей адгезии предварительно проводите процедуру обезжиривания.
Алкидные
Для производства алкидной краски применяют:
- растительные смолы;
- растворители;
- закрепляющие пигменты, которые улучшают эксплуатационные свойства.
Масляные составы быстро просыхают и образовывают на поверхности тонкую влагозащитную пленку.
К преимуществам относят:
- высокую термостойкость (выдерживают температурный режим -45°…+55°С);
- долговечность (срок службы не менее 10 лет);
- доступная цена (дешевле масляного и акрилового аналога);
- защита от биологического заражения.
Главный недостаток — стойкий химический запах. Устранить его вы сможете после длительного проветривания помещения.
Алкидную краску рекомендовано использовать для окрашивания порога, коробки, оконной конструкции и дверного полотна. Перед нанесением деревянную поверхность очистите и хорошо просушите. Правильная подготовка предотвратит вздутие и расслаивание краски. Чтобы повысить адгезию, обработайте дерево базовой грунтовкой.
Полиуретановые
Полиуретановая краска создает на дереве тонкую защитную пленку, которая предотвращает разрушение и гниение. Для внутренней работы используйте двухкомпонентный состав, придающий древесине красивый глянец, который помогает скрывать незначительные визуальные дефекты. Также бывает матовый материал, содержащий безопасный красящий пигмент.
Выпускают нескольких видов, с:
- водоэмульсионным составом;
- органическим растворителем;
- алкидно-уретановым составом.
Наносят краску мягким валиком или специальным баллончиком. На дереве материал образует эластичное покрытие, которые скрывает все неровности.
Используют чаще всего для окрашивания фасадов. Для внутренней работы применяют двухкомпонентный глянец.
К преимуществам относят:
- хорошую влагоустойчивость;
- простоту в уходе;
- длительное время эксплуатации (не менее 10 лет);
- высокую устойчивость к механическому повреждению;
- прочность;
- отсутствие рисков появления сколов и трещин.
Полиуретановую краску применяют при покраске стен деревянных домов в качестве элемента декора и придания поверхности необычной фактуры. Основное назначение материала — нанесение на пол. Для работы используйте широкую кисть, которая делает покрытие равномерным. Перед тем, как приступить к покраске, зашлифуйте дерево, устраните неровности и заусенцы.
Водно-дисперсионные
Водно-дисперсионную (водоэмульсионную) краску ценят за простоту в обращении. Наносить слои можете многократно, используя валик, кисть или распылитель. По мере старения деревянные элементы окрашивайте повторно.
Характерная особенность краски — долговечность. Срок службы составляет до 10 лет. Обратите внимание, что такое преимущество отсутствует у дешевой краски.
К плюсам относят:
- экологически безопасный состав;
- отсутствие запаха.
Для наружных работ краска подходит плохо, так как не переносит повышенную влажность и действие неблагоприятных внешних факторов. Также не обрабатывайте деревянные поверхности в бане и на кухне.
Латексные
В некоторых видах водоэмульсионных красок в качестве основы используют латекс. Состав идеально подходит для внутренней отделки и практически не имеет запаха. У краски пастообразный внешний вид, поэтому перед использованием разбавляйте ее водой.
Латексный материал устойчив к влаге и обладает нетоксичным составом. Время высыхания — максимум два часа. Это помогает ускорять процесс отделки. Основное преимущество — пластичная текстура, способная заполнять небольшие трещины и фактурные части поверхности дерева, что обеспечивает качественное нанесение.
Латексная краска паропроницаемая. Поэтому дерево получает защиту от возникновения и распространения грибков.
К недостаткам относят:
- быструю потерю цвета под действием прямых солнечных лучей (поэтому не стоит использовать краску для внешней отделки);
- необходимость применения специальных инструментов для нанесения: краскопульта, малярного валика или их комбинации.
Не используйте латексную краску для покраски фасада, оконной рамы и дверей.
Эпоксидные
Двухкомпонентные интерьерные краски, содержащие эпоксидные смолы, подходят для сложных условий эксплуатации. Поэтому чаще всего используют их для внешней отделки деревянной поверхности. Состав противостоит всем воздействиям:
- погодным;
- химическим;
- механическим.
Эпоксидный материал отлично подходит для отделки пола, увеличивая время его эксплуатации. Состав хорошо выдерживает высокую температуру, мороз и не портится от действия влаги.
Нитролаки
Нитролак подходит для декоративной обработки изделий из дерева, а также небольших элементов внутри дома. Состав восприимчив к ультрафиолету и отличается горючестью. Поэтому для улицы применять его не рекомендуется. Основное назначение — отделка элементов внутри здания и деревянной мебели.
Выбор цвета
Для покраски деревянной поверхности можете применять яркие оттенки или прозрачное натуральное покрытие. Не закрашивайте цветной эмалью фактурную и качественную древесину, такую как дуб или венге. Приобретайте для них прозрачный состав, который поможет придать естественность. Решение подходит для дизайна интерьеров в стиле классики, прованса и эко.
Для отделки детской комнаты применяйте спокойные оттенки: розовые, светло-зеленые, голубые, желтые. Для подростков можете приобрести более яркий цвет краски. Для контраста используйте черные и белые составы.
Глянцевая золотая и матовая серебристая краска подходит для различных типов интерьера: традиционного, хай-тека, техно и минимализма.
При правильном выборе оттенка вы сможете подчеркнуть преимущества комнаты, создать приятную атмосферу, воплотить в жизнь любые фантазии. При нанесении состава в два слоя придадите цвету выразительность.
При подборе краски для фасада дома учитывайте, что светлые тона отражают тепло. Поэтому идеально подходят для зданий, которые находятся в регионе с теплым климатом. Такое покрытие мало нагревается и дольше сохраняет первоначальный вид.
Какие требования предъявляют для краски, предназначенной для наружных работ
Осуществляйте покраску деревянных элементов только качественным материалом. Это поможет сохранить положительные качества древесины и красивый внешний вид. Выбирая краску для наружных работ, обращайте внимание на устойчивость к:
- влажности;
- химическим препаратам;
- солнечным лучам;
- развитию грибка;
- высоким и низким температурам;
- гниению;
- моющим средствам;
- размножению вредителей.
Составы можете применять при температуре -40°…+50°С. Выбирайте краску, которая ровно и легко ложится на дерево, обладает не только декоративными, но и защитными свойствами. Состав, предназначенный для наружной работы, должен быть:
- долговечным;
- износостойким;
- паропроницаемым.
Для окрашивания объекта, находящегося на улице, используйте фасадный материал на водной основе или акриловую эмаль. Более экономный вариант — алкидная краска, но учитывайте, что срок службы у нее меньше.
Требования к выбору красок для внутренних работ
Краска для обработки древесины внутри помещения должна быть:
- безопасной для здоровья;
- без запаха (иначе вредные летучие вещества вызовут головную боль, тошноту, недомогание);
- эластичной, воздухопроницаемой (свойства помогают предотвращать образование грибков и плесени);
- обладать высокой скоростью высыхания.
Износостойкость для материалов, находящихся внутри здания, не столь важна. Исключение — краска для пола, кухни или ванной. Для обработки древесины внутри помещения отдавайте предпочтение акриловым или водно-дисперсионным составам.
Особенности высококачественных красок
При покупке обращайте внимание на состав, так как каждое вещество выполняет определенную функцию. В красках высокого качества должны быть компоненты:
- наполнитель (делает нанесенную на поверхность краску прочной, придает красивый блеск и подчеркивает фактуру древесины);
- дополнительные добавки (продлевают срок эксплуатации дерева, защищают от пожара, предотвращают распространение вредных бактерий и грибков, помогают покрытию быстрее засыхать);
- пигменты (придают лакокрасочному покрытию определенный оттенок);
- связующая основа (отвечает за текстуру материала, дает возможность соединять все содержащиеся в краске вещества, делая массу однородной).
Правильно подобранные по составу лакокрасочные материалы помогают улучшать качественные характеристики деревянной поверхности, снижая вероятность ее износа и порчи от внешних факторов.
Особые функции
Лакокрасочные материалы выполняют не только декоративную функцию. Также краска:
- Предохраняет древесину от ударов твердыми предметами и других негативных воздействий.
- Отлично проникает в текстуру дерева, заполняя мелкие щели. Покрытие качественно распределяется по поверхности и не оставляет просветов.
- Делает уход за деревом простым. Появляется возможность постоянно мыть и подметать пол, не переживая, что грязь и пыль будут забиваться в фактуру древесины.
Со временем цвет качественной краски не изменяется. Влажная уборка не портит деревянные стены и иные элементы.
Места применения
Лакокрасочные материалы применяют для внутренних и наружных работ. Краска не только помогает обезопасить деревянную поверхность, но и делает ее ярче и интереснее. Можете применять любые способы росписи и изменять по своему усмотрению дизайн интерьера.
У красок существуют особенности, отличающие их назначение:
- Состав для наружной отделки обладает отличной пропитывающей способностью и подходит для наружной отделки фасадов, заборов, поверхностей стен, дверей, скамей, ступеней, лестниц и иных деревянных элементов.
- Большинство видов красок, предназначенных для внешней обработки дерева, относятся к морозоустойчивым составам, которые дают надежную защиту от промерзания. В результате древесина сохраняет первоначальный вид длительное время.
- У красок, предназначенных для внутренней отделки, отсутствует сильный запах. Используют их для покраски древесины в интерьере. Стоят они дороже, чем лакокрасочные материалы, предназначенные для наружных работ, зато обладают большей функциональностью.
- Материалы для внешней отделки устойчивы к неблагоприятным факторам и не выцветают на солнце. Защищают древесину от влаги и атмосферных осадков.
Краска для внутренних работ высыхает быстрее. Чаще всего через два часа вы сможете использовать деревянные элементы по назначению.
Советы по работе с краской, предназначенной для дерева
Прежде чем приступить к покраске, воспользуйтесь советами:
- Тщательно просушите древесину перед окрашиванием. У лиственной породы допустимая концентрация влаги — 12%, у хвойной — 15%.
- Наносите краску несколькими слоями, соблюдая указанный на этикетке интервал времени.
- Прежде чем наносить новый слой, тщательно перемешивайте лакокрасочный материал.
- Если есть возможность, то располагайте деревянный предмет горизонтально. В этом случае состав ляжет более ровно.
- Малярные инструменты погружайте в емкость с краской на треть.
- Окрашивайте большую площадь поверхности без перерывов.
- Состав наносите длинными мазками с равномерным нажатием.
- Капли и подтеки удаляйте выжатой кистью.
- Для упрощения процесса окрашивания рабочую поверхность разделяйте на отдельные участки.
- Для предотвращения образования подтеков и воздушных пузырей наносите состав тонким слоем.
Перед покупкой рассчитывайте необходимый объем краски. Для этого на этикетке найдите расход на 1 м2, затем умножьте на площадь обрабатываемой поверхность и на необходимое количество слоев нанесения. Приобретайте краску с небольшим запасом, так как через несколько лет может понадобиться подкрасить поврежденный участок, а приобрести такой же оттенок бывает трудно.
Выбирая лакокрасочный материал, учитывайте ваши финансовые возможности, условия эксплуатации окрашенного изделия и устойчивость к ультрафиолету. Правильно подобранный состав увеличит срок службы деревянных элементов и защитит их от негативных действий различных внешних факторов.
Задачи управления промышленными объектами через создание цифрового двойника предприятия
Модернизация производства — это комплексное, частичное или полное обновление систем или оснащения на предприятии. Данный процесс влечет за собой целый ряд мероприятий, среди которых большую часть занимает тщательный анализ и сбор информации.
В данной статье предлагается затронуть тему цифровых двойников[1] предприятий и их реализацию в виде набора цифровых информационных моделей.
В последние годы эта тема становится все более востребованной и острой. Среди причин такого повышенного интереса можно отметить:
- объявление национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации»;
- выполнение задач цифровизации строительной отрасли (раздел «Цифровизация строительной отрасли» в проекте «Стратегии развития строительной отрасли до 2030 года»[2]);
- рост применения технологий информационного моделирования;
- появление на рынке труда молодых специалистов, владеющих инструментом.
Все чаще владельцы предприятий и представители государственных структур обращают внимание на новые технологии применительно к своим задачам, в том числе и при решении вопросов модернизации. Ни для кого не секрет, что основная масса предприятий построена в прошлом веке и не соответствует современным требованиям. И, следовательно, чтобы вывести оных в список лидеров мирового технологического процесса и наилучших доступных технологий, необходима их модернизация. Это задача стратегического уровня. Политическая и экономическая обстановка, связанная с санкциями, пандемией и рядом других причин, только обострила эту необходимость.
Что же может позволить решить задачу цифровизации строительной отрасли в промышленном кластере? И почему именно о нем стоит говорить?
В России, на первый взгляд, есть все предпосылки для резкого роста и развития новых подходов к управлению через создание цифровых двойников: на правительственном уровне приняты или принимаются необходимые решения, говорящие об особом статусе задач цифровизации в строительной отрасли; в проектных организациях строительной отрасли полным ходом идет освоение технологий информационного моделирования; высшие учебные заведения меняют свои программы с учетом государственного заказа и общемировыми тенденциями; инвесторы и заказчики наконец-то научились не только выговаривать, но и понимать основной смысл и назначение технологий информационного моделирования (BIM-технологий). И надо отметить, что Россия быстро наверстывает разрыв в этом направлении.
Основные усилия по внедрению технологий информационного моделирования сейчас направлены на рынок жилищного строительства и госзаказ объектов социальной направленности. Однако даже рынок жилищного строительства не выдает ожидаемых результатов, если говорить о полном жизненном цикле объектов капитального строительства. И связано это в первую очередь с разрывом интересов игроков — инвестор (заказчик), как правило, не участвует в дальнейшей эксплуатации произведенной продукции, будь то жилые дома, школы, поликлиники или административные здания. И, как следствие, управляющие компании или комитеты городских структур, которым в дальнейшем предстоит эксплуатация этих объектов, имеют или мизерное представление о BIM и собственной вовлеченности в процесс цифровизации, или не имеют его вовсе.
И все-таки нельзя утверждать, что цифровые двойники в жилищном комплексе на территории России отсутствуют. Такие примеры есть, и связаны они только с крупными частными застройщиками, осваивающими территорию Москвы. Например, PSN Group (ТОП-5 девелопер Москвы по результатам 2016 года) была внедрена Единая система мониторинга, управления и аналитики для сети жилых комплексов (используются модели зданий), которая находится в промышленной эксплуатации, но по-прежнему постоянно развивается: происходит подключение новых жилых комплексов, разрабатываются новые модули, связанные с предикативным анализом работы оборудования, формируются планы развития[3]. Это скорее исключительный случай.
Другое дело — промышленные объекты. Любое предприятие проходит полный жизненный цикл от появления идеи до демонтажа, сохраняя интерес своего заказчика — управленца. И вот тут-то можно и должно в полной мере почувствовать преимущества применения технологий информационного моделирования в качестве создания цифрового двойника промышленного объекта.
Современный мир предлагает для решения таких задач множество технологий, концепций и инструментов: PLM/PDM, BigData (Большие данные), IIoT[4] (Промышленный интернет вещей), Cloud Computing (Облачные вычисления), GIS (Геоинформационные системы), BIM/openBIM и другие. Все это может быть востребовано при решении множества задач управления объектами предприятия, одной из которых является модернизация. Например, создание цифрового двойника путем формирования цифровых информационных моделей производственных цехов поможет собрать данные о состоянии оборудования, об основных и оборотных средствах, а также о производственных процессах и проанализировать их с помощью специализированных систем.
Модернизация предприятия без снижения объемов производства и, тем более, без его остановки — это задача, которая под силу современным технологиям. Кто-то может возразить, что такие задачи решались и прежде. Решались, но сейчас главный фактор — это время.
Несколько лет назад шли постоянные обсуждения отсутствия стандартов по технологиям информационного моделирования, а сейчас уже речь идет о более глубокой их проработке и применимости к особенностям российского рынка.
Если еще десять лет назад разворачивались целые баталии на тему отсутствия интеграции при применении программного обеспечения разных вендоров, то сейчас и этот вопрос начинает уходить в прошлое. Разработчики программного обеспечения становятся более открытыми друг другу, понимая, что не могут покрыть весь спектр решаемых в строительной отрасли задач. В качестве стандарта обмена и управления данными об объектах строительства в Российской Федерации принят формат IFC (Industry Foundation Classes — формат данных с открытой спецификацией)[5].
Так что же препятствует появлению цифрового двойника предприятия и его участия в вопросах модернизации и, возможно, в дальнейшем в задачах управления активами?
Ответ простой — желание заказчика, его умение идти к поставленной цели и добиваться ее, так как этот процесс невозможно решить в укороченные сроки.
В 2019 году Роснефть запустила в опытно-промышленную эксплуатацию цифровой двойник своего месторождения в Башкирии — проект «Цифровое месторождение»[6], выстраивая тем самым интегральную цепочку нового типа, включающую в себя «цифровое месторождение», «цифровой завод» и «цифровую АЗС». Разработка и запуск проекта «Цифровое месторождение» осуществляется в рамках стратегии «Роснефть-2022», предусматривающей переход на качественно новый уровень управления бизнес-процессами, повышение надежности и экономичности производства, сокращение потерь. Хоть в приведенном примере есть упоминание о «цифровом заводе», но все же выполненная работа относится к управлению производственными процессами, а не промышленными объектами недвижимости.
А вот другой пример. Как сообщается на сайте компании «Газпром нефть»[7] от 27 октября 2020 года, «Газпром нефть» получила патент на собственную цифровую разработку — Систему управления инженерными данными (СУПРИД). Система формирует электронные модели производственных установок — цифровые двойники, включающие в себя инженерно-техническую документацию и 3D-модель объектов. Сейчас СУПРИД охватывает Московский и Омский НПЗ «Газпром нефти», позволяя на 20% сократить временные затраты на выполнение регламентных мероприятий по эксплуатации, ремонту и обслуживанию. Экономический эффект от внедрения системы на нефтеперерабатывающих заводах компании оценивается более чем в 700 млн рублей в год.
Итак, видно, что процесс создания цифровых двойников предприятий уже начал свое движение по территории России, и хочется верить в появление новой технологии, которая с каждым годом будет все более востребованной и совершенной. Однако, прикоснувшись к цифровым двойникам в жизни, понимаем, что пока это или попытка перевести привычный процесс проектирования на новый уровень, или подтягивание моделей зданий без информационной части к своим системам автоматизации, или же моделирование без учета всех последующих задач использования цифровых информационных моделей: эксплуатация, модернизация, управление активами и так далее.
В массе случаев появляющихся на свет цифровых двойников видно, что отсутствует главное — требования заказчика, которые зафиксированы в виде документов и будут неукоснительно выполняться исполнителями; что зачастую исполнители живут интересами, очерченными рамками своих договоров и получением вознаграждения за свой труд, без желания понять, что за каждым этапом жизненного цикла объекта до момента его ликвидации идет следующий этап со своими задачами, использующими результаты предыдущего этапа, и что несогласованный переход от одного этапа к другому может привести к большим финансовым издержкам. А ведь технологии информационного моделирования предназначены для наименее рискового прохождения объекта капитального строительства по всему жизненному циклу. Но для этого надо просто правильно организовать работу. Это значит, что впереди предстоит много интересной работы.
Компания ООО «Бюро ЕСГ» — это системный интегратор, который принимает активное участие в проработке правильного подхода к созданию цифровых двойников промышленных объектов. Нашими клиентами являются крупные промышленные компании в нефтегазовой, сталелитейной, судостроительной и других отраслях. «Бюро ЕСГ» имеет многолетний опыт по внедрению технологий информационного моделирования, применению технологий лазерного сканирования, созданию систем управления инженерными/проектными данными, использованию геоинформационных систем и их интеграции с цифровыми информационными моделями. Наша компания предоставляет полный комплекс услуг по разработке технологии создания цифрового двойника предприятия с учетом его последующего использования.
За последние годы специалистами ООО «Бюро ЕСГ»[8] выполнены и продолжают выполняться работы по созданию цифровых двойников как на основе лазерного сканирования, так и с использованием проектной, рабочей и исполнительной документации. ООО «Бюро ЕСГ» принимает активное участие при разработке требований заказчиков к цифровым информационным моделям в различных отраслях промышленности[9], в том числе для ПАО «Газпром нефть», а также в разработке методик создания цифровых информационных моделей с применением программного обеспечения разных разработчиков.
ООО «Бюро ЕСГ» принимает участие в пилотных проектах по разработке импортозамещающих систем управления инженерными данными и их интеграции с цифровым двойником предприятия. Группой специалистов ООО «Бюро ЕСГ» по геоинформационным системам реализован ряд проектов по созданию электронного генплана, а также интеграции BIM и 3D-ГИС.
[1] Цифровой двойник (англ. Digital Twin) — цифровая копия физического объекта или процесса, помогающая оптимизировать эффективность бизнеса. Концепция «цифрового двойника» является частью четвертой промышленной революции и призвана помочь предприятиям быстрее обнаруживать физические проблемы, точнее предсказывать их результаты и производить более качественные продукты. Википедия.
[2] https://nopriz.ru/upload/iblock/892/TSifrovizatsiya-stroitelnoy-otrasli-dlya-Strategii.pdf
[3] Информация получена с интернет-ресурса https://hmps-business.ru/portfolio/sistema-monitoringa-upravleniya-i-analitiki-dlya-psn-group.html
[4] Промы́шленный интерне́т веще́й (англ. Industrial Internet of Things, IIoT) — это система объединенных компьютерных сетей и подключенных к ним промышленных (производственных) объектов со встроенными датчиками и программным обеспечением для сбора и обмена данными с возможностью удаленного контроля и управления в автоматизированном режиме, без участия человека. Применение Интернета вещей в промышленности создает новые возможности для развития производства и решает ряд важнейших задач: повышение производительности оборудования, снижение материальных и энергетических затрат, повышение качества, оптимизация и улучшение условий труда сотрудников компании, рост рентабельности производства и конкурентоспособности на мировом рынке. Википедия.
[5] ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИСО 16739-1:2018 Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Отраслевые базовые классы (IFC) для обмена и управления данными об объектах строительства.
[6] Более полную информацию можно получить на сайте Роснефть (https://www.rosneft.ru/press/news/item/195043/).
[7] «Газпром нефть» защитила патентом собственную систему управления инженерными данными
[8] Более подробно об опыте компании ООО «Бюро ЕСГ» и предоставляемых услугах можно узнать на сайте http://esg.spb.ru
[9] Автор статьи в период работы в СПб ГАУ ЦГЭ (Центр государственной экспертизы Санкт-Петербурга) сформулировала требования к цифровым информационным моделям, представляемым для проведения экспертизы в Санкт-Петербурге (https://www.spbexp.ru/docs/podgotovka-informatsionnykh-modeley-bim/), которые уже успешно применяются и продолжают развиваться.
Приборы отопления
Россия - страна, раскинувшаяся от субтропических широт до вечной мерзлоты заполярья. Основная часть территории лежит в природных зонах, где требуется постоянное или периодическое отопление. Отопление - это принудительный обогрев здания, с целью поддержания комфортной температуры и компенсации теплопотерь, которые неизбежно присутствуют в любом гражданском строении.
Отопление помещений осуществляется в результате теплообмена. В свою очередь, теплообмен в помещении между внутренней средой и теплоносителем возможен двумя путями:
- Конвекцией – перенос тепла в результате циркуляции неравномерно нагретых жидкости или газа.
- Лучистой энергией. Нагревание тел волнами электромагнитной энергии в инфракрасном диапазоне.
Обособленно друг от друга типы теплопередачи сложно встретить. Они всегда комбинируются между собой. Но по преобладающему принципу отопительные приборы принято называть конвекторами и излучателями или радиаторами.
Классификация отопительных приборов
В отечественной практике сформировалась следующая классификация отопителей:
- По принципу теплоотдачи. В зависимости от физического принципа теплоотдачи отопительные приборы делятся на две большие группы:
- Радиаторы.
- Конвекторы.
- По конструктиву исполнения.
Радиаторы выпускают секционные, трубчатые, панельные и блочные.
Конвекторы- с предусмотренным кожухом и без кожуха.
- По размеру.
Высота. Низкие. Имеют размер от 200 до 400мм.; средние- 400-650; высокие- от 650 до 900мм.; плинтусные- существуют размером 200мм и меньше.
Глубина или ширина. Малая до 120мм; Средняя от 120мм до 200мм; Большая- 200мм и более.
- По материалу изготовления. Радиаторы производят из:
- чугуна
- алюминия
- стали
- комбинированные- биметаллические
Конвекторы делают из:
- стали
- алюминия
- меди
Значительно реже отопительные приборы изготавливаются из органических материалов, имеющих высокую теплопроводность и коэффициент теплоотдачи.
- По способу изготовления. Изготавливают приборы отопления литым, штампованным, сварным, комбинированным способом.
- По вариантам монтажа. Выделяют напольные, настенные приборы, и монтируемые в интерьерные конструкции.
Все конвекторы и радиаторы выпускаются со встроенной регулировкой теплового потока или без таковой.
Различия между конвектором и радиатором
Несмотря на общие задачи, конвекторы и радиаторы имеют существенные отличия.
Способ теплоотдачи принципиально разный. Рабочий конвектор разогревает воздух, который находится в непосредственной близости. Нагретые слои воздуха увеличиваются в объеме и теряют плотность, поэтому становятся легче более холодных слоев. Теплый воздух стремиться к потолку. Внизу, у конвектора образуется зона разрежения, куда засасывается холодный воздух, который снова разогревается и устремляется к потолку. И так постоянно, до выравнивания температуры конвектора и температуры в помещении в любой точке. Ускорить и усилить конвективные потоки помогает кожух, который выполняет роль вытяжного канала.
Радиатор - это отопительный прибор, который осуществляет перенос тепла помимо конвекции, излучением тепловых волн. Как это происходит? Теплоноситель, благодаря процессу теплопередачи, разогревает поверхность радиатора, а точнее передает энергию частицам вещества радиатора. Молекулы в разогретом материале радиатора начинают колебаться интенсивнее и высвобождать энергию в невидимом длинноволновом диапазоне. Распространяясь в помещении, электромагнитные волны поглощаются окружающими предметами с последующим выделением теплоты. Таким предметы, находящиеся вокруг сами становятся излучателями тепла.
Другое отличие - это конструкция. Конвектор выглядит, как труба, на которую насажены многочисленные тонкие пластины. Конвектор должен иметь максимально возможную площадь соприкосновения с воздухом. Радиатор, при равных габаритах, имеет меньшую площадь. Устройство конвектора отличается от радиатора присутствием кожуха. В радиаторе кожух не предусмотрен, так как это значительно снизит степень эффективности прогрева помещения.
Радиаторы более термоинертны. То есть тепловому прибору требуется больше времени для разогрева, так как он обладает повышенной теплоемкостью по сравнению с конвектором. Но и остывать радиатор будет дольше. В определенных ситуациях это может быть как плюсом, так и минусом.
Конвекторы окрашивают в разные цвета. Радиаторы традиционно встречаются в белом исполнении, что может потребовать коррекции в дизайнерском интерьере. Белый цвет применим по соображениям его респектабельности и универсальности, но, по законам физики, наибольшей теплоотдачей будет обладать поверхность черного цвета.
Преимущества и недостатки отопительных приборов
Радиатор отличает в лучшую сторону надежность, долговечность, невысокая цена. Термоинерция играет в плюс, когда происходят перебои с отоплением. Но когда нужно отрегулировать температуру на комфортный уровень этот показатель доставляет неудобства.
Очевидным минусом радиаторов служит высокая температура разогрева поверхности. Она приближена к температуре теплоносителя в системе. В системе центрального теплоснабжения температура может достигать 800C и более. Есть угроза получения ожогов. Избежать этого можно, установив защитный корпус или защитный экран. Но в этом случае падает мощность отопителя.
К достоинствам конвекторов можно отнести небольшую массу, возможность скрытой установки и монтажа в сложных местах, например, под панорамными окнами. Невысокую температуру поверхности конвекторных пластин, в районе 500С, что не приведет к ожогам. Конвекторы быстрее и полнее прогревают помещение.
Существенным минусом конвекторов выступает то, что в результате циркуляции конвекционных потоков в окружающий воздух поднимается пыль.
Нецелесообразно применять конвекторы в помещениях с высокими потолками.
Требования безопасности к отопительным приборам
Поверхность конвекторов и радиаторов не должна иметь острых краев и быть травмобезопасной.
В случае, если технологически предусмотрено нагревание поверхности отопительного прибора до температуры превышающей 750С, то должны устанавливаться защитные экраны
Для окраски приборов отопления необходимо применять порошковые, лакокрасочные материалы, которые не выделяют в процессе эксплуатации вредных и токсичных веществ.
Использование батарей централизованного отопления для организации заземления или токопроводящих работ запрещено.
Не допускается производить выпуск воздушной смеси из алюминиевого прибора в процессе эксплуатации при наличии поблизости открытого огня.
От чего зависит выбор отопительных приборов
Приборы отопления должны соответствовать конкретным проектным требованиям эксплуатации. Запрещено применять отопительные приборы, у которых показатели по температуре теплоносителя и давлению ниже, чем требуемых условий по эксплуатации сети.
Утилизацию радиаторов и конвекторов требуется осуществлять в соответствии с нормативной документацией завода- изготовителя.
Для правильного выбора приборов для отопления жилища или производственного помещения стоит опираться на ряд критериев, которые помогут сориентироваться в многообразии.
- Экономические. Любая система отопительных приборов в помещении должна выдерживать соотношение цены и эффективности эксплуатации, минимизировать траты на монтаж и обслуживание.
- Санитарно-гигиенические. Отопительные приборы должны соответствовать санитарно-гигиеническим нормам, поддерживать температуру и влажность воздуха, установленную в СанПиН в зависимости от назначения помещения. Не должны препятствовать проведению обеспыливания и служить источником загрязнения окружающего пространства.
- Стилистико-архитектурные. Большое внимание уделяется стилистической направленности изделий. Отопители должны гармонично вписываться в пространство и не занимать много места.
- Монтажные. Установка отопительных приборов не должна вызывать трудностей и привлекать сложного инструмента и высокооплачиваемого персонала. Приборы отопления должны быть универсальны по крепежу, иметь прочные и надежные способы крепления.
- Эксплуатационные. Современная теплотехническая продукция должна соответствовать параметрам теплоснабжающей сети. Иметь регулировку теплоотдачи для поддержания комфортных условий в помещении.
- Теплотехнические. Отопительные приборы должны обладать максимальным коэффициентом полезного действия для максимального использования энергии теплоносителя.
Как выбрать отопительный прибор
В первую очередь, это зависит от системы отопления. Они бывают централизованные и автономные. В централизованных системах давление теплоносителя выше, чем в автономных и составляет 9-10 бар, а при опрессовке системы давление поднимают до 12. Существует вероятность гидроудара из-за неравномерной работы гидро насосов на станции теплоснабжения . Вода в системе централизованного отопления имеет повышенную химическую активность в виде растворимых и нерастворимых солей. Автономные системы отличаются пониженным давлением и меньшей жесткостью воды, по сравнению с централизованными. В автономных системах в качестве теплоносителя может применяться антифриз. Эти моменты стоит учитывать при выборе продукции для отопления квартиры, офиса или производства.
Удачно вписываются в указанные требования для систем централизованного отопления чугунные секционные батареи и биметаллические секционные приборы. Секционные приборы имеют возможность дооснащаться необходимым количеством элементов, что делает их универсальными.
Чугунные секционные батареи. Самые недорогие на сегодняшний день отопительные приборы. Имеют отличный запас прочности и долговечности. Радиаторы из чугуна служат до 50 лет. Продукция из чугуна стойка к гидроударам и коррозийным процессам. На рынке отопительной продукции можно встретить чугунные батареи художественного литья, тем самым можно подчеркнуть дизайнерский стиль интерьера. Однозначно не позволяет сделать выбор в пользу чугунины то, что материал тяжелый и имеет непрезентабельный вид. Если не брать во внимание художественное литье. У чугуна высокая теплоемкость, поэтому требуется время, чтобы его разогреть, но в то же время батарея долго остывает. Это минус, когда требуется оперативно отрегулировать температурный режим.
Биметаллические секционные приборы. Приборы из биметалла лишены недостатков чугуна, и имеют свои преимущества: рассчитаны на высокое давление в сети; имеют современный внешний вид. Но дороже чугуна по стоимости. Биметаллические изделия представляют собой стальной сердечник в виде труб, облитый алюминием по форме готовой батареи. Такая конструкция создавалась для того, чтобы исключить контакт алюминия с теплоносителем, так как вода в системе теплоснабжения довольно реактивна по отношению к алюминию.
Алюминиевые изделия. Отопительные батареи из алюминия обладают отличным коэффициентом теплоотдачи, имеют высокий КПД. Из недостатков можно выделить высокую стоимость и данный тип приборов не предназначен для сетей с высоким давлением теплового агента. Вдобавок алюминий не стоек к воздействию агрессивных сред. Поэтому алюминиевые тепловые приборы целесообразно использовать в частном теплоснабжении, где рабочее давление не превышает 8 атмосфер и теплоагент в составе несет минимум солей.
У секционных приборов, независимо от материала изготовления, есть общий недостаток. Они не предназначены для работы с антифризом. Со временем антифриз уменьшает уплотнительную способность межсекционной прокладки и появляется течь.
Панельные отопители. Делаются из стали. Штампуются два листа, симметричных между собой относительно продольной плоскости и свариваются. Таким образом получается плоский отопительный элемент, внутри которого есть каналы для циркуляции теплоагента. Далее отдельные элементы связываются между собой трубами в единую батарею. Полученная прямоугольная панель закрывается декоративным кожухом, но может обходиться без него. Без защитного экрана эффективность прибора выше, но страдает привлекательность. Стальные отопительные панельные приборы имеют хорошую теплоотдачу, современный вид. Можно устанавливать и в частном домостроении и интегрировать в централизованную магистраль.
Трубчатые отопительные приборы. Похожи на секционные отопители по форме. Выглядят как радиаторы из изогнутых вертикальных трубок, соединенных сверху и снизу трубчатым коллектором. Очень вариативны по размерам: от 0,3 метра до 3 метров. Устанавливаются в жилых и производственных помещениях, независимо от системы теплоснабжения.
Конвекторы. Производят из стали, меди и алюминия. Наиболее физически эффективны медные конвекторы. Изготавливаются конвекторы из центральной трубы диаметром до 3см, с нанизанными на нее пластинами. Между пластинами происходит прогрев воздуха. Конвекторы бывают настенной и скрытой установки. На настенные конвекторы одевается специальный кожух, который обеспечивает эффект тяги воздушным массам. Конвекторы скрытой установки могут монтироваться в пол и располагаться под панорамными окнами. Тепловые приборы на основе конвекции существуют естественной и принудительной циркуляции. Искусственная циркуляция достигается применением вентилятора в системе. Конвекторы имеют хороший коэффициент полезного действия, но имеют трудности в очистке от пыли.
Сколько тепловых приборов нужно в помещении
В помещении, согласно технологии установки тепловых приборов, требуется монтаж отопителя под каждым окном. Так как основная цель отопительных приборов компенсировать теплопотери, то и мощность приборов основывается на суммировании коэффициентов тепловых потерь. По усредненным теплотехническим расчетам, при высоте потолка в 2,7 м. 1м3 жилища в панельном доме требует 40Вт тепловой энергии, а кирпичный 35 Вт. Исходя из этого можно посчитать общую мощность обогревателей. На конечный результат будут играть факторы: отношение площади остекленной поверхности к площади стен; площадь наружных стен в помещении и степень утепленности, теплопотери потолка и пола, тип стеклопакета, амплитуда колебаний температур. В частном доме учитываются коэффициенты теплопотерь крыши и фундамента. Каждому фактору присвоен коэффициент, который можно найти в таблицах по теплотехническим расчетам.
Итог тепловой системы приборов
В результате подбора приборов по личным и техническим критериям должна получится система, которая отвечает эксплуатационным пунктам:
Отопительная система должна быть надежной и безопасной, не сильно затратной, простой в обслуживании.
Управление температурным режимом продублировано: автоматика- ручное.
Последовательность действий по управлению приборами должно быть простым и логичным.
Должна быть исключена вероятность нанесения ущерба системе по незнанию пользователя.
В частном жилье меры по предотвращению разморозки отопительной системы обязательны.
Отопительная система должна быть собрана из качественных материалов, согласно теплотехническому расчету, законов физики и здравого смысла.