Гидроизоляция стен
В процессе строительства или ремонта дома и квартиры нужно учесть десятки различных нюансов. И это не только выбор строительного материала, обоев и мебели. Один из них — гидроизоляция стен. Многие ошибочно считают, что можно обойтись и без нее, ведь стены и так надежно защищают от влаги. Однако на самом деле именно от нее зависит качество постройки и ремонта, а также срок службы строения в целом.
Что такое гидроизоляция
Гидроизоляция — это защита поверхностей, например, стен, от разрушительного воздействия влаги. Причем неважно, из какого материала эти стены сделаны — из бетона, кирпича или дерева.
В помещение влага проникает из нескольких источников:
- грунтовые воды;
- растаявший весной снег;
- дожди и другие виды осадков.
Также она может быть следствием некачественно оборудованной термоизоляции. В таком случае при похолодании резко снижается температура стен, из-за чего на них образуется роса. И, конечно же, не стоит забывать об помещения, влажность которых повышена из-за их целевого использования. Это санузлы, ванные, бассейны, кухни и т.д.
Зачем нужна гидроизоляция
Оборудование системы защиты от влаги преследует сразу несколько целей:
- Сделать здание более прочным. Сухие стены в любом случае прочнее, чем влажные, поскольку под воздействием влаги у любого материала повышается хрупкость, на нем появляются трещины. Медленно, но уверенно стены разрушаются, из-за чего здание становится неподходящим для проживания.
- Улучшить теплоизоляцию. Здесь все просто. В сырых стенах скапливается влага, которая быстро замерзает. Получается, что стены не защищают от холода, а, наоборот, способствуют его проникновению внутрь помещения. И в решении проблемы бесполезно ставить дополнительные обогреватели или утеплять поверхности.
- Защитить от вредителей и грибков. Сырость — то идеальная среда для жизнедеятельности грибков и плесени, которые могут вызвать аллергию и серьезные заболевания дыхательной системы у детей и взрослых.
Еще одна задача гидроизоляции — защитить внешние стены от разрушения в результате воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды и болезнетворных микроорганизмов.
Система классификации
Выделяют несколько видов гидроизоляции. Параметрами для разделения являются назначение, вид рабочей поверхности, техника выполнения и т.д.
По назначению
Итак, в зависимости от назначения, гидроизоляция бывает:
- Герметизирующая. Полностью исключает попадание влаги на стены. Чаще всего используется в местах соединения стен с фундаментом.
- Теплогидроизоляционная. Считается универсальной или комплексной. Защищает от влаги, а также удерживает тепло внутри помещения, благодаря чему удается создать и поддерживать комфортный для человека микроклимат.
- Антикоррозийная. Предназначена для защиты от коррозии металлических конструкций. Используется, согласно ГОСТам и нормативам.
- Антифильтрационная. Это самый сложный вид гидроизоляции, поскольку предполагает работы с конструкциями, находящимися ниже уровня грунта. Имеет несколько подвидов и модификаций.
Часто при строительстве или ремонте здания применяется сразу несколько видов гидроизоляции. Их выбор обусловлен его назначением и условиями эксплуатации.
По расположению рабочей поверхности
Этот параметр делит гидроизоляцию на внутреннюю и наружную. Для оборудования первой используются нетоксичные, полностью безопасные для здоровья человека составы. Во втором отдается предпочтение материалам, обладающим повышенными защитными свойствами. Работы такого типа проводятся после возведения стен.
По словам специалистов, лучше защищать от влаги здание и изнутри, и снаружи сразу. Это идеальный вариант.
По материалу рабочей поверхности
Чаще всего это дерево и бетон. Для того, чтобы сделать гидроизоляцию деревянных стен, нужно предварительно подготовить поверхность, очистив ее от всех поврежденных частей. Обрабатывать пропитками рекомендуется в несколько слоев. Их количество зависит от особенностей помещения.
В случае с бетоном обычно используют рулонные изоляционные материалы. Но это не правило, можно выбрать то, что подходит под конкретный случай. Вариантов несколько:
- проникающая изоляция;
- жидкая;
- обмазочная;
- наплавляемая;
- герметики.
Также существуют специальные добавки в бетон.
Используемые материалы
Ассортимент материалов для гидроизоляции стен удовлетворит вкус даже самых требовательных покупателей. На рынке строительных материалов есть все, начиная от рубероида и заканчивая современными полимерами.
В списке используемых чаще всего на первом месте находится битумная мастика. Она используется 2 способами:
- В качестве клеящего состава для приклеивания одного из рулонных покрытий.
- Как самостоятельное средство, позволяющее создать бесшовное изоляционное покрытие.
В составе мастик обычно есть пластификаторы и антисептики, улучшающие свойства гидроизоляционного слоя.
Главными преимуществами битумной мастики считаются возможность работы со любыми поверхностями будь то бетон или дерево и низкая цена.
Не менее популярными являются и полимерные составы. Они быстро высыхают, обладают повышенной сцепляемостью со всеми поверхностями и высокими показателями прочности.
Часто используется рубероид и толь. Это рулонные гидроизоляционные материалы, изготовленные на основе строительного картона и битумного состава. Их верхний слой обычно покрыт асбестовой крошкой, песком и тальком.
Полосы рубероида укладывают горячим способом, применяя при этом битумные мастики. Чаще всего таким способом делают гидроизоляцию наружных стен.
В последнее время все большую популярность приобретают полимерные покрытия. И тому есть ряд причин:
- длительный срок службы (до 50 лет);
- устойчивость к окислению;
- устойчивость к коррозии и гниению;
- наличие дополнительных функций, например, пароизоляции и теплозащиты.
Полимерные материалы бывают обычными и самоклеящиеся.
Также существует проникающая гидроизоляция. Она делится на 2 подвида: инъекционная и гипсовая. В первом случае используется специальная жидкость, которая, проникая глубоко в стены, закупоривает поры и формирует покрытие, надежно защищающее от влаги. Гипсовая изоляция, как понятно из названия, подразумевает нанесение на рабочую поверхность гипса. После высыхания он дает стенам защиту и от влаги, и от плесени.
Подготовительные мероприятия
Независимо от того, какой материал будет использован, стены нужно тщательно подготовить к процессу. Подготовка включает в себя удаление старой штукатурки и остатков обоев, а также различных загрязнений. В большинстве случаев достаточно шпателя и обычной металлической щетки. Но в особо сложных случаях понадобятся специальные химические вещества и пескоструйный аппарат.
Если на стенах есть неровности, швы и какие-либо повреждения, их нужно замазать цементным раствором. После высыхания полностью обработать поверхность грунтовкой. Это нужно для улучшения сцепляемости.
Также нужно заранее подготовить материалы, которые будут использоваться в процессе работы. Например, если это сухие смеси, нужно смешать их с водой или специальной жидкостью, которая идет в комплекте. А после перемешать с помощью строительного миксера до получения однородного состава.
При использовании жидких средств ничего готовить заранее не нужно. Но перед началом работы их нужно тщательно перемешать для того, чтобы избежать расслоения составляющих.
Особенности гидроизоляции
Рабочий процесс зависит от того, где проводится гидроизоляция: внутри или снаружи. Каждый случай имеет свои особенности и нюансы.
Внутренняя изоляция
Чаще всего ее делают с использованием битумной или полимерной мастики. Здесь важно соблюдать одно требование — абсолютная чистота рабочей поверхности. Ее нужно очистить не только старых покрытий, как сказано выше, но и от пыли.
Мастику наносят кисточкой в один слой, при этом тщательно обрабатывая все, даже труднодоступные участки. После следует закрепить армированную сетку и нанести еще один слой покрытия. Теперь подождать 3-4 часа и нанести последний слой. Но стоит помнить, что делать это нужно в противоположном направлении. Если первые два были вертикальными, то третий будет горизонтальным и наоборот.
Для гидроизоляции стен на цокольных этажах и в подвалах используют рулонные материалы. Их укладка выглядит так:
- Ошкурить и расчистить поверхность, при необходимости сделать бетонную стяжку.
- Разогреть предварительно подготовленную битумную мастику, нанести ее на стены с помощью шпателя.
- Быстро и аккуратно, пока состав не затвердел, раскатать материал в направлении сверху вниз.
Если что-то не получается, и мастика застыла, снова разогреть ее. Не стоит укладывать рубероид на затвердевший состав, поскольку именно от их соединения зависит качество гидроизоляции в целом.
Также для защиты от влаги внутренних стен используются проникающие составы. Но работают с ними профессионалы, поскольку процесс требует наличия специального оборудования (исключение — гипс).
Большинство средств изготовлено на основе жидкой резины, которая кристаллизуется внутри стены, образуя тем самым единую конструкцию. Наносить их нужно строительными распылителями.
Отдельно стоит сказать о гидроизоляции внутренних поверхностей кухонь и санузлов. Эти помещения отличаются повышенной влажностью, поэтому в них лучше использовать обмазочные изоляционные материалы, например, битумные, силикатные и полимерные мастики. Рулонные в таких целях используются крайне редко.
Раньше предпочтение отдавали битумным составам. Но в отношении них есть несколько нюансов:
- На битум очень сложно уложить декоративные отделочные материалы. Да и держатся они долго не будут.
- Такие мастики имеют неприятный запах.
- Нанесение битумных мастик с полимерами или резиной в составе необходимо специальное оборудование.
Ввиду этого такие составы используют для гидроизоляции только самых проблемных зон — участков вокруг ванной, умывальника и душевой кабины.
Сейчас на замену битумным материалам пришли полимерцементные. Они не пахнут, растворяются водой, легче наносятся. В процессе работы достаточно шпателя или кисточки. Большой плюс — возможность поверх полимерной мастики наносить декоративную отделку или укладывать плитку.
Если нужно обеспечить гидроизоляцию местам, которые постоянно контактирую с водой, можно воспользоваться проникающими средствами.
Гидроизоляция наружных стен
Защита стен снаружи здания также проводится обмазочным и оклеечным способом. Но часто применяется и комбинированный вариант.
При использовании обмазочных средств (речь идет о мастиках), первым этапом будет грунтование поверхности. Грунтовку нужно нанести в два слоя, причем второй только после полного высыхания первого.
Дальнейшие действия выглядят так:
- Нагреть битумную мастику так, чтобы она приобрела жидкую консистенцию. Если она все так же остается густой, добавить немного растворителя или бензина.
- Нанести состав на всю рабочую поверхность, тщательно обрабатывая углы и стыки.
- Дождаться полного высыхания первого слоя и нанести второй.
Важно, чтобы гидроизоляционное покрытие было не менее 3 мм в толщину. Только в таком случае оно будет полноценно выполнять свои функции.
Алгоритм создания оклеечной гидроизоляции наружных стен выглядит так:
- Тщательно очистить поверхность.
- Нанести по очереди 2 слоя грунтовки.
- Нагреть полосу выбранного материала до размягчения (толь, рубероид), используя строительный фен или газовую горелку.
- Приложить параллельно земле в нижней части стены.
- Сильно прижать ленту, пригладить ее, выгоняя таким образом лишний воздух.
- Все остальные полосы закреплять вертикально, делая при этом нахлест на первую в размере 20 см.
- В конце нужно пройтись по стыкам битумной мастикой.
Комбинированная гидроизоляция представляет собой одновременное использование рулонных и обмазочных материалов. То есть, рубероид/толь клеятся на предварительно разогретую и нанесенную на стену битумную мастику.
Полезные советы и возможные ошибки
Для того, чтобы система гидроизоляции как можно дольше выполняла возложенную на нее задачу, стоит прислушаться к ряду простых советов:
- Проводить работы еще на этапе строительства здания. Сделать изоляцию после возведения стен и кровли будет гораздо сложнее. Да и средств на это потребуется больше.
- Всегда делать комплексную защиту, то есть обрабатывать и внутренние, и наружные поверхности.
- Для того, чтобы защита была более надежной, комбинировать разные методы.
А вот чего делать точно не стоит. Список небольшой, но игнорирование этих моментов скажется на качестве работы:
- Не уделять должного внимания подготовке. Неровности, трещины, сколы, пыль и другие загрязнения сильно сказываются на качестве адгезии или сцепляемости материала с поверхностью.
- Не проверять состояние стыков. Многие мастера, выкладывая первую горизонтальную полосу рубероида, не смотрят на стыки. Из-за этого во время заливки фундамента образуются щели и разрывы, а материал смещается. Итог — нарушение герметичности изоляции.
- Недостаточная обработка швов или ее полное отсутствие. Их нужно, во-первых, замазать, а, во-вторых, хорошо обработать изоляционным материалом. Слишком тонкий слой изоляции будет пропускать влагу и, как следствие, разрушать стену.
Еще одна ошибка допускается при оборудовании гидроизоляции подвалов. Чаще всего там применяют рубероид, изготовленный на основе картона. Со временем картонное основание начинает размокать. Поэтому лучше выбирать другие материалы.
Гидроизоляция стен — не менее важный этап строительства или ремонта, чем заливка фундамента или внутренняя отделка. Для того, чтобы она в полной мере выполняла все свои функции, рекомендуется обрабатывать стены и внутри, и снаружи, а также правильно выбирать материал.
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.