Навесные фасады
Навесной вентилируемый фасад — это современная система, используемая для облицовки зданий. Она помогает утеплить дом, а также защитить стены от воздействий окружающей среды. Ее использование позволяет не только значительно сократить потери тепла, но и придать зданию модный и привлекательный вид.
Особенности конструкции фасадов
Как известно, внешняя облицовка зданий имеет огромное значение для оценки городского ландшафта. Кроме того, она помогает уберечь сооружения от различного вида воздействий: механических, термических, гигрометрических и так далее.
Особая конструкция навесных фасадов прикрепляется к стене снаружи при помощи профилей и болтов. Она включает несколько слоев, причем между ними имеется пространство, заполненное воздухом. Очень важно рассмотреть особенности устройства системы. Конструкция включает следующие детали:
- защитно-декоративный материал;
- каркас с крепежом;
- изоляция;
- зазор для вентиляции.
Слой изоляции включает тепло-, паро- или гидроизоляционные материалы, причем иногда их сочетают друг с другом. Его прикрепляют к самим стенам с использованием специальных болтов. Применять клей крайне не рекомендуется.
Зазор для вентиляции должен позволять воздуху свободно проходить. Это учитывается при вычислении размеров. Чаще всего его толщина держится на уровне от 40 до 100 мм. Внизу располагают отверстия для воздуха с решетками, что позволяет защитить систему от попадания инородных предметов и преждевременной порчи.
Крепежный каркас включает несколько элементов: кронштейны, стойки, болты, заклепки и поперечины. Также его назначение заключается в перемещении массы облицовочных плит на стены постройки и предотвращение вибраций.
Виды фасадов
Вентилируемые фасады часто имеют квадратную или прямоугольную форму. Их монтаж значительно более прост, чем у того же сайдинга. Поделить панели можно на несколько типов в зависимости от того, что выбрано для облицовки:
- Из керамогранита. Указанный материал изготавливают искусственно, его получают через прессование специальной смеси, которую впоследствии обжигают. Он отличается длительными сроками службы, повышенной прочностью и стойкостью к перепадам температур. Фасады из керамогранита применяются для обустройства самых разных зданий — не только жилых, но и производственных.
- Из искусственного камня. Достаточно прочный материал, имеющий высокую стойкость к огню и длительные сроки эксплуатации. Для производства берут каменную крошку и раствор цемента. При монтаже надо помнить, что вес изделий немалый, потому надо позаботиться о надежном каркасе.
- Из композитных панелей. Для изготовления используют два листа алюминия, между которыми располагают огнестойкую прослойку из минералов. Вес у них небольшой, благодаря чему есть возможность работать со зданиями непростых форм.
- Из фиброцемента. Безопасный вариант, для производства которого берут цемент и волокна для укрепления, а также минералы. Отличается повышенной шумо- и теплоизоляцией. Недорогой вариант, пользующийся большим спросом.
- Линеарные панели. Некоторые специалисты приравнивают их к металлическому сайдингу. Их выполняют из тонколистового материала, у которого могут быть открытые или закрытые торцы. Благодаря особой форме крепления легко маскируются внутри самой конструкции.
- Ламинат высокого давления. Этот материал особо востребован в Европе. Его считают одним из самых дорогих. Для изготовления прессуют древесные волокна вместе с несколькими слоями бумаги, которые дополнительно пропитываются смолами. Вероятность расслоения крайне низкая.
- Панели из стекла. Бывают прозрачными, цветными, полузеркальными. Иногда их укрепляют или ламинируют, чтобы улучшить характеристики.
- Из терракотовой керамики. Это обожженная глина различных оттенком. Материал считается безопасным и экологически чистым, он не боится огня и устойчив к различным воздействиям окружающей среды. Структура керамики зависит исключительно от того, каким был обжиг.
Конкретную разновидность подбирать рекомендуется в зависимости от собственных потребностей и особенностей здания. Стоит учитывать необходимый эффект и бюджет на работу.
Как работают вентилируемые фасады
Воздух, который находится в промежутке между стеной и фасадом, никогда не может пребывать в стабильности. Идет постоянный обмен с окружающей средой. Через промежутки между плитками производится смешивание воздушных масс. Это диффузия.
Также работа систем приводит к конвекции. Так как нагрев происходит неравномерно, в определенных зонах отмечается разрежение воздуха. Появляются участки со сниженным давлением, куда отправляется воздух из других областей. В результате происходит или осушение утеплителя, или стены. То есть происходит снижение отрицательного воздействия паров воды на всю конструкцию.
Стоит также подчеркнуть, что фасад помогает снизить шум извне. На улицах его уровень часто достигает 90 дБ, что приводит к определенному дискомфорту. Установка системы делает пребывание внутри здания более комфортным.
Чем облицовывают вентилируемые фасады
Для облицовки вентилируемых фасадов могут использоваться различные материалы. Чаще всего следующие:
- сайдинг — виниловый, акриловый, металлический и так далее;
- керамогранит;
- облицовочный кирпич;
- плитка — клинкерная или бетонная;
- дерево;
- панели.
На самом деле, для облицовки можно использовать совершенно любой материал, имеющий достаточные декоративные и защитные свойства. Это открывает много возможностей для работы с домами. Каркасное здание, к примеру, станет визуально кирпичным, сруб — металлическим и так далее.
Преимущества и недостатки
Естественно, у навесных фасадов есть свои плюсы и минусы. В первую очередь можно выделить достоинства:
- Большой выбор материалов. Все зависит исключительно от бюджета. Подобрать панель можно на любой кошелек.
- Высокий уровень тепло- и шумоизоляции.
- Есть возможность сэкономить на отоплении, уменьшить расходы электричества на обогрев.
- Материалы подходят для облицовки многоэтажных зданий.
- Монтаж происходит очень быстро, он не зависит от времени года.
- Сроки службы превышают 50 лет.
- При необходимости провести ремонт можно сделать это очень быстро.
- Стойкость к отрицательным воздействиям окружающей среды, в том числе и изменениям погоды.
- Устойчивость к пожарам и дополнительная защита от коррозии.
- Уход за фасадами не вызывает проблем.
- Презентабельный внешний вид. Здание будет выглядеть очень симпатично. Можно выбрать любое архитектурное оформление на свой вкус.
- Универсальное назначение. Панели можно монтировать на любые здания, их возраст не имеет никакого значения.
Важно помнить, что если не соблюдать правила монтажа, то все эти плюсы легко могут стать минусами. Если допустить ошибки, нарушится стойкость к пожару, появятся проблемы с вентиляцией стен. Уменьшится защита от коррозии. О допущенных упущениях особо ярко говорит свист ветра. Также минусом является то, что услуги специалистов по монтажу материала имеют высокие цены, а еще спустя несколько лет иногда происходит усадка слоя теплоизоляции.
Особенности монтажа
Монтаж вентилируемых фасадов обычно не вызывает проблем, но соблюдать технологию необходимо досконально. Если учитывать все инструкции, с работой справится даже неопытный мастер. Вначале необходимо сделать подсистему, потом заложить утеплитель, постелить мембрану и перейти к облицовке. Но лучше, конечно, обратиться к специалисту.
Сроки монтажа зависят от площади дома и его особенностей. Условно весь процесс можно поделить на несколько этапов:
- Размещение несущей конструкции или каркаса. К стене необходимо вертикально прицепить несущие профили, используя для этого специализированные кронштейны.
- Установка теплоизоляции и ветрогидрозащитной мембраны.
- Отделка фасада. Облицовка каркаса, прикрепленного к стене, является самым важным этапом.
По словам специалистов, для монтажа обрешетки достаточно уметь орудовать молотком и гвоздями. Квалификация может понадобиться лишь при выборе определенного варианта отделки. Например, если речь идет о штукатурных составах. Без достаточных навыков будет невозможно нормально провести отделку.
Очень важно во время работы соблюдать размеры и места расположения зазоров и углов крепления. В противном случае высок риск негативно повлиять на качество всего фасада. Сроки эксплуатации также существенно сократятся.
Основные ошибки при монтаже
Ошибки при монтаже приводят к тому, что материал просто теряет свои эксплуатационные характеристики. Чаще всего неправильно подбирают конкретный вариант, а потом проводят монтаж. К примеру, неверно соотносят вес облицовки и тип стены. Например, на каркасные разновидности плохо монтируются такие панели, как кирпич или камень, фиброцемент. Лучше использовать винил под кирпич или камень.
Еще одна частая ошибка — неправильный подбор пленки, которая должна защищать утеплитель. В таких ситуациях мембрана не будет нормально пропускать воздух, что спровоцирует появление лишней влаги. Это, в свою очередь, приводит к повреждению стен.
Самое фатальное упущение — закрытие зазора и сверху, и снизу. Фасад обязательно должен вентилироваться с обеих сторон. Перекрытие опять же провоцирует появление влаги на поверхности. Выполнять свои задачи подобная система просто не сможет. Кстати, при выборе винилового сайдинга нельзя его прикреплять намертво. Он должен расширяться и сжиматься.
Как выбрать подсистему
От монтажа и выбора фасада зависит то, насколько хорошо будет работать вся конструкция. Особого внимания заслуживают подсистемы. Они могут быть из оцинкованной или нержавеющей стали, а также из алюминия.
Первый вариант используется довольно часто. Он хорошо сочетается с такими вариантами материалов: керамогранит, фиброцемент или композит. Также подходит для камня и сайдинга. Такой каркас будет иметь небольшую цену, а еще он соответствует всем актуальным требованиям пожарной безопасности.
Элементы из нержавеющей стали стоят выше. Но при этом они подходят для работы с домами высотой более 50 метров. Сроки службы таких изделий превышают 70 лет.
Что касается алюминия, этот материал отличается меньшим весом. Он применяется в высотном строительстве и для реставрации зданий, у которых уже до конца отработан ресурс конструкции. Неприятный недостаток состоит в низкой температуре плавления.
Вентилируемые фасады могут прикрепляться к стене прямо в нее саму, что особо актуально для объектов из кирпича или бетона. Также ее монтируют в межэтажные перекрытия. Это вариант для домов, выполненных из пористых материалов: керамзита, пенобетона и так далее.
Как выбрать утеплитель
Основная задача изоляционного слоя состоит в том, чтобы не позволить теплу уйти из дома. Необходимо смотреть на такой показатель, как теплопроводность. Чем она ниже, тем лучше. Используют чаще всего минеральную вату средней или высокой плотности, а также пенополистирол или похожие материалы. Первый вариант характеризуется высокой стойкостью к огню и погодным условиям, а также экологичен. Второй же более дорогой, зато с ним меньше неприятностей при установке, да и масса у него не так велика.
Сколько стоит установить навесной фасад
В вычислении полной цены необходимо ориентироваться на стоимость всех подобранных материалов, а еще на работу специалистов. В первом случае внимание уделяется абсолютно каждому элементу конструкции: утеплителю, крепежу, облицовке и так далее.
Монтаж предполагает укладку лесов и каждого слоя, а также дальнейшее их закрепление. Далее необходимо учесть стоимость кровельных и декоративных работ. Стоимость квадратного метра материала для облицовки — от 500 до 1,5 тысяч рублей. Услуги бригады сотрудников варьируются примерно в том же диапазоне.
Важно убедиться в том, что нанятые сотрудники имеют достаточную квалификацию. Даже несущественные погрешности могут привести к печальным последствиям.
Как обеспечить дополнительную вентиляцию
Навесные фасады решают все вопросы, касающиеся негативных воздействий окружающей среды. Но вот внутри здания вентиляция не меняется. Чтобы ее обеспечить, следует позаботиться об обеспечении притока воздуха, а также о его вытяжке. В противном случае не будет нормальной тяги, что критично для некоторых помещений.
Для организации в жилище комфортных условий можно купить бризер. Это устройство позволяет провести вентиляцию. Оно забирает свежий воздух с улицы, удаляет грязь и согревает до подходящей температуры. Затем его забрасывает в помещение. С его помощью можно провести проветривание, не раскрывая при этом форточки. Воздух внутри комнаты очистится, исчезнут противные запахи.
Как монтировать бризер — зависит только от заказчика. Специалисты могут предложить ему один из таких способов:
- Воздуховод выводится до облицовочной плиты фасада, при этом проделывается лишь бурение внешней стены здания и теплоизоляционного слоя. Внешняя плитка остается такой, какой и была изначально. Воздух поступает из зазора.
- Если необходимо делать забор воздуха прямо с улицы, бурят дополнительно еще и плитку, что может вызывать сложности.
Надо сказать, что бризер — это нестандартное решение, за установку прибора владельцу нужно будет доплатить сверху. Также надо понимать, понадобится ли услуги промышленных альпинистов, так как снять плитку самостоятельно получится не всегда. В самых сложных ситуациях она, кстати, может лопнуть, потому желательно иметь что-либо на смену.
Как выбрать подрядчика для монтажа навесных фасадов
Как уже говорилось, особое внимание следует уделять выбору квалифицированных сотрудников, способных корректно провести монтаж навесных фасадов. Специалисты должны быть ознакомлены с основами термодинамики, особенностями технологии. Также им следует знать о нормативной документации и правильной ее интерпретации. Важно строгое соблюдение техники безопасности.
Выбирать следует только ту организацию, которая имеет разрешение от СРО на проведение работ с такими фасадами, а точнее, с утеплением. Если у бригады нет опыта монтажа подобных материалов и допусков, высока вероятность ошибок, обрушений здания, порчи панелей.
Отдельно стоит отметить, что на навесные фасады нет отдельных ГОСТов, так что компании самостоятельно учат работников установке и прочим нюансам. Поэтому необходимо убедиться в том, что подрядчик создаст проект с подробными расчетами и обоснованиями собственных технологий. Конечно, это будет недешево, но зато качественно и безопасно. Желательно также ознакомиться с отзывами о подрядчике, чтобы убедиться в его добросовестности.
Избегать рекомендуется тех компаний, которые даже не хотят посмотреть на здание вживую, но при этом сразу говорят, сумму, которую они запросят за работу. Чтобы дать точный ответ, специалисты должны внимательно ознакомиться со всеми особенностями объекта. Лишь тогда они поймут, насколько сложным будет монтаж, составят проект и ознакомят заказчика с прайсом.
Системы вентилируемых фасадов еще не так плотно вошли в современное строительство, но все же это решение будет универсальным для большинства конструкций. Они просты в уходе, позволяют снизить затраты на отопление и электричество. При необходимости их можно легко починить или заменить. И хотя дешевыми их не назовешь, они определенно заслуживают внимания.
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.