От BIM к ТИМ
Максимально полный переход на отечественные решения в технологиях информационного моделирования, применяемых в проектировании и строительстве, может занять несколько лет. Но, отмечают эксперты, российские разработчики способны заместить рынок качественными продуктами.
С 1 июля 2024 года использование технологий информационного моделирования должно стать обязательным при реализации проектов капитального долевого строительства и возведении объектов по госзаказу. Такое решение в конце прошлого года принял глава Правительства РФ Михаил Мишустин. Напомним, с 1 января 2022 года BIM-технологии уже должны были стать обязательными для бюджетных строек, но в силу известных геополитических и экономических событий это требование сделали временно «опциональным».
В новых реалиях, предполагающих максимальное использование отечественных цифровых решений, в том числе в технологиях информационного моделирования, чиновники в своих речах и нормативных документах уже заместили иностранную аббревиатуру BIM отечественной ТИМ. На практике, считают эксперты, реальный переход на все отечественное будет совершить сложнее. Тем не менее потенциал качества и эффективности российских продуктов высок, и через несколько лет они могут занять максимальную долю рынка.
На пути к альтернативе
Ряд опрошенных экспертов отмечают, что уход иностранных вендеров негативно отразился на внедрение BIM в строительную отрасль. Руководитель BIM-отдела компании «Айбим» Алексей Савватеев считает, что ситуация наглядно показала, что из-за софта (закрытия доступа, остановки техподдержки) могут быть нарушены жизненно важные бизнес-процессы компании. Особенно болезненно ощущается уход Autodesk — его продукты занимали ключевые доли рынка и во многом стали стандартом отрасли. Проектные организации, работающие с применением технологии BIM, вложили немало усилий в свое развитие: на протяжении нескольких лет обучали проектировщиков, разрабатывали средства автоматизации проектирования, формировали внутренние BIM-стандарты. В такой короткий срок заменить САПР не представляется возможным. Да, есть российские продукты Renga, nanoCAD, Model Studio CS, но они в данный момент не являются полноценной альтернативой зарубежным Revit, Archicad, Tekla. Вероятно, в ближайшее время нас ждет период использования нелицензионного программного обеспечения. Что будет дальше, загадывать сложно, так как годовые лицензии у многих компаний или закончились, или закончатся в 2023 году.
«Что касается государственных и окологосударственных компаний, то у них вариантов нет: в ближайшем будущем им необходимо будет перейти на российские САПР, каких бы усилий это ни стоило. Несмотря на сложности и нерешенные проблемы, связанные с зарубежным ПО, количество проектов, в рамках которых разрабатывались информационные модели, сильно выросло по сравнению с прошлым годом. Мы думаем, что цифровизация продолжится и BIM-моделирование будет использоваться на разных этапах жизненного цикла объектов, включая эксплуатацию. Какие-то организации смогут перейти на отечественные программные продукты, а кто-то из частных компаний останется с зарубежным нелицензионным софтом», — полагает Алексей Савватеев.
Вслед за постоянными отсрочками обязательного применения ТИМ в проектах, а также уходом основных поставщиков ПО с российского рынка, продолжает тему генеральный директор Проектного бюро ЛУЧ Александр Кузьмин, заказчики теряют интерес к информационному моделированию. «Во главе угла, к сожалению, все чаще стоит скорость и стоимость, а качество можно будет подтянуть в процессе строительства. С одной стороны, рынок по-прежнему не готов: менее 20% проектировщиков готовы выпускать свои проекты с использованием ТИМ, но и заказчиков, готовых работать с моделью, можно увидеть крайне редко. Пока государство не обяжет применять ТИМ хотя бы в проектах государственного финансирования, никакого рывка не случится. На все это накладывается уровень отечественных продуктов, которые еще не готовы полноценно заменить ушедший Autodesk. Поэтому массовый переход — дело не менее пяти лет».
Ломая предубеждение
Схожие выводы делает и исполнительный и технический директор компании АО «СиСофт Девелопмент» (CSoft Development) Игорь Орельяна Урсуа. По его словам, переход на отечественные BIM/ТИМ-решения — процесс долгий. Наравне с такой общераспространенной проблемой, как дополнительное финансирование на импортозамещение, одно из значимых препятствий — это определенное предубеждение потенциальных пользователей, связанное с качеством российского продукта. «Строительная отрасль — один из драйверов российской экономики, и многие современные технологии приходят в первую очередь именно сюда. Поэтому я считаю, что BIM/ТИМ-решения будут внедряться все интенсивнее. Очень интересным процессом станет цифровизация стройплощадки — появление решений для сбора, обработки, анализа данных в режиме реального времени с помощью роботизированных устройств, дронов, приложений. Однако для реальной динамики цифровизации строительства государству совместно с участниками рынка и экспертными сообществами необходимо уже сейчас создать прозрачное, понятное, работающее правовое поле для всего, что связано с ТИМ. Сегодня многие из действующих нормативных актов, определяющих порядок применения и критерии, предъявляемые к информационным моделям, содержат противоречивые требования и формулировки. Поэтому проектировщики, застройщики, эксплуатанты и разработчики софта тратят большие ресурсы там, где, по логике прогресса, должны их экономить», — отмечает представитель рынка.
По мнению инженера-геодезиста компании «КРЕДО-ДИАЛОГ» Глеба Серафимовича, процесс перехода на BIM уже заставил многих специалистов и еще многих заставит в ближайшее время, привыкших к комфорту отлаженных технологий и полному пониманию процесса, искать новые решения, осваивать новые методики и двигаться для достижения совместно поставленной цели — твердотельной 3D-модели. «Действуя в условиях санкций, специалисты ограничены в возможностях выбора решений, ведь ориентироваться приходится только на отечественных разработчиков. Это прекрасный шанс показать, на что способны отечественные разработчики, но вместе с этим это и огромная ответственность, ведь на кону стоит огромная строительная отрасль РФ. Однако все не так страшно, как может показаться на первый взгляд, ведь отечественных разработчиков во всех отраслях инженерных программных продуктов в достатке со своими решениями, преимуществами и возможностями. Это прекрасные условия для разработчиков и инженеров хорошо узнать друг друга и благодаря высокому уровню конкуренции создать качественный и востребованный продукт», — подчеркивает эксперт.
Катализатор перемен
Влияние санкций на внедрение BIM-технологий в отечественную строительную отрасль не стоит преувеличивать, считает BIM-эксперт «НИП-Информатика» Павел Храпкин. Скорее введение санкций породило взрывной рост предложений на рынке ПО для строителей. С уходом западных вендоров множество ИТ-компаний ринулось осваивать освободившееся место на рынке России и ближнего зарубежья. Сейчас в реестре Минцифры таких импортозамещающих приложений более 600. Однако министр строительства и ЖКХ Ирек Файзуллин отметил, что почти всем им необходимо 2–3 года для становления и устранения недостатков. Многие разделы отечественных BIM-технологий и не могли быть использованы в России в силу различий отечественных и западных практик в нормативных требованиях, в документообороте и пр. А в последнее время сами крупные строительные компании внедрили у себя и распространяют свои приложения, разработанные под руководством строителей для строительного рынка.
«По-моему, перспективы внедрения BIM в строительство сейчас зависят не от разработок IT-приложений, а от расширения практики работы с цифровыми информационными моделями. С этого года Государственная экспертиза стала во многих городах и регионах страны принимать к проверке BIM-модели, а Правительство — поощрять проектировщиков, использующих BIM применением дополнительных финансовых стимулов. Несомненно, цифровизация строительной отрасли — тенденция нашего времени», — добавил он.
Санкции послужили катализатором перемен, которые ждали своего часа уже много лет, считает директор департамента управления продуктом компании «Нанософт» Сергей Сыч. Гегемония западных разработчиков в России начала медленно, но верно ослабевать, а отечественные разработчики САПР и ТИМ стали стремительно развивать свои продукты. В текущих условиях оперативного импортозамещения отечественные компании столкнулись с необходимостью быстрой адаптации к новым условиям. Но не все быстро примирились с необходимостью кардинальных перемен. К тому же и сейчас еще не во всех компаниях выстроены процессы работы в среде общих данных.
«Тем не менее все больше компаний оценивают потенциал российских ТИМ как достаточно высокий. С каждым днем растет число предприятий, которые переходят на отечественные решения для цифрового моделирования. К сожалению, многих российских пользователей САПР и BIM еще преследует "тень" продуктов иностранных разработчиков и в целом нежелание переучиваться на новые продукты. Но в ближайшие годы ситуация изменится, так как крупные российские профильные вузы — такие, например, как МГСУ, НовГУ, ВГТУ и КГТУ, — обучают своих студентов работе с САПР и BIM на отечественном ПО, решая одну из стратегических задач, определенных Правительством РФ при переходе на российские BIM. Слишком много уже вложено сил, времени и средств в переход к работе с российскими продуктами. С уверенностью могу сказать, что мы готовы не только успешно заместить импортные аналоги, но и развивать и внедрять свой отечественный ТИМ», — резюмирует Сергей Сыч.
Оптимистично настроен и основатель и генеральный директор компании Development Systems Сергей Веселов. «Сегодняшнее положение дел в строительной отрасли могу сравнить с экономическими кризисами конца 90-х и середины 2000-х: финансовая нестабильность, снижение спроса, уход иностранных вендоров, разрыв партнерских отношений, растерянность, невозможность долгосрочного планирования. При этом существует однозначная уверенность, что без BIM-технологий и дальнейшего их распространения мы жить уже не сможем. Процесс цифровизации строительства, как и любой другой сферы деятельности, необратим. Из новых тенденций в области BIM-технологий, которых еще не было год-два назад, хочу отметить начало слияния BIM и искусственного интеллекта. ИИ помогает в разы увеличить количество возможных концептуальных предложений по заданным параметрам или вариантов планировок в определенном пространстве. За этим стоит большое будущее в скорости и вариативности проектирования».
«Мы в DS, — добавляет Сергей Веселов, — начали использование ИИ как раз на объектах отельной недвижимости. Загружая исходные параметры и пожелания инвестора в программу, на выходе получаем несколько вариантов концепций с точными характеристиками, удовлетворяющими запросам заказчика. При традиционном подходе нам пришлось бы сделать несколько десятков трудоемких итераций, чтобы найти компромиссный вариант. Считаю, движение в этом направлении будет продолжаться», — констатирует участник рынка.
Мнение: Сергей Веселов, основатель и генеральный директор компании Development Systems:
— Мы в DS всегда были и остаемся мобильными и гибкими: каждую сложность оцениваем как вызов и возможность выйти на новый, более совершенный уровень. Начав свое развитие с проектирования жилой недвижимости, к настоящему времени мы расширили функционал, в нашей группе компаний появилось два новых направления: технический заказчик и стратегические международные закупки. Дополнительный драйвер развития нашего бизнеса и еще одно новое направление — проектирование курортных отелей, с учетом изменения туристических потоков прошлого года мы видим в нем большую перспективу.
Технический заказчик (ТЗ) дал новый импульс в применении накопленных нами BIM-компетенций. ТЗ — совместный бизнес Development Systems и крупнейшего туристического оператора России Alean. В сотрудничестве мы развиваем старые и строим новые отели на Черноморском побережье. Это большой и очень перспективный, в отличие от жилищной недвижимости, сегмент приложения девелоперских усилий. Применение BIM-технологий здесь становится крайне востребованным. Проектирование новых объектов гостиничной инфраструктуры от концепции до инженерных коммуникаций, реконструкция старых санаториев — поднятие по облаку точек и дальнейшая модернизация, разработка ландшафтных территорий с особенностями местного рельефа и природопользования, автоматизация расчетов объемов и стоимости строительства, инженерный документооборот — это неполный спектр задач, которые мы решаем с помощью BIM.
Подключая BIM в традиционное проектирование, мы получаем раннее прогнозирование стоимости объекта и возможность иметь бюджет уже на стадии «Концепция». Это важно в работе с инвестором, поскольку позволяет точно рассчитывать и оптимизировать расходы на строительство. Встроенные в BIM-модель процедуры контроля качества снижают дальнейшие издержки при возведении объектов.
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.