Человечество давно научилось реагировать на протечки трубопроводов. Есть целый спектр датчиков, способных зафиксировать подобное событие и даже, в интеграции с другими девайсами, автоматически перекрыть воду. Однако до недавних пор никто не мог спрогнозировать, где и когда произойдет такое несчастье. Управляющий партнер компании SDM, разработчик системы KapleStop Александр ДУДНИК уверен: все из-за того, что люди не задумывались о процессах намокания и высыхания и тем более не пытались их просчитать.

 

Фото: www.klike.net

 

Вместо предисловия

Вода для человека — это, пожалуй, главная жидкость. Без нее индивид не протянет и недели, тогда как без еды он может прожить почти месяц. Однако вода может быть не только источником жизни, но и послужить причиной неприятностей. Мало кому нравится мокнуть под ливнем, а плесень, активно размножающаяся в воде, может кому угодно испортить комфортное проживание в доме или квартире.

Всю свою историю человечество пытается воду приручить. С одной стороны, людям хочется, чтобы она всегда была под рукой, с другой — чтобы не капала на голову. Худо-бедно, человек научился возводить над собой крышу, чтобы защититься от дождя, и обогревать помещение, чтобы в том числе избавиться от лишней влажности. Позже он изобрел водопровод, чтобы доставлять воду себе домой, и канализацию, чтобы удалять ее излишки.

И тут начались новые проблемы. Любые конструкции со временем изнашиваются: трубы ржавеют, канализация имеет свойство засоряться. Добавьте к этому вибрации, усадку конструкций, так называемый человеческий фактор… Все эти процессы приводят к тому, что вода проливается на пол, разрушает строительные материалы, бытовую технику, мебель, ковры.

 

Капля или лужа

Когда появилось электричество, выяснилось, что вода может замыкать ток, и данный факт также стал источником опасности. Впрочем, этой беды избежать куда проще. Все знают, что провода требуется изолировать, а на технику воду лить не надо. С протечками сложнее. Они могут случиться когда угодно, особенно они «любят» произойти, когда человека нет в жилище.

Люди задумались, как сделать так, чтобы они могли узнать о протечке мгновенно, а еще лучше — ее предотвратить. Думали долго. Электричество появилось в 1800 году, а первый плоскостной датчик, способный зафиксировать разлив воды, — только в 50-х годах прошлого века. Принцип его работы основывался как раз на свойстве жидкости замыкать электричество. Сегодня существует целый набор датчиков, которые фиксируют протечки, но большинство из них работают именно на данной основе.

«Это, по сути, все та же древняя технология, которой скоро исполнится 70 лет, — рассказал нам разработчик системы KapleStop Александр Дудник (на фото). — Она не меняется: два контакта, на них попадает вода, и те замыкаются. Меняется дизайн, теперь датчики стали беспроводными. Но это все равно, что улучшать колесо».

 

 

У стандартных плоскостных датчиков масса недостатков, часть которых являются продолжением их достоинств. Например, они очень чувствительные и могут отреагировать на каплю воды. Но, поскольку их размещают на полу, капля может упасть откуда угодно (человеческий пот, слюна собаки и т.д.). Происходит так называемое «ложное срабатывание».

«Такие датчики "не понимают", что происходит, они откликаются на любую воду, — поясняет Александр Дудник. — Большое количество ложных срабатываний пытаются купировать: придумывают для датчика домик, или приделывают к нему ножки. Все для того, чтобы он реагировал не на каплю, а на плоскость воды».

Так датчик стал «чувствовать» лужу, а в сочетании с другими устройствами еще и воду автоматически перекрывать по факту протечки. Избавило ли это хозяина жилища от ложных срабатываний? Частично. Плоскостной датчик «понимает» факт протечки, но «не знает», что послужило ее источником. Если у вас прорвало трубу или переливается ванная, такие действия выглядят адекватными. А если вас залил сосед или протекла крыша? А может быть резко понизилась температура, и на датчик излился конденсат? Автоматизация перекрыла воду, но лужа растет, а вместе с нею и плесень. Вновь получаются ложные срабатывания.

Кстати, о конденсате. Он представляет собой фактически дистиллированную воду, а ее стандартный датчик не «видит». Особенно это актуально в случаях, когда нужно отреагировать на протечку кондиционера. Чтобы датчик сработал, некоторые «лайфхакеры» даже рассыпали на полу соль. Вода из кондиционера должна попасть на пол, растворить соль и только тогда датчик начнет действовать.

 

Революционное открытие

Однако теперь появились датчики и контроллеры, которые не только различают все упомянутые случаи протечек, но и могут их прогнозировать. Систему KapleStop, основанную на измерении процессов намокания и высыхания, а также изменения температуры, разработали в компании SDM.

Александр Дудник — врач-хирург. По роду деятельности ему понадобился «умный матрас», и в процессе его разработки как раз и сформировались контуры новой системы. В команду вошли еще программист Леонид Кушнир и инженер-электрик Николай Дербенев. С их помощью процессы намокания и высыхания были просчитаны и имплементированы в датчик, к которому добавили также температурный сенсор. Оба специалиста до создания KapleStop имели богатый опыт работы в ЖКХ, именно поэтому наработки было решено перенести именно в данную сферу.

«Как известно, вода может находиться в трех агрегатных состояниях, именно поэтому процессы намокания и высыхания так важны, — рассказывает Александр Дудник. — Старые датчики капельку воды на трубе обнаружить не могут, поскольку они лежат на полу, и капля просто до них не дойдет, а высохнет. Наш датчик оборачивается вокруг трубы в месте соединения и эту капельку улавливает».

По словам специалиста, KapleStop научился работать со временем. Если стандартный датчик просто может зафиксировать факт события, то новая система показывает, что именно этому событию предшествовало, как развивалась ситуация. На предприятии даже придумали термины «предзасор» и «предпротечка».

«Мы видим, что появилась капля, и человек на основании этой информации может посмотреть, что происходит, и принять решение, — говорит Александр Дудник. — Например, датчик температуры, который используется в системе, показывает ее понижение на трубе, потому что человек активно пользовался холодной водой, а датчик протечки показывает каплю. Очевидно, что это конденсат и ничего предпринимать не надо. Но если человек видит, что капля образуется один раз в час, потом раз в пять минут, то есть происходит нарастание — это означает, что появилась предпротечка и надо что-то делать».

 

Не просто датчик, а система

Очевидно, что такой датчик можно использовать как дома, так и в компаниях, управляющих многоквартирными домами. Но системой ЖКХ его применение не ограничивается.

К слову, у KapleStop не один, а целых четыре вида датчиков. Два из них — линейные, представляющие собой витую пару проводов.

Первый вид — конечный датчик. Его длина, рассчитанная для того, чтобы было удобно определять зону протечки, составляет от одного до пяти метров. Этот сенсор используется либо самостоятельно, либо замыкает систему последовательных датчиков, являясь последним элементом. Датчик имеет определенную соленость, поэтому реагирует на дистиллированную воду.

 

 

Второй тип — последовательный датчик. Данный вид используется только на горячей и перегретой воде, потому что не может разделить конденсат и протечку, зато может быстро обнаружить одну или несколько капель и показать зону, где это происходит.

Такие датчики могут объединяться в последовательную цепь.

 

 

Третий тип — это раздвоенная пара. Датчик устанавливается в различные среды (бетон, плиточный клей, цементы). Его можно использовать в строительстве.

Он способен показать, например, как сохнет бетон. Если его сушили неправильно, это будет видно в системе. Кроме того, устройство может отличить, когда бетон сохнет, а когда его снова залили водой.

 

 

Четвертый датчик — канализационный. И его разработчики гарантируют, что увидят предзасор как минимум за сутки до реального события.

 

 

Очень важный плюс новых датчиков заключается в их дешевизне. Если западные линейные датчики стоят $50 за погонный метр, то датчики KapleStop в розницу продаются по 100 руб./м, то есть стоят как расходный материал — обычные провода. В стоимости системы их доля составляет лишь 0,5%—1% от общей суммы работ.

Все сенсоры передают информацию на контроллеры, имеющие от 4 до 10 каналов, на каждый из которых можно подсоединить до 10 датчиков. Контроллеры самостоятельно, без необходимости подключения к интернету, создают «умные данные». Эти данные в свою очередь аккумулируются в системе SCADA, где можно увидеть как работу всего контура, так и конкретного датчика.

SCADA можно установить на обычный компьютер или в Telegram. Кроме того, уведомления о событиях могут быть направлены на любой интерфейс или в любые приложения.

«По сути, наша система становится уровнем первого порядка для IT-программ в эксплуатации, в том числе ERP-систем, — говорит Александр Дудник. — Сейчас мы работаем через 1С, но в принципе можем интегрироваться и с другими подобными программами».

Система строит графики, дает возможность обратиться к архивам, может работать с большими данными. Пока самый большой объект, оснащенный KapleStop, — это технопарк в Москве. Там под наблюдением, которое обеспечивает 50 контроллеров, находится 1 200 зон.

 

Под контролем не только пожар

Когда-то изобретение противопожарной сигнализации помогло спасти тысячи жизней. Теперь датчики дыма стали вполне будничным явлением. С этим решением по значимости вполне можно сравнить и появление умной системы предотвращения протечек. Просто на кону стоят не жизни, а сохранность имущества, а иногда и многомилионные финансовые потери предприятий.

«Наступило время внедрить систему реакции на протечки, потому что датчики стали такими же точными и понятными, как и пожарная сигнализация, — резюмирует Александр Дудник. — Это настоящая интеллектуальная сигнализация на приходящую и уходящую воду, автоматический мониторинг, революция в борьбе с протечками и засорами».

 

 

 

 

 

 

Другие публикации по теме:

Эксперты: системы умного дома востребованы жильцами МКД, но само качество цифрового сервиса пока оставляет желать лучшего

Эксперты: цифровая трансформация важна на всех этапах строительства и эксплуатации жилья

Эксперты: девелоперам важно учитывать сопровождение решений умного дома после сдачи его в эксплуатацию

Эксперты: следует на законодательном уровне ввести единые стандарты и тарифы оплаты систем умного дома

Эксперты: рынок МКД нуждается в разработке стандартов реализации элементов умного дома на стадии эксплуатации

Ритейлеры: за год в разы активизировался рынок товаров для умного дома

Подключить объект капстроительства к столичной системе водоотведения теперь можно в режиме онлайн 

Актуальную тему анализирует исполнительный директор Ассоциации производителей теплоизоляционных материалов из экструдированного пенополистирола (РАПЭКС) Мария БОЧКОВСКАЯ.

 

Фото: www.stroy-podskazka.ru

 

К новому для России направлению энергоэффективного строительства относится создание «зеленых» эксплуатируемых крыш. В современных мегаполисах с большой концентрацией населения, транспорта, промышленных предприятий на сравнительно небольших территориях антропогенная среда далека от состояния экологического равновесия. Например, в Москве жизнедеятельность города приводит к:

• росту среднегодовой температуры;

• повышению температурного фона в зимний период;

• увеличению количества осадков и дней с интенсивными осадками;

• резким изменениям погоды;

• повышению средней температуры воздуха в отопительный сезон.

Приведенные климатические изменения способствуют формированию так называемого острова тепла в мегаполисе. Ориентировочно потери от неблагоприятных изменений составляют для Москвы от 1 до 2,65 млрд руб. в год.

 

Фото: www.proroofer.ru

 

Анализ уязвимости городов показал, что биосфера может стать фактором, балансирующим влияние техносферы и экономического комплекса. Учитывая все большее сокращение объектов озеленения в Москве и в других крупных мегаполисах, строительство «зеленых крыш» может стать одной из значимых мер для создания благоприятной городской среды, для адаптации к изменению климата.

«Зеленые крыши» — крыши зданий с живыми насаждениями. Они позволяют интегрировать позитивное воздействие растительного покрова непосредственно в конструкцию здания, предупреждают перегрев зданий в летний период и улучшают их теплоизоляцию зимой, тем самым повышая показатели энергоэффективности здания.

Например, в Центральной Европе традиционные крыши могут нагреваться в летний период до 90°C, а температура «зеленой крыши» не превышает 50°C. Таким образом, разница между озелененной и обычной крышей достигает 40°C и более. К преимуществам и влиянию «зеленой крыши» можно отнести:

 

Фото: www.goethe.de

 

• значительное повышение энергоэффективности зданий;

• уменьшение эффекта городского «теплового острова»;

• снижение уровня шума за счет поглощения звуковых волн растительностью;

• поглощение дождевой воды и, как следствие, снижение нагрузки на городскую ливневую канализацию;

• снижение загрязненности воздуха;

• пролонгация срока службы кровли;

• создание дополнительных рекреационных пространств;

• создание естественной среды обитания для фауны, значит восстановление биоразнообразия в городах.

С точки зрения градостроительства создание «зеленых крыш» также является применимым преимуществом для девелоперов и застройщиков, поскольку это улучшает внешний облик и экологические характеристики зданий и сооружений, и служит технологией для сбережения энергии (см. таблицу 1).

 

Таблица 1

Положительные эффекты использования технологии «зеленых крыш»

	Собственники/ инвесторы	Пользователи/ арендаторы	Местное сообщество
Экономические
Повышение энергетической эффективности здания	vv	vv	vv
Снижение нагрузок на системы отопления, вентиляции, кондиционирования	v	vv	o
Увеличение стоимости недвижимости	vv	vv	o
Увеличение срока службы кровли	vv	vv	o
Повышение эффективности использования панелей солнечных батарей	vv	vv	o
Снижение затрат на создание и обслуживание дренажных систем и ливневой канализации	vv	v	v
Архитектурно-градостроительные
Повышение эстетической привлекательности городской застройки, улучшение внешнего облика зданий и сооружений	vv	vv	vv
Улучшение оценок эноргоэффективности и экологичности здания	vv	vv	v
Экологические
Снижение эффекта «теплового острова»	o	v	v
Улучшение качества воздуха	v	vv	vv
Связывание углерода (парниковых газов)	o	vv	vv
Аккумулирование ливневых стоков	v	v	vv
Снижение пиков ливневых стоков	v	v	vv
Снижение уровня городского шума	o	vv	v
Воссоздание естественной среды обитания	o	o	v
Сохранение биоразнообразия в городской черте	o	o	v
Социальные
Создание новых рабочих мест	v	o	vv
Создание новых функциональных и рекреационных пространств	vv	vv	vv
Создание пространств для городского сельского хозяйства	v	v	v
Возможность для производства продуктов питания	o	v	v

vv — большой эффект

v — средний эффект

o — значение эффекта отсутствует или незначительно

 

Рассматривая экономические эффекты от применения технологии «зеленые крыши» в городской застройке, важно заострить внимание на увеличение среднего срока эксплуатации изоляционных слоев кровли за счет снижения значительных перепадов температур, защиты от воздействия ультрафиолетового, как и других неблагоприятных атмосферных явлений.

Срок службы «зеленой кровли» по сравнению с традиционной увеличивается в два-три раза, составляя от 30 до 60 лет. При этом соблюдение технологии формирования кровельного пирога подразумевает использование теплоизоляционных материалов, обладающих показателями устойчивости к нагрузкам, минимального водопоглощения и биологической стойкости. Всеми перечисленными свойствами обладает экструдированный пенополистирол.

Стоимость стандартной кровли в среднем составляет около $40 за 1 кв. м, удорожание кровельной системы для «зеленой кровли» составляет порядка 5% (см. рис. 1).

 

Рис. 1. Сравнение стоимости жизненного цикла обычной и «зеленой» кровли в расчете на 1 кв. м

 

Пожалуй, самым значимым экономическим показателем для обоснования применения «зеленых крыш» является энергосбережение за счет возрастания теплоизолирующих свойств и, как следствие, снижение затрат на оплату энергии, расходуемой на отопление и кондиционирование. В расчете на 1 кв. м «зеленой кровли» снижение затрат энергии на отопление и кондиционирование составляет 4,0—4,5 кВт-ч/год. Дополнительно до 2 кВт-ч/м² может составить экономия за счет смягчения эффекта «теплового острова». А снижение мощности пиковых нагрузок составит около 5 Вт/м². За счет создания 1 кв. м «зеленой кровли» снижение капитальных затрат на создание дополнительных мощностей тепловых электростанций составит $2,5—5,0.

Как показал анализ супермаркетов сети Walmart с различными типами крыш, «зеленые кровли» значительно снижают затраты на отопление и кондиционирование, даже по сравнению с холодными «белыми» крышами. На 6—11% снизились затраты на отопление супермаркета, на 7—15% — на кондиционирование. При этом общее снижение энергетических затрат составило 2—6%. По самым скромным оценкам, экономия одного супермаркета на энергетические затраты составляет от $6 тыс. до $8 тыс. в год, или $0,5—0,6/м².

В Северной Америке и Великобритании проводились исследования, которые показали, что качественная «зеленая крыша» может увеличить стоимость объекта недвижимости на 6—15%, а ландшафтный дизайн прибавляет к средней арендной ставке для офисных зданий 7—10%.

С точки зрения экологических выгод по потенциалу снижения эффекта «теплового острова» «зеленые крыши» уступают только естественным зеленым насаждениям. Их использование способствует значительному уменьшению температуры поверхности кровли — с 70°C до 30°C (см. рис. 2).

 

Рис. 2. Сравнение теплового излучения от традиционной и «зеленой» кровли при температуре воздуха 30°C

 

Проведенные в Торонто исследования выявили около 50 млн кв. м поверхностей кровель, которые могут быть озеленены. А осущественное в рамках исследования математическое моделирование показало, что эффектом этого озеленения станет снижение «теплового острова» на 0,5—2,0°C — это годовая экономия энергии на 2,37 кВт/ч в расчете на 1 кв. м кровли, что при условии реализации озеленения приведенной площади кровель приведет к экономии затрат на энергию в $12 млн.  

Технологии создания «зеленых кровель» предлагают множество экономических, экологических, социальных и других выгод при незначительной стоимости по сравнению с традиционными системами «серой» городской инфраструктуры. Поэтому их применение и широкая популяризация выгодны застройщикам и девелоперам. 

На сегодняшний день большее развитие применения «зеленых» крыш получило для коммерческой недвижимости и крыш подземных паркингов (см. рис.  3).

 

Рис. 3. Доля озелененных кровель в общей площади крыш по типам зданий

 

Однако, учитывая возникшие ограничения в связи с распространением КОВИД 19, возникает все больше мотивов для создания зеленых крыш при строительстве, либо реконструкции жилых зданий. Для жилого сектора это позволит создать новые функциональные площадки для отдыха, прогулок, занятий спортом непосредственно в жилой инфраструктуре.

Мария БОЧКОВСКАЯ, исполнительный директор РАПЭКС
+7 916 125-31-21
mb@rapex-org.ru
https://www.rapex-org.ru 

 

 

 

 

 

 

Другие публикации по теме:

Зеленое строительство, зеленая ипотека и зеленое проектное финансирование. Мнения застройщиков — в эфире «СТРОЙКА. ГЛАВНОЕ»

Энергоэффективное жилье: запросы потребителей и выгоды девелоперов

Элементы «зеленого» строительства интегрируют в актуализируемые нормативные технические документы

Обновленный свод правил многократно повысит надежность кровель

Эксперты МГУ: СНиПы по озеленению следует изменить в сторону большей детализации и учета интересов горожан

С июня вступил в силу ГОСТ зеленых крыш