Система мониторинга «Умная крыша™»

1. Причины образования наледи и сосулек на крышах зданий

Как известно, первопричиной появления льда на кровельном покрытии крыши являются атмосферные осадки, выпадающие в виде снега. Сам по себе снег не представляет серьезной опасности до тех пор, пока он не начнет таять под воздействием источника тепла и превращаться в воду. Там, где в силу разных причин отвод талой воды с кровли затруднен, при последующем понижении температуры воздуха до отрицательных значений вода замерзнет и превратится в лед. В результате на имевшемся снеговом покрове появится слой льда. Далее события будут развиваться так: при очередном кратковременном воздействии источника тепла на снежно-ледяную корку таянию будет подвергаться, прежде всего, снег (у льда скорость плавления ниже), а когда вновь ударит морозец, толщина ледяного слоя неизбежно увеличится. При этом с каждым циклом «оттаивания — замораживания» талая вода с кровли будет отводиться все хуже и хуже из-за нарастания ледяных дамб и пробок на путях ее движения. Другими словами, процесс обледенения кровли имеет лавинообразный характер.

Особенность климата Санкт-Петербурга такова, что в зимний период суточный перепад температуры воздуха может находиться в пределах от +3-5°С днем и до-10°С ночью. Такой температурный режим является наиболее благоприятным для образования наледи. Еще более ситуация усугубляется весной, когда таяние снега активизируется под воздействием солнечного излучения, а ночных заморозков никто не отменял. К тому же в условиях города на поверхности снежного покрова появляется налет темной грязи, что существенно снижает теплоотражающую способность снега, а благодаря наличию оголившихся и быстро прогревающихся солнцем участков кровельного покрытия слой снега весной подтаивает и с внутренней стороны.

В отношении теплового излучения самой кровли, следует сказать, что это явление свойственно всем крышам, хотя у так называемых «холодных» кровель эффект тепловыделения будет минимальным. Обычно «холодные» кровли характерны для домов с проветриваемыми неотапливаемыми чердаками. Однако сегодня не-эксплуатируемые чердачные пространства — большая редкость. Как правило, такие помещения отводят под технический этаж или обустраивают в них мансарды. Совершенно очевидно, что в ситуации с теплым чердаком необходимо позаботиться о том, чтобы зимой внешняя поверхность кровли имела температуру если не отрицательную, то хотя бы близкую к 0°С. С этой целью в ее конструкцию необходимо вводить эффективные теплоизоляционные материалы. К сожалению, это не всегда возможно, в частности там, где теплый чердак занимает мансарда. К недостатку данного метода борьбы с наледью следует отнести то, что теплоизоляция кровли может быть произведена или на стадии строительства дома, или в ходе его реконструкции.

2. Способы борьбы с наледью и сосульками на крышах и водостоках

Удалять сосульки и наледь с крыш посредством ломов, лопат? Именно так и происходит каждую зиму в Санкт-Петербурге и других больших и малых городах нашей необъятной Родины. У этой «технологии» есть только один «плюс»: наледь худо-бедно сбивают. Все остальное следует отнести к издержкам, среди которых:
  • данная процедура не является разовым мероприятием и требует периодического повторения в течение всей зимы и начала весны;
  • очистка крыш таким способом неизбежно ведет к множественным повреждениям кровельного покрытия и водостоков;
  • производство работ по очистке кровли одного большого здания, расположенного на оживленной городской улице, часто требует участия многих работников коммунальных служб, часть которых находится на крыше, а остальные — стоят в оцеплении;
  • во время очистки кровли от наледи затрудняется движение пешеходов и проезд автотранспорта вблизи здания, на крыше которого выполняются данные работы;
  • глыбы льда, сбитые с кровли высотного здания, из-за «небаллистической» формы часто отклоняются от вертикальной линии падения и, несмотря на выставленное оцепление, могут
  • представлять опасность для пешеходов, транспортных средств или тех, кто сам находится в оцеплении; многокилограммовый кусок льда, сброшенный с большой высоты, при ударе о твердое тротуарное покрытие производит эффект, напоминающий разрыв артиллерийского боеприпаса среднего калибра. Осколки твердого льда летят в проходящих мимо людей и проезжающие или припаркованные рядом с местом падения транспортные средства. Конечно, оно, может, и не смертельно, но все же неприятно.

В целом, следует признать, что описанный выше принцип относительно эффективен, но требует примирения со многими, присущими ему недостатками и существенными материальными расходами

3. Электрообогрев, как профилактика обледенения

Можно и дальше рассказывать о различных методах очистки крыш ото льда и снега, однако не лучше ли затронуть тему профилактики самого явления обледенения? Некоторое время тому назад в Европе, да и в России стали применять электрообогрев кровель и водостоков. Концепция электрообогрева привлекательна тем, что на оборудованной ею кровле наледь просто не образуется. Поскольку на крыше и водостоках не происходит накопления значительных масс снега и льда, она перестает быть потенциальным источником угрозы их схода и, следовательно, не нуждается в очистке. Однако при этом важной составляющей профилактики обледенения является не сам комплекс нагревательных элементов, а именно Контроллер Системы(КС), осуществляющий мониторинг, принятие решения о включении и выключении и с возможностью передачи данных о внешнем принудительном управлении

4. Компания АТПП предлагает новую инновационную систему борьбы с наледью и сосульками на зданиях — это автоматический мониторинг и предотвращение процесса образования наледи

Система «Умная крыша» состоит из резистивного электрического кабеля и Системы мониторинга.

Электрический кабель проложен по всему периметру крыши, включая панцирь, и водостоки, препятствуя возникновению в них ледяных заторов, а талая вода по системе желобов и труб беспрепятственно стекает на землю, не успевая замерзнуть.


Типовые обогреваемые зоны:
  • Водосточные трубы на всю длину. 
  • Водосточные желоба и лотки.
  • Водосточные воронки и зоны вокруг них площадью около 1 м.
  • Карнизы крыш
  • Капельники.
  • Поверхности плоских крыш и бетонных водосточных лотков и т. д.

В городе Санкт-Петербурге есть специализированные компании, которые имеют опыт и специальные разрешения на работы по прокладыванию кабеля на крышах зданий.

В общем случае различают кабели резистивные и саморегулирующиеся. Необходимость использования дорогого саморегулирующего кабеля, где стоимость такого кабеля может находиться в пределах 500-800руб. за погонный метр – нет необходимости в нашей системе.

Достаточно применение обычного резистивного кабеля, где тепловыделяющим элементом является металлическая токопроводящая жила. Такой выбор обусловлен его невысокой стоимостью, составляющей примерно 120-150руб. за погонный метр. Кабель возможно проложить на крышах зданий любой конфигурациях, что особенно важно для нашего города с его историческими зданиями и что немаловажно не может повлиять на архитектурный облик Санкт-Петербурга.

Система мониторинга «Умная крыша™» состоит из:
  • Микропроцессорного контроллера(МК)
  • Датчиков (Д)
  • Исполнительного устройства (ИУ)
  • Программного обеспечение (ПО).

Контроллер включает в себя:
  • Микропроцессор;
  • GSM модем
  • Коммутирующее устройство
  • Датчик вскрытия
  • Стабилизированный источник питания
  • Аккумулятор

Что требуется для установки?

Контроллер устанавливается на чердаке здания, в непосредственной близости к электрическому шкафу – источнику питания и месту подводки нагревательных кабелей. Контроллер устанавливается штатно на DIN рейку. Подключение Исполнительного Устройства(ИУ) и Датчиков(Д) стандартное с помощью клеммных колодок. Установка и подключение Системы «Умная крыша™» составляет не более 3 норма часов силами компании-инсталлятора нагревательных кабелей. Настройка программного обеспечения и запуск Системы происходит удаленно специалистами компании АТПП и составляет не более одного норма часа. Время прокладки нагревательных кабелей и установки датчиков зависит от объема работ и регламентировано специализированной организацией-инсталлятором. В случае предварительно согласованного проекта монтажа кабеля подключение Контроллера "Умная крыша™" составляет не более 2-х часов, удаленный запуск не более 5 минут.

Датчики:
  • Датчики температуры
  • Датчик влажности
  • Датчик вскрытия
  • Счетчик потребляемой электроэнергии (встроенный в систему мониторинга)

Стоимость Контроллера с датчиками составляет порядка от 9000-12 000 руб. исполнительного устройства — порядка 5000-6000 руб. на один скат крыши. Стоимость Системы "Умная крыша™" в среднем составляет около 25 тыс. рублей на дом площадью крыши 1200 кв.м. Все цены приведены с учетом НДС.

5. Система мониторинга «Умная крыша™»

  • полностью автономна,
  • полностью автоматизирована,
  • дистанционно управляема в случае чрезвычайных ситуаций,
  • оборудована встроенным счетчиком потребляемой мощности,
  • позволяет измерять температуру и влажность и передавать полученные данные(метеостанция),
  • GSM модем позволяет управлять системой в режиме реального времени
  • мониторинг кабеля позволяет проводить самодиагностику системы каждые 10сек на обрыв нагревательных кабелей, короткие замыкания и наличие питания,
  • выполнять охранно-пожарные функции в том числе несанкционированный доступ в месте установки на чердаках и пространстве под крышей и передачи сигнала тревоги на пульты охраны и МЧС,
  • может быть подключена посредством web интерфейса к любому общедоступному вебсайту для контроля эффективности работы(общественный контроль)
  • имеет возможность посылать короткие смс-сообщения или совершать звонки автоматически, в случае возникновения нештатных ситуаций, на мобильные и стационарные телефоны Управляющих компаний(ЖКХ), ТСЖ, дежурных электриков сантехников и прочих. Изменение телефонов в памяти системы происходит удаленно через оператора Системы,
  • позволяет удаленно, в случае необходимости модернизировать встроенное внутреннее ПО Системы.

Кроме того.

Система «Умная крыша™» беспроводная. Выбор сотового оператора GSM сетей, охватывающих все районы города, может быть проведен на основе тендера для получения наиболее выгодных тарифов. Система устанавливается на каждую крышу здания.

Несмотря на возможность полностью автономной работы системы, для увеличения функций и эффективности работы Системы «Умная крыша™» необходима Центральный диспетчерский пульт (ЦПД). ЦПД представляет собой программное обеспечение, позволяющее в режиме реального времени отслеживать состоянии каждого объекта, вести подсчет расходуемой электроэнергии, централизованно управлять объектами (зданиями) в случае возникновения внештатных ситуаций возможна интеграция ЦПД на базе централизованных Пультов Управления МЧС или на Пульте Вневедомственной охраны(или охранного подразделения).

Так же управление системой возможно осуществлять с компьютера Управляющей компании (ЖКХ) или ТСЖ, обслуживающей подключенный дом.

6. Наличие системы мониторинга в проекте «Умная крыша™» дополнительно позволяет:

  • МЧС города получать данные о состоянии обледенения крыш, возникновении пожаров, задымления на крышах и чердачных помещениях зданий и т.д.
  • Метеорологическим службам города получать данные с датчиков о температуре и влажности в разных районах города
  • Энергетическим службам города контролировать расход электроэнергии по каждому дому, району и городу в целом
  • Обслуживающим Систему организациям получать данные о разрыве в цепи, коротком замыкание и оперативно устранять неисправности.
  • Чиновникам и жильцам каждого подключенного к Системе объекта контролировать работу Системы «Умная крыша».

Использование ЦПД дает возможность последовательного(с регулируемой задержкой) включения Системы «Умная Крыша»в каждом квартале или районе города, что позволит снизить пиковые нагрузки в городской электросети.

Возможность подключения к системе до 30 датчиков охранно-пожарной организации в каждый шлейф дает возможность дополнительной защиты домов от возгорании, задымлении и передаче тревожного сигнала на пульт МЧС. Установка охранно-пожарных датчиков на чердаках и беспроводных датчиков воды подвалах особенно актуально для центрального района города Санкт-Петербурга с его многочисленными старинными зданиями и постройками.

Управление и обновление системы (программное обеспечение) возможно осуществлять дистанционно. Нет необходимости специалистам выезжать на место для обновления или перезагрузки системы, если это не связано с обрывом (или кражей) кабеля на объекте.

7. Иновационность проекта «Умная крыша™» компании АТПП

1. Боремся не с последствиями образования наледи и сосулек, а предотвращаем причины их появления.

2. Экологическое чистое решение.

3. Минимальные затраты, из расчета на 1 погонный метр периметра крыши.

4. Возможность удаленного мониторинга каждой крыши здания в масштабах города.

5. Наличие Web интерфейса.

6. Экономичность.

8. Экономичность Системы Мониторинга «Умная Крыша™»

По материалам сайта: http://www.dialognt.ru