Nowoczesne systemy monitoringu dachów – jak technologia pomaga w utrzymaniu dachu w dobrym stanie?
Nowoczesne systemy monitoringu stanowią efektywne wsparcie dla administratorów hal czy magazynów, ułatwiając bieżącą kontrolę stanu dachu, a przez to zarządzanie ryzykiem. Należy bowiem pamiętać, że dachy budynków przemysłowych są narażone na działanie opadów atmosferycznych oraz uszkodzenia wynikające np. z obciążania panelami fotowoltaicznymi. Skutki ulew, zalegającego śniegu czy wichur mogą wywołać poważne szkody oraz stworzyć niebezpieczeństwo dla osób przebywających w budynku.
Spis treści
Dlaczego ważne są systemy monitoringu dachów?
W Polsce z roku na rok rozwija się budownictwo przemysłowe, w którym przeważają stalowe obiekty wielkopowierzchniowe z dachem płaskim. Taka konstrukcja składa się z prostopadle ułożonych do dłuższej osi dźwigarów dachowych oraz płatwi – stanowią one główną część nośną dachu. Sztywność całości dodaje blacha trapezowa, którą zazwyczaj pokrywa warstwa hydroizolacyjną w postaci membrany dachowej z PCW. Nawet z wymaganym spadkiem dachu płaskiego wynoszącym ≥ 7% duża powierzchnia konstrukcji narażona jest na wiele obciążeń. Z tego powodu budowa hal magazynowych, produkcyjnych, widowiskowo-sportowych, galerii handlowych czy garaży nastręcza trudności w zakresie utrzymania bezpieczeństwa oraz należytego stanu technicznego.
Największym zagrożeniem dla obiektów z dachem płaskim są opady atmosferyczne, czyli ulewne deszcze, śnieg i grad. Przy czym niebezpieczne jest nie tylko ich natężenie, co nieprzewidywalność. Zwłaszcza w ostatnim latach można zauważyć, jak zmiany klimatyczne realnie wpływają na pogodę w Polsce. Intensywny deszcz, który spada w krótkim czasie, to duży problem dla systemu odprowadzającego wodę z dachu. W efekcie może dojść do przekroczenia dopuszczalnego ugięcia całej konstrukcji.
Uszkodzenia wywołane wilgocią skutkują przeciekaniem dachu oraz dostaniem się wody do wnętrza. Jednak opady to nie jedyne zagrożenie. Wiele niebezpiecznych sytuacji jest powodowanych błędami ludzkimi, jak chociażby uszkodzeniami w wyniku odśnieżania, otworami wierconymi pod instalacje, czy w końcu brakiem konserwacji powierzchni dachu.
Nieco inną kwestią są konstrukcje na dachach, takie jak panele fotowoltaiczne. To dość powszechny temat, ponieważ popularność wykorzystywania energii odnawialnej jest wciąż na fali wzrostu. Montaż paneli niesie za sobą ryzyko powstania nieszczelności w warstwie pokrycia dachowego. Dodatkowo powodują one zacienienia, a przez to nierównomierne odparowywanie wilgoci. Dochodzą do tego jeszcze obciążenia w postaci bezpośredniego ciężaru instalacji.
Szybka reakcja w przypadku wykrycia uszkodzenia dachu oraz regularna kontrola stanu pokrycia dachowego umożliwiają wdrożenie odpowiednich środków zapobiegawczych, by uniknąć katastrofy. Ale problem leży gdzie indziej: powierzchnie dachu obiektów przemysłowych liczone są często w hektarach, co utrudnia efektywne i szybkie dostrzeżenie przekroczenia dopuszczalnego ugięcia konstrukcji. Ponadto zmiany w strukturach dachu często są niewidoczne na pierwszy rzut oka. Dlatego rozwiązaniem może być nowoczesny monitoring ugięć dachu.
Zarządzanie ryzykiem
Zautomatyzowane rozwiązania pozwalają zapanować nad problemem nieustannej kontroli bezpieczeństwa dachów. Z pewnością jest to bardziej niezawodny sposób od manualnego sprawdzania powierzchni dachu, który diametralnie zmniejsza ryzyko zagrożenia. To właśnie zarządzanie ryzykiem jest kluczowe, jeśli chodzi o administrowanie budynkami przemysłowymi o wielkich powierzchniach. Ma to związek z obowiązkiem zapewnienia bezpieczeństwa pracownikom oraz użytkownikom obiektu, a także zminimalizowania często wielomilionowych strat, jakie mogą wynikać z uszkodzenia maszyn i towarów znajdujących się w środku.
Przepisy prawa polskiego są dość klarowne w tej kwestii. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 marca 2009 r. zmieniającym rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, § 204 ust. 7: „Budynki użyteczności publicznej z pomieszczeniami przeznaczonymi do przebywania znacznej liczby osób, takie jak: hale widowiskowe, sportowe, wystawowe, targowe, handlowe, dworcowe powinny być wyposażone, w zależności od potrzeb, w urządzenia do stałej kontroli parametrów istotnych dla bezpieczeństwa konstrukcji, takich jak: przemieszczenia, odkształcenia i naprężenia w konstrukcji”.
Istnieje więc nie tylko wskazanie, ale i obowiązek prawny, by wyposażyć dachy budynków wielkopowierzchniowych w odpowiednie systemy monitorujące.
Nowoczesne systemy monitoringu
Monitoring ugięć dachu to automatyczny system zaliczany to metod monitoringu strukturalnego. Metody te pozwalają na kontrolowanie stanu konstrukcji budynków z zastosowaniem systemów pomiarowych, jak np. czujniki, układy transmisji danych itp. Poszczególne urządzenia umożliwiają wykrycie i zlokalizowanie potencjalnych zagrożeń, a następnie poinformowanie o nich administratora budynku.
Światłowodowe systemy monitoringu
Jedną z najefektywniejszych technologii wykorzystywanych do monitoringu strukturalnego są światłowodowe systemy monitoringu. Takie systemy składają się z następujących elementów:
- interogator: centralna cześć odpowiadająca za emisję i detekcję światła, obróbkę i analizę sygnału;
- siatki Bragga: czujniki odpowiedzialne za pomiar naprężenia i temperatury;
- kabel światłowodowy: łącznik między interogatorem i czujnikami;
- oprogramowanie.
Punkty pomiarowe monitorują nie tylko ugięcie konstrukcji, ale również temperaturę. Odkształcenia konstrukcji wykrywane są przez siatki Bragga, które przekazują informacje do interogatora. System cechuje się niskimi kosztami eksploatacji, małą wrażliwością na uszkodzenia mechaniczne oraz niską awaryjnością.
Monitoring z osuszaczami
Innym przykładem technologii, tym razem działającej nie tylko monitorująco, są systemy kontroli wilgotności z osuszaczami. Umożliwiają one lokalizację przecieków, a jednocześnie w odpowiednim momencie uruchamiają wentylację, osuszając powierzchnię dachu.
Technologia składa się czujników zlokalizowanych w strukturze dachu, które mierzą wilgotność względną i temperaturę w powietrzu oraz warstwie izolacyjnej. Całość połączona jest z jednostką sterującą oraz wentylatorem dachowym, który na podstawie uzyskanych danych uruchamia się z określoną prędkością.
Informacje zgromadzone przez czujniki przechowywane są w chmurze i dostępne dla użytkownika. W ten sposób można kontrolować poziom wilgotności, a nawet obecność pleśni w strukturze dachu.
Laserowy monitoring obciążania
Ten rodzaj monitoringu ugięć pozwala kontrolować obciążenie dachu wywołanego opadami, ale i konstrukcją modułów fotowoltaicznych. Działa on w oparciu o laserowe sensory S-One połączone z tarczami pomiarowymi. Strategiczne jest rozmieszczenie poszczególnych elementów: na podparciu kratownicy oraz w połowie jej szerokości.
Praca systemu odbywa się poprzez pomiar ugięć (z dokładnością do 1 mm) oraz pionowości słupów. Ten drugi pomiar jest przydatny do oceny stopnia osiadania fundamentów. Dodatkowo system może być wyposażony w Detekcję Spiętrzenia Wody (DSW), mierząc poziom wody przy wpustach dachowych.
Całość wspomaga oprogramowanie, które informuje administratora o bieżącym stanie dachu oraz ostrzega przed zbliżającymi się opadami.
Monitoring dronami
Wykorzystywanie dronów do inspekcji dachów płaskich to mniej precyzyjna, choć popularna i względnie tania metoda, zwłaszcza w porównaniu z wyżej wymienionymi systemami. Z pewnością znacznie efektywniej zastępują zasoby ludzkie. Drony przeznaczone do monitoringu dachów wyposażone są w kamery o wysokiej rozdzielczości oraz termowizję, która pozwala zlokalizować newralgiczne miejsca i przecieki.
Dron monitorujący powinien mieć możliwość nagrywania obrazu w 4K oraz być odporny na różne warunki atmosferyczne. Dobrze, jeśli urządzenie jest zintegrowane z oprogramowaniem pozwalającym planowanie trasy, gromadzenie danych czy mapowanie 3D. Bardzo ważnym aspektem jest również ochrona prywatności w postaci zabezpieczeń dostępu oraz szyfrowania danych.
Źródła:
1. https://wiadomosci24.info.pl/budownictwo/monitoring-dachu-plaskiego-skuteczny-czyli-jaki/
2. https://dlaprodukcji.pl/vilpe-sense-monitoring-i-automatyczne-osuszanie-struktur-dachu/
3. https://www.rp.pl/nieruchomosci/art1986401-dachy-pod-nadzorem-sztucznej-inteligencji
4. https://commercecon.pl/baza-wiedzy/dachy-hal-przemyslowych-pod-stalym-nadzorem/
5. https://log24.pl/news/monitoring-dachow-plaskich-w-naszym-klimacie-konieczny-dla-bezpieczenstwa/
- Zobacz również: Certyfikowane obiekty przemysłowe w Polsce
