Устройство и способ обнаружения протечки в здании, элемент конструкции
DEVICE AND METHOD FOR DETECTION OF LEAKAGE IN BUILDING, STRUCTURE ELEMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для обнаружения протечки, в частности в кровле, и/или протечки в стене и/или потолке и/или полу, в частности во влажном помещении, содержащему по меньшей мере одну трубку, выполненную с возможностью пропускания но ней текучей среды, при этом первый конец указанной по меньшей мере одной трубки соединен по потоку текучей среды со всасывающим средством.
Изобретение также относится к элементам конструкции здания, в частности к таким элементам, как кровля или потолок, пол и/или стена, в частности во влажном помещении, снабженным нижним слоем, верхним слоем и устройством данного типа.
Кроме того, изобретение относится к первому применению и второму применению устройства данного типа.
Наконец, изобретение относится к способу обнаружения протечки, в частности в кровле, и/или протечки в стене и/или потолке и/или полу, в частности во влажном помещении, в котором к по меньшей мере одной трубке прикладывают отрицательное давление с использованием всасывающего средства для пропускания текучей среды по указанной трубке.
Уровень техники
Обычно, нежелательное поступление воды, которое случается в зданиях, приводит к повреждению помещений, что требует дорогостоящего ремонта. Помимо серьезных наводнений, которые обычно происходят внезапно и характеризуются высокой и низкой интенсивностью, причиной нанесения зданиям необратимых повреждений также может быть, в частности, непрерывное поступление воды, повреждение от которого в определенных обстоятельствах выявляется слишком поздно и без возможности устранения. Например, это происходит в случае непрерывного характера поступления воды в подвальные и полуподвальные этажи здания или в кровлю, причем общеизвестно, что плоские кровли зданий особенно уязвимы к такому воздействию.
Из предшествующего уровня техники известны устройства для обнаружения протечки в кровле, в которых в целях обнаружения протечки прикладывается отрицательное или положительное давление.
В одном из таких устройств, раскрытом в документе CH 664184 A5, элементы кровли, выполненные герметизированными с обеспечением водонепроницаемости, снабжены внутренней полостью, при этом в указанной внутренней полости проходит трубка и при помощи всасывающего средства к данной полости прилагается отрицательное давление. Затем, приложенное давление измеряют и по изменению величины измеренного давления судят о наличии или отсутствии протечки.
Недостатком такого решения является то, что элементы конструкции кровли, снабженные устройством данного типа, являются дорогими в производстве, поскольку требуется, чтобы указанные элементы были бы выполнены герметизированными с обеспечением воздухонепроницаемости. Кроме этого, при использовании устройства данного типа, обнаружение протечки или указание ее признаки происходит даже в тех случаях, когда проникновение влаги отсутствует либо пренебрежимо мало.
Раскрытие изобретения
Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в создании устройства для обнаружения протечки в здании, которое позволило бы определить наличие такой протечки надежным и простым образом на ранней стадии, в частности в кровле, например в плоской кровле.
Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в создании элемента конструкции здания, снабженного устройством данного типа, в котором обнаружение протечки и определение ее местоположения осуществлялось бы надежным и простым образом на ранней стадии.
Также, задачей настоящего изобретения является применение устройства данного типа.
Наконец, еще одной задачей настоящего изобретения является создание надежного и простого способа обнаружения протечки, который позволил бы устранить протечку в случае ее обнаружения.
В соответствии с настоящим изобретением, первым объектом изобретения является устройство вышеуказанного типа, снабженное абсорбирующим материалом, в котором второй конец по меньшей мере одной трубки выполнен с возможностью удаления текучей среды из абсорбирующего материала, причем в указанное устройство дополнительно снабжено по меньшей мере одним измерительным средством для анализа текучей среды, соединенным по потоку текучей среды с указанной трубкой. В качестве данной текучей среды, которую необходимо удалить, может выступать газ, например воздух из окружающей среды, или жидкость, например вода, в частности дождевая вода. Всасывающее средство предпочтительно выполнено как установка для получения отрицательного давления, например это может быть насос. Обычно, в качестве по меньшей мере одной трубки используют шланг или трубопровод.
Преимущество, получаемое от наличия данного устройства в соответствии с настоящим изобретением, заключается прежде всего в том, что жидкость попадающая в результате протечки, например в промежуточный объем, поглощается абсорбирующим материалом. Таким образом, в зоне нахождения абсорбирующего материала наблюдается возрастание влажности, которую можно измерить, используя для этого измерительное средство. Следовательно, отпадает необходимость в системе, функционирующей при создании вокруг нее воздухонепроницаемых условий, в которой производится измерение давления, приложенного со стороны всасывающего средства. Предлагаемое устройство данного типа представляется особенно подходящим для обнаружения протечки в кровле и/или для обнаружения протечки или поступления влаги внутрь стены, пола или потолка. Это может быть целесообразным, в частности, во влажных помещениях, например в ванных комнатах, для обнаружения утечек воды, например, из водопроводных труб на ранней стадии.
Выражение «по меньшей мере одна трубка» подразумевает, возможность применения одной единственной трубки. Однако, возможно также применение и группы трубок. В случае применения группы трубок, все указанные трубки или лишь только некоторые из таких трубок могут характеризоваться признаками, описанными ниже.
Является предпочтительным если текучую среду, в частности воздух, пропускают из абсорбирующего материала в измерительное средство через трубку. Таким образом, протечка, характеризующаяся проникновением жидкости, например, может быть обнаружена на ранней стадии посредством измерения переменных значений физических параметров, таких как температура или влажность. Просто проникновение воздуха, которое не сопровождается проникновением жидкости, не обнаруживается устройством данного типа. Однако, подобная протечка, например в кровле, также не требует в обычном случае выполнения ремонтных работ.
Для обнаружения протечки на большом участке, может применяться абсорбирующий материал, который по своей форме выполнен плоским. Указанный абсорбирующий материал предпочтительно содержит покрытие или слой придающий материалу капиллярность. Установлено, что эффективно работает абсорбирующий материал, выполненный в виде текстильного материала, в частности в виде нетканого материала. Такой абсорбирующий материал может содержать один единственный материал или быть выполненным из группы материалов.
Дополнительное преимущество изобретения реализуется если указанное измерительное средство выполнено с возможностью измерения влажности и/или температуры. Поскольку проникающая в конструкцию здания в результате протечки жидкость оказывает влияние на влажность и температуру, которыми характеризуется текучая среда, то такая протечка может быть надежно обнаружена с использование измерительного средства данного типа. С этой целью, указанное измерительное средство может содержать один датчик или группу датчиков, в частности датчики влажности и/или температуры. Кроме того, указанное измерительное средство может быть выполнено с возможностью измерения дополнительных физических свойств и/или переменных параметров, характеризующих текучую среду и может содержать для этого соответствующие датчики.
Предпочтительно если по меньшей мере одна трубка содержит запорный клапан. В обычном случае представляется целесообразным если имеется группа трубок, которые соединены с одним, общим измерительным средством. Таким образом, для каждой трубки, пропускаемая по трубке текучая среда может анализироваться по отдельности. Даже если имеется лишь одна трубка, может быть предпочтительным при проведении работ по техническому обслуживанию, что указанная трубка выполнена с возможностью запирания.
Во избежание чрезмерности прилагаемого отрицательного давления или усилия всасывания, в предлагаемом устройстве может быть предусмотрено наличие всасывающего средства снабженного регулятором посредством которого может задаваться определенная величина усилия всасывания, в частности величина усилия всасывания от 0,1 бар до 1 бар, в частности предпочтительно от 0,2 бар до 0,3 бар. Данная особенность позволяет не допустить сжатие абсорбирующего материала, что затруднило бы удаление из него текучей среды. Обычно, в составе регулятора имеется регулируемый клапан. При необходимости, указанное всасывающее средство может содержать средство измерения давления.
Также, в предлагаемом устройстве может быть предусмотрено, что по меньшей мере одна трубка установлена по меньшей мере частично над указанным абсорбирующим материалом. В результате такого конструктивного решения обеспечивается, что абсорбирующий материал остается плоским. Кроме того, если слой, например изоляции, установлен поверх устройства или абсорбирующего материала, для трубки возможно может быть предусмотрен вырез. В альтернативном варианте, может быть предусмотрено наличие деформируемого слоя, плотно прилегающего по диаметру трубки.
Является предпочтительным если указанная по меньшей мере одна трубка на втором своем конце содержит всасывающий элемент, выполненный с возможностью соединения или соединенный с указанным абсорбирующим материалом. Это гарантирует, что всасываемая текучая среда приходит непосредственно из абсорбирующего материала.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, предусматривается группа трубок, соединенных по потоку текучей среды со всасывающим средством. Таким образом, обнаружение протечки или проведение измерений осуществляется в группе участков, где каждая трубка проходит к зоне измерения.
Для упрощения конструкции устройства, может быть предусмотрено, что указанные трубки выполнены открывающимися в общий коллектор, причем указанное всасывающее средство соединено по потоку текучей среды с трубками посредством указанного коллектора. Таким образом, требуется наличие лишь одного всасывающего средства, которое непрямым образом соединено с указанными трубками через коллектор.
Особенно предпочтительно, когда в предлагаемом устройстве предусматривается наличие измерительного средства, установленного между всасывающим средством и коллектором. В результате этого, необходимо наличие лишь одного измерительного средства посредством которого возможно анализировать поступающую по трубкам текучую среду. С этой целью, может быть предпочтительным если каждая трубка дополнительно будет содержать запорный клапан с тем, чтобы текучая среда из каждой трубки могла бы анализироваться по отдельности, поскольку единовременно является открытой лишь одна трубка. В альтернативном варианте осуществления изобретения, каждая трубка может снабжаться своим отдельным измерительным средством.
Является целесообразным если указанный абсорбирующий материал выполнен в виде нетканого слоя, причем указанный нетканый слой содержит, по меньшей мере с одной стороны, предпочтительно с обоих сторон, перфорированное покрытие, в частности перфорированное покрытие, выполненное из поливинилхлорида (ПВХ). В этом случае, указанный абсорбирующий материал, в частности нетканый материал, по своей форме выполнен плоским для образования нетканого слоя. Указанный нетканый слой содержит верхнюю сторону и нижнюю сторону, причем указанная верхняя сторона и/или указанная нижняя сторона могут иметь покрытие из ПВХ. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, указанное покрытие содержит группу отверстий по которым влага или текучая среда может проникать в абсорбирующий материал.
Другим объектом настоящего изобретения является элемент конструкции здания тип которого указан выше, в котором указанный абсорбирующий материал расположен между нижним слоем и верхним слоем, и при этом указанный элемент конструкции содержит группу зон измерения, причем каждая зона измерения снабжена по меньшей мере одной трубкой второй конец которой установлен в соответствующей зоне измерения. Указанный элемент конструкции может быть частью любого требуемого здания.
Преимущество достигаемое посредством данного объекта изобретения состоит в частности в том, что протечки возможно обнаруживать в различных участках здания с возможностью установления при этом местоположения протечки. Чем больше предусмотрено в устройстве трубок, тем меньше соответствующие зоны измерения. В результате этого возрастает точность определения местоположения протечки. С этой целью, абсорбирующий материал может быть выполнен таким образом, что различные зоны измерения являются примыкающими друг к другу, или что какие-либо физические барьеры между этими зонами отсутствуют. Указанный элемент конструкции также может быть разделен на гипотетические зоны измерения. Эти зоны измерения по существу содержат определенный участок, расположенный в области второго конца указанной трубки. При необходимости, данные зоны измерения могут быть выполнены перекрывающимися. В альтернативной варианте осуществления изобретения, в устройстве может быть предусмотрено, что эти зоны измерения соответственно содержат один абсорбирующий материал и/или один физический барьер между зонами измерения. Например, физическим барьером может служить водоотталкивающая пластмасса.
Кроме этого, еще одним объектом настоящего изобретения является применение устройства данного типа для обнаружения и/или определения местоположения протечки в элементах конструкции здания, например в стене, полу и/или потолке, в частности во влажных помещениях, или в кровле с использованием для этого вышеупомянутых преимуществ.
Также, объектом настоящего изобретения является способ вышеуказанного типа в соответствии с которым текучую среду удаляют из абсорбирующего материала и подают на измерительное средство, причем по меньшей мере одну измеренную величину, характеризующую текучую среду, получают с использованием измерительного средства, при этом указанную измеренную величину сравнивают с по меньшей мере одной другой измеренной величиной.
Преимущество достигаемое посредством данного объекта изобретения состоит в частности в том, что текучую среду удаляют непосредственно из абсорбирующего материала, в котором собирается влага, и посредством чего протечку обнаруживают на ранней стадии. Для этой цели, может выполняться непрерывное получение измеренных значений величин, например, изменение измеренной величины тока по сравнению с предшествующим измеренным значением указывает на протечку. Это также справедливо когда наблюдается увеличение уровня влажности по сравнению с ранее измеренным уровнем влажности.
Предпочтительно, если текучую среду удаляют из группы зон измерения по соответствующим трубкам, при этом измеренные значения величин получают по отдельности для зон измерения. Таким образом, проверка на наличие протечки может быть выполнена по отдельности для каждой зоны измерения.
Также, является предпочтительным если полученные измеренные величины сравнивают для определения местоположения протечки в зоне измерения, чьи измеренные величины отличаются от других измеренных величин в пределах доверительного интервала. Таким образом отпадает необходимость в предыдущих измерениях, поскольку другие измеренные величины, например, служат в качестве эталона. Для проведения вычислений и анализа либо сравнения измеренных величин, предусматривается наличие блока анализа или вычислительного блока. Доверительный интервал обычно определяется флуктуационным интервалом для измерения, в котором значимым отклонением признается лишь такое отклонение, которое выходит за пределы доверительного интервала.
Краткое описание чертежей
Ниже приводится описание одного из примеров осуществления настоящего изобретения, где иллюстрируются дополнительные признаки, преимущества и технические результаты предлагаемого устройства. На нижеследующих чертежах, на которые в тексте описания настоящего изобретения имеются ссылки, изображено нижеследующее:
На Фиг. 1 изображено схематическим образом устройство в соответствии с настоящим изобретением;
На Фиг. 2 изображена конструкция кровли с устройством для обнаружения протечки;
На Фиг. 3 изображено схематическим образом устройство с группой измерительных средств;
На Фиг. 4 изображено схематическим образом устройство с группой запорных клапанов.
Осуществление изобретения
На Фиг. 1 представлен простой вариант устройства 1 в соответствии с настоящим изобретением. В рассматриваемом случае, устройство 1 содержит трубку 2, при этом первый конец указанной трубки 2 соединен по потоку текучей среды с всасывающим средством 3. Второй конец указанной трубки 2 по существу расположен в адсорбирующем материале 4 или поверх него, таким образом трубка 2 проходит от абсорбирующего материала 4 к всасывающему средству 3. В дополнение к этому, измерительное средство 5 для анализа текучей среды установлено между абсорбирующим материалом 4 и всасывающим средством 3 в направлении потока текучей среды. Обычно, измерительное средство 5 содержит по меньшей мере один датчик, в частности группу датчиков, для анализа текучей среды. Указанный датчик или группа датчиков соответствующим образом выполнены как датчик(и) влажности и/или датчик(и) температуры. В обычном случае, измерительное средство 5 расположено так, что текучая среда пропускаемая по трубке 2 может быть данным средством измерена. Указанная трубка обычно выполнена в виде шланга или трубопровода. Внутренний диаметр трубки 2 предпочтительно менее чем 15 мм, в частности менее чем 10 мм, предпочтительно менее чем 5 мм. В обычном случае, применяют трубку 2 с внутренним диаметром около 2 мм. При этом, трубка 2 может быть выполнена из гибкого пластмассового материала.
С данной целью, как показано на иллюстрирующей схеме, первый конец трубки 2 может быть по существу открываться в измерительное средство 5, причем указанное измерительное средство 5, в свою очередь, соединено с всасывающим средством 3 посредством части трубки. В этом случае, измерительное средство 5 может содержать внутреннее пространство, которое может наполняться текучей средой и в котором установлен по меньшей мере один датчик. В альтернативном варианте, трубка 2 может по существу проходить через измерительное средство 5, в котором по меньшей мере один датчик предпочтительно выступает во внутреннее пространство трубки 2. Для реализации измерительного средства 5 в малом установочном пространстве, в устройстве должно быть предусмотрено, что по меньшей мере один датчик установлен во внутреннем пространстве трубы 2 либо выступает в данное пространство.
Абсорбирующий материал 4 обычно содержит группу полостей, пор, капилляров или схожих с ними элементов, которые могут быть наполнены текучей средой, в частности газом, например воздухом из окружающей среды. Если же абсорбирующий материал 4 впитывает жидкость, поступающую через протечку, наблюдается возрастание уровня влажности, характеризующей текучую среду. Для выполнения анализа текучей среды и возможно, для выполнения измерения уровня влажности и/или температуры, указанную текучую среду всасывают посредством всасывающего средства 3 и, в результате этого, текучую среду подают из абсорбирующего материала по трубке 2. Является предпочтительным если абсорбирующий материал 4 выполнен из текстильного материала, например из нетканого материала. В альтернативном варианте, абсорбирующий материал 4 может состоять из ватной изоляции. Абсорбирующий материал 4 может быть выполнен по существу любым желаемым образом по своей форме. Например, абсорбирующий материал 4 по своей форме может быть выполнен как шар, квадрат или куб, либо быть выполненным в форме «подушки». Однако, в обычном случае, абсорбирующий материал 4 по своей форме выполняют плоским, например в виде слоя, покрытия или мембраны.
Является особенно предпочтительным если абсорбирующий материал 4 выполнен в виде нетканого слоя, который имеется с обоих сторон, с перфорированным покрытием из поливинилхлорида (ПВХ).
На Фиг. 2 представлен многослойный элемент 6 конструкции здания, например плоская кровля, снабженный устройством 1 для обнаружения протечки, как показано на чертеже. Элемент 6 конструкции содержит нижний слой 7, например потолок из пористого бетона, и верхний слой 8, например уплотняющий слой. Между нижним слоем 7 и верхним слоем 8 обычно предусмотрено наличие группы других слоев, например парового барьера, изоляции 9, дополнительных уплотняющих слоев, и возможно слоя из нетканого материала. В представленном на чертеже примере осуществления изобретения показано наличие абсорбирующего материала 4, расположенного между верхним слоем 8 и нижним слоем 7. Кроме того, предусмотрено наличие изоляции 9 между верхним слоем 8 и абсорбирующим материалом 4. В качестве абсорбирующего материала 4 предпочтительно используется нетканый материал, который в любом случае в обычной практике находит применение для сооружения плоской кровли. Таким образом, отсутствует потребность в дополнительном материале.
В данном варианте осуществления изобретения, трубка 2 содержит на втором своем конце необязательный всасывающий элемент 10 посредством которого трубка 2 соединена с абсорбирующим материалом 4. Независимо от наличия либо отсутствия всасывающего элемента 10, в устройстве может быть дополнительно предусмотрено, что трубка 2 устанавливается над абсорбирующим материалом 4.
Например, если уплотняющий слой и/или изоляция 9 имеют протечку, в результате которой жидкость может просачиваться через абсорбирующий материал 4, указанный абсорбирующий материал 4 впитывает указанную жидкость прежде чем она достигнет нижнего слоя 7. В этом случае, уровень содержания влаги, прежде всего влажность, увеличивается в частности в зоне абсорбирующего материала 4. Посредством приложения отрицательного давления к трубке 2 при помощи всасывающего средства 3, текучая среда, например воздух, может высасываться из абсорбирующего материала 4 либо из полостей в абсорбирующем материале 4, и подаваться через измерительное средство 5, либо проходить мимо датчика или датчиков измерительного средства 5. Всасываемая текучая среда анализируется с использованием измерительного средства 5, причем в качестве указания на наличие протечки используется, например, изменение измеренной величины влажности и/или температуры.
Кроме того, проникающую жидкость, которая возможно скапливается между нижним слоем 7 и верхним слоем 8, возможно откачать насосом по трубке 2.
На Фиг. 3, представлена область конструкции, в частности область кровли, которая разделена на четыре зоны, в частности на четыре гипотетические зоны 11 измерения. Устройство 1 для обнаружения утечки в данном случае выполнено с четырьмя трубками 2, где каждая трубка 2 проходит в различные зоны 11 измерения. Здесь на каждое средство измерения 5 приходится по две трубки 2, причем указанные трубки 2 открываются в общий коллектор 12 после измерительного средства 5. Коллектор 12, в свою очередь, соединен по потоку текучей среды с всасывающим средством 3, например при помощи другой трубки 2.
Для проверки области конструкции здания на предмет наличия протечки, ко всем трубкам 2 может быть одновременно приложено отрицательное давление, при этом текучая среда удаляемая из соответствующей зоны 11 измерения анализируется соответствующим измерительным средством 5. Если, например, величина измеренная в первой зоне 11 измерения имеет отклонение от величин измеренных в других зонах 11 измерения, то это указывает на аномальность. Например, если величина влажности измеренная в первой хоне 11 измерения превышает аналогичную величину измеренную в других зонах 11 измерения 11, то существует высокая вероятность наличия по меньшей мере одной протечки в первой зоне 11 измерения. С другой стороны, если величина измеренная в первой зоне 11 измерения оказывается ниже по сравнению с величинами измеренными в других зонах 11 измерения, то это соответствующим образом может указывать, что в указанных зонах измерения имеется по меньшей мере одна протечка или присутствуют проницаемые для протечки участки.
На Фиг. 4 представлен альтернативный вариант осуществления изобретения, в котором область кровли или иной части здания также разделена на четыре зоны 11 измерения. В этом случае, каждая из трубок 2 содержит запорный клапан 13. После запорного клапана 13, трубки 2 открываются в общий коллектор 12, связанный по потоку текучей среды с всасывающим средством 3. В данном варианте осуществления изобретения, измерительное средство 5 установлено между всасывающим средством 3 и коллектором 12, благодаря чему необходимо иметь лишь одно измерительное средство 5. Для реализации описанного выше способа, один запорный клапан 13 может затем единовременно открываться, а к соответствующей трубке 2 может быть приложено отрицательное давление. Текучая среда таким образом удаляется из соответствующей зоны 11 измерения и анализируется в измерительном средстве 5. Эта процедура может повторяться для группы зон 11 измерения, в частности для всех зон 11 измерения, посредством чего выполняется сравнение измеренных величин, как описано выше. Для выполнения сравнения измеренных величин, измерительные средства 5 предпочтительно соединены с вычислительным блоком.
Разумеется, площадь здания на которой ведется контроль за наличием протечки может быть разделена на любое количество зон 11 измерения, причем количество трубок 2 по меньшей мере равняется количеству указанных зон 11 измерения. Чем больше предусмотрено зон 11 измерения и/или чем меньше они являются, тем с большей точностью можно определить местоположение протечки.
Таким образом, при помощи устройства 1 данного типа представляется возможным, с одной стороны, обнаружить протечку надежным образом на ранней стадии. С другой стороны, при этом также становится возможным сузить зону поиска местоположения протечки до конкретного участка в конструкции здания. Однако, область применения устройства 1 данного типа не ограничивается кровлей здания, в частности например плоской кровлей.
Подобное устройство 1 также может найти применение для контроля стен или иных элементов конструкции здания, где не должно наблюдаться протечек, например в подвальных и полуподвальных этажах здания и/или во влажных помещениях. При этом, все признаки устройства, описанные для одной трубки 2, могут быть также предусмотрены и для любого количества трубок 2, а также в частности для всех трубок 2 указанного устройства 1.