СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛОСКОЙ КРОВЛИ ИЗ МЯГКИХ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ЦЕЛЬЮ ТОЧНОГО ВЫЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ КРОВЕЛЬНОГО КОВРА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2016 года по МПК G01N27/20 

Группа изобретений относится к области строительства и эксплуатации зданий, а именно к способу проведения неразрушающего исследования плоской кровли из мягких изоляционных материалов с целью точного выявления дефектов кровельного ковра (проколов, пористости поверхности) с наружной стороны кровельного ковра, применяется на влажной поверхности кровли, балкона и т.д.

Аналогом заявленной группы изобретений является «СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ СКРЫТЫХ ДЕФЕКТОВ И ПОВРЕЖДЕНИЙ В МНОГОСЛОЙНОЙ КРОВЛЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ». Сущность: определяют местонахождение скопления воды в верхних слоях покрытия по изменению проводимости материалов водоизоляционного ковра. При этом местонахождение скопления воды определяют с помощью измерителя влажности, причем расстояние от поверхности кровли до скопления воды на каждом участке кровли определяют по результатам двух замеров, выполненных измерителем на разном удалении от ее поверхности. Также предложено устройство для осуществления способа, содержащее измеритель влажности с корпусом, на внешней поверхности которого прикреплен покрытый защитным слоем конденсатор с пластинами, жестко соединенными между собой. Внутри корпуса размещены источник питания и стрелочный прибор. На краях конденсатора расположен валик из упругоэластичного материала. При этом конденсатор измерителя покрыт окрасочным защитным слоем. Противоположные края конденсатора подвижно соединены с пластмассовыми направляющими коробчатого сечения с продольной прорезью, обеспечивающими плоскопараллельное перемещение измерителя при деформации расположенного в полости направляющих валика в направлении, перпендикулярном плоскости кровли, на расстояние 3-30 мм с временной фиксацией его в крайних положениях, в средней части устройства к корпусу прикреплена ручка длиной 40-160 мм (патент на изобретение РФ №2230313, дата публикации: 10.06.2004).

Другим близким техническим решением заявленной группы изобретений является патент на изобретение, «Способы обнаружения протечек в крыше, полу, стенах». Данное изобретение описывает способы обнаружения протечек в крыше, или в стенах подвала, или полу здания. Обнаружение достигается посредством размещения двупроводникового датчика в исследуемую область и измерения напряжения тока, идущего по двум проводникам. Обнаружение протечки осуществляется посредством размещения нескольких пар датчиков для образования сети датчиков и сканирования тока утечки по каждой паре проводов. Описана также система обнаружения и сканирования (патент на изобретение Канады № СА 2023376 (A1) - 14.02.1992).

Недостатками указанных аналога и прототипа является то, что отсутствует возможность выявить протечки с точностью до 1-5 мм. Данные способы не могут быть использованы и на наклонных, вертикальных поверхностях, где заводнение попросту невозможно. Отсутствует возможность для проверки целостности новых кровель, а также для зеленых кровель, имеющих верхний слой из грунта и насаждений, эксплуатируемых кровель, где требуется удаление верхних слоев для выявления и устранения протечек, это дорого и разрушительно для ландшафта кровли.

Технический результат заявленной группы изобретений заключается в устранении вышеуказанных недостатков аналога и прототипа: в высокой точности выявления протечки с точностью до 1-5 мм, в возможности применения и на наклонных, вертикальных поверхностях, где заводнение попросту невозможно, в проверке целостности новых кровель, а также для зеленых кровель, имеющих верхний слой из грунта и насаждений, эксплуатируемых кровель, где удаление верхних слоев для выявления протечек было бы дорого и разрушительно для ландшафта кровли, контроля качества и выявления слабых мест гидроизолируемой поверхности.

Достигаемый технический результат заявленной группы изобретений заключается в способе проведения исследования плоской кровли из мягких изоляционных материалов с целью точного выявления дефектов кровельного ковра, при котором используется токопроводящий контур, приемник и источник сигнала. При этом контур, представляющий собой неизолированный многожильный медный провод, выкладывается по периметру исследуемой поверхности кровли, на поверхности контур закрепляется с помощью влагостойкого скотча с шагом 2-3 метра, поверхность внутри контура увлажняется водой, отсечение воронки ливневой канализации и всевозможного оборудования осуществляется с помощью кольца из неизолированного многожильного медного провода, расположенного вокруг воронки или оборудования, кольцо соединяется с контуром гибким изолированным проводом по наименьшему расстоянию, для соединения применяются токопроводящие зажимы, к контуру подключается импульсный источник сигналов с двумя клеммами (первая клемма - сигнал, вторая клемма - заземление), первая клемма подключается к контуру, вторая клемма подключается к заземлению здания, далее используется приемник с двумя зондами, для определения, где проходит импульс от источника через повреждения в гидроизоляционном слое к заземлению, образуя замкнутую цепь, приемник графически отображает 5-7 последних измерений в течение 16 секунд, по увеличению и/или уменьшению сигнала определяется направление движения к дефекту, проверка места повреждения проводится следующим образом, в место повреждения устанавливается один из зондов, другим зондом на расстоянии 0,2-1,0 метра выполняется измерение сигнала вокруг установленного в повреждение зонда.

На небольших участках 10-50 квадратных метров или на поверхностях, ширина которых не превышает 2-3 метров, используется незамкнутый контур, представляющий собой неизолированный многожильный медный провод, который расположен на наибольшей стороне исследуемой поверхности кровли.

При этом неизолированный многожильный медный провод выкладывается по периметру всей кровли.

При этом поверхность сегментируется на площади.

При этом найденные дефекты отсекаются от основной площади поиска при помощи дополнительного неизолированного многожильного медного провода.

Сущность изобретения поясняется схемами и чертежами.

Фиг. 1 - схема заявленного способа с использованием замкнутого контура.

1. Исследуемая поверхность.

2. Замкнутый контур из неизолированного многожильного медного провода.

3. Воронка ливневой канализации.

4. Гибкий изолированный провод.

5. Токопроводящие зажимы.

6. Источник импульсных сигналов.

Фиг. 2 - схема заявленного способа: изоляция воронки.

2. Замкнутый контур из неизолированного многожильного медного провода.

4. Гибкий изолированный провод.

5. Токопроводящие зажимы.

7. Кольцо из неизолированного многожильного медного провода.

Фиг. 3 - схема заявленного способа: увеличение/уменьшение сигнала при поиске места повреждения.

1.1 Приемник показывает наличие напряжения и направление к повреждению.

1.2 На половине расстояния между контуром и повреждением фиксируется минимум напряжения.

1.3 При дальнейшем приближении к повреждению напряжение будет возрастать. Максимум будет зафиксирован, когда один из зондов будет установлен в повреждение.

1.4 Если повреждение будет находиться между зондами, в этом случае приемник не будет показывать никакого значения.

1.5 При прохождении места повреждения полярность сигнала изменится на противоположную. Величина сигнала на приемнике будет указывать логично на другое направление.

8. Место повреждения/дефект, вокруг которого имеется воронка напряжения. Воронка показана пунктиром.

Фиг. 4 - схема движения оператора к месту повреждения.

1.2 Приемник показывает наличие напряжения и направление к повреждению.

1.3 Приемник показывает увеличение показаний при приближении к дефекту. Максимум будет зафиксирован, когда один из зондов будет установлен в повреждение.

1.4 На приемнике отсутствуют показания, это значит, что приемник находится точно над местом повреждения/дефектом либо на его перпендикуляре к контуру. Движение перпендикулярно контуру, над местом повреждения/дефектом показания отсутствуют - это означает, что приемник находится точно над местом повреждения/дефектом.

1.5 На приемнике показания изменились на противоположные, это показывает, что мы прошли повреждение или перпендикуляр к контуру, на котором располагается повреждение/дефект.

2. Контур из неизолированного многожильного медного провода, замкнутый/незамкнутый.

8. Место повреждения/дефекта.

9. Воронка напряжения на исследуемой поверхности всегда расположена вокруг повреждения.

Фиг. 5 - Точная проверка места повреждения/дефекта.

1.6 При выполнении замеров зондом с черным проводом вокруг зонда с красным проводом, установленного в повреждение/дефект полярность сигнала не меняется.

8. Место повреждения/дефект.

10. Зонд с красным проводом устанавливается в повреждение/дефект.

11. Зондом с черным проводом делаются замеры вокруг зонда с красным проводом.

Фиг. 6 - Повреждение находится в направлении зонда заземления, соединенного с приемником черным соединительным проводом.

Фиг. 7 - Повреждение находится в направлении зонда заземления, соединенного с приемником красным соединительным проводом.

Фиг. 8 - Отсечение найденных мест повреждений/дефектов от основной площади поиска.

2. Замкнутый контур из неизолированного многожильного медного провода.

5. Токопроводящие зажимы.

6. Источник импульсных сигналов.

8. Найденные места повреждения/дефекты.

12. Неизолированный многожильный медный провод, отсекающий найденные места повреждений/дефекты от неисследованной поверхности.

13. Направление импульсов к месту повреждения/дефекту.

14. Исследованная поверхность.

15. Неисследованная поверхность.

Фиг. 9 - Схема заявленного способа: деление исследуемой поверхности на сегменты.

2. Замкнутый контур из неизолированного многожильного медного провода.

5. Токопроводящие зажимы.

6. Источник импульсных сигналов.

8. Место повреждения/дефект.

15. Неисследованная поверхность.

16. Неизолированный многожильный медный провод, делящий исследуемую поверхность на удобные для исследования сегменты.

Фиг. 10 - схема заявленного способа: с использованием незамкнутого контура.

1. Исследуемая поверхность.

6. Источник импульсных сигналов.

8. Место повреждения/дефект.

13. Направление импульсов к дефектам.

17. Незамкнутый контур из неизолированного медного провода.

Осуществление изобретения.

Токопроводящий контур по вар. 1 (неизолированный многожильный медный провод, тип: МГ) выкладывается по периметру исследуемой поверхности кровли, например, при исследовании части исследуемой кровли 1/2, 1/3 и т.д. или по периметру всей кровли в «замкнутое кольцо» Фиг. 1, поз. 2 (либо для удобства проведения обследования, поверхность может сегментироваться Фиг. 9, поз. 16 на удобные для исследования площади, как правило, 100-200 м²). Поверхность внутри контура с помощью, например, распылителя увлажняется водой для предотвращения ложных направлений импульса через воронку ливневой канализации и другого оборудования, смонтированного на кровле, имеющего токопроводящую поверхность и/или соединение с заземлением, необходимо отсечь от исследуемой поверхности.

К данному контуру подключается источник импульсных сигналов (Фиг. 1, поз. 6) с двумя клеммами (первая клемма - сигнал, вторая клемма - заземление), первая клемма подключается к контуру, вторая клемма подключается к заземлению здания. Чтобы выявить место протечки, специалист использует приемник с двумя зондами: для определения, где проходит импульс от источника через повреждения в гидроизоляционном слое к заземлению, образуя замкнутую цепь. Приемник на экране отображает 5-7 последних измерений в течение 16 секунд. По увеличению (уменьшению) сигнала определяется направление движения к дефекту.

Поскольку в месте повреждения/дефекта имеется воронка напряжения (Фиг. 4, поз. 9), то чем ближе к месту повреждения/дефекта (Фиг. 3, поз. 8, Фиг. 4, поз. 8), тем выше будет напряжение от источника импульсных сигналов, вблизи самого дефекта (Фиг. 3, поз. 8, Фиг. 4, поз. 8), оно достигает своего максимума. Направление сигнала (полярность) (Фиг. 3, поз. 1.1-1.3, Фиг. 6, Фиг. 7) показывает в этом случае в сторону места повреждения покрытия.

На половине отрезка между контуром и местом повреждения сила сигнала достигнет своего минимума (Фиг. 3, поз. 1.2). При дальнейшем приближении к месту повреждения/дефекта сила сигнала снова возрастет (Фиг. 3, поз. 1.3). Максимальное значение сигнала будет замерено, когда один из зондов будет находиться прямо в месте повреждения.

Если место повреждения (Фиг. 3, поз. 8) или его перпендикуляр к контуру будет находиться точно между зондами, приемник не будет показывать никакого значения (Фиг. 3, поз. 1.4, Фиг. 4, поз. 1.4).

При прохождении места повреждения изменяется полярность сигнала (Фиг. 3, поз. 1.5, Фиг. 4, поз. 1.5). Величина сигнала на индикаторе будет указывать логично на другое направление.

Точная проверка места повреждения/дефекта проверяется следующим образом. В место повреждения устанавливается один из зондов (Фиг. 5, поз. 10) другим зондом на расстоянии 0.2-1.0 метра (Фиг. 5, поз. 11) выполняется измерение сигнала вокруг установленного в повреждение зонда, в этом случае полярность сигнала изменяться не должна (Фиг. 5, поз. 1.6). Повреждение считается подтвержденным.

Именно этот эффект используется при поиске места повреждения, когда измеряется не только значение, но и полярность шагового напряжения с помощью двух зондов заземления и отклонения показаний на приемнике используется для приближения к месту повреждения.

Способ опирается на электрическое сопротивление кровельного ковра, и напряжение, обусловленное электрическим током, протекающим по токопроводящей поверхности, и равно разности потенциалов между двумя точками поверхности, находящимися на определенном расстоянии от места повреждения. Данный способ весьма успешно показал себя в выявлении очень небольших отверстий, проколов, которые могут быть не заметны, но через которые, тем не менее, может протекать достаточно большое количество воды, что отрицательно влияет на теплоизолирующий слой, впоследствии который придет в негодность. Этим способом можно выявить, насколько сильно произошло растрескивание кровельного ковра, спустя определенный срок эксплуатации. Все найденные данным способом места повреждения кровельного ковра могут быть отремонтированы соответствующим высокоэластичным материалом, а после проверена целостность, чтобы подтвердить водонепроницаемость.

Более детально способ проведения исследования показан ниже. Монтаж контура (Фиг. 1, поз. 2), контур на поверхности закрепляется при помощи влагостойкого скотча с шагом 2-3 метра.

Отсечение воронок ливневой канализации и всевозможного оборудования (для предотвращения ложных направлений), осуществляется с помощью кольца из неизолированного многожильного медного провода (Фиг. 2, поз. 7), расположенного вокруг воронки или оборудования. Кольцо соединяется с контуром изолированным гибким проводом (Фиг. 1 поз. 4, Фиг. 2, поз. 4) при помощи токопроводящих зажимов, для быстроты монтажа применяются зажимы типа «крокодил» или аналогичные (Фиг. 1, поз. 5, Фиг. 2, поз. 5) по наименьшему расстоянию.

Таким же способом можно отсечь найденные дефекты (начинающему оператору, не имеющему опыта).

На небольших участках 10-50 квадратных метров или на поверхностях по вар. 2, ширина которых не превышает 2-3 метров, целесообразней использовать незамкнутый контур, представляющий собой неизолированный многожильный медный провод (тип: МГ), который располагается по наибольшей стороне исследуемой поверхности (Фиг. 10, поз. 17). В отношении отсечения воронок ливневой канализации и оборудования, установленного на кровле, поступают аналогично, как и при замкнутом контуре.

При большом количестве мест повреждения/дефектов и площадях обследования (500-800 квадратных метров) целесообразно найденные дефекты отсекать от основной площади поиска (Фиг. 8, поз. 15) для предотвращения ложных направлений при помощи дополнительного неизолированного многожильного медного провода (Фиг. 8, поз. 12), используя для соединения данного провода с контуром токопроводящие зажимы (Фиг. 8, поз. 5).

Направление движения импульсов к месту повреждения/дефекту на всех фигурах показаны стрелками. Показания приемника относительно дефекта (Фиг. 3, поз. 1.1-1.5 и Фиг. 5, поз. 1.6).

При больших площадях свыше 800-1000 квадратных метров для удобства исследования поверхность сегментируется при помощи неизолированного многожильного медного провода (Фиг. 9, поз. 16) на небольшие площади по 50-100 квадратных метров. Целесообразность сегментирования заключается в следующем: на кровле очень много дефектов порядка 5-10 на квадратный метр; большая площадь исследуемой поверхности; влияние дефектов, находящихся в соседних сегментах полностью исключается.

Технические параметры приемника (прибор, регистрирующий показания и направление сигнала от источника к дефекту) и источника сигнала приведены ниже в соответствующих таблицах 1 и 2 соответственно.

Особенности приемника:

- Автоматическое согласование чувствительности к напряжению

- Автоматическая корректировка нуля

- Автоматическая синхронизация с тактовой частотой источника сигнала

- Диапазон измерений от 0,01 мВ…200 В

- Подавление помех 50/60 Гц, 100/120 Гц, 16 Гц.

- Устранение влияния постороннего постоянного напряжения

Данный способ пригоден только в том случае, если поверхность имеет свойства диэлектрика. Некоторые элементы, установленные на кровле, такие как воронки, всевозможные крепежные элементы, могут мешать проведению тестирования, в этом случае они должны быть взяты в так называемые «кольца» (Фиг. 2) для предотвращения утечек электрического потенциала в этих местах, чтобы исключить «ложные протечки».

Главное преимущество заключается в том, что, в отличие от заводнения, при котором невозможно обнаружить место протечки с точностью до 10-100 см, эта уникальная методика основана на измерении направления электрического импульса, при помощи которого можно выявить протечки с точностью до 1-5 мм. Данный способ может быть использован и на наклонных, вертикальных поверхностях, где заводнение попросту невозможно. В дополнение к этому, данный способ может быть использован для проверки целостности новых кровель, особенно для зеленых кровель, имеющих верхний слой из грунта и насаждений и эксплуатируемых, засыпанных слоем защитного гравия, где удаление верхних слоев для выявления и устранения протечек было бы дорого или разрушительно для ландшафта кровли.

Этот способ является ценным инструментом не только для обнаружения протечек, а также для контроля качества и выявления слабых мест гидроизолируемой поверхности. При правильном использовании заявленный способ - серьезная альтернатива традиционным способам проверки, а также этот способ дает надежные и единственно правильные результаты.

Анализ совокупности всех существенных признаков предложенного изобретения доказывает, что исключение хотя бы одного из них приводит к невозможности полного обеспечения достигаемого технического результата.

Анализ уровня техники показывает, что неизвестна такая группа способом, которой присущи признаки, идентичные всем существенным признакам данного технического решения, что свидетельствует о его неизвестности и, следовательно, новизне.

Вышеперечисленное доказывает соответствие заявленного способа критериям изобретательского уровня, поскольку он не очевиден для специалиста из области его применения.

Заявленная группа изобретений связана между собой настолько, что они образуют единый изобретательский замысел.

При осуществлении группы изобретений, действительно, реализуется наличие предложенного объекта в области строительства и эксплуатации зданий, а именно в проведении неразрушающего исследования плоской кровли из мягких изоляционных материалов с целью точного выявления мест повреждений/дефектов кровельного ковра (проколов, пористости поверхности) с наружной стороны кровельного ковра, применяется на влажной поверхности кровли, балкона и т.д., что свидетельствует о промышленной применимости.

В способе проведения исследования плоской кровли из мягких изоляционных материалов используется токопроводящий контур, приемник и источник сигнала. При этом контур представляет собой неизолированный многожильный медный провод, который выкладывают по периметру исследуемой поверхности, поверхность внутри контура увлажняют водой, изолируют воронки ливневой канализации и всевозможного оборудования с помощью кольца из неизолированного многожильного медного провода, расположенного вокруг воронки или оборудования, кольцо соединяется с контуром гибким изолированным проводом, к контуру подключается импульсный источник сигналов, вторая клемма подключается к заземлению здания, используют приемник с двумя зондами для определения, где проходит импульс от источника через место повреждения/дефект в гидроизоляционном слое к заземлению, приемник графически отображает 5-7 последних измерений в течение 16 секунд, по увеличению и/или уменьшению сигнала определяют направление движения к месту повреждения/дефекту, проверку места повреждения/дефекта проводят следующим образом: в место повреждения/дефект устанавливают один из зондов, а другим зондом на расстоянии 0,2-1,0 м выполняют измерение сигнала вокруг установленного в место повреждения/дефект зонда. Изобретение обеспечивает высокую точность выявления протечки: с точностью до 1-5 мм, в проверке целостности новых кровель, особенно зеленых кровель, имеющих верхний слой из грунта и насаждений и эксплуатируемых, засыпанных слоем защитного гравия, где удаление верхних слоев для выявления и устранения протечек было бы дорого или разрушительно для ландшафта кровли, контроля качества и выявления слабых мест гидроизолируемой поверхности. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 ил.

1. Способ проведения исследования плоской кровли из мягких изоляционных материалов с целью точного выявления дефектов кровельного ковра, при котором используется токопроводящий контур, приемник и источник сигнала, отличающийся тем, что контур, представляющий собой неизолированный многожильный медный провод, выкладывается по периметру исследуемой поверхности кровли, на поверхности контур закрепляется с помощью влагостойкого скотча с шагом 2-3 метра, поверхность внутри контура увлажняется водой, отсечение воронки ливневой канализации и всевозможного оборудования осуществляется с помощью кольца из неизолированного многожильного медного провода, расположенного вокруг воронки или оборудования, кольцо соединяется с контуром гибким изолированным проводом по наименьшему расстоянию, для соединения применяются токопроводящие зажимы, к контуру подключается импульсный источник сигналов с двумя клеммами, первая клемма подключается к контуру, вторая клемма подключается к заземлению здания, далее используется приемник с двумя зондами, для определения, где проходит импульс от источника через повреждения в гидроизоляционном слое к заземлению, образуя замкнутую цепь, приемник графически отображает 5-7 последних измерений в течение 16 секунд, по увеличению и/или уменьшению сигнала определяется направление движения к дефекту, проверка места повреждения проводится следующим образом: в место повреждения устанавливается один из зондов, другим зондом на расстоянии 0,2-1,0 метра выполняется измерение сигнала вокруг установленного в повреждение зонда.

2. Способ проведения исследования плоской кровли из мягких изоляционных материалов с целью точного выявления дефектов кровельного ковра, при котором используется токопроводящий контур, приемник и источника сигнала, отличающийся тем, что используется незамкнутый контур, представляющий собой неизолированный многожильный медный провод, который расположен на наибольшей стороне исследуемой поверхности кровли.

3. Способ проведения исследования плоской кровли из мягких изоляционных материалов с целью точного выявления дефектов кровельного ковра по п. 1, отличающийся тем, что неизолированный многожильный медный провод выкладывается по периметру всей кровли.

4. Способ проведения исследования плоской кровли из мягких изоляционных материалов с целью точного выявления дефектов кровельного ковра по п. 1, отличающийся тем, что поверхность сегментируется на площади.

5. Способ проведения исследования плоской кровли из мягких изоляционных материалов с целью точного выявления дефектов кровельного ковра по п. 1 или 2, отличающийся тем, что найденные дефекты отсекаются от основной площади поиска при помощи дополнительного неизолированного многожильного медного провода.