Сосульки, лазеры, прогресс и… чиновники

1. Инновации – на службу ЖКХ! Российские чиновники опровергают расхожий тезис о невостребованности отечественной науки, смело внедряя инновации в самые, казалось бы, далекие от этого сферы. Примером для всех здесь служит, конечно, Юрий Михайлович Лужков, фонтанирующий неординарными идеями. Но и остальные по мере сил стараются внести свою лепту. Так, растерянность питерских коммунальщиков перед неожиданными (зимой-то!) снегопадами и сосульками сподвигла Валентину Матвиенко на поиск новых научных методов борьбы со стихией взамен привычных лома и лопаты. "Сбивать сосульки ломом – это каменный век, – заявила она. – Надо найти другой способ. Лазером, горячим паром срезать, еще какие методы. Надо собрать научно-технический совет и посовещаться. Если ученые разведут руками и скажут – только ломом, тогда да".

2. Что предлагают ученые? И что же предлагают ученые?

Лазеры. Как оказалось, и тут Юрий Михайлович оказался впереди. "Лазерную" идею он выдвинул еще девять лет назад. Правда, ученые до сих пор относятся к ней скептически, сравнивая ее с пальбой из пушек по воробьям.

Теоретически и технически лазеры для этой цели использовать можно, считает директор НИИ лазерной физики Андрей Мак. Однако достаточно мощные лазеры, во-первых, довольно большие (размером, например, с полкомнаты), а во-вторых – весьма энергозатратные и дорогие (около 200 тыс. долл.). К тому же, добавляет ученый, работать с таким лазером смогут лишь хорошо обученные профессионалы. Но самое главное, занятие это довольно опасное. Инфракрасное излучение лазера очень вредно для зрения. Поэтому не только сам дворник должен работать в специальных очках, но и жителям окрестных домов придется обязательно завешивать окна. "Придется блокировать целые кварталы, – поясняет Андрей Мак. – Форма сосулек такая, что они начнут бликовать в разные стороны. Если же "лазерный зайчик" попадет в глаз человеку, то он просто ослепнет".

Тем не менее, российский "лазерный" бизнес готов предоставить свои услуги. Так, фирма "Лазерные технологии" предлагает высокомощные установки собственного производства за 216 тысяч долларов – в эту стоимость включено и обучение "дворников". В Москве лазерную антисосулечную пушку опробовали в 2002-2003 гг. Городскому бюджету она обошлась почти в полмиллиона долларов, однако, как резюмировал в интервью "Комсомольской правде" (от 27.10.2003) тогдашний руководитель Департамента ЖКХ Николай Павлов, "пока этой пушкой отпилишь одну сосульку, пройдет час". Так что столичные власти переключились на поиски других инноваций.

Возможно, идея "антисосулечного" лазера все же найдет свое воплощение. Во всяком случае, технические параметры лазеров стремительно совершенствуются. Китай, например, уже несколько лет поставляет в Штаты довольно мощные "карманные" лазеры (диаметром всего 20 миллиметров и длиной 198 миллиметров) мощностью 0,45 ватта. Таким лазером можно за пару секунд проткнуть воздушный шарик, перерезать чёрную изоленту или зажечь спичку. Можно постараться и поджечь бумагу. Если китайцы заинтересуются сосульками, возможно, вскоре смастерят лазер и для них. Впрочем, у россиян есть реальный шанс их обогнать. Главный инженер Центра российских изобретений ЭРИ в Красноярске Вадим Наливкин уже сконструировал эконом-вариант "антисосулечного лазера" из карманного фонарика и лазера из старого дисковода DVD-RW и даже опробовал его у себя во дворе. Так что, возможно, дворники все же станут джедаями. Беспокоит только вопрос безопасности. Трудно решить, что хуже: получить сосулькой по темечку или лазерным лучом в глаз.

Парогенераторы. Сбивать сосульки паром теоретически тоже можно, но опять же дорого (от полутора миллионов рублей), энергозатратно и очень неудобно, считает аспирант кафедры компьютерной теплофизики и энергофизического мониторинга Института точной механики и оптики Вячеслав Ходунков. Если использовать для этого существующие мобильные парогенераторы, то понадобится еще подъемник, поскольку работы будут идти под крышей. Достаточно опасная получается конструкция, – поясняет он.

Электроимпульсы. Идея использовать электроимпульс для борьбы с обледенением крыш была разработана еще в 80-х годах прошлого века в Институте физики твердого тела (ИФТТ) РАН. Однако работы эти постепенно сошли на нет в начале 90-х в связи с эмиграцией в США руководителя группы, физика Виктора Петренко. Использование электроимпульса в борьбе с сосульками действительно эффективно, однако оснащение тысяч городских крыш специальным оборудованием неподъемно дорого, считает сотрудник ИФТТ Иван Рыжкин.

Тем не менее, электроимпульсная очистка крыш в Москве проводится уже более 10 лет. Как сообщил главный конструктор системы антиобледенения "Импульс", профессор Игорь Левин, системы антиобледенения работают на всех станциях столичной монорельсовой дороги, на новой станции метро "Славянский бульвар", на нескольких десятках жилых домов, на крыше большого колледжа на Черемушкинской улице. Они аналогичны тем, что вот уже более 30 лет устанавливают на всех российских самолетах.

"Система годится для любых крыш, – поясняет Игорь Левин. Мы ее включаем в октябре, а выключаем в апреле. Она работает в автоматическом режиме: включается два раза в сутки на 10 минут, либо четыре раза, если снегопады сильные. Как только снег выпал – она его сбрасывает с помощью индукционных полей. Подметает крышу как дворник. Только дворник до этого две недели держал крышу под снегом, а система работает четыре раза в сутки. Это как стеклоочиститель на машине: он не дожидается, когда снега налипнет метр, и он сломается. Он чистит сразу. Точно так же действует и наша система". Таким способом можно очищать крыши с любым покрытием. Затраты энергии при этом чрезвычайно малы: на большой дом (например, станцию "Славянский бульвар") потребуется устройство мощностью в 40-60 ватт – меньше, чем потребляет обычная лампочка. "Если крышу просто греть, затраты получаются больше в 100 тысяч раз", подчеркивает Левин.

К сожалению, стоимость установки пока велика, поскольку производство еще не стало массовым и работает "под конкретные заказы, достаточно небольшие – 100-200 систем".

Ультразвук. Удалять сосульки можно и с помощью мощного ультразвукового импульса. Правда, недостатков у этого метода тоже пока больше, чем достоинств. Специальное устройство, испускающее импульсы, хотя и не требует больших затрат энергии, но стоит весьма дорого, так что затраты на 1 погонный метр карниза составляют до 200 евро. К тому же это еще один фактор волнового воздействия на человека.

Обогрев крыш. Весьма эффективно помогает бороться с сосульками обогрев крыш с помощью электрокабеля. Этот метод уже более 10 лет успешно используется в Европе. В России он также был опробован в нескольких городах, в том числе на одной из крыш Петербурга. Нагревательный кабель устанавливается по периметру крыши и в водостоках вместе с датчиками влажности и температуры. Информация от них поступает на щит управления антиобледенением, установленный в подъезде дома. Систему можно запрограммировать на включение при определенной температуре или в определенное время, например, ночью, когда стоимость энергии минимальная. Правда, использование этого метода, хотя и дешевле лазеров, но все же связано с немалыми затратами: стоимость одного устройства порядка 250 тысяч рублей.

Можно обойтись и без системы управления с датчиками, если использовать саморегулирующийся нагревательный кабель. Его активный элемент – не проволока, а специальная полупроводниковая матрица. Ее удельное сопротивление зависит от температуры самого кабеля: в мороз сопротивление маленькое, и матрица с кабелем нагревается сильнее. При нагреве сопротивление увеличивается, и мощность падает с 40 Вт на метр до 6-8 Вт. Рыночная цена саморегулирующегося кабеля от 11 до 23 евро за 1 метр.

Научная перепроектировка крыш. Действенный и сравнительно недорогой способ борьбы с сосульками разработали в Государственном океанографическом институте им. Н.Н.Зубова Росгидромета. "Проблема возникает из-за неправильной проектировки кровли. Снег на крышах тает даже в самую холодную погоду из-за тепла, проникающего с чердака, и от солнечных лучей, – рассказал заместитель директора института Алексей Палей. – Чтобы вода не попала на край крыши, где она замерзает, достаточно провести водосточный желоб не в обход выступа карниза, а сквозь него". Водосточные трубы же надо провести вдоль теплой стены здания – там, где проходят батареи – тогда вода не будет в них замерзать. Далее ее стоит сразу направить в систему городского водостока, чтобы не заливать тротуары. По такому способу уже переоборудовали крышу дома в Москве в 2007 году. Конструкторы уверяют, что с тех пор кровлю не пришлось чистить ни разу.

Ученые оценивают стоимость оборудования пятиэтажного жилого дома в Москве в 289 тыс. руб. "Учитывая, что в Москве проводятся планомерные работы по ремонту и замене свесов зданий, а также водосточных труб, стоимость дополнительных вложений, направленных на решение проблем с сосульками, может составить не более тысячи рублей на погонный метр", – отмечают разработчики проекта.

Нанотехнологические покрытия. Образование наледи на крыше можно предотвратить, покрыв ее специальным составом, например, полимерными пленками из растворов синтетического каучука. Такие покрытия работают по принципу тефлоновой сковородки: на поверхностях, покрытых данным составом, практически отсутствует сцепление льда с кровельным материалом. Это упрощает "сход" вновь образующегося снега и льда, работы по очистке крыш.

Еще эффективнее действует энергосберегающая краска с использованием нанотехнологии. К тому же она держится лучше обычной и обладает шумоизоляционными и антикоррозийными свойствами. Как пояснил заместитель мэра Москвы, руководитель комплекса городского хозяйства Петр Бирюков, "в основе этого нанотехнологичного материала – керамические шарики с вакуумом внутри". Наносят эту краску слоем толщиной в 4 мм при помощи обычного распылителя. По словам Петра Бирюкова, ее планируется использовать при капремонте высотных домов и исторических зданий, а также на социальных и хозяйственных объектах, таких как школы, детсады, магистрали и хранилища.

3. Плюсы "научного подхода" к ЖКХ. Казалось бы, неординарное мышление российских коммунальщиков и градоначальников должно способствовать стремительному прогрессу в сфере ЖКХ. Однако, увы, неординарность эта преследует, скорее, иные цели: использование инноваций предоставляет гораздо большие возможности для "распила" бюджетных средств, чем труд рядовых дворников.

Может быть, поэтому в Питере, например, штат дворников в последние годы сократили с 4500 до 1900 человек, а парк уборочных машин составляет только 35% от необходимого – видимо, при таком положении дел необходимость в инновациях ощущается особенно остро.

Между тем, и сами ученые признают, что первым шагом в борьбе, например, с сосульками должна стать элементарная починка и утепление крыш. "Нанотехнологии у нас последнее время прилепляют везде, но иногда решение вопроса может быть совсем иным, – уверен физик-теоретик Иван Рыжкин. – Крыши надо просто нормальные делать и хорошую теплоизоляцию. Снег на крышах должен либо сползать весь, либо лежать. Если же он подтаивает – это означает плохую теплоизоляцию чердачных помещений, создается неправильный тепловой режим. Так что ключевое решение в данном случае не в нанотехнологиях, а в обычном строительстве". Но, по-видимому, чиновникам, опять же выгоднее "сэкономить" на теплоизоляции, чтобы потом потребовать денег "на науку". Возможно, такой подход и поможет российским ученым почувствовать себя нужными, но, пожалуй, этим и ограничивается его реальная польза для науки и рядовых граждан.

По материалам сайтов: spb.kp.ru, www.membrana.ru, www.fontanka.ru, inventions.ru, www.izvestia.ru, svpressa.ru, www.mk-piter.ru, www.gzt.ru, www.verholaz.net, www.etag.com.ua, www.medicus.ru.