Spolu s kolegy založil v roce 2019 firmu, zaměřující se na systém detekce a monitoring vlhkosti ve stavbách. U zrodu technologie stál multidisciplinární tým, složený z odborníků Českého vysokého učení technického (ČVUT) Výzkumného centra pro energeticky efektivní budovy (UCEEB). Je to zároveň i svědectví toho, které poukazuje na význam spolupráce výzkumu univerzit a uvedení jejich výsledků do praxe.

Rozhovor s TOMÁŠEM PELIKÁNEM, obchodním ředitelem firmy MoistureGuard s.r.o.

Jak vznikl nápad a probíhal vývoj těchto technologií?

První myšlenka přišla přímo od stavebních firem, které oslovily vědce z Univerzitního centra energeticky efektivních budov (UCEEB) při ČVUT, a ptaly se, zda by mohlo vzniknout nějaké zařízení, které by dávalo pravidelně informace o vlhkosti a teplotě v konstrukcích domů v místech, kam není vidět a kde vlhkost může způsobit velké a finančně nákladné škody.

V té době jsme již měli zkušenosti se systémy na principu měření odběru vody z řádu, které zachytí jen zlomek problémů, které se v domech vyskytují.

Tak vnikl v r. 2015 první ucelený systém pro dlouhodobý monitoring vlhkosti a teploty přímo v konstrukcích MoistureGuard a následující čtyři roky se celá technologie vyvíjela a testovala. V r. 2019 byla založena samostatná společnost MoistureGuard, s.r.o. a do konce roku máme již za sebou přes 300 instalací, pravidelně monitorujeme a vyhodnocujeme přes 2,5 tis. senzorů a odhalili jsme vážný problém již u 14 % instalací.

Technologie tedy pochází z Českého vysokého učení technického (ČVUT) Výzkumného centra pro energeticky efektivní budovy (UCEEB), jsou výsledkem víceletého projektu zaměřeného na efektivní měření vlhkosti a účinky vlhkosti ve dřevě.

Kdo se podílel na celém vývoji?

U zrodu technologie stál multidisciplinární tým z univerzitního centra složený z odborníků na senzoriku a elektroniku společně se specialisty na materiály a dřevěné konstrukce, Jan Včelák, doc. Petr Kuklík, Aleš Vodička, Marek Maška. V další fázi komercializace a upgradu produktu se zapojil do vývoje tým profesionálních programátorů pod vedením Antonína Krále (jeden z hlavních vývojářů platformy ShowMax, což je hlavní konkurence Netflix).

Jak dlouho takový vývoj trvá od nápadu až do podoby komercionalizace?

První prototyp čidel vznikl v průběhu několika měsíců a začal se testovat nejdříve v laboratorním, následně i v reálném prostředí. V následujících letech proběhly první instalace systému a postupné úpravy a vyladění jak senzorů, tak centrálních jednotek a jejich software. Po 4 letech a několika pilotních instalacích byl projekt připraven na komercializaci. V tento okamžik začala namáhavá práce přerodu produktu vyvinutého na akademické půdě v komerční produkt, který umožnuje nasazení v masovém měřítku. Komponenty systému neustále vylepšujeme a testujeme v náročných podmínkách, abychom byli schopni reagovat na nové trendy a zaručit kvalitu našich produktů.

Jak vaše systémy fungují?

Systém MoistureGuard se skládá z několika typů čidel, centrální jednotky a serverů. Čidla mají za úkol měřit teplotně-vlhkostní parametry v konstrukci. Unikátní vlastností našich senzorů je kombinace několika metod měření vlhkosti a teploty. Nabízíme senzory speciálně vyvinuté pro měření vlhkosti v dřevěných konstrukcích i senzory pro měření vlhkosti zděných konstrukcí. Díky kombinaci několika měřících metod jsme schopni detekovat jak rychlé, tak pozvolné nárůsty vlhkosti i lokalizovat místo problému. Všechna čidla jsou propojena kabelem s centrální jednotkou, která data sbírá a zobrazuje. Po připojení jednotky k internetu se data automaticky odesílají na servery. Na serveru jsou data analyzována pomocí algoritmů AI, které automaticky detekují rizikové situace. Náš operátor v případě potvrzení úniku ihned kontaktuje majitele i stavitele domu, aby se předešlo dalším škodám.

Dlouhodobým monitoringem jsme schopni vyhodnotit, zda se vlhkost a teplota v konstrukci pohybují v bezpečném rozsahu. Pokud v konstrukci panují nevyhovující podmínky, hrozí vznik dřevokazných procesů a napadení konstrukce plísněmi a houbami. A právě algoritmy dlouhodobě monitorující konstrukci jsou schopny odhalit nebezpečné situace, které z jednoho měření nemusí být vůbec patrné, nebo jsou ostatními systémy nedetekovatelné.

Vaše systémy fungují na moderních technologiích. Jakých?

Systém byl postaven za použití moderních přístupů microservices, který umožňuje jednoduché škálování kapacity a bezproblémové připojování nových instalací.
Konkrétně můžeme zmínit virtualizační setup Kubernetes v kombinaci s Dokrem, nebo použití technologie pro IoT RabitMQ. Samostatnou kapitolou je potom time series databáze pro zpracování naměřených fyzikálních veličin, a i dalších důležitých informací za použití skvělého kompresní algoritmu Gorilla. Stejně tak bylo dbáno na bezpečnost a zálohování systému.

Je vaše technologie dostupná i pro rodinné domy a jednotlivé domácnosti, nebo se zaměřujete spíše na velké objekty?

Škála objektů, kde najdete systém MoistureGuard, je opravdu široká. Většina běžících systémů je instalována v rodinných domech, ale v portfoliu máme i komerční objekty, jako je hotelový komplex nebo největší dřevostavba ve Slovinsku. Jedná se o třípatrovou budovu obsahující jak kanceláře, tak laboratoře výzkumného centra zabývajícího se právě aplikací obnovitelných materiálů ve stavebnictví. Jako zajímavost můžeme také říci, že monitorujeme historické budovy. Nejčastějším naším klientem jsou právě rodinné domy, které chráníme proti úniku vlhkosti způsobeného jakýmkoliv zdrojem – kondenzace, únava materiálu (např. praskliny ve sprchových koutech, silikony, spoje odpadů a potrubí), ale také proti lidské chybě při výstavbě nebo dodatečné manipulaci.

Kde se vlhkost v domech vyskytuje nejčastěji? Jaké jsou nejčastější příčiny?

Hlavní riziková místa jsou spojena s rozvody vody, ať se jedná o rozvody řádové vody, otopné vody nebo odpady. Z toho plyne, které místnosti jsou nejvíce rizikové v domě – technická místnost (přívod vody do domu, pračka, sušička, bojler, kotel), koupelny a WC (obzvlášť sprchové kouty se žlábky), kuchyň (dřez, myčka), zahradní kohouty. Rizikovými místy jsou ale také vstupní dveře na úrovni venkovního terénu nebo terasy i detaily u okenních parapetů, v jejichž realizaci se dělá nejvíce chyb.

Konkrétní rizika se mohou lišit dle typu domu. Rizikovým místem jsou i konstrukce plochých střech, kde jsou naše senzory také běžně instalovány.

Jak lze proti vlhkosti a plísním a dalším s tím spojeným dopadem bojovat? Jaké jsou další postupy po zjištění takových důsledků a jejich odstraňování?

Na prvním místě je určitě správně navržená konstrukce domu s pečlivě udělanou jak hydroizolací, tak parozábranou. Precizně provedená stavba je základem bezproblémového provozu. I pak ale můžou nastat nehody, které lze jen těžko předvídat. Právě proto je třeba konstrukci monitorovat kontinuálně a případné nehody detekovat již v počátku. V momentě, kdy již k nehodě dojde, je v první řadě nutné odstranit její příčinu a zamezit dalšímu šíření. Navíc senzory MoistureGuard pomůžou problém lokalizovat. V další fázi systém pomůže určit, zda se podmínky v konstrukci samovolně zlepšují, nebo je nutné konstrukci otevřít a začít aktivně vysoušet. I v případě kompletní rekonstrukce je možné sledovat průběh vlhkosti v konstrukci a zjišťovat rychlost vysychání.

Dnes se hodně staví nízkoenergetické domy a využívají přírodní materiály. Jsou více náchylnější na vlhkost?

Riziko je stejné pro všechny domy nezávisle na materiálu a typu domu, ať se jedná o zděné domy či dřevostavby, difuzně otevřené či zavřené. Dnešní doba klade důraz na využití obnovitelných stavebních materiálů, mezi které patří i dřevo, které si i po letech zachovává svůj přírodní charakter, mezi jehož vlastnosti patří i absorpce vody a vlhkosti. Z tohoto důvodu může být dřevěná konstrukce chápána jako více riziková.

Vlhkost zásadně ovlivňuje izolační vlastnosti materiálů používaných u zděných i dřevěných staveb. Na tento problém upozorňují i technické specifikace zateplovacích materiálů. To je dalším důvodem pro dlouhodobý monitoring izolačních vrstev obálky. Vlhká izolace se projeví na zvýšené energetické spotřebě domu na vytápění bez ohledu na typ použitého izolačního materiálu.

Spolupracujete i dále s ČVUT či dalšími vysokými školami?

Ano, naše spolupráce s ČVUT byla vždy velmi úzká, a to nejenom ve vývoji dalších čidel a centrální jednotky, ale hlavně v testování za různých vlhkostních podmínek v klimatických komorách. Náš systém najdete i ve výzkumném projektu v testovacím domě pro Českou zemědělskou univerzitu, i v projektech rakouského výzkumného institutu HolzForschung Center, nebo v budově výzkumného centra InnoRenew CoE ve Slovinsku.

Pokračoval vývoj vašich technologií i přes koronavirovou epidemii, kdy byly přes rok zavřeny i vysoké školy?

Naše společnost byla postavena od začátku na moderním projektovém řízení, které počítalo s home office. Bylo pro nás tedy jednoduché pouze tento přístup rozšířit. Pandemie ale zásadně snížila počet instalací, neboť došlo ke zpomalení stavebního trhu, který na podobnou situaci nebyl schopen rychle reagovat a stále se s dopady zásadně potýká. Aktuálně uvádíme na trh nový produkt zaměřený na rychlé uzavření přívodu vody. Speciální detekce záplavy na principech používaných v datových centrech, které přináší sofistikované technologie do běžných domácností.

Jak si představujete domy a stavby budoucnosti?

Vzhledem k přicházejícím legislativním změnám bude používání obnovitelných stavebních materiálů stále častější. A proto i systémy, které zajišťují jejich dlouhou životnost, budou nezbytnou součástí nových staveb. I z toho důvodu jsou v našich laboratořích vyvíjeny nové produkty, které budou připraveny na přicházející novou dekádu.
Digitalizace stavebního průmyslu je již odstartována.

Foto: Poskytnuto Tomášem Pelikánem

Zdroj: Renáta Lucková