Использование систем антиобледенения
на основе нагревательных кабелей, при условии правильного проектирования, позволяет: 

• Исключить образование наледи и сосулек при сравнительно невысоких капитальных затратах и незначительном энергопотреблении;
  
• Обеспечить работоспособность системы организованного водостока в течение зимы и межсезонья;
  
• Исключить протечки кровли, повреждение фасадов и водосточных труб.
  
  
  
  

Назначение антиобледенительных систем

Системы антиобледенения кровли и водостоков, появившись в арсенале проектировщиков и строителей зданий и сооружений сравнительно недавно, быстро завоевали признание. Использование таких систем позволяет исключить сколько-нибудь заметное образование наледи в водосточных трубах, желобах, на краю кровли и в других местах ее наиболее вероятного появления.

Появление наледи опасно по нескольким причинам:

• Отрыв достаточно массивных ледовых масс создает реальную опасность для жизни людей и может стать причиной весьма значительного материального ущерба (повреждения автотранспорта, нижележащих архитектурных элементов);
• Повышенная механическая нагрузка на элементы кровли из-за накопления льда приводит к сокращению ее срока службы;
• Задержка воды на поверхности кровли в осенне-весенний период и при оттепелях из-за закрытости водостоков и желобов приводит к протечкам и значительному материальному ущербу; наиболее часто повреждаются жилые этажи непосредственно под кровлей, части фасада здания вблизи водостоков и ендов;
• Необходимость механической очистки кровли, из-за которой резко снижается срок службы кровли.   

Все вышесказанное позволяет сделать несколько общих выводов:

1. Антиобледенительные системы в основном работают в весенне-осенний периоды, а также во время оттепелей. Работа системы в холодный период (-15 - 20°С) не только не нужна, но может быть вредна.

2. Система должна быть оснащена датчиками температуры, осадков и воды и соответствующим специализированным терморегулятором, который скорее можно назвать миниметеостанцией. Он должен управлять работой системы и допускать возможность подстройки параметров температуры с учетом конкретных особенностей климатической зоны, расположения и этажности здания.

3. Нагревательные кабели должны быть установлены на всем пути талой воды, начиная с горизонтальных желобов и лотков, и заканчивая выходами из водостоков, а при наличии входов в ливневую канализацию - вплоть до входа в коллектор ниже глубины промерзания.

4. Должны быть выполнены нормативы установленной мощности нагревательных кабелей для различных частей системы - горизонтальных лотков и желобов, и вертикальных водостоков.

Составные части системы

Антиобледенительная система включает в себя:

1. Греющую часть, состоящую из нагревательных кабелей и аксессуаров для их крепления на кровле, и непосредственно выполняющую задачу перевода осадков в виде снега или инея в воду вплоть до полного их удаления. В состав греющей части могут входить также воронки со встроенным подогревом, элементы снегозадержания, взаимодействующие с нагревательными элементами.

2. Распределительную и информационную сеть, обеспечивающую питание для всех элементов греющей части и проведение информационных сигналов от датчиков до щита системы управления. В состав системы входят силовые и информационные кабели, соответствующие условиям работы на кровле, распределительные коробки и крепежные элементы.

3. Систему управления, содержащую шкаф управления, специальные терморегуляторы, датчики температуры, осадков и воды, пускорегулирующую и защитную аппаратуру, соответствующую мощности системы и классу исполнения шкафа управления.

Типовые обогреваемые зоны

К типовым обогреваемым зонам системы относятся:

• Водосточные трубы на всю длину.
• Водосборные желоба и лотки.
• Водосточные воронки и зоны вокруг них площадью около 1 м² .
• Узлы входа желобов в водосточные трубы.
• Ендовы (линии стыка плоскостей крыши), другие примыкания к плоскости кровли - мансардные окна, парапеты.
• Водометы и водометные окна в парапетах.
• Карнизы крыш.
• Капельники.
• Светопрозрачные кровельные и купольные конструкции. 
• Поверхности плоских крыш и бетонных водосточных лотков.
• Дренажные и водосборные лотки в грунте под водосточными трубами.
  
  

Нагревательные кабели - классификация и особенности

Для обогрева кровли и водостоков применяют два типа нагревательных кабелей - резистивный и саморегулирующийся. Нагревательные кабели - основной элемент антиобледенительных систем, обеспечивающий их эффективность, надежность и удовлетворять следующим требованиям:

• быть стойкими к атмосферным осадкам, солнечной радиации, воздействию отрицательных и положительных температур, которые могут достигать -40°С зимой и +90°С летом
• обладать достаточно высокой механической прочностью, чтобы противостоять нагрузкам от снега и льда
• иметь линейную тепловую мощность, достаточную для эффективного плавления снега (не менее 20 Вт/м)
• отличаться высокими электроизоляционными свойствами, с целью обеспечения электрической безопасности систем.

Тепловыделяющий элемент - специальная тепловыделяющая пластиковая матрица. Очень важная особенность саморегулирующихся кабелей состоит в том, что тепловыделение может изменяться по длине секции в зависимости от локальных теплопотерь. Фактически каждый участок кабеля "приспосабливается" к окружающим именно его внешним условиям - линейное тепловыделение такого кабеля меняется от 6 до 90 Вт/м.

Таким образом, максимум выделения тепла приходится на наиболее холодные участки обогреваемой поверхности. Плоское сечение саморегулирующегося кабеля обеспечивает хороший контакт с поверхностью, что также уменьшает нерациональное расходование тепла. Такие кабели стоят в несколько раз дороже резистивных, но окупают первоначальные расходы в процессе эксплуатации за счет экономии электроэнергии.

Кабель может быть использован произвольными длинами (от 0,2 м до десятков метров), причем резка может производится на объекте. Ограничение накладывается на предельную длину, которая для разных типов кабелей составляет от 50 до 100 м, что для всех типов кровель достаточно. Тепловыделение кабеля в условиях кровли больше номинального в 1.5-2 раза, поскольку во время работы кабель частично погружен в воду.

В системах на основе саморегулирующихся кабелей следует учитывать существенную разницу между пусковым и номинальным токами (от 2 до 3 раз), что должно быть учтено в типах пускорегулирующей аппаратуры и указано в сопроводительной документации на систему. Саморегулирующиеся кабели значительно дороже резистивных, однако при разумном проектировании первоначальная стоимость систем на их основе превышает стоимость систем на резистивных кабелях на 35-50%, при этом необходимо меньше распределительных кабелей и весьма экономно используется греющий кабель. Кроме того, эти системы надежны и экономичны. Антиобледенительные системы на саморегулирующихся кабелях в настоящее время завоевали абсолютное первенство.

Резистивные нагревательные кабели

Тепловыделяющий элемент - металлические жилы, изолированные жестким и теплостойким пластиком. Тепловыделение данного кабеля не зависит от окружающей среды, в которой он работает, и является постоянным на всей длине кабеля, как правило, 20-30 Вт/м.

Резистивные кабели (армированные, бронированные) достаточно хорошо зарекомендовали себя, но имеют ряд важных недостатков. Поставляется такие кабели, как правило, в виде готовых заводских секций. Секции такого кабеля имеют жестко фиксированную длину, в то время как у кровель размеры лотков и длины водостоков весьма разнятся. Указанное свойство делает проектирование кровельных антиобледенительных систем на резистивных кабелях трудоемким и неэффективным, поскольку при установке систем на кровлю даже незначительное отклонение размеров от указанных на чертежах приводит к необходимости корректировки, а иногда даже полному изменению проекта. Следует принимать во внимание и особенности функционирования греющего кабеля на реальной кровле. Потребность в теплоте существенно меняется от одного участка к другому - на горизонтальных участках лотков она имеет одно значение, в водостоках - другое, на капельниках - третье. Теплоотдача резистивного кабеля совершенно одинакова. Это приводит к тому, что на одних участках кабель перегревается, на других - выделяемого им тепла может быть недостаточно для обеспечения удовлетворительного функционирования системы. Кроме того, при эксплуатации резистивного кабеля необходимот следить за тем, чтобы среда вокруг кабелябыла однородной, так как резкое ухудшение условий теплоотдачи (грязь, мусор, опавшие листья) может привести к выходу кабеля из строя. На основании вышеизложенного резистивные кабели, еще несколько лет назад достаточно широко использовавшиеся на кровлях (в том числе и благодаря их дешевизне), сегодня применяются реже.

Этапы проектирования

• Водосточные трубы.
• Воронки и отмёты водосточных труб.
• Желоба и лотки, особенно в зонах примыкания к водосточным воронкам.
• Ендовы (стыки плоскостей разных участков кровли), мансардные окна, фонари.
• Водометы.
• Карнизы крыш.
• Капельники.

4. Определяются высота здания, длина, высота и ширина крыши, уклон кровли, длина и диаметр водосточных труб, длина и размеры лотков, желобов.

5. Разрабатывается техническое задание на проектирование, в котором, исходя из имеющегося опыта и рекомендаций, определяются обогреваемые зоны кровли, задаются удельные мощности обогрева для всех узлов системы; количество ниток и тип нагревательного кабеля.

6. Рассчитывается потребное количество нагревательного кабеля, обогреваемых воронок и общая электрическая мощность системы.

7. Оценивается возможность срыва с поверхности крыши ледяных глыб и сосулек, сползания сугробов снега, намечаются решения по их предупреждению, установки элементов снегозадержания, работающих согласованно с системой антиобледенения.

8. Определяются тип, количество и параметры нагревательных секций и предварительные схемы их раскладки. Уточняются мощностные параметры системы обогрева в целом. Выбираются крепежные элементы из типового набора.

9. Вычерчиваются схемы раскладки нагревательных секций.

10. Проектируются система управления с учетом требований фазирования.

11. Разрабатывается комплект сметной документации, если это предусматривается договором с заказчиком.

Система автоматического управления

Алгоритм управления антиобледенительными системами соответствует физическим процессам образования наледи на кровле. Контроллер, входящий в состав системы, отслеживает температуру окружающей среды, наличие атмосферных осадков и талой воды в водосточной системе, что позволяет включать и выключать систему только в то время, когда существует опасность образования наледи. Обогрев водосточной системы работает при наличии сигнала с датчиков осадков и (или) талой воды в температурном диапазоне от -15 до +15°С (диапазон регулируется).

Распределительная и информационная сети снабжают нагревательные секции электроэнергией и передают сигналы от датчиков к регулирующей аппаратуре, расположенной в шкафу управления. При снижении температуры окружающего воздуха до минус 10-15.°С таяние снега на кровле прекращается, образование наледи не происходит, и система управления автоматически отключает питание нагревательных секций, что позволяет значительно уменьшить затраты на электроэнергию.

Применение датчика присутствия влаги для лотков или водостоков, позволяет контроллеру определить момент ухода воды с горизонтальных частей кровли (лотки и желоба) и отключить систему. Это делает систему весьма экономной в эксплуатации.

Требования по безопасности

Обязательны несколько основных требований:

• В состав системы должны входить только нагревательные кабели, имеющие соответствующие сертификаты, в т.ч. сертификат пожаробезопасности.
• Кабели, устанавливаемые на кровлях, в обязательном порядке должны иметь двухслойную теплостойкую электрическую изоляцию и металлический экран с сопротивлением не более, чем у медной жилы сечением 1 мм² .
• Греющая часть системы оснащается УЗО или дифференциальным автоматом с током утечки не более 30 мА (для требований полной электробезопасности
  - 10 мА).
• Сложные антиобледенительные системы разбиваются на отдельные части с токами утечки в каждой части, не превышающие определенное значения.

Новости компании

 - Магазин Теплокабель
 - Инфракрасные обогреватели
 - Самреги из Франции
 - Кабель для трубопроводов
 - Кровельные воронки

Все новости

Полезная информация

- Жизнь без сосулек
- Мы справимся без соли и лопат
- Этот тёплый и ласковый пол
- Ремонт Тёплого пола


Все статьи

"Промышленный электрообогрев и электроотопление"

Российское периодическое издание, освещающее проблемы проектирования, производства и обслуживания систем электрообогрева и электроотопления промышленного и бытового назначения.
Подробнее...