Назначение систем обогрева

Системы для стаивания снега и льда предназначены для защиты конструкций здания, кровли и водосточных труб от повреждений в зимний период, а так же от образования сосулек и связанной с ними опасностью падения на людей и транспортные средства. Благодаря системам снеготаяния стало возможным предохранять фасады, желоба и водостоки от разрушения, тем самым сохраняя эстетичный внешний вид здания на протяжении всего периода эксплуатации.

В отличие от традиционных способов очистки кровли и наружных площадей от снега и льда, когда необходимо постоянно вручную удалять снег и сосульки с кровли зданий, системы для стаивания снега и льда незаметны и работают полностью автоматически. Это позволяет экономить не только на трудовых ресурсах, но и на ремонте кровли, водостоков, фасада здания. С помощью датчиков температуры и влажности системы включаются и отключаются, тратя ровно столько энергии, сколько необходимо. Системы для стаивания снега и льда служат годами, не требуя новых вложений. Требуется лишь профилактическое обслуживание перед началом зимнего сезона. Установив такую систему однажды, можно практически о ней не заботиться.

Опыт эксплуатации систем снеготаяния показывает, что при правильном расчете параметров и выборе комплектующих, система на правильно спроектированной конструкции крыши работает только во время снегопадов или оттепелей при температуре, близкой к нулю. Количество таких дней в году в обычно не превышает 40 - 50. Исходя из этих данных, можно приблизительно оценить расход электроэнергии при известной установленной мощности. Например, оборудование для "средней" крыши с периметром около 100 м и высотой здания 20 м (5 этажей) имеет установочную мощность примерно 20 кВт. Усредненный расход электроэнергии за зимний сезон составляет 15-18 тыс. кВт/час. Если сравнить стоимость электроэнергии и стоимость текущих работ по очистке крыши от снега и льда, стоимость профилактического ремонта поврежденных элементов кровли, водостоков, фасада, можно сделать вывод в пользу выбора кабельных систем снеготаяния.

Причины образования льда

Для начала рассмотрим причину появления на кровле наледи и сосулек. В случае типичной конструкции крыши с чердаком, тепло, поступая через верхнее перекрытие и чердачное пространство достигает кровли. Происходит ее нагрев, что даже при отрицательных температурах наружного воздуха приводит к положительной температуре на поверхности самой кровли. В результате происходит таяние снега на центральной части кровли, и талая вода под слоем снега стекает в водосток, который лишен «паразитного» подогрева. В холодном водостоке вода замерзает, образуя ледяной валик. В дальнейшем вода переливается через ледяной валик и замерзает на краю кровли, образуя сосульки.

Задача системы снеготаяния состоит в том, чтобы освободить путь стока талой воды и сопроводить ее до нижнего среза водосточных труб при любой температуре наружного воздуха. Система снеготаяния должна работать до тех пор, пока существует вероятность образования сосулек, то есть пока не прекратится таяние на кровле. Процесс таяния на кровле идет в зависимости от конструкции кровли, количества "паразитного" тепла, температуры наружного воздуха, влажности, силы ветра и целого ряда других специфических факторов. Возможна ситуация, когда на кровле идет процесс таяния, но наледь и сосульки не образуются из-за положительной температуры наружного воздуха. Отсюда вытекает алгоритм работы системы управления, которая с помощью датчиков температуры и влажности отслеживает все возможные ситуации и включает подогрев кровли в необходимые промежутки времени, не тратя электроэнергию напрасно, поскольку полная мощность системы может достигать нескольких десятков киловатт.

Выбор мощности

Основной фактор, влияющий на подбор необходимой мощности - количество "паразитного" тепла, проникающего под кровлю через верхние перекрытия. Его крайне сложно измерить или определить расчетным путем, к тому же оно изменяется в течение всего зимнего сезона.

Второй фактор - разнообразие конструкций кровли и водостоков, поэтому в каждом конкретном случае необходим индивидуальный подход и расчет. Наиболее распространенный тип крыш - это металлическая кровля на деревянной обрешетке, при этом горизонтальная часть водостока образована водоотбойником с разуклонкой к водосточным трубам. Второй тип крыш - с подвесным желобом под свесом кровли. Распространены и практически плоские крыши с водостоком внутри здания.

Исходя из теплового режима, крыши можно условно разделить на три типа:

- "холодная крыша". Это хорошо изолированная крыша с низким уровнем теплопотерь через верхние перекрытия, часто с проветриваемым подкровельным пространством. Снег начинает таять, как правило, только на солнце. При этом минимальная температура таяния - не ниже - 50 С. Мощность системы снеготаяния для такой крыши должна быть минимальной.

- "теплая крыша". Это плохо изолированная крыша. На таких крышах снег тает и при низких отрицательных температурах воздуха. Талая вода стекает вниз к водостокам, где замерзает и образует ледяной валик и сосульки. Минимальная температура таяния - до -10°С. К этому типу относят большинство крыш старых административных и жилых зданий. Для такой крыши необходима более мощная система снеготаяния, чем в первом случае.

- "горячая крыша". Это очень плохо изолированная крыша, у которой чердак используется в технических целях - например для разводки систем отопления или как жилое помещение. На таких крышах снег тает и при очень низких отрицательных температурах воздуха (ниже - 10°С). В этом случае проектирование системы снеготаяния представляет значительные трудности, а ее эксплуатация в дальнейшем сопряжена со значительным расходом электроэнергии. Для "горячих крыш" есть смысл сначала попытаться уменьшить количество "паразитного" тепла, утеплив верхние перекрытия, расположенные на чердаке коммуникации и затем устанавливать систему антиобледенения.

Монтаж

Для надежного закрепления кабеля с шагом в соответствии с расчетами, в процессе укладки применяется специальная монтажная лента с шагом крепления кабеля 2.5 см. Возможно закрепление линий нагревательного кабеля на сетке с помощью хомутов. В этом случае необходимо аккуратно затягивать хомуты, чтобы не пережать нагревательный кабель, в противном случае в этом месте возможен его перегрев, и последующий выход кабеля из строя.

Желоб

Горизонтальная часть водостока - желоб, может быть подвесным или составлять элемент конструкции свеса кровли, так называемый водоотбойник. Кабель укладывается "дорожкой" в несколько параллельных линий в подвесной желоб или вдоль водоотбойника.

Для "холодной крыши" и подвесных желобов диаметром 100 - 120 мм обычно достаточно двух линий кабеля (28 Вт/пог.м)общей мощностью 50 - 60 Вт/м. При больших диаметрах желоба количество линий возрастает до 4 - 5. Для "теплой крыши" общая погонная мощность возрастает до 80-100 Вт/м.

Закрепление линий нагревательного кабеля в желобах и вдоль водоотбойника обычно осуществляют специальными пластиковыми креплениями либо с помощью отрезков специальной нержавеющей монтажной ленты. Шаг между креплениями или отрезками ленты обычно составляет 250 - 350 мм.

Водосточная труба

Вертикальная часть водостока - водосточные трубы - наиболее ответственная часть всей системы организованного водостока. В них из-за перепада высот и интенсивных конвекционных потоков происходит перераспределение тепла по всей высоте труб - нижняя часть труб охлаждается из-за притока холодного воздуха, а верхняя нагревается. Чтобы устранить такой перепад нижнюю часть трубы дополнительно подогревают увеличением числа витков кабеля в нижней части трубы. Часто водосточные трубы сразу уходят в ливневую канализацию, в таком случае подогревать трубу необходимо до точки промерзания земли для данной местности. В случае, когда водосточные трубы проходят внутри здания через теплые помещения, обогрев необходим только в верхней части труб от входной воронки до теплых помещений.

Закрепление линий нагревательного кабеля в водосточных трубах осуществляют при помощи специального крепления, состоящего из металлического троса диаметром 2.5мм в ПВХ-оплетке и, прикрепленными к нему, алюминиевые или медные зажимы. Необходимо следить за тем, чтобы при установке линии кабеля не соприкасались и не переплетались между собой. Шаг между креплениями или отрезками монтажной ленты обычно составляет 200 - 250 мм.

Ендова

Ендова - это внутренний угол на поверхности кровли. В таких местах наиболее вероятно скопление большого количества снега, который, подтаивая и уплотняясь, превращается в снежно-ледовый пласт. При оттепели или при наступлении весны такой пласт может сорваться с кровли целиком, представляя серьезную опасность для конструкции кровли, а так же людей и автомобилей внизу. Закреплениелиний нагревательного кабеля в ендовах осуществляют аналогично установке вдоль водоотбойника с помощью отрезков специальной нержавеющей монтажной ленты.

В случае отсутствия организованного водостока на кровле для предотвращения образования сосулек необходимо подогревать свес кровли. Кабель устанавливается петлями дорожкой шириной до 50 см. Обычно петли нагревательного кабеля закрепляются с помощью специальной нержавеющей монтажной ленты, линии которой параллельны свесу кровли. Установленный на кровле нагревательный кабель необходимо защитить от механических повреждений. Основной способ защиты - устройство на кровле снегоотбойника. Как правило, кровельные фирмы предоставляют услуги по монтажу различных систем снегоотбойников в комплексе с различными типами конструкций кровли.