Долой опасные сосульки!

Шварев М. Долой опасные сосульки! // Строительство и реконструкция . . 5 декабря 2002 (№ 12) . С. 12

Антиобледенительные системы, появились в арсенале проектировщиков, строителей зданий и сооружений сравнительно недавно, но довольно быстро завоевали приманив. Использование таких систем позволяет исключить заметное образование наледи в водосточных трубах, желобах, на краю кровли и в других местах ее наиболее вероятного появления.

В чем состоит опасность

Появление наледи опасно по нескольким причинам. Во-первых, отрыв достаточно массивных ледовых масс создает реальную опасность для жизни людей и может стать причиной весьма значительного материального ущерба (повреждения автотранспорта, нижележащих архитектурных элементов). Во-вторых, повышенная механическая нагрузка на элементы кровли, из-за накопления льда сокращает в дальнейшем срок ее службы. В-третьих, задержка воды на поверхности кровли в осенне-весенний период при оттепелях, из-за закрытости водостоков и желобов, приводит к протечкам и значительному материальному ущербу. При отсутствии системы антиобледенения возникает необходимость механической очистки кровли, то есть очистки вручную, из-за которой резко снижается срок службы кровли.

Конструкции и технические характеристики

Основной элемент антиобледенительной системы ? нагревательный кабель. Именно он обеспечивает эффективность и надежность этих систем. Потому очень важно учитывать технические характеристики и свойства нагревательных кабелей, чтобы правильно их применять. Внедрение антиобледенительных систем на основе нагревательных кабелей, при условии правильного проектирования, учитывающего особенности конструкции кровли, позволяет:

? исключить образование наледи и сосулек при сравнительно невысоких затратах и значительном энергосбережении;

? обеспечить работоспособность системы организованного водостока в течение зимы и межсезонья.

Резистивные кабели

В этих кабелях тепло выделяется нагревательной жилой, окруженной изоляцией, экранами и защитными оболочками. Тепловыделяющий элемент?металлический. Линейное тепловыделение ? от 5 до 30 Вт/м жестко фиксировано самой конструкцией и не зависит от внешних условий.

Особенности применения

Секции кабеля определенной конструкции имеют жестко фиксированную длину, в то время как у кровли размеры лотков и длины водостоков весьма разнятся. Это делает проектирование и монтаж резистивных кабелей достаточно трудоемким. Стоит помнить, что потребность в силе нагревания кабеля существенно меняется в зависимости от участков его расположения. В то же время теплоотдача резистивного кабеля по всей длине одинакова. Это приводит к тому, что на одних участках кабель перегревается, на других ? выделяемого им тепла может быть недостаточно, для обеспечения удовлетворительного функционирования системы. По оценкам специалистов, резистивные кабели постепенно вытесняются другими типами кабелей.

Саморегулирующиеся кабели

В этих кабелях тепло выделяется в полупроводящей пластмассе, заполняющей пространство между двумя токопроводящими жилами. При повышении температуры, сопротивление пластмассы возрастает и тепловыделение падает, благодаря чему создается эффект саморегулирования. Конструкция окружена электроизолирующими защитными оболочками и экранами. Запутываются с одного конца.

Тепловыделяющий элемент ? специальная тепловыделяющая пластиковая матрица. Линейное тепловыделение ? от 6 до 90 Вт/м. Особенность саморегулирующихся кабелей ? изменение тепловыделения по длине секции в зависимости от локальных теплопотерь. Фактически каждый участок кабеля ?приспосабливается? к окружающим его условиям.

Особенности применения

Кабель может быть использован любой длины (от 20 см до десятков метров), причем его резка может производиться, непосредственно на объекте. При использовании саморегулирующихся кабелей необходимо учитывать существенную разницу между пусковыми и номинальными токами (20-30%), это должно быть учтено в типах пускорегулирующей аппаратуры и указано в сопроводительной документации на систему. Саморегулирующиеся кабели дороже резистивных. При разумном проектировании, стоимость (например, антиобледенительной системы крыши) в основе которой лежат саморегулирующиеся кабели превышает стоимость систем резистивных кабелей на 25-40%. С учетом более экономного потребления энергии греющими кабелями, саморегулирующаяся антиобледенительная система довольно быстро окупает себя.

Зональные кабели

Этот вид ? специфическая разновидность резистивных кабелей. Тепло выделяется из нагревательной спирали, имеющей через равные расстояния контакт с двумя токопроводящими жилами, благодаря этому, формируются зоны тепловыделения, соединенные параллельно. Тепловыделяющий элемент ? спирально наложенная на две изолированные токопроводящие жилы проволока из сплава высокого сопротивления. Шаг соединения спирали с токопроводящими жилами ? примерно 1 м. Удельное тепловыделение ? от 15 до 70 Вт/м, жестко фиксировано и не зависит от внешних условий.

Особенности применения

Зональные кабели во многом подобны резистивным, но их можно резать, непосредственно на объекте. Зональные кабели наиболее целесообразно применять на кровлях, в длинных и сверхдлинных водостоках (40 м и более) большого диаметра (200 мм и более), а также в системах, где, по условиям эксплуатации, необходимо абсолютное отсутствие наледи.

Места применения

Специалисты выделяют следующие основные сферы использования систем защиты от замерзания и систем стаивания льда и снега: грунт, трубопровод, крыша.



Грунт

Установка антиобледенительных систем, предназначенных для грунта, по мнению экспертов, считается более легкой технической задачей по сравнению с остальными двумя сферами применения систем. Монтаж систем стаивания снега и льда для ступеней, тротуаров, парков, и т. д., всегда производится под покрытие для того, чтобы проходящий транспорт, своей тяжестью не повредил нагревательный кабель. Специальные нагревательные кабели или нагревательные маты, используемые для уложения в асфальт, имеют способность выдерживать высокую температуру, которая при заливке может достигать +250? С. Требования к выходной мощности могут варьироваться в зависимости от климата и типа установки. Нагревательные кабели могут быть уложены с мощностью 200-400 Вт/мг. Для большинства стран удельной мощности в 300 Вт/м2, вполне достаточно для решения проблемы стаивания.

Трубопровод

Кабельные системы могут использоваться для защиты трубопроводов и резервуаров от разрушительного действия мороза. Сложность проектирования и необходимость подбора различных вариантов кабелей, усложняет процесс установки систем антиобледенения. Нагревательные системы устанавливаются снаружи труб или даже внутри трубопровода, что надежно защищает водопроводы и санитарно-техническое оборудование от замерзания и обеспечивает свободный проток воды или других жидкостей при любой температуре. Для обогрева трубопровода (длиной до 50 км) в последнее время стали использоваться скин-кабели, применяемые в скин-системах. Принцип действия основан на явлении скин-эффекта в ферромагнитном материале на промышленной частоте. Таким образом, тепло выделяется в основном, в стальной трубке, внутри которой расположен изолированный кабель. Благодаря скин-эффекту ток течет по внутренней поверхности трубки, потенциал снаружи отсутствует; запитывание происходит с одного конца. Отсутствие наружного потенциала скин-трубки не требует ее изоляции, и она может, непосредственно привариваться к обогреваемому объекту, что обеспечивает наилучший тепловой контакт. При этом достигается высокая электробезопасность участка.



Крыши

Составные части системы

Установка системы антиобледенения крыш, по мнению специалистов, ? самая сложная работа, с точки зрения ее проектирования и монтажа. Существует достаточно большое количество условий и факторов, которые невозможно учесть: направление ветра, конструкция самой крыши, места скопления снега, нагревание солнцем отдельных участков кровли.

В последние годы антиобледенительные системы крыш (АСК) стали достаточно обыденным элементом зданий и сооружений, начиная от навесов над магазинами и небольших коттеджей и заканчивая крупнейшими зданиями. Это обусловлено, прежде всего, тем, что здания обрели конкретного собственника. Сейчас ремонт протекающих крыш, испорченных фасадов, оборванных лотков и водосточных труб стоит больших денег, поэтому все больше и больше развивается направление по внедрению и использованию антиобледенительных систем. Но некоторые архитекторы при проектировании зданий, видимо, забывают, что в Украине зимой выпадает снег, бывают заморозки и оттепели. В результате чего, в проектируемых сооружениях не предусматривается установка антиобледенительных систем, или же форма кровли имеет довольно сложную конструкцию, требующую значительной перестройки крыши.

Основные слагаемые системы:

? греющая часть, состоящая из нагревательных кабелей и аксессуаров для их крепления на кровле, и непосредственно выполняющая задачу перевода осадков в виде снега или инея в воду вплоть до их полного удаления; в состав греющей части входят также воронки с подогревом, некоторые элементы снегозадержания, взаимодействующие с нагревательными элементами;

? распределительная и информационная сеть, обеспечивающая питание для всех элементов греющей части и проведение информационных сигналов и датчиков до щита системы управления; в состав системы входят силовые и информационные кабели, соответствующие условиям работы на кровле, распределительные коробки и крепежные элементы;

? система управления, содержащая шкаф управления, специальные терморегуляторы, датчики температуры, осадков и воды, пускорегулирующую и защитную аппаратуру, соответствующую мощности системы и классу исполнения шкафа управления.

Режим работы АСК

Главная задача антиобледенительной системы крыши ? обеспечить освобождение лотков и водосточных труб во время снегопада, то есть при температурах от +2?С до 15?С. Работа АСК при температурах ниже -18?С до -20?С, как правило, не нужна. Во-первых, при таких температурах не идет образование наледи. Во-вторых, количество выпадающих осадков в виде снега значительно меньше. При проектировании здания, необходимо сделать правильный расчет установки антиобледенительной системы, ведь вода появившаяся в результате таяния снега и льда, должна иметь свободный путь, вплоть до полного вывода с кровли и из водостоков. Существуют следующие границы установленных мощностей греющих частей АСК, определенные на основе практики:

? линейная мощность нагревательных кабелей, устанавливаемых на горизонтальных частях кровли, должна составлять 180-250 Вт на 1мг площади поверхности обогреваемой части (лоток, желоб и т. д.);

? удельная мощность нагревательного кабеля в водостоках должна составлять 25-30 Вт на 1 метр длины водостока и увеличиваться по мере увеличения длины водостока до 60-70 Вт на 1 метр.

В климатических условиях Украины многие конструкции крыш просто обязаны иметь АСК, начиная от простейших систем при внутренних водостоках, и заканчивая сложнейшими системами при причудливой конфигурации кровли, и множестве водосточных труб.

Интеллектуальные терморегуляторы

На рынке антиобледенительных систем, относительно недавно появились специальные интеллектуальные цифровые датчики для наружных установок. Система управления создана на основе интеллектуального терморегулятора, приводимого в действие с помощью цифровых датчиков. Он, в свою очередь, обеспечивает точное регулирование обогрева, исключая энергопотери в зоне действия системы.

Стоит выделить контроллер ?Теплоскат? (производитель ? Россия), представленный на столичном рынке компанией ?Теплолюкс?. Данный контроллер для систем антиобледенения кровли, водосточных труб, воронок и т. д. позволяет построить наиболее эффективные антиобледенительные системы для зданий и комплексов зданий. ?Теплоскат? имеет следующие положительные характеристики:

? раздельное управление электроподогревом кровли водосточных труб через соответствующие контакты реле;

? возможность управления тепловыми процессами в диапазоне температур от -50?С до +120?С

? возможность дистанционного управления и изменения рабочих параметров;

? удаление внешних датчиков на расстояние до 100 м от прибора;

? &#