Системи Антиобледеніння покрівлі


Системи Антиобледеніння покрівлі 20/10/17

Встановлення системи антиобледеніння - сніготанення покрівлі

 

Системи антилід слугують в якості захисту конструкцій будівель, даху і систем водостоку від обледеніння, накопичення снігу та утворення бурульок, що можуть нести загрозу людському життю і майну у разі падіння. Системи сніготанення забезпечують нормальне функціонування водостічних ринв, труб і сприяють рівномірному таненню снігу та очищенню даху безпечним шляхом, що є запорукою довгої і надійної експлуатації покрівельного матеріалу, а й фасадів та водостічної системи.

 

Призначення системи антиобледеніння

 

В період ожеледиці чи сильного снігопаду доводиться самостійно очищувати чималі поверхні не лише доріжок, майданчиків чи проїзних частин до гаражу, а й дахи, що є клопіткою і важкою працею, а часом і небезпечною. Системи антиобледеніння дозволяють зекономити час та не перейматися за цілісність покрівельного матеріалу, адже система працює автоматично і нагріває поверхні лише при певних умовах. Саме завдяки цьому відпадає потреба в очищенні поверхонь та забезпечується їх самоочищення. Система встановлюється раз і на роки. При цьому вона потребує мінімального догляду та технічного обслуговування.

 

Згідно Державних будівельних норм України (ДБН В.2.5-64.20), системи кабельного електрообігріву покрівель та дахів обов’язково слід встановлювати в:

 

  • адміністративних будівлях і спорудах;
  • системах внутрішнього та зовнішнього водовідведення на висотних будинках;
  • • навчальних, дошкільних і медичних закладах і т.д.;
  • будівлях що примикають до пішохідних тротуарів та проїзних частин.

 

В інших формах власності (приватних: установах, організаціях та підприємствах, дахах будинків і споруд), рекомендується встановлювати системи електрообігріву покрівель відповідно до технічного завдання.

 

В Україні, враховуючи помірний клімат з м’якою зимою, системи антиобледеніння успішно вирішують своє першочергове завдання, відведення талих вод з покрівлі навіть при мінусових температурах повітря навколишнього середовища.

 

Правильно запроектована і встановлена система обігріву забезпечує:

 

  • зниження ризиків травмування та загибель людей;
  • цілісність даху, водостічної системи та конструктивних елементів покрівлі і фасаду;
  • в результаті зменшуються витрати на утримання об’єктів (залучення спеціальної техніки та спорядження) в зимовий період, ремонт або заміну водостічної системи та елементів покрівлі.

 

На необлаштованих дахах, накопичується сніг який при різких коливаннях зовнішньої температури повітря тане і перетворюється на лід. За короткий проміжок часу крига на покрівлі накопичується у вигляді глиби льоду. Такі нагромадження псують не тільки покрівлю, фасад і водостічну систему, а й несуть загрозу життю людей.

 

Основною причиною намерзання льоду та утворення бурульок на частинах покрівлі є – перепад температур елементів покрівлі і топлення снігу через значні тепловтрати даху.

 

Розрізняють наступні основні умови танення снігу на дахах, з можливим утворенням криги (полою) на елементах і частинах покрівлі з обмерзанням водостічної системи:

 

  • нагрівання сонцем покрівлі під різними кутами;
  • відсутність вентиляції даху (прошарку під покриттям);
  • різке коливання температур навколишнього середовища (від плюсової до мінусової);
  • недостатня термоізоляція даху (значні тепловтрати через покриття);
  • наявність тепловиділяючого обладнання на технічному поверсі (горищі);
  • наявність мансарди на будинках вище 70 метрів.

 

Розрахунок і проектування систем електрообігріву

 

При розрахунку і підбору обладнання системи антиобледеніння, в першу чергу необхідно визначити тип і класифікацію покриття даху. Класифікація покрівлі визначається за рівнем тепловтрат, від яких залежить розрахункова потужність системи та місце розташування нагрівальних елементів.

 

Розрізняють три типи дахів:

 

  • холодний;
  • теплий;
  • гарячий.

 

Холодний дах – це добре термоізольований дах, з низьким рівнем тепловтрат. До таких типів відносяться сучасні будівлі з якісно встановленою термоізоляцією. Танення снігу, на таких покрівлях відбувається переважно в період відлиги, або тільки під дією сонця (приблизно при температурі навколишнього середовища, від + 5°С до – 5°С). Встановлюється нагрівальний елемент переважно тільки в системі водовідведення (водостічна ринва, труба, капельник та розжолобок), такі системи не потребують закладення додаткової потужності для танення снігу.

 

Теплий дах – це недостатньо термоізольований дах, в якого відбувається підвищений рівень тепловтрат. До такого типу відносяться дахи старих будівель з теплим горищем, також, підвищенні тепловтрати спостерігаються і на сучасних дахах з неякісно встановленою термоізоляцією. Танення снігу на теплих покрівлях відбувається при низьких температурах навколишнього середовища, від +7°С до -10°С.

На дахах які відносяться до другого типу, раціонально застосовувати саморегулюючий кабель для обігріву водостічної системи, інші елементи та ділянки покрівлі (край покрівлі, карниз, водостічні жолоба, розжолобок і т. д.) розраховуються на базі резистивних нагрівальних кабелів. Для відводу талої води на теплих покрівлях необхідно встановлювати системи середньої потужності. Керування систем антиобледеніння на теплих дахах потрібно забезпечити згідно технічних умов експлуатації (включення при мінусових температурах в автоматичному режимі).

 

Гарячий дах – це не утеплений або погано термоізольований дах. Спостерігаються такі дахи в житлових будинках з мансардними приміщеннями, а також в адміністративних будівлях, в яких на технічному поверсі (горищі) розташоване тепловиділяюче обладнання, установки кондиціонування, опалення тощо, внаслідок чого підтримується постійна висока температура повітря. Танення снігу відбувається за рахунок значних тепловтрат навіть при дуже низьких температурах навколишнього середовища (нижче -15 та -20°С).

 

Одним із інженерних рішень, вирішення проблем обледеніння покрівлі на гарячих дахах є якісне утеплення покрівлі термоізоляцією. Рішення на застосування антикригових систем на таких дахах має бути виважене та обгрунтоване. Встановлюються на гарячих дахах максимально потужні системи антиобледеніння, з відповідною до технічних умов експлуатації автоматичною системою управління.

 

Застосування системи обігріву

 

На кожній покрівлі є ділянки та конструктивні елементи, де в місцях водовідведення накопичуються опади у вигляді снігу (дощу). При різких коливаннях температури повітря сніг тане, а потім перетворюються на лід (який накопичується у вигляді звисаючих бурульок), що в подальшому несе загрозу пішоходам, руйнує фасад будівлі, водостічну систему, зовнішнє покриття даху, що загрожує протіканням технічного поверху (квартир).

 

Встановлені нагрівальні кабелі шляхом прогріву поверхні (покрівлі, окремих ділянок даху, системи водовідведення та інших конструктивних елементів) створюють шляхи (навіть при мінусових температурах), для проходження талої води з даху до зливу каналізації або водозбірних споруд.

 

До таких місць проходження талих вод відносяться наступні ділянки та елементи покрівлі:

 

  • карниз покрівлі, прикарнизний жолоб, підвісний жолоб;
  • водостічна труба;
  • водоприймальна воронка (на плоскому даху);
  • єндова (розжолобок);
  • мансардні вікна, ділянки біля снігозатримувачів та інші плоскі конструкції покрівлі в яких можливе накопичення осадів.

 

Розрахунок потужності системи антиобледеніння, залежить від типу даху і поставлених завдань, які необхідно виконати для відводу талої води (що забезпечує цілісність покрівлі та безпеку перехожих):

 

  • в холодному даху обігріваються тільки водостічні лотки, труби та при необхідності розжолобок (потужність розраховується в залежності від діаметру водостоків на один метр погонний від 60 до 150 Вт);
  • в теплому даху обігріваються додатково із водостічною системою – кромка даху, прикарнизні жолоба, єндови (розжолобок) з розрахунковою потужністю 300 – 400 Вт на метр квадратний;
  • в гарячому даху встановлюється максимально потужна система для обігріву місць збору та відведення опадів з розрахунковою потужністю 400 – 600 Вт на метр квадратний.

 

Ділянки покрівлі з водовідведенням >300мм (карниз – край покрівлі, єндови або розжолобок, водозбірні лотки, водозбірні воронки та труби водовідведення) необхідно обігрівати з достатнім запасом потужності, щоб забезпечити належну роботу системи в період автоматичного включення, при випадінні опадів в мінусову температуру повітря.

 

В залежності від різноспрямованості скатів та інших конструктивних особливостей даху, електрообігрів на покрівлі може складатися з декількох зон, які об’єднуються в єдину систему за допомогою сполучних коробок. Монтаж нагрівальних елементів виконується переважно смугами з розрахунковою шириною на всю довжину зони обігріву. Нагрівальний кабель фіксується за допомогою спеціальних кріпильних елементів які необхідно приклеювати до поверхні покрівлі щоб не порушувати її цілісність.

 

У зовнішніх водостічних системах, найбільш вразливими до обмерзання вважаються нижні та верхні частини водостоку. Зазвичай льодові бар’єри у водостічній системі утворюються внаслідок природного або штучного танення снігу. При коливаннях температури навколишнього середовища тала вода, що стікає в прийомну воронку, замерзає, швидко накопичується та переростає в обледеніння. Внаслідок руху повітря, що входить в трубу за рахунок конвекції, переохолоджується її нижня частина, де може утворитися льодяна пробка, закупоривши витікання талої води. Тому, при монтажу нагрівального кабелю в трубах висотою більше трьох метрів, необхідно посилено обігрівати прийомну воронку (верх) та місця витоку талої води (низ водостічної труби).

 

Важливий момент!

  • Із часом водостічні труби забиваються різного роду сміттям – листям, мохом і тому подібним. Це може спричинити перегрів кабелю та його вихід із ладу, саме тому перед першими заморозками варто перевірити труби на наявність сміттєвих накопичень і при потребі очистити їх.
  • Також, нагрівальні кабелі потрібно захистити від механічних ушкоджень, що можуть виникнути на краях водостоків чи біля гострих країв покрівельного матеріалу.

 

В розжолобках, або як їх ще називають ендови, є загроза великого накопичення снігу і обледеніння, тому кабель у них встановлюється рівномірно із розрахунком необхідної потужності на метр квадратний.

 

Принцип роботи системи сніготанення ідентичний до електричної «теплої підлоги». В зовнішніх антикригових системах застосовуються два види нагрівальних кабелів:

 

  • пасивний із постійною потужністю (резистивний);
  • активний (саморегулюючий), який в залежності від температури навколишнього середовища буде змінювати свій питомий опір.

 

Одною із переваг резистивного елементу є його постійна потужність, простота монтажу і низький ризик можливих пошкоджень кабелю фурнітурою для кріплення. Однак, застосовувати нагрівальний кабель краще на дахах із несучою металевою системою та вогнестійким утеплювачем. Якщо ж дах має конструктивні дерев’яні елементи, слід подбати про додаткові заходи електобезпеки, а для силової частини необхідно використовувати пожежобезпечні класи кабелів з прокладанням трас в локалізуючій оболонці.

 

Будова саморегулюючого кабелю є дещо складнішою. Тут нагрівальним елементом служить напівпровідникова полімерна матриця, що розташовується між двома струмопровідними жилами. Ефективність такого нагрівального кабелю в рази вища, адже в залежності від погодних умов потужність споживання змінюється (такі нагрівальні елементи називають розумними кабелями). Щоправда його вартість теж більша.

 

Монтаж системи антиобледеніння

 

Системи антиобледеніння можуть мати як відкриту, так і приховану систему монтажу. Відкритий тип характеризується тим, що його легше монтувати і він майже не залежить від конструкції даху. Але слід враховувати, що покрівельний матеріал не можна свердлити, або ж піддавати іншим механічним впливам, тому кріплення самого кабелю може бути доволі умовним. Проте використання довгих пластин, спиць із вушком та інших спеціальних елементів, що кріпляться до обрешітки, можуть надійно підтримувати кабель і не шкодити покриттю даху.

 

Рем-Груп Сервіс рекомендує: разом із системою антиобледеніння варто встановити систему снігозатримувачів. Це не лише сприятиме кращому сніготаненню, а й забезпечить надійнішу роботу кабелю.

 

Частіше за все, приховані системи антилід плівкові. Рідше, коли установка системи передбачена ще на етапі монтажу самого даху, кабель вкладають на підготовлену поверхню між дошками обрешітки. Усі нагрівальні елементи системи ізолюються від зовнішніх впливів і мають більший експлуатаційний строк та кращий естетичний вигляд.

 

Для закріплення нагрівального кабелю можуть використовуватись не лише вищезгадані спиці із вушками, а й розтяжки, монтажні планки чи хімічна фіксація кронштейнів. Вибір того чи іншого кріплення напряму пов’язаний із типом покрівельного матеріалу.

А от для кріплень кабелю у водостічних ринвах використовують фіксатори у вигляді дуг, які за допомогою спеціальних застібок кріпляться до стінок труби.

 

У вертикальні труби, резистивний нагрівальний кабель набирається на трос (використовується трос в ПВХ ізоляції з мідним, або алюмінієвим кріпленням) який запускається в трубу, також допускається використання оцинкованого або нержавіючого ланцюга. Вгорі використовується кріпильний елемент з підвіски та сталевої спиці, або на інший фіксатор.

 

Один з найважливіших етапів в установці системи антиобледеніння – це збір приладу комунікації та автоматики, і розгалуження кабелів живлення. Виділяють дві частини контуру – теплу та холодну. До теплої належить нагрівальний кабель (резистивний або саморегулюючий), до холодної – мідний дріт, який може складатися із багатодротових, або однієї моно жили зі спіненою вініловою ізоляцією.

 

Холодні дроти розміщують у ПВХ гофру (металева труба, металорукав, негорючі класи гофротруби), яка є стійкою до ультрафіолетового випромінювання і різкої зміни температури. На об’єкт нагрівальний кабель постачається у вигляді готових секцій або як відрізний нагрівальний елемент. У відрізних кабелів для з’єднання холодної та теплої зони використовують установку з ізолюючих мідних гільз, які потім герметизуються спеціальною термозбіжною муфтою. Силові кабелі прокладаються по стіні чи карнизу будинку до розподільної коробки, де комутуються із силовими блоком управління системою.

 

Керування системою антилід

 

Датчики температури та вологості повітря є основою системи із автоматичним режимом керування.

Температурний датчик кріпиться на північній стіні будинку та з’єднується із блоком управління за допомогою сигнального проводу. Інколи використовується два датчики температури, де другий встановлюють під покрівлею в місцях розташування нагрівального кабелю. Це спрямовано на обмеження граничної температури нагріву та економію електроенергії.

 

Датчик вологості розміщується в місцях максимального скупчення снігу, або в секції водостоку. На великих площах покрівлі для раціонального та економічного використання системи антиобледеніння і сніготанення доцільно встановлювати декілька датчиків вологості. Принцип роботи датчику заснований на тому, аби вмикати систему обігріву покрівлі під час опадів, та вимикати коли вони закінчуються (нагрівальний кабель стопить сніг). Для активних саморегулюючих кабелів контроль температури не є необхідним.

 

Блок управління це – комплекс пристроїв до складу якого входять контролер (релейна група), силові та захисні модульні прилади. Разом із тим, систему електрообігріву потрібно забезпечити приладом автоматичної стабілізації напруги живлення (захист від коливань пониженої або підвищеної напруги).

 

Підключення системи обігріву

 

Існує кілька схем підключення нагрівального кабелю та регулятора системи обігріву до мережі електроживлення. Нижче Ви можете із ними ознайомитись:

  • підключення до мережі 220 V виконується на об’єктах, де задіяні системи обігріву незначної потужності;
  • підключення до мережі 380 V виконується переважно на промислових об’єктах, де встановлюються системи обігріву великої потужності.

 

Експлуатація системи антилід

 

В теплий період система обігріву повністю вимикається.

 

А перед початком похолодань варто перевірити водостоки та дах на наявність забруднення і при необхідності очистити нагрівальний кабель від сміття. Перед запуском системи необхідно провести лабораторні заміри та випробування нагрівальної і силової частини, виконати перевірку захисних провідників на цілісність (видима зовнішня оболонка кабелів не повинна бути пошкоджена). Також потрібно провести випробування захисної частини блоку управління, на спрацювання захисту при струму витоку та короткому замиканню.

 

Після успішного проведення електричних випробувань виконується пробне включення системи. Якщо температурний датчик, та датчик вологості налаштовані правильно, то можна вводити в експлуатацію систему антиобледеніння залишивши її у режимі активного очікування.

 

Варто зазначити, що очищення нагрівального кабелю, кріплень та холодних дротів гострими предметами є недопустимим, оскільки можна не тільки пошкодити саму систему, а й нашкодити власному здоров’ю.

 

Встановлена система антиобледеніння даху доволі швидко окуплює себе, якщо врахувати витрати на очищення покрівлі та прибудинкової території.

Якщо ж взяти до уваги ще й той момент, що сильне накопичення снігу може спричинити ушкодження даху та майна, то облаштування системи може подовжити строк експлуатації покрівельного матеріалу та вберегти здоров’я перехожих.