Системы антиобледенения для кровель

Механизм образования наледей.

Рис.1 Процесс образование наледей и сосулек на теплой крыше: - снег; - вода; - лед; - поток тепла.

Осадки в виде снега не представляют какой-либо опасности, находясь на крыше. В том случае, если под воздействие тепла создаются условия для его таяния, снег превращается в воду. А если у образовавшейся воды отсутствуют пути для своевременного ухода с крыши, при отрицательной температуре она замерзает и превращается в лед. Так как условия для таяния льда и скорость плавления снега отличаются между собой, при последующем воздействии источника теплоты возможно увеличение ледовой пробки. Данный процесс образования наледи может приводить к образованию сосулек до 10 м длиной и весом в сотни килограмм.

Источниками тепла выступают:
- Атмосферное тепло. В случае когда, суточные температуры воздуха колеблются в диапазоне 15 С, то при колебаниях от +3 до +5 С днем и от -6 до -10 С ночью образуются наиболее благоприятные условия для создания наледи. Весной к данным условиям добавляется еще и Солнце. Также, быстро нагреваются оголившиеся участки крыши, и таяние начинается с внутренней стороны слоя. Таким образом, образование наледи весной происходит более интенсивно, чем осенью.
- Собственное тепловыделение кровли. Данный процесс имеет место на любой кровле. В меньшей степени это происходит на крышах с проветриваемым чердаком. Однако в последнее время пользуется популярностью использование чердачного пространства для проживания, или в качестве технического этажа, что резко изменяет требования к конструкции самой кровли. Недостаточно эффективная теплоизоляция способствует тому, что под поверхностью снега, который лежит на поверхности крыши, происходит постоянное капельное таяние снега, причем, по всей поверхности крыши. Такие кровли еще можно назвать теплыми. Для данных конструкций характерно образование наледи в более широком диапазоне температур воздуха. Также это может означать образование сосулек на протяжении почти всего холодного сезона.

Таким образом, на сегодняшний день использование систем антиобледенения на основе греющих кабелей является наиболее распространенным способом борьбы с образованием.

Системы антиобледенения на основе греющих кабелей.

Рис.2 Система антиобледенения на основе греющих кабелей.

При условии правильного проектирования, которое учитывает все особенности кровли, внедрение системы антиобледенения на основе греющих кабелей позволяет избежать образования наледи и обеспечить полную работоспособность системы организованного водостока в весенний и осенний периоды. Причем данный результат будет получен при сравнительно невысокой стоимости и незначительном энергопотреблении.

Рис.3 Процесс монтажа греющих кабелей.

В системах антиобледенения при температурах ниже -18 °...-20 °С, обычно, нет необходимости. Во-первых, при данных температурах не происходит образование наледи по первому способу и резко снижается количество влаги по второму. Во-вторых, при данном температурном режиме количество выпадающего снега также уменьшается.

При монтаже данной системы необходимо обеспечить воде, которая образовывается в результате 'работы' системы, свободный путь полного стока с крыши.

Рис.4 Обогрев ендовы. 1 - Зажим 2 - Секция нагревательная 3 - Кронштейн 4 - Медная полоса.

На основании практики, установлены границы мощностей греющей части систем. Их несоблюдение способствует неэффективному действию оборудования в указанном температурном режиме, а также приводит к перерасходу электрической мощности без какого-либо улучшения работы самой системы. Таким образом:
- удельные мощности греющих кабелей, которые устанавливаются на горизонтальных частях крыши. Суммарная удельная мощность на единицу площади обогреваемой части поверхности должна быть не менее 180-250 Вт/м2;
- удельная мощность греющего кабеля в водостоках – должна соответствовать не менее 25-30 Вт на метр длины водостока и по мере увеличения длины водостока должна увеличиваться до 60-70 Вт/м.

Подытожив выше сказанное, можно сделать следующие выводы:
- Системы антиобледенения необходимы лишь в весенний и осенний периоды, а также во время оттепелей. В холодные же период (-15 – 20С) 'работа' системы не только не нужна, но может и принести вред.
- Систему следует оборудовать датчиком температуры и а также специализированным терморегулятором. Это позволит управлять работой системы и допускать вероятность подстройки параметров температуры с учетом определенных особенностей климатической зоны, расположения, этажности здания и т.д.
- Греющие кабели следует устанавливать на протяжении всего пути следования талой воды, начиная с желобов и лотков, и заканчивая выходами из водостоков, а в случае наличия входов в ливневую канализацию - до коллекторов ниже глубины промерзания.
- Следует придерживаться нормативов установленной мощности греющих кабелей для отдельных частей системы.

Типовые конструктивные решения.

При монтаже кровельных систем антиобледенения основной задачей является: сделать ее эффективной, относительно недорогой, и использовать способы крепления, которые не повреждали бы ответственные узлы кровли, а также не обезображивали внешний вид здания. Одновременно узлы крепления должны быть долговечными, надежными, и не разрушающими оболочку греющих кабелей.

Одним из способов конструирования узлов крепления является использование тех же материалов, что и для самой кровли, или совместимых с ними.

Рис.5 Обогрев снегового кармана.

На рис. 4,5,6 изображены способы укладки греющих и распределительных кабелей на различных узлах скатных кровель. В первую очередь, они применяются к кровлям крытых оцинкованным железом, металлочерепицей и медными листами.

Рис.6 Обогрев водостока с подогреваемой воронкой.

Требования безопасности.

Основными требования к системам антиобледенения предъявляются с точки зрения пожаро- и электробезопасности, для удовлетворения которых необходимо выполнить определенные условия:
- в систему должны быть включены только греющие кабели, которые имеют соответствующие сертификаты. Обычно, это либо негорючие кабели, либо кабели, не поддерживающие горение. Также для их использования в системах антиобледенения требуются рекомендации производителя;
- греющая часть такой системы должна быть оборудована УЗО или дифференциальным автоматом с током утечки не превышающим 30мА (для требований электробезопасности - 10мА);
- сложные системы антиобледенения следует разделять на отдельные участки с токами утечки в каждой части, не превосходящими указанные ранее значения.

Испытания и оценка эффективности.

Испытания систем антиобледенения разделяются на две группы: приемо-сдаточные и периодические.

Первая группа испытаний обычно начинается с испытаний сопротивления изоляции греющих и распределительных кабелей. Осуществляется тестирование УЗО или дифавтоматов. Разрабатываются соответствующие протоколы с указанием определенных значений. Наиболее содержательными являются испытания на функционирование, где проверяется эффективность работы всей системы.

Необходимо отметить, что системы антиобледенения не являются системами быстрого действия. Они рассчитаны на работу в ждущем режиме, и начинают действовать сразу при появлении осадков. В случае если система была включена не вначале сезона, и при этом на крыше уже образовался слой снега, ей потребуется от 6 часов до суток для его удаления.

Сдача системы в теплое время года вызывает определенные затруднения. В данном случае тестируется надлежащая работоспособность управляющей аппаратуры, имитируются сигналы с датчиков, контролируется переход системы в режим включения нагрузки, выключения лотков и отключения водостоков.

Периодические испытания проводятся обычно в начале осени с целью проверки технического состояния системы, а также подготовки ее к работе. Во-первых, проверяется сопротивление изоляции для выявления поврежденных участков. Далее исследуется состояние аппаратуры, проводится ее экспериментальное включение. После проверки настроек терморегуляторов совершается рабочее включение системы, и в дальнейшем она остается работать в режиме ожидания.

Гидрофобные композиции антиобледенения.

Данные композиции не предупреждают образование льда, а способствуют быстрому сходу вновь формируемого водного льда при повторяющихся циклах замерзания-оттаивания, при этом они не позволяют ему образовываться в большие ледяные глыбы и натеки.

Такие гидрофобные композиции наносятся вручную на сухие, чистые поверхности, свободные от жира, ржавчины и т.п. Отвердение композиций осуществляется при температурах выше +5 С.

Покрытия препятствующие обледенению, являются гидроизоляционными, экологически чистыми, антикоррозийными, обладают высокой эластичностью и прочностью, сохраняют высокие физико-механические характеристики в широком диапазоне температур, а также являются стойкими к УФ-облучению и атмосферным осадкам.