Назначение антиобледенительных систем Антиобледенительные системы, 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. Внедрение антиобледенительных систем на основе нагревательных кабелей при условии правильного проектирования, учитывающего особенности конструкции кровли, 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, повреждение фасадов и водосточных труб. Общие свойства антиобледенительных систем Осадки в виде снега, находясь на кровле, не представляют собой особой опасности. Однако, если создаются условия для плавления снега под действием какого-либо источника тепла, он превращается в воду. Если у образовавшейся талой воды отсутствуют пути для быстрого ухода с кровли, то при наступлении отрицательной температуры она замерзает, превращаясь в лед. Поскольку необходимые условия для плавления (и скорость плавления) у льда и снега весьма различны, при следующем кратковременном и не повсеместном действии источника теплоты возможно не плавление, а, напротив, увеличение ледовой пробки. Такой механизм образования наледи может приводить к образованию ледяных заторов, пробок и сосулек длиной в десятки метров и весом в сотни килограмм. Источниками теплоты являются: 1. Атмосферное тепло. Суточные температуры воздуха колеблются с амплитудой, достигающей 15°С, и при колебаниях в диапазоне от +3–+5°С днем до -6–10°С ночью создаются наиболее благоприятные условия для образования наледи. Весной к ним добавляется излучение солнца. Хотя поверхности снега и льда отражают большую часть падающего на них излучения, даже небольшой налет грязи резко увеличивает коэффициент поглощения. Кроме того, быстро нагреваются оголившиеся участки кровли, и плавление идет с внутренней стороны слоя. Поэтому образование наледи весной идет более интенсивно. 2. Собственное тепловыделение кровли. Тепловыделение имеет место на любой кровле. В минимальной степени оно наблюдается на кровлях с проветриваемым чердаком (холодные кровли). Однако распространившееся в последнее время использование чердачного пространства для проживания (мансарды), или для оборудования технического этажа (где устанавливается большое количество мощного оборудования для отопления, вентиляции и кондиционирования) резко меняет требования к традиционной конструкции кровли, что далеко не всегда учитывается проектировщиками и архитекторами. Недостаточно эффективная теплоизоляция и отсутствие продухов приводят к тому, что под поверхностью лежащего на кровле снега (представляющего собой неплохой теплоизолятор) идет постоянное медленное его плавление, причем этот процесс имеет место на всей поверхности кровли кроме самых ее краев. Такие кровли можно назвать теплыми. Для них характерно образование наледи в более широком диапазоне температур воздуха, что фактически может означать опасность сосулькообразования почти весь холодный сезон (для Москвы). Работа антиобледенительных систем при температурах ниже -15–20°С, как правило, не нужна. Во-первых, при таких температурах не идет образование наледи по первому механизму и резко уменьшается количество влаги по второму. Во-вторых, при этих условиях количество выпадающих осадков в виде снега также уменьшается. В-третьих, на плавление снега и увод влаги по достаточно длинному пути нужны более значительные электрические мощности. При разработке и монтаже антиобледенительной системы надо иметь в виду, что проектировщик должен обеспечить воде, появившейся в результате работы системы, свободный путь вплоть до полного увода с кровли и из водостоков. Существуют также границы установленных мощностей греющей части систем, определенные на основании практики, несоблюдение которых приводит к неработоспособности системы в указанном диапазоне температур, а значительное превышение приводит лишь к перерасходу электрической мощности без какого-либо улучшения работы системы. На горизонтальных частях кровли суммарная удельная мощность на единицу площади поверхности обогреваемой части (лоток, желоб и т.п.) должна составлять не менее 180–250 Вт/кв.м. Линейная мощность нагревательных кабелей в водостоках должна составлять не менее 20–30 Вт на 1 метр длины водостока и увеличивается по мере увеличения длины водостока до 60–70 Вт/м. 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. См. рисунок. 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: 1. Водосточные трубы на всю длину. 2. Водосточные желоба и лотки. 3. Водосточные воронки и зоны вокруг них площадью около 1 м2. 4. Узлы входа желобов в водосточные трубы. 5. Ендовы (линии стыка плоскостей крыши), другие примыкания к плоскости кровли — мансардные окна, фонари, аттики. 6. Водометы и водометные окна в парапетах. 7. Карнизы крыш. 8. Капельники. 9. Поверхности плоских крыш и бетонных водосточных лотков. 10. Дренажные и водосборные лотки в грунте под водосточными трубами. На рисунке приведен пример типовых обогреваемых зон.  1 — водосточные трубы; 2 — водосборные желоба; 3 — водосборные лотки; 4 — воронки; 5 — направляющий лоток; 6 — ендова; 7 — водомет; 8 — карниз; 9 — капельник; 10 — плоская кровля; 11 — площадь водосбора желоба; 12 — площадь входного обогрева. Этапы проектирования Проектирование кабельной системы «Теплоскат» состоит из нескольких этапов: 1. Получение от заказчика чертежей зданий и сооружений с обозначением обогреваемых участков крыши и водостоков, с указанием конкретного назначения проектируемой системы обогрева. 2. Фотосъемка и измерение отдельных фрагментов обогреваемых участков кровли. 3. Классификация этих участков с последующим выделением характерных зон и опасных (сточки зрения накопления снега и образования льда) мест. К опасным местам относятся: Водосточные трубы. Воронки и отметы 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, при необходимости уточняется алгоритм работы системы. 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 силовая питающая сеть и система управления с учетом требований фазирования. 11. Выпускается полный пакет проектной документации, в который входят чертежи раскладки кабельных нагревательных секций, чертежи прокладки силовой и информационной кабельной сети, схемы подключения секций и воронок, систем автоматики, паспорт на систему кабельного обогрева «Теплоскат» 12. Разрабатывается комплект сметной документации, если это предусматривается договором с Заказчиком. Управление системами — основы и аппаратура Алгоритм управления антиобледенительными системами должен соответствовать физическим процессам образования наледи на кровле. В комплект к «крышному» термостату прилагаются датчик температуры наружного воздуха и датчик осадков. Датчик осадков представляет собой элемент с двумя электродами, оснащенный подогревателем весьма малой (5 Вт) мощности. При попадании снега на поверхность датчика, он плавится, а образовавшаяся из снега вода изменяет сопротивление между электродами и система получает сигнал о наличие осадков. В некоторых случаях находят применение датчики присутствия влаги для лотков или водостоков, основанные на том же принципе. Их применение позволяет определить момент ухода воды с горизонтальных частей кровли (лотки и желоба), после чего их можно отключить. Это делает систему весьма экономной в эксплуатации. Требования безопасности Основные требования предъявляются с точки зрения пожаро- и электробезопасности. Для их удовлетворения выполняются несколько требований: 1. В состав системы входят только нагревательные кабели, имеющие соответствующие сертификаты, в т.ч. сертификат пожаробезопасности. 2. Греющая часть системы оснащается УЗО или дифференциальным автоматом с током утечки не более 30 мА (для требований полной электробезопасности — 10 мА). 3. Сложные антиобледенительные системы разбиваются на отдельные части с токами утечки в каждой части, не превышающими определенное значения. Испытания системы и оценка эффективности Испытания антиобледенительных систем можно разделить на две группы: приемо-сдаточные и периодические. Приемо-сдаточные испытания, начинаются с испытаний сопротивления изоляции нагревательных и распределительных кабелей. Проводится тестирование УЗО (или дифференциальных автоматов). Составляются соответствующие протоколы с указанием конкретных значений. Наиболее информативными являются испытания на функционирование, в ходе которых проверяется эффективность работы системы. Следует отметить, что антиобледенительные системы не являются системами мгновенного действия. Они предназначены для работы в ждущем режиме, и включаются сразу при появлении осадков. Если система была включена не в начале сезона и на кровле накопился слой снега, то ей понадобится время от 6 часов до суток для его удаления. Затруднения имеются при сдаче системы в теплое время года. В это время проверяется надлежащее функционирование управляющей аппаратуры, имитируются сигналы с датчиков, проверяется переход систеды в режим включения нагрузки, отключения лотков, а затем и отключения водостоков. Периодические испытания проводятся, как правило, в начале осени для проверки технического состояния системы и подготовки ее к работе. Прежде всего проверяется сопротивление изоляции для выявления поврежденных участков, затем проверяется состояние аппаратуры, проводится ее пробное включение. После проверки настроек терморегуляторов производится рабочее включение системы, и она остается работать в «ждущем» режиме.
|
Состав системы Теплоскат 1. Сопроводительная сеть 2. Нагревательные секции 3. Аксессуары (крепежные элементы, дополнительные материалы) 4. Шкаф управления 5. Датчики Монтаж сопроводительной сети Первым этапом монтажа системы является монтаж сопроводительной сети. В состав сопроводительной сети входит: 1. Силовой кабель и кабель управления; 2. Распределительные коробки; 3. Шкаф управления. Общий порядок монтажа: Установить распределительные коробки в местах указанных в проекте — коробки должны быть доступны для обслуживания в процессе эксплуатации. Между коробками, в соответствии с проектом, проложить силовой кабель и кабель управления. Монтаж нагревательных секций В зависимости от зон обогрева нагревательные секции раскладываются следующим образом: 1. B сливных желобах и подвесных лотках; 2. B ендовах; 3. На капельнике; 4. На кровле; 5. Сливных трубах; 6. Наземных лотках. Общий порядок монтажа Выбрать необходимую нагревательную секцию для данной зоны - в соответствии с проектом и маркировкой на секциях (например СН1). Установить на ней крепежные элементы (по возможности данные работы проводить на земле): в местах установки металлического крепежа для предотвращения повреждения оболочки нагрев. кабеля, подмотать в 2–3 слоя х/б изоляцию (для кабеля марки FSR и FSLe).  Установка металлического зажима: 1 - Нагревательный кабель; 2 - Х/б изоляция; 3 - Зажим СР.ХХ.2-ХХ установить зажим с шагом 250–400 мм и затем обжать их фиксатором.  Установка металлического зажима: 1 - Нагревательный кабель; 2 - Х/б изоляция; 3 - Зажим СР.ХХ.2-ХХ; 4 - Фиксатор установить кронштейны (для желоба), крепящие нагревательную секцию к стенке лотка, с шагом 400–500 мм.  Установка кронштейна для желоба: 1 - Нагревательный кабель; 2 - Х/б изоляция; 3 - Зажим СР.ХХ.2-ХХ; 4 - Фиксатор; 5 - Кронштейн (полоса 05х15хL)  Пример установки металлических зажимов Разложить нагревательную секцию в зоне обогрева согласно схемы раскладки - радиус изгиба кабеля не менее 35 мм для саморегулирующихся и армированного кабелей, не менее 80 мм для бронированного кабеля НБ и не менее 120 мм для бронированного кабеля БНБ. Закрепить нагревательную секцию. Завести монтажные концы нагревательной секции в распределительную коробку согласно проекта.  Крепление нагревательной секции в желобе и подвесном лотке В кронштейнах просверлить отверстия под заклепку. В верхней точке желоба, в месте крепления кронштейна, просверлить отверстие под диаметр заклепки. Закрепить кронштейн к лотку заклепкой, используя для этого заклепочник (нагревательный кабель должен лежать на дне лотка). Закрепить концевую и соединительную муфты секции на стенке желоба в верхней его части с помощью зажима и заклепки, предварительно просверлив отверстие под заклепку на зажиме и желобе. Типовой узел крепления двух ниток саморегулирующихся нагревательных секций в подвесных лотках: 1 - Нагревательный кабель; 2 - Зажим СР.ХХ.2-ХХ; 3 - Полоса 0,5х15хL; 4 - Заклепка 4х12; 5 - Лоток  Монтаж секции начинать от соединительной муфты. Засверлить отверстие в зажимах под диаметр заклепки. Засверлить отверстия в кровле диаметра заклепки. Закрепить зажим с кабелем на кровле с помощью заклепки, предварительно смазав силиконовым герметиком - обеспечить плотное прилегание кабеля к поверхности кровли. Типовой узел крепления двух ниток саморегулирующихся нагревательных секций на капельнике: 1 - Нагревательный кабель; 2 - Зажим СР.ХХ.1-ХХ; 3 - Заклепка 4х12; 4 - Капельник Монтаж нагревательных секций в трубах Замерить фактическую длину трубы: При длине трубы более 6 м нагревательная секции крепится на стальном тросе. Если материал труб - медь, применять трос в полиэтиленовой оболочке. Разложить нагревательную секцию и установить на ней зажимы, отступив от конца нагревательной секции 1–1,5 м. С целью более плавного опускания и защиты от перетирания закрепить на краю основного лотка с помощь заклепки дополнительный лоток - см. рисунок. Опустить секцию в трубу: протягивать с легким натягом, закрепив на конце нагревательной секции груз; при сложной конфигурации трубы опускать в защитном чехле, затем чехол снимается. Закрепить трос: к металлическому парапету, расположенном на кровле или фальцу (обжать медной или стальной втулкой). к скобе типа «флажок» - на заклепку. При наличии сливного лотка разложить на нем нагревательный кабель в 3–5 ниток (в зависимости от размеров лотка и в соответствии с проектом) и закрепить его на лотке на зажимах и заклепках. Разложить кабель в нижней части трубы см. рисунок. снять нижний патрубок водосточной трубы. закрепить при помощи зажимов отмеренную часть секции. согнуть по внутреннему диаметру трубы. установить нижний патрубок и закрепить на нем защитный кожух через заклепки.  Монтаж нагревательных секций на мягкой кровле Способ монтажа: раскладывается на сетке, оцинкованном листе, на резиновой подложке типа Поликров™. Пример раскладки нагревательного кабеля на оцинкованном листе Монтаж датчиков системы  Датчик осадков ДО Крепится на верхней части здания с помощью Г-образного кронштейна в месте удобном для обслуживания. Датчик рекомендуется устанавливать в месте, где бы на него без помех попадали осадки Монтажные концы выводятся в распределительную коробку. Типовой узел крепления датчика осадков: 1 - Датчик осадков; 2 - Монтажные концы датчика осадков в гофрированной трубе; 3 - Кронштейн; 4 - Дюбель, саморез  Датчик воды ДВ Устанавливается на заклепках внутри желоба электродами вверх в месте наиболее вероятного схода воды. Монтажные концы выводятся в распределительную коробку. Типовой узел крепления датчика воды в подвесном лотке: 1 - Датчик воды; 2 - Заклепка 4х12; 3 - Монтажные концы датчика осадков в гофрированной трубе; 4 - Подвесной лоток; 5 - Клей-герметик Датчик температуры ДТ Монтируется в распределительной коробке, которая может крепиться как на самом здании, так и на элементах кровли здания. Для более точного показания температуры окружающего воздуха коробка крепится в наиболее защищенном от солнечных лучей, вне зоны действия вытяжной вентиляции, чердачных продухов и т.п. местах.
|