Весной и осенью по краям крыш образуются сосульки, скопления льда, смерзшегося снега. Днем растаявшая вода стекает в водостоки, ночью – замерзает. Постепенно это приводит к разрушению элементов кровли, декора фасада. Иногда глыбы льда падают вниз, что опасно для людей и их имущества.
Если не очищать крыши от сосулек и снега, они становятся причинами:
• обрывов желобов под весом льда;
• увеличения нагрузки на крепления, их более быстрого износа;
• повреждений и царапин на трубах при неаккуратной уборке наледи.
Это особенно опасно для сложных крыш с разнообразными внутренними углами, стыками, архитектурными элементами. Разумный выход из подобных ситуаций – кабельный обогрев водостоков и кровли, предотвращающий образование наледи.
К преимуществам своевременного очищения крыш от сосулек относят:
• увеличение срока службы, более эффективную работу водосточных систем;Правильное проектирование обогрева крыши позволяет быть экономным потребителем электроэнергии. Обогрев желобов и водостоков с саморегулирующимся кабелем, терморегуляторами, датчиками температуры помогает эффективно бороться с нежелательными последствиями суровых русских зим. Обычно антиобледенительные системы включают только во время оттепелей или снегопадов, когда температура окружающей среды близка к нулю. Благодаря этому пользователи экономят средства на оплату электричества.
Свойство провода нагреваться и отдавать тепло используют в антиоблединении кровли. Современное оборудование помогает защищать карнизы и водостоки от ежегодных зимних проблем: сосулек, наледи, скоплений снежных масс.
Кабель – основной элемент антиобледенительных систем кровли. Уложенный в водосточной системе, он обеспечивает обогрев стока с крыши и предотвращает ее закупоривание. Установка обогрева, применение снегозадерживающих конструкций помогают предотвратить сход снежных масс. Выпавшие осадки подтаивают, затем безопасно стекают вниз по водосточному желобу.
Для кабельных систем обогрева крыш используют 2 типа проводов.
Кабели постоянной мощности. Имеют постоянное сопротивление по всей длине и фиксированную длину секций.
Саморегулирующиеся кабели. В разных температурных условиях меняют уровень тепловыделения, благодаря этому не перегреваются, не выходят из строя, обеспечивают безопасность и надежность систем. Кабели для обогрева легко нарезать секциями произвольной длины до нескольких десятков метров, они удобны в применении. Предусмотрено плоское сечение для хорошего контакта с поверхностью и уменьшения рассеивания тепла в окружающей среде.
В состав любой кабельной системы обогрева крыши включают нагревательные секции и другие составляющие:
• систему управления,
• крепежные элементы
• систему электропитания.
Система управления состоит из регуляторов, датчиков температуры и наличия осадков. Благодаря ей можно использовать несколько алгоритмов работы электрообогрева с учетом его назначения, погодных условий, пожеланий владельца или арендатора здания.
Крепежные элементы надежно фиксируют провода или секции, не нарушая герметичности кровли. Детали устойчивы к перепадам температур. Крепления в виде металлических полос предотвращают смещение кабеля для обогрева. Все элементы размещают так, чтобы они не были заметны, не меняли внешний вид покрытия.
Система электропитания состоит из оборудования для подвода электричества к нагревательным секциям: распределительных коробок, силовых кабелей, пластиковых или металлических труб, коробов для прокладки сигнальных проводов.
Антиобледенительные системы кровли универсальны – они подходят для конструкций любых типов. Оборудование можно устанавливать на готовых объектах. Для эффективной работы кабели укладывают во всех местах, где чаще всего образуется наледь, и на участках схода растаявшего снега.
Срок службы систем электрообогрева кровли составляет не менее 10 лет. Средняя продолжительность работы установленного оборудования за сезон – около 1,5 месяцев. Благодаря этому затраты на монтаж систем обогрева крыши окупаются всего за 2–3 года. Ежегодное выделение средств из бюджета на механическую очистку снега или профилактический ремонт кровли требует больших вложений, чем обогрев от наледи.
Устройство кровельного электрообогрева отличается простотой, оно не занимает много времени. Правила монтажа зависят от вида обогрева.
Ендовы. Кабели размещают минимум на 2/3 длины ендов в две нитки. В местах, где кровля примыкает к вертикальным стенам, провода тоже укладывают в две нитки.
Карниз. Проводку монтируют вдоль него в 2–3 нитки, если ширина конструкции составляет менее 300 мм. При обогреве карнизов крыш исходят из расчета 250–300 Вт/м². Провод устанавливают в виде змейки. Шаг укладки для мягких кровель равен 35–40 см, на жестких он должен быть кратным рисунку.
Водосборный желоб. На нем размещают не менее двух ниток провода. Суммарная номинальная мощность обогрева желоба водостока на погонный метр составляет от 50 Вт и более.
Капельник. Укладывают 1 или 2 нитки кабеля – это зависит от конструкции капельника.
Водосборные лотки. Расчет обогрева водостоков зависит от размера лотков. При номинальной мощности от 50 Вт/м с шириной лотка 50–100 мм требуется от двух ниток кабеля, от 60 Вт/м с шириной лотка 100–150 мм – не менее двух ниток, от 75 Вт/м с шириной лотка более 150 мм – не менее трех ниток.
Водосточные трубы с воронками. Номинальная мощность зависит от диаметра трубы. Если он составляет до 120 мм, она должна быть равна 25–30 Вт/м, требуется одна нитка кабеля. Для обогрева воронок диаметром более 120 мм используют две нитки провода мощностью 50–60 Вт/м.
Чтобы организовать надежную защиту от ледяных глыб или снежных масс, можно использовать комплект FreezStop Roof. Он предназначен для качественного обогрева кровельных водостоков: труб, лотков, небольших ендов, конструкций для наземного дренажа. Комплект оборудования способствует образованию канала для стока талой воды, предотвращает закупорку трубопровода, удаляет образовавшуюся наледь.
Элементы системы монтируют в пластиковых или стальных водостоках, на крышах из оцинкованного металла, металлочерепицы, металлопрофиля или мягкой черепицы с битумной основой. Если кровля выполнена из цинк-титана или меди, для обогрева наружного водостока используют детали крепежа из тех же материалов.
В состав комплектов марки FreezStop Roof включают:
• саморегулирующийся кабель FreezStop,
• набор КТУ для создания герметичных нагревательных секций,
• перфорированную полосу,
• инструкцию по монтажу и применению,
• упаковочную коробку.
Каждая нагревательная секция состоит из кабеля необходимой длины, силового провода для подсоединения к электропитанию, концевой и соединительных муфт. В зависимости от способа управления, суммарной мощности, удаленности зоны нагрева от источника электроэнергии могут потребоваться промежуточные соединительные коробки или регулирующая аппаратура.
Саморегулирующийся кабель FreezStop изготавливают из двух параллельных медных проводников. Расположенный между ними промежуток заполняют матрицей (полупроводящим составом). Она изменяет свое сопротивление при повышении или понижении температуры объекта.
Система обогрева водостоков желобов саморегулирующимся кабелем обладает следующими характеристиками:
• напряжение питания – 220–240 В,
• максимальная рабочая температура – до +65 °C,
• минимальная температура укладки – до –30 °C,
• линейная мощность – 25 Вт/м,
• диапазон рабочих температур – от –50 °C до +50 °C,
• устойчивость к горению,
• черный цвет внешней оболочки.
Для повышения электробезопасности и защиты полупроводящей матрицы предусмотрена изоляция из термопластичного эластомера (ТПЭ). Поверх него укладывают оплетку из луженой меди и оболочку из ТПЭ. Оболочка имеет следующие свойства:
• устойчивость к ультрафиолетовому излучению, атмосферным осадкам;
• высокую механическую прочность;
• стойкость к перепадам температур.
Эти качества обеспечивает стабильность рабочих параметров, надежность системы в течение всего срока службы – он составляет свыше 25 лет.
Нагрев происходит при прохождении тока через полупроводящую матрицу от одной жилы к другой. Изменение сопротивления матрицы зависит от температуры поверхности, на которой монтируют кабельную систему обогрева крыши. На линейную мощность проводки влияет изменение температурных показателей: при их повышении сопротивление матрицы увеличивается, а мощность уменьшается, и наоборот. Производитель рекомендует использовать кабель совместно с терморегуляторами.
Для начала работы саморегулирующегося оборудования необходимо подключить его к электросети при наступлении первых заморозков и понижении температуры до +5 °С. Антиобледенительная система функционирует в автоматическом режиме: напряжение подается на секции только в те периоды, когда наиболее вероятно образование льда. Если температура окружающей среды находится вне установленного на регуляторе диапазона, электроснабжение прекращается.
Выделяют несколько основных принципов работы.
• Если температура воздуха соответствует выставленному диапазону, но в лотках нет снега или воды, кабель снижает свою мощность.
• Когда выпадают осадки, кабель повышает мощность, чтобы эффективно растапливать снежные массы или наледь.
• При позднем включении системы, если лотки уже заполнились снегом или льдом, эффективность работы оборудования снижается.
Для автоматического управления и снижения потребления электроэнергии используют разные приборы, совместимые с комплектом FreezStop Roof.
• Терморегулятор TP 140 – встраиваемый в стену регулятор рабочей температуры.
• Электронный терморегулятор РТ-330 – устройство для управления нагревом, устанавливаемое в шкафу с креплением на DIN-рейку.
• Повторитель-реле «Roomstat» 190 – прибор для подключения дополнительной нагрузки. Его заказывают дополнительно к комплекту при суммарной мощности системы свыше 3,5 кВт.
Нагревательные секции подключают через отдельный силовой провод с автоматическим выключателем, установленным в распределительном щите. В цепи должно присутствовать устройство защитного отключения (УЗО) с номинальным током срабатывания не более 30 мА.
Проводку для силовых кабелей и проводов электропитания секций выполняют в пластиковых гофрированных или гладких трубах. Также можно использовать металлорукава в штробах или пластиковые короба. По конструкциям с опасностью возгорания в чердачных помещениях силовую проводку и установочные провода прокладывают в стальных трубах.
Терморегуляторы TP 140 встраивают в стену внутри помещений рядом с обогреваемой зоной. Электронный регулятор РТ-330 с креплением на DIN-рейку монтируют в распределительном шкафу. Для этого можно использовать уже установленный распределительный шкаф или новый отдельный шкаф с автоматическим выключателем и УЗО. Вся аппаратура должна размещаться в сухих комнатах, где температура воздуха не опускается ниже +5 °С.
Датчики температуры монтируют на улице. С этой целью используют герметичную пластиковую коробку со степенью защиты от IP44. Коробку с датчиком нельзя оставлять под воздействием прямых солнечных лучей. Провод ведут по гофрированной трубке в заранее подготовленных штробах к месту установки регулятора или по пластиковому коробу.
Максимальная длина кабеля для подключения обогрева крыши к терморегулятору не должна превышать 82 м. Если необходимо использовать провод длиной более 82 м, вместе с регулятором следует установить повторитель-реле.
Во избежание короткого замыкания нельзя соединять между собой токопроводящие жилы. Кабель для обогрева или секцию необходимо защищать от механических нагрузок и растяжения. В противном случае можно повредить оболочку или допустить попадание влаги внутрь. Для заделки концов провода нельзя использовать изоляционную ПВХ-ленту. Производитель запрещает даже кратковременное включение в электрическую сеть нагревательной секции, свернутой в бухту.
Важно обеспечить максимальную безопасность во время установки обогрева крыш от снега:
• проводить все работы на высоте только в сухую безветренную погоду, в светлое время суток;
• надевать обувь с нескользкой подошвой;
• использовать страховку: тросы, пояса;
• не наступать на влажную или скользкую кровлю;
• устанавливать лестницу или строительные леса на ровной поверхности – их необходимо надежно закрепить.
Перед началом монтажа крыша и водостоки должны быть очищены от веток, листвы, мусора. Следует устранить протекания в системе, проверить герметичность кровли, выполнить проверку разуклонки лотков, желобов.
Необходимо правильно определить длину нагревательных секций. Для этого на листе бумаги делают эскиз зон обогрева, уточняя размеры и прорисовывая предварительную раскладку. Следует указать места, где будут находиться соединительная коробка и регулятор. Такая схема подключения желобов и водостоков помогает избегать возможных ошибок.
Для эффективного обогрева водостоков кровли и сохранения работоспособности оборудования в течение всего срока использования перед первым включением и началом каждого сезона выполняют профилактическое обслуживание. Необходимо очистить водосточную систему, крышу, датчики температуры от пыли и накопившегося мусора. Обычно в качестве инструментов применяют мягкие щетки, смоченные в воде.
Для устройства надежной системы изготавливают нагревательную секцию или несколько секций. Их устанавливают в выбранных для этого зонах, затем подводят электропитание по отдельному силовому проводу, имеющему собственный автоматический выключатель.
В подвесном лотке. В него вкладывают перфорированную полосу, потом сгибают по профилю лотка. Необходимо согнуть указанное в проекте количество полос. На них закрепляют нагревательную секцию, которую затем помещают в лотке. Для фиксации полос применяют заклепки. Соединительную и концевую муфты закрепляют в верхней части лотка. Для этого используют полосы или заклепки.
В желобе. Порядок монтажа обогрева крыши будет таким же, как для подвесного лотка.
В водосточной трубе. Внизу, на выпуске трубы важно организовать усиленный обогрев – создать петлю из нагревательной секции. С этой целью снимают нижний патрубок водостока, формируют петлю, скрепляют ее перфорированной полосой. После этого можно установить патрубок на предназначенное ему место, край петли закрепить на его конце.
Чтобы подключить секцию к электропитанию, силовой провод применяют следующим образом:
• токоведущие жилы матрицы – L (фазу) и N (нуль),
• экранирующая оплетка – РЕ (защитное заземление),
• через силовой провод секцию подсоединяют непосредственно к регулятору температуры или автоматическому выключателю.
Для удобства подключения нескольких секций следует использовать соединительную коробку, закрепленную в зоне обогрева. Обычно ее монтируют на стене под кровлей. С одной стороны коробки подключают нагревательные секции, с другой подводят силовой кабель питания.
Если коробку устанавливают в зоне возможного попадания осадков, ее и вводы кабеля делают герметичными. Степень защиты должна быть не менее IP 55. Также важно обеспечить свободный доступ для обслуживания оборудования.
Как правило, дома в частном секторе имеют скатную крышу. Материалом кровли служит металлочерепица.
Для обогрева дома на крыше:
• в каждое углубление металлочерепицы или металлопрофиля укладывают 1 или 2 нитки нагревательного кабеля,
• прикрепляют его к нижней трубе снегозадержания,
• помещают на верхнем элементе трубчатых систем снегозадержания.
Проводку необходимо прокладывать во всех желобах, водостоках и водосточных трубах по периметру кровли. Возможна дополнительная установка обогрева крыши в частном доме в таких проблемных зонах, как ендова или другие элементы со сложной конструкцией. Если по краю кровли нет водосточной трубы и желоба, под крышей подвешивают одну нитку провода – она «обрезает» сосульки.
Как правило, офисные и бизнес-центры, школы, административные здания, многоквартирные дома имеют плоскую кровлю.
Существует ряд принципов обогрева кровли и крыши такой формы.
• Плоский участок вокруг воронки площадью 1 м² должен обогреваться из расчета не менее 250 Вт/м².
• Если архитектором предусмотрено теплое подкровельное помещение, организуют обогрев водосточных воронок, верхней и нижней частей водосточных труб.
• В остальных случаях при обогреве воронок на кровле нагревают трубу по всей ее длине.
На насосно-перекачивающих станциях, нефтебазах, отгрузочных терминалах устанавливают сложные системы измерительных и технологических трубопроводов, резервуаров, зданий, которые необходимо обогревать в холодное время. На нефтеперерабатывающих предприятиях также нельзя допускать замерзания технологических установок, очистных сооружений, транспортных магистралей.
В зимнее время на месторождениях возникают серьезные проблемы при транспортировке нефти, воды, газа, разных технологических жидкостей. Если циркуляция останавливается, любые составы, особенно высоковязкие или парафинистая нефть, замерзают и закупоривают магистрали. Чаще всего это приводит к разрывам труб. Высокая вязкость – причина перегрузок насосных агрегатов, перерасхода электрической энергии.
На промышленных предприятиях необходимо устанавливать оборудование, которое защищает от замерзаний. Промышленный обогрев кровли применяют для поддержания заданных показателей температуры в емкостях и трубопроводах. С помощью кабелей можно защитить от повреждений любые приборы, в том числе во взрывоопасных зонах. Благодаря этому вы сохраните безупречное качество нефтепродуктов и разнообразных технических жидкостей. При этом работа нагревательных лент всегда будет безопасной.
Продукция маркиТеплолюксPROFI, серий VL, VM, VR, VC, VX имеет плоскую форму. Полупроводящую матрицу изготавливают из материалов, меняющих сопротивление при изменении температур. Ее закрепляют между двумя токопроводящими жилами.
Линейная мощность каждой точки нагревательной ленты соответствует температурным условиям. Это позволяет экономить электроэнергию, не допуская перегрева в местах пересечения кабелей. Снаружи матрицу покрывают слоем изоляции из эластомера, оплеткой из луженой медной проволоки. Они обеспечивают надежное заземление и механическую прочность.
Ленты применяют в следующих областях:
• пищевая промышленность;
• электроэнергетика, топливная промышленность;
• черная и цветная металлургия;
• химическая и нефтехимическая промышленность;
• машиностроение и металлообработка;
• лесная, деревообрабатывающая промышленность;
• фермерские хозяйства.
Кабели VM мощностью 11 или 17 Вт/м защищают от замерзания и поддерживают требуемую температуру в трубах малого диаметра, резервуарах небольших размеров, технологическом оборудовании с рабочей температурой не более +65 °C.
Кабели VL имеют мощность 23 или 27 Вт/м. Они предназначены для более интенсивного электрического обогрева кровли и водостоков, чем VM. С их помощью можно защитить от замерзания трубы диаметром до 10 см, компенсировать потери тепла при транспортировке технических жидкостей, прогреть промышленные установки.
Кабели VR подходят для промышленного и архитектурного обогрева. Они имеют мощность 11, 17, 27 или 31 Вт/м. Нагревательные ленты помогают эффективно бороться с обледенением элементов индустриальных конструкций. Оболочку выполняют из эластомера, устойчивого к воде и прямым солнечным лучам. Оболочка из фторполимера надежно защищает от коррозионных химических растворов, паров. Рабочая температура, как и в случаях с VM и VL, не превышает +65 °C.
Кабели VC созданы для использования в жестких условиях. Нагревательные ленты обладают мощностью 17–60 Вт/м. Они работают при температуре до +120 °C, без нагрузки выдерживают показатели до +190 °C. Кабели VC обогревают технологическое оборудование, трубопроводы с нефтепродуктами, предотвращают затвердевание парафинов. Черная оболочка из фторполимера необходима для защиты в коррозионных средах.
Кабели VX по техническим характеристикам напоминают VC, но обладают оболочкой красного цвета. Ее изготавливают из стойкого фторполимера VX-F для работы в химически агрессивных средах: органических растворителях, кислотах, щелочах. Такие ленты позволяют строить простые и эффективные системы электрообогрева кровли. Они имеют широкий диапазон мощностей: 10, 30, 45, 60, 95 Вт/м. Провод не перегревается и не перегорает даже при самопересечении.
Терморегуляторы обеспечивают компенсацию теплопотерь, оптимизацию мощности обогрева благодаря поддержанию необходимой температуры. Модель РTМ-2000относят к универсальным многофункциональным мультипрограммным регуляторам. Она предназначена для измерения температурных показателей, управления процессом поддержания заданных параметров в антиобледенительных системах на открытых площадях. С помощью этого регулятора обогревают производственные здания, трубопроводы, резервуары, организуют разные виды обогрева крыш электрокабелем.
Терморегулятор предлагает 5 алгоритмов управления обогревом. Чтобы выбрать наиболее подходящий вариант, пользуются экранным меню. К преимуществам оборудования относят:
• контроль четырех независимых каналов,Алгоритм «КРОВЛЯ/ДОР» позволяет использовать эту модель для антиоблединения кровли, желобов, лотков, капельников, водостоков с целью их очистки от атмосферных осадков, предотвращения образования наледи. Используя эту программу, также можно удалять лед на открытых площадях.
Большое количество настроек помогает адаптировать терморегулятор к местному климату, чтобы использовать выделяемое тепло с высокой эффективностью. Благодаря этому при обогреве крыш зданий можно экономить до 40% электроэнергии.
Датчики температуры непрерывно измеряют показатели разнообразных неагрессивных сред: воздуха, цементной стяжки. Приборы используют совместно с регуляторами в системах обогрева водостоков, открытых площадей, трубопроводов, резервуаров. Например, можно установить модель TST01. Приборы этой марки имеют разные конструктивные особенности. По типу чувствительного элемента они бывают цифровыми или аналоговыми.
Чтобы избежать разрыва трубопроводов и повреждения поверхностей, в любом здании важно правильно организовать обогрев внутреннего водостока. Это можно сделать с помощью предложенных в статье технологических решений. Уложенные в желоба или трубы кабели будут нагреваться до определенных температур, растапливать снег, не дадут ему скапливаться. Растаявшая наледь в виде воды стечет вниз.
