• Каталог продукции

Конец ледникового периода

Огромные шапки снега и гигантские сосульки – привычное зимнее "украшение" как городских, так и сельских домов. Освобождение крыш от снежных и ледяных доспехов – дело трудоемкое и небезопасное. К счастью, современные технологии помогли справиться с этой вековой проблемой.

Кто виноват и что делать?
Поздняя осень,  ранняя весна и зимние оттепели – самое трудное  время для кровель. В этот период суточные  перепады температур могут достигать 15 ^oC .  Днем воздух прогревается до +3- +5 ^oC, а ночью наступает похолодание до –6 – 10 ^oC. Атмосферные осадки в виде дождя и мокрого снега замерзают на карнизах, в ендовах, а также в водосточных желобах и трубах. В результате образуются ледяные заторы, пробки и сосульки. Наледи нарушают кровельное покрытие и могут стать причиной протечек. Кроме того, деформируются водостоки, а в особо серьезных случаях  вовсе срываются массами льда. Во время весеннего таяния вода, сталкиваясь с ледяными заторами и пробками, выплескивается на наружные стены, что вызывает порчу отделки фасадов.   И, наконец, наледи провоцируют лавинообразный сход снега, который наравне с падающими сосульками представляет реальную угрозу здоровью и жизни обитателей дома.

Заметим, что в меньшей степени обледенению подвержены крыши с  холодным и проветриваемым чердаком, а также хорошо утепленные кровли над жилой мансардой. Однако при недостаточной теплоизоляции кровельного покрытия через крышу происходит значительные потери внутреннего тепла. В результате снег на теплых скатах подтаивает даже в морозную погоду. Талая вода, стекая, замерзает на холодных карнизах и в водостоках.

До середины прошлого века от масс льда избавлялись только с помощью лопаты и лома. В пятидесятых годах в скандинавских странах для устранения наледей стали использовать антиобледенительные системы на основе нагревательных кабелей, получившие в наши дни широкое распространение в странах с холодным климатом, в том числе и в России. В состав таких систем входят помимо греющей,  распределительная и информационная сети, а также блок автоматического управления.

Активное тепло

Основным элементом антиобледенительной системы является нагревательная сеть. Она формируется из специального кабеля, к которому предъявляются особые требования. Он должен обладать высокой механической прочностью, гибкостью и пластичностью, стойкостью к воздействию Солнца и атмосферных осадков, пожаробезопасностью, а также иметь широкий диапазон рабочих температур (от –40⁰С до + 90⁰С).  Кабель укладывают в водосточные желоба и трубы, а также на критических участках кровли: в ендовах, вокруг встроенных мансардных окон и фонарей, на карнизах и  на площадках с малым уклоном, в местах примыкания кровельного покрытия к кирпичной стене или дымоходу и др. 

Для антиобледенительных систем применяют два вида кабеля – резистивный и саморегулирующийся.

Резистивный кабель (DE-VI (Дания), CCT (Россия), CEILHIT (Испания),  ALCATEL (Норвегия-Франция) и др.), имеет постоянное сопротивление по всей длине и при прохождении электрического тока нагревается равномерно. Он может быть одножильным или двужильным. Последний более популярен, так как при его прокладке не требуется возврата к термостату. Однако жилы такого резистора в процессе эксплуатации не должны соприкасаться между собой. Для выполнения этого условия при монтаже кабеля используют специальные зажимы, а в водосточных трубах жилы разводят удерживающими тросами. Одножильный резистивный кабель в таких приспособлениях не нуждается, однако его  трасса должна быть закольцована на термостат. Заготовка резисторов обоих типов (нарезка, обработка концов и т.д.) осуществляется в заводских условиях. Изменения в процессе монтажа не производятся. Важным достоинством резистивного кабеля является доступная стоимость – $ 3-5 за метр.

Саморегулирующийся кабель (RAYCHEM, ISOPAD (Германия), HERMON (США), HEAT TRACE  (Великобритания), EBECO (Швеция),  "NELSON EasyHeat" (Канада) и др.)  был специально разработан для антиобледенительных систем. Конструкция самрега состоит из двух жил с помещенной между ними полимерной матрицей, которая  содержит включения из токопроводящих материалов. При повышении температуры окружающей среды матрица расширяется, связи между включениями нарушаются. В результате сопротивление участка кабеля увеличивается, а интенсивность нагрева снижается. Похолодание вызывает обратный процесс.  Таким образом, нагревание саморегулирующегося кабеля происходит участками в зависимости от состояния среды, в которой он находится. При этом энергопотребление может варьироваться в пределах от 18 до 50 Вт/м, а при сильном потеплении плавно снижаться до 0. За счет этого достигается значительная экономия электроэнергии. Кроме того, саморегулирующаяся нагревательная сеть не требует сложного автоматического управления. Добавим, что самреги отличаются высокой технологичностью. При монтаже их нарезают отрезками произвольной длины, которые соединяют между собой с помощью специальных материалов. Саморегулирующийся кабель дороже резистивного в 3-5 раз. Однако при квалифицированном проектировании стоимость системы с его применением обычно лишь на 15-20 % выше, чем ее аналогия на базе резисторов. Справедливости ради следует отметить, что со временем саморегулирующиеся кабели теряют свои замечательные способности. Срок службы продукции ведущих производителей достигает 20 лет. Однако на рынок поставляется кабель, который утрачивает свои характеристики уже через 5-7 лет.

Полезная информация

Планируя установку антиобледенительной системы, необходимо  зарезервировать электроресурс из расчета удельной мощности 50 Вт на 1 погонный метр обогреваемого водостока и 180-250 Вт на квадратный метр обогреваемой поверхности. При этом следует помнить, что в момент включения саморегулирующегося кабеля возникают пусковые токи, мощность которых может в три и более раз превышать мощность номинальных токов. Для того чтобы  в нагревательной сети не возникало перегрузок, устанавливают пускорегулирующее устройство и реле времени, благодаря которому включение греющего кабеля происходит поэтапно.  

Антиобледенительные системы подключаются к электросети напряжением 220 или 380 В. Безопасную эксплуатацию обеспечивает  устройство защитного отключения (УЗО) или дифференциальный автомат. Все токопроводящие устройства и элементы системы должны соответствовать требованиям "Правил устройства электроустановок".

Включение антиобледенительных  систем следует производить в начале сезона. В середине зимы, когда массы льда уже накоплены, работа греющих кабелей малоэффективна. 

Питание нагревательного кабеля обеспечивает распределительная сеть. Успешная эксплуатация системы антиобледенения во многом зависит от надежности термоусаживаемых муфт, соединяющих холодные концы распределительного кабеля с периодически нагревающимися и остывающими секциями греющей сети.

Недремлющее око

Существует два основных способа управления системой антиобледенения. На небольших кровлях простой конфигурации обогрев включается термостатом, настроенным на температуру образования наледей и сосулек (от +3 до – 10 ^oC для Московского региона).  Влажность воздуха и выпадение осадков при этом не учитываются. Вследствие этого, запуск системы обледенения может быть несвоевременным или излишним, что приводит к перерасходу электроэнергии.  

Автоматическое управление антиобледенительной систем больших и сложных кровель производится с помощью информационной сети. В определенных точках устанавливаются детекторы льда,  датчики температуры, влажности и осадков, подключенные через информационные кабели к программируемому терморегулятору или мини-электростанции (Eberle (Германия) и др.).  Блок автоматического управления размещается в шкафу, который устанавливают в мансарде или на чердаке дома.

Мини-электростанция анализирует информацию, поставляемую датчиками, и  производит включение или выключение нагревательной сети при определенных комбинациях полученных данных. При этом обеспечивается рациональное энергопотребление, что полностью оправдывает приобретение программируемых устройств управления.  Отметим, что их стоимость  варьируется в широком диапазоне и может превышать $500.

Следует подчеркнуть, что при  температурах ниже –18 ^oC системы антиобледенения не работают, так как это неоправданно  с технической и экономической точки зрения. Кроме того, обогрев при очень низких температурах может иметь негативные последствия. Борьбу с обледенением упомянутых выше теплых и горячих кровель, следует начинать с реконструкции кровельного пирога и, прежде всего, с усиления теплоизоляционного слоя.

Серьезная работа

Монтаж антиобледенительных систем производиться специализированными организациями. Предпочтение следует отдавать фирмам с хорошей репутацией и большим опытом работы, предоставляющим многолетнюю гарантию на электрооборудование и монтажные работы, а также осуществляющим постгарантийное обслуживание.  Кстати, контрольные осмотры и профилактику следует проводить не реже одного раза в квартал, а периодические испытания два раза в год – весной и осенью.  Ежегодная оплата таких услуг не превышает 250 $.

Систему антиобледенения следует предусмотреть еще на стадии проектирования здания. В этом случае монтаж осуществляется в процессе укладки кровельного покрытия. Однако в реальной жизни обычно  систему обогрева заказывают для существующего здания. В этом случае производится детальное обследование кровельного покрытия, замеры, а при необходимости и фотосъемка, критических участков кровли. На основании полученных данных и с учетом финансовых возможностей заказчика разрабатывается детальный проект системы антиобледенения. При этом предусматривается  отвод талой воды в коллектор ливневой канализации или дренаж.

Монтаж нагревательной сети рекомендуется проводить в теплое время года. Зимние работы возможны, но при температуре не ниже - 20 ^oC для саморегулирующегося кабеля и –10 ^oC – для бронированного резистивного.

Кровельное покрытие и водосточные желоба и трубы должны быть очищены от листвы и мусора. Монтаж кабеля производится секциями, которые укладываются на карнизах петлями обычно шириной около 50 см и крепятся с помощью специальных кронштейнов. Заметим, что все крепежные элементы не должны нарушать целостность кровельного покрытия, а также  изменять его архитектурный облик.

Монтажные концы секций заводят в распределительную коробку. При этом производятся контрольные замеры электрического сопротивления. Отклонения от проектных значений указывают на неисправность секции.

После завершения монтажа проводятся приемо-сдаточные испытания, в ходе которых не только тестируется изоляция нагревательного и силового кабеля,  УЗО и защитные автоматы, но и проверяется эффективность работы антиобледенительной системы в целом. Все результаты заносятся в протоколы, на основании которых составляется акт сдачи. Принимая систему, заказчик получает комплект документов, включающий схему раскладки нагревательных секций, прокладки распределительной и информационной сети, паспорт на систему обогрева и др.

Редакция благодарит компании ССТ, CEILHIT, Сэмрис, КПД за
предоставленные материалы и помощь в подготовке статьи.