Системи за обезледяване на покриви

Механизъм за образуване на лед

Фиг. 1
Образуване на лед и ледени части на топъл покрив (DE-VI):
1 – сняг;
2 – вода;
3 – лед;
4 – топлинен поток

Валежите под формата на сняг, които са на покрива, не представляват никаква опасност. Ако обаче се създадат условия снегът да се стопи под въздействието на който и да е източник на топлина, той се превръща във вода. Ако образуващата се стопена вода няма начин бързо да напусне покрива, в началото на съответната отрицателна температура тя замръзва, превръщайки се в лед. Тъй като условията за топене (и скоростта на топене) за лед и сняг са различни, при следващото краткотрайно действие на източника на топлина не е възможно топене, а напротив, увеличаване на ледената тапа. Такъв механизъм за образуване на лед може да доведе до образуването на ледени бузи, дълги десетки метра и тежащи стотици килограми..

Източниците на топлина са:

• Атмосферна топлина. Ако дневните температури на въздуха се колебаят с амплитуда, достигаща 15 ° C, тогава с колебания в диапазона +3 0: +5 ° C през деня и -6 0: -10 ° C през нощта, се създават най-благоприятните условия за образуването на лед. През пролетта можете да добавите слънчева радиация към тях. Въпреки че повърхностите от сняг и лед отразяват по-голямата част от радиацията, падаща върху тях, дори малко покритие от мръсотия драстично увеличава коефициента на абсорбция. Освен това откритите участъци на покрива бързо се нагряват и от вътрешната страна на слоя се случва размразяване. Следователно образуването на лед през пролетта винаги е по-интензивно, отколкото през есента..
• Присъщо разсейване на топлината на покрива. Разсейването на топлината се извършва на всеки покрив. Това се случва минимално на покриви с вентилирано таванско помещение. Въпреки това, наскоро широкото използване на таванското пространство за живеене (таванско помещение) или като технически етаж (където е инсталиран голям брой мощно оборудване за отопление, вентилация и климатизация) драматично променя изискванията за покривната конструкция. Недостатъчно ефективната топлоизолация води до факта, че под повърхността на снега, който лежи на покрива (което е добър топлоизолатор), има постоянно капещо топене на сняг и този процес се случва по цялата повърхност на покрива. Такива покриви могат да се нарекат топли. Те се характеризират с образуването на лед в по-широк диапазон от температури на въздуха, което всъщност може да означава опасност от образуване на ледени частици през почти целия студен сезон..

Днес най-често срещаният начин за борба с образуването на лед е използването на системи против заледяване, базирани на нагревателни кабели..

Системи против заледяване, базирани на отоплителни кабели

Фиг. 2
Прилагане на система за обезледяване на отоплителен кабел

Въвеждането на противообледенителни системи, базирани на отоплителни кабели, при спазване на правилния дизайн, като се вземат предвид характеристиките на покривната конструкция, ви позволява напълно да елиминирате образуването на лед при сравнително ниски цени и незначително потребление на енергия, а също така да гарантирате работоспособността на организираната дренажна система през пролетния и есенния период.

Фиг. 3
Монтаж на отоплителни кабели

Работата на противообледенителни системи при температури под -18 ° …- 20 ° C обикновено не е необходима. Първо, при такива температури образуването на лед не се осъществява от първия механизъм, а количеството влага от втория рязко намалява. Второ, при тези условия количеството на валежите под формата на сняг също намалява..

Трето, необходима е голяма електрическа енергия за стопяване на снега и отстраняване на влагата по достатъчно дълъг път..

Когато инсталирате системата, трябва да се има предвид, че дизайнерът трябва да гарантира, че водата, която се появява в резултат на „работата“ на системата, има свободен път на пълно оттичане от покрива.

Фиг. 4
Пример за отопление на долина.
1 – скоба
2- Отоплителна секция
3 – скоба
4 – Медна лента

Съществуват и ограничения за капацитета на отоплителната част на системите, установени на базата на практика, неспазването на които води до неефективна работа на оборудването в определения температурен диапазон, а значително превишаване на последното води само до прекомерна консумация на електрическа енергия, без да се подобрява работата на системата.

Те включват:

• специфична мощност на отоплителни кабели, монтирани на хоризонталните части на покрива. Общата специфична мощност за единица повърхност на отопляемата част (табла, улей и т.н.) трябва да бъде най-малко 180-250 W / m2;
• специфична мощност на нагревателния кабел в улуците – съответства на най-малко 25-30 W / на метър дължина на улука и се увеличава с удължаване на улука до 60-70 W / m.

Всичко по-горе ни позволява да направим няколко общи заключения:

• Системите против заледяване обикновено „работят“ само през пролетния и есенния сезон, както и по време на размразяване. „Работата“ на системата в студения период (-15 ° …- 20 ° С) е не само ненужна, но може да бъде вредна.
• Системата трябва да бъде снабдена с температурен датчик и подходящ специализиран термостат, който по-скоро може да се нарече мини метеорологична станция. Той трябва да контролира работата на системата и да позволява възможността за регулиране на температурните параметри, като се вземат предвид специфичните характеристики на климатичната зона, местоположението и броя на етажите на сградата..
• Отоплителните кабели трябва да се монтират по целия път на топената вода, като се започне от хоризонтални улуци и тави и завършва с изходи от улуци, а ако има входове за дъждовни канализации, до колектори под дълбочината на замръзване.
• Необходимо е да се спазват стандартите за инсталирания капацитет на отоплителни кабели за различни части на системата – хоризонтални тави и улуци, вертикални улуци.

Типични, конструктивни решения

Основните задачи при проектирането на покривни системи против заледяване са да се направи ефективна, сравнително евтина и да се прилагат такива методи на закрепване, които да не повредят много критични компоненти на покрива и да не развалят външния вид на сградата. В този случай точките на закрепване трябва да бъдат надеждни, трайни и да не повреждат обвивката на отоплителните кабели.

Един от основните принципи за дизайна на крепежни елементи е използването на същите материали, както за покрива, или съвместими с тях..

Фиг. 4
Отоплен джоб за сняг

На фиг. 4,5,6 показва примери за полагане на отоплителни и разпределителни кабели върху различни (най-често срещани) възли на скатния покрив. На първо място, те се отнасят за покриви, покрити с поцинковано желязо, медни листове и метални керемиди..

Трябва да се отбележи, че се използват специални методи за невредими отоплителни кабели за меки покриви. Върху широко разпространените тави за задържане на сняг и отстраняване на сняг е много препоръчително да поставите нагревателни кабели в бетон (или циментово-пясъчна замазка). Това, освен че предпазва кабела от повреди, значително увеличава ефективността на отопление поради използването на свойства за съхраняване на топлина на бетона.

Фиг. 6
Отопление на улуци с нагрята фуния

Изисквания за безопасност

Основни изисквания се налагат по отношение на пожарната и електрическата безопасност.

За да бъдат удовлетворени, трябва да бъдат изпълнени няколко условия:

• системата трябва да включва само отоплителни кабели с подходящи сертификати, вкл. се изисква сертификат за пожарна безопасност. Обикновено това са негорими или незапалими кабели. За използване в системи против заледяване са необходими препоръки на производителя;
• отоплителната част на системата трябва да бъде оборудвана с RCD или диференциален прекъсвач с ток на изтичане не повече от 30 mA (за изисквания за електрическа безопасност – 10mA);
• сложните системи против заледяване трябва да бъдат разделени на отделни секции с токове на течове във всяка част, които не надвишават горните стойности.

Отоплителните кабели от големите производители притежават всички необходими сертификати и многократно са тествани като част от системи против заледяване.

Тестване и оценка на работата

Изпитването на системи за предотвратяване на обледеняване може да бъде разделено на две групи: приемни тестове и периодични тестове..

Рутинните тестове обикновено започват с тестване на устойчивостта на изолация на отоплителните и разпределителните кабели. RCDs (или дифавтомати) се тестват. Съставят се подходящи протоколи със специфични стойности. Най-информативни са тестовете за ефективност, по време на които се проверява ефективността на системата..

Трябва да се отбележи, че противообледенителните системи не са мигновени системи. Те са проектирани да работят в режим на готовност и да се включват веднага, когато се появят валежи. Ако системата е била включена не в началото на сезона и се е натрупал слой сняг на покрива, ще отнеме от 6 часа до ден, за да я премахнете.

Има проблеми при поставянето на системата в топлия сезон. В същото време се проверява правилното функциониране на контролното оборудване, симулират се сигнали от сензорите, се проверява преминаването на системата към режим на включване на товара, изключване на тавите и след това изключване на изпускателните канали.

Периодичните тестове се извършват по правило в началото на есента, за да се провери техническото състояние на системата и да се подготви за работа. На първо място се проверява изолационното съпротивление, за да се идентифицират повредените зони. Тогава се проверява състоянието на оборудването, извършва се неговото тестово превключване. След проверка на настройките на термостатите, системата се включва и тя остава в режим на готовност..

Хидрофобни състави против заледяване

Хидрофобните състави против заледяване не предотвратяват образуването на лед, но осигуряват бързо спускане на новообразувания воден лед по време на многократни цикли на замръзване-размразяване, предотвратявайки превръщането му в големи ледени бурули и капки.

Такива хидрофобни състави се нанасят върху метални, бетонни и други основи на ръка, четка, валяк или спрей върху чисти, сухи и без прах повърхности, без ръжда, масло, мазнини и др. Съставите се втвърдяват при температури над +5 0С.

Според Международната академия за студ (MAX) силата на сцепление на водния лед със строителни покривни материали е много висока (стомана 3 – повече от 0,16 МРа, бетон – повече от 0,22 МРа), по време на издърпващи тестове вътрешната структура на леда е била разрушена, а останките й са били твърдо остана на повърхността на материалите. В същото време силата на адхезия на лед, покрит със състав против обледеняване, почти напълно липсва и е по-малък от 0,22 MPa.

Покритията против заледяване са водоустойчиви, антикорозионни, екологични, имат висока якост и еластичност, запазват високи физически и механични свойства в широк температурен диапазон, устойчиви са на UV радиация и атмосферни валежи.