Системы антиобледенения DEVItm для кровель (модная тенденция или жизненная необходимость?)



Практически все технические новинки, приходящие к нам с Запада, проходят странный путь, состоящий из нескольких более или менее выраженных этапов.

На первом этапе при недостатке достоверной информации и собственного опыта новинка воспринимается как экзотическое малопонятное нечто. (Применение ограничено отдельными «энтузиастами» или действительно понимающими людьми.)

Второй этап характерен признанием в широких массах. Каждый уважающий себя гражданин обязан иметь «это» у себя. Наступает этап «модной вещицы».

И только при наработке достаточного опыта в конкретных условиях, появления собственных специалистов данное техническое решение начинает применяться осознанно и действительно там, где это необходимо.

Системы снеготаяния для кровель и водостоков, к сожалению, не избежали этой общей тенденции. К настоящему времени применение систем снеготаяния стало обычным явлением, тем не менее, большинство публикаций на эту тему являются либо чисто рекламными, либо декларируют общие положения, почерпнутые из переводов заграничных руководств.

Хотелось бы обратить внимание на тот факт, что сама необходимость использовать систему снеготаяния является зачастую следствием нерациональной кровли (рис. 1).

Еще на стадии проектирования можно избежать многих неприятностей, связанных с процессом льдообразования на кровлях, и свести к минимуму затраты на систему снеготаяния. Какие же факторы необходимо учитывать при проектировании кровли, рассчитанной на климатические условия средней полосы России?

Прежде всего, необходимо вкратце напомнить основные процессы, «ответственные» за механизм льдообразования. Это теплопотери через верхние перекрытия здания и кровлю, приводящие к тому, что температура центральной части крыши выше, чем температура внешнего воздуха. Система водостоков, находящаяся, как правило, за проекцией стен здания, лишена дополнительного подогрева, особенно это относится к водосточным трубам, открытым «всем ветрам». Таким образом, если температура наружного воздуха имеет небольшое отрицательное значение, температура центра кровли может быть положительной. Талая вода под слоем снега стекает в водостоки, где замерзает, блокируя дальнейший отвод воды (рис. рис. 2).

Чтобы уменьшить отрицательное влияние указанных факторов, очевидно, необходимо уменьшать теплопотери через верхние перекрытия. Это общая рекомендация, однако она должна быть рассмотрена более детально. По принципу теплопередачи все кровли можно разделить на кровли с холодным чердачным помещением и мансардные кровли с прилегающей теплоизоляцией. «Классические», хорошо проветриваемые чердаки являются оптимальным решением для крупных зданий, так как осуществляют «развязку» поверхности кровли от тепла здания. Бывают, однако, исключения и здесь. Если на чердаке находятся коллекторы отопления без должной теплоизоляции, то активный подогрев может приводить к льдообразованию на отдельных участках кровли. Те же последствия вызывают расположенные на чердаках технические этажи с отоплением, выходы лифтовых шахт и др.

Тенденцией последнего времени является повсеместный отказ от чердачных кровель в пользу мансардных. Проведем простой расчет на модельном сечении мансардной кровли. Даже при идеальном исполнении теплоизоляции и наличии снежного покрова толщиной всего 10 см температурный перепад между наружным воздухом и поверхностью кровли, как легко убедиться, составляет порядка 6°С, то есть уже при таких условиях возможно таяние снега и льдообразование.

Таким образом, получаем следующую естественную рекомендацию: желательно, чтобы на кровле не было условий для накопления снежного покрова значительной толщины. Это означает, что уклоны кровли должны быть не менее 30°, чтобы отсутствовали внутренние углы – ендовы, горизонтальные площадки и карманы. То есть кровля должна быть максимально простой конфигурации. (Здесь мы неизбежно вступаем в противоречие с архитектурными разработками.)

Тем не менее, окончательно устранить причины льдообразования на мансардных кровлях достаточно сложно. Наиболее радикальное решение и здесь состоит в вентилировании наружным воздухом подкровельного пространства, что, кстати, установлено в нормативных документах ВСН-35-77. Это требование выполняется, к сожалению, очень редко, поэтому на мансардных крышах, как правило, возникает необходимость в использовании систем снеготаяния. Осмелимся дать еще одну неожиданную рекомендацию. Далеко не всегда, особенно на небольших индивидуальных зданиях и коттеджах, существует необходимость в организованном водостоке. Крыша простой конфигурации, с проветриваемым чердаком, большими уклонами и отсутствием желобов и водоотбойников – вот идеальная картина для проектировщика системы снеготаяния. Собственно, в этом случае нужда в его услугах отпадает.

Но что делать, если крыша здания все же нуждается в системе снеготаяния?

В этом случае фирмой DEVI предлагается метод, суть которого состоит в том, чтобы путь стока талой воды оставался свободным в любое время, при любой температуре воздуха. Это позволяет полностью избавиться от неприятностей, связанных с обледенением краев крыш, водосточных труб, горизонтальных водосточных желобов, ендов, внутренних углов кровли и других опасных мест (рис. 3, 4, 5, 6, 7, 8).











Установка для борьбы с обледенением должна включать в себя достаточно надежный, распределенный по большой площади нагреватель, систему управления этим нагревателем и систему электропитания, обладающую защитными функциями.

Нагреватель должен легко монтироваться на кровле любого типа. Быть электробезопасным, влагозащищенным, стойким к прямым солнечным лучам, механически достаточно прочным, имеющим ремонтопригодность.

Датская фирма DEVI выпускает широкую номенклатуру кабельных нагревателей, позволяющих решать практически любые задачи, связанные с защитой крыш от наледи и сосулек. Что немаловажно, DEVI осуществляет комплексный подход к решению этой задачи. Кроме нагревателя, фирма поставляет все необходимые компоненты: от крепежных элементов до полностью автоматических систем управления. При монтаже на больших зданиях полная мощность установки составляет, как правило, несколько десятков киловатт. Проблема экономии электроэнергии приобретает здесь особую актуальность. Полностью автоматическая система управления включает в себя «метеостанцию» для оценки условий на крыше, блок анализа информации, систему индикации и контроля исправности работы элементов. Такое управление экономит деньги!

Система электропитания строится из стандартных современных составляющих и в обязательном порядке должна включать, кроме защиты от перегрузок, систему контроля изоляции или устройство защитного отключения. Наряду с заземленной оплеткой нагревательного кабеля это обеспечивает полную электробезопасность эксплуатации антиобледенительных установок.

Основной тип крыш, характерный для больших зданий Москвы, – это металлическая кровля на деревянной обрешетке, при этом водосток образован водоотбойником с разуклонкой к водосточным трубам. На таких кровлях антиобледенительная установка представляет собой кабельную дорожку вдоль отбойника шириной 30-50 см с удельной мощностью 300-400 Вт/м². В трубы закладываются две или четыре петли нагревательного кабеля в зависимости от диаметра труб и теплового режима крыши. Установки такого типа смонтированы на зданиях гостиницы «Метрополь», Московской городской думы, Зеркального Театра, Гостиного Двора, музея Пушкина и многих других. Система показала свою работоспособность и эффективность. Основным критерием для определения удельных параметров антиобледенительной системы, как уже было сказано выше, является тепловой режим крыши. То есть необходимо оценить теплопотери через верхнее перекрытие здания и чердак. Именно они определяют степень обледенения данной крыши. Российский опыт эксплуатации показал, что при правильном выборе параметров системы управления антиобледенительная установка на крыше здания работает только в случае снегопадов или оттепелей с температурой, близкой к нулю. Количество дней в году с такими условиями обычно не превышает 30-40. Зная эти данные, можно приблизительно оценить расход электроэнергии при известной установленной мощности. Например, оборудование для «средней» крыши центра Москвы с периметром около 170 м и высотой здания 28 м (5 этажей) имеет установочную мощность 30 кВт. Полный расход электроэнергии за сезон составляет около 25 тыс. кВт/ч. Условный удельный расход на 1 м периметра крыши примерно 150 кВт/ч за сезон работы. Таким образом, несмотря на значительные установочные мощности антиобледенительных установок, полный сезонный расход электроэнергии относительно невелик.

В короткой статье невозможно, конечно, перечислить все особенности проектирования и монтажа систем снеготаяния на крышах, но основные направления мы попытались определить. А тонкости можно обсуждать со специалистами, причем желательно это делать еще на этапе проектирования крыши, а не тогда, когда на голову начинают падать сосульки.

С. Михинс



Назад в раздел