L-tek — лидирующие технологии
RussianUkrainian

Расчет систем антиобледенения

Системы антиобледенения устанавливается на краю крыш, в водостоках и желобах, в местах возможного накопления снега и льда.  При работе нагревательного кабеля талая вода беспрепятственно проходит по всем элементам водосточной системы до земли. Замерзание и разрушение элементов кровли, фасада здания и самой водосточной системы в данном случае не происходит.

Для правильной работы системы необходимо:

 

  • Определить наиболее проблемные участки на кровле и  в водосточной системе;
  • Произвести правильный расчет мощности системы нагрева;
  • Использовать специальный нагревательный кабель требуемой мощности и длины (для наружной установки, стойкий к ультрафиолетовому излучению);
  • Выбрать элементы крепления в зависимости от материала и конструкции крыши и водосточной системы;
  • Подобрать необходимую аппаратуру управления нагревом.

 

Установка системы антиобледенения на крышах.

При расчете требуемой мощности системы стаивания снега и льда для крыши важно учитывать тип, конструкцию кровли и местные погодные условия.

Условно крыши можно разделить на три типа:

1. «Холодная крыша». Крыша с хорошей изоляцией и низким уровнем теплопотерь через её поверхность. На такой крыше наледи обычно образовываются только тогда,  когда снег тает на солнце, при этом минимальная температура таяния – не ниже -5 °С.  При расчете требуемой мощности системы антиобледенения для таких крыш, будет достаточно минимальной мощности нагревательного кабеля (250 – 350 Вт/ м² для крыши и 30-40 Вт/м для водостоков).

2. «Теплая крыша». Крыша с плохой изоляцией. На таких крышах снег тает при достаточно низких температурах воздуха, затем вода стекает вниз к холодному краю и к водостокам, где и замерзает. Минимальная температура таяния – не ниже -10 °С.  К такому типу относится большинство крыш административных зданий с чердаком. При расчете системы антиобледенения для «теплых крыш» следует увеличить мощность нагревательного кабеля на кромке крыши и в желобах. Это обеспечит эффективность работы системы даже при низких температурах.(Рис.1).

 

Рис.1 

3. «Горячая крыша». Крыша с плохой теплоизоляцией, у которой чердак часто используется в технических целях или как жилая площадь. На таких крышах снег тает и при низких температурах воздуха (ниже -10 °С). Для «горячих крыш» кроме использования нагревательного  кабеля с большой мощностью желательно использовать метеостанцию или терморегулятор для снижения затрат электроэнергии.

 

Если кабель укладывается на крыше с мягким покрытием (например рубероид), максимальная мощность нагревательного кабеля не должна превышать 20 Вт/м.

Область установки
«Холодная крыша»
«Теплая крыша»
«Горячая крыша»
Мощность кабеля
Поверхность крыши, ендова
250 – 350 Вт/м²
300 – 400 Вт/м²
500 Вт/м²
 
 
 
15 – 40 Вт/м
Водостоки, желоба пластиковые
30 -40 Вт/м
40 -50 Вт/м
50 Вт/м
Водостоки, желоба металлические, диаметр 20 см и более
30 – 40 Вт/м
50 – 70 Вт/м
100 Вт/м
Водостоки, желоба деревянные
30 – 40 Вт/м
40 Вт/м
40 Вт/м

Установка системы антиобледенения в желоба и водостоки.

При расчетах системы антиобледенения необходимо учитывать:

        1. Диаметр водосточной трубы и желоба. При диаметре вертикальной водосточной трубы менее чем 10 см  рекомендуется устанавливать одну линию нагревательного кабеля.
        2. Материал, из которого изготовлен водосток. (См. таблицу).

В большинстве случаев нагревательный кабель укладывается в две линии:  в желобах с помощью специальных пластин, в водостоках с помощью косички (трос со специальными креплениями, фиксирующими кабель).  Крепления обеспечивают надежную фиксацию и не позволяют пересекаться линиям нагревательного кабеля.

Если существует вероятность засорения желобов либо водостоков листвой, иголками и т.п. рекомендуется использовать саморегулирующийся нагревательный кабель. Так как обычный резистивный нагревательный кабель в местах засорения может перегреваться и со временем выйти из строя.

Вертикальные водосточные трубы наиболее подвержены замерзанию в зимнее время. В длинных трубах (15 м и более) из-за конвекции воздуха возможно переохлаждение нижней части трубы. Чтобы избежать замерзания устанавливаются дополнительные  линии нагревательного кабеля (увеличивается мощность) в нижней части трубы на длине 0,5 – 1 м (Рис.2).

 

 

Рис. 2

ПРИМЕР 1:

Необходимо устранить образование сосулек и наледей на краю крыши и предотвратить замерзание водосточной системы. Длина кромки крыши составляет 10 м, теплоизоляция не обеспечивает полного устранения теплопотерь (теплая крыша). Длина желоба составляет 10 м, два водостока имеют длину 6 м. Желоб и водосток изготовлены из пластика, диаметр водостоков 10 см, ширина желоба 20 см.

Решение:

В данном случае оптимально подойдет вариант с отдельным обогревом кромки крыши (Рис. 3) и водосточной системы.

 Рис.3

Расчет системы обогрева для крыши:

        1. По таблице определяем мощность необходимую для обогрева кромки «теплой крыши» на 1 квадратный метр 300 – 400 Вт.
        2. Определяем полную площадь обогрева (S): (обогрев необходимо осуществить по всей длине крыши (10 м),  в зависимости от наклона крыши определяем ширину участка обогрева, в нашем случае  - 50 см). S = 10м × 0,5м = 5 м²
        3. Выбираем нагревательный кабель, мощность и длина которого будут соответствовать требованиям указанным выше. Минимальная мощность кабеля составит:

5 м² × 300 Вт = 1500 Вт

Вариант 1. Нагревательный кабель Nexans TXLP/1, 28Вт/м, 1800 Вт, 64,2м.

В этом случае мощность(W) на 1 м² составит:

где Wобщ. – полная мощность нагревательного кабеля, S – кол-во обогреваемых квадратных метров. 

(данная величина удовлетворяет условиям  таблицы)

Шаг укладки (N) кабеля составит:

    

где S – площадь обогрева, L– длина кабеля.

    

(Для удобства при монтаже возможно осуществить укладку нагревательного кабеля с шагом 8 см, а небольшой остаток кабеля смонтировать на свободной площади крыши.)

 

Вариант 2: Нагревательный кабельHemstedt DAS 55 (1650 Вт, 55 м). По формулам указанным выше определяем Необходимые параметры.

(Мощность на 1 м² = 330 Вт, шаг укладки = 9 см)

 

Вариант 3: Нагревательный  кабель Эксон Элит 2-23, 1630 Вт, 70 м

(Мощность на 1 м² = 326 Вт, шаг укладки = 7 см)

Прим. Кроме этого возможно использование саморегулирующих кабелей и отрезных резистивных кабелей.

 

Расчет системы обогрева для водостоков:

        1. По таблице определяем необходимую мощность для водостока:

W =  40 – 50 Вт/м

        1. Определяем необходимую длину нагревательного кабеля исходя из условия указанного выше.

Поскольку диаметр водостока составляет 10 см, то нагревательный кабель необходимо монтировать в одну жилу  Lв. = 6 + 6 = 12 м

Для желоба шириной 20 см кабель подбираем с расчетом укладки в две жилы.

Lж. = 10 × 2 = 20 м.

Вариант 1: Саморегулирующийся нагревательный кабель.

Для каждого водостока используем по 6 метров кабеля мощностью 40 Вт/м, а в желоб 20 м кабеля мощностью 20 Вт/м, с креплением каждые 40 см монтажными пластинами.

Вариант 2: Нагревательный кабель Hemstedt Das 20 (для укладки в желоб в две жилы) и по 6 м саморегулирующегося кабеля  40 Вт/м (для укладки в каждый водосток.)

ПРИМЕР 2:

Задача: Необходимо предотвратить замерзание талой воды в водостоке. (Длина водостока составляет 15 м, материал – металл, диаметр – 20 см, слив воды происходит с «холодной крыши»)

Кроме обогрева вертикальной трубы, необходимо обеспечить обогрев горизонтального водоотвода (рис.4), в который стекает талая и дождевая вода из водостока и с площадки с тротуарной плиткой, в которой он находится. Длина стока составляет 6,5 м, ширина 15 см.                                                                                       

                                                                                                                     

Рис.4

Решение:

        1. Исходя из параметров указанных в условии, по таблице определяем необходимую мощность на 1 м.п. W = 30 – 40 Вт/м.
        2. Определяем длину нагревательного кабеля. (Для диаметра водостока и водоотвода указанного в условии необходима укладка нагревательного кабеля в 2 лини) L = (15 + 6,5) ×2=43 метра.
        3. Выбираем нагревательный кабель соответствующей длины и мощности.

Вариант 1:  Nexans TXLP/1 1280 Вт, 45,7м. Кабель укладывается в две линии с помощью косички и подключается в удобном месте (К терморегулятору либо к метеостанции). Остаток кабеля (2,7 метра) возможно уложить в сливную горловину водостока, либо продлить участок обогрева в конце водоотвода.

Вариант 2:Эксон-Элит 23, 995 Вт, 43,6 м.

Вариант 3: Nexans Defrost Snow TXLP/2R 1270Вт, 45,4 м.

Вариант 4: Саморегулирующийся либо отрезной резистивный нагревательные кабели.