обогрев кровли промышленных зданий
Обогрев кровли промышленных зданий
Назначение
Система обогрева кровли промышленных зданий предназначена для обеспечения длительной и безопасной эксплуатации кровли, а, следовательно, и самого здания, защиты его фасадов от разрушения, защиты кровли от протечек, обеспечения нормальной работы системы ливневой канализации, своевременного отвода талой воды с элементов кровли, а также защиты людей от схода снега и льда и падения сосулек в осенне-зимне-весенний период.
Для многих зданий промышленных предприятий система обогрева кровли жизненно необходима, т.к. напрямую влияет на производственный процесс (например, попадание талых вод вследствие повреждения кровли в помещение электрощитовой или помещение, где складируется готовая продукция, образование наледи перед цеховыми воротами, падение сосулек с кровли производственного цеха на тротуар, где ходят люди и т.д.).
Основными особенностями реализации и внедрения электрического обогрева водосточной системы промышленных зданий являются высокие требования к безопасности жизни и здоровья сотрудников производства и эксплуатируемых объектов.
Принятые технические решения системы электрического обогрева водосточной системы должны соответствовать нормируемым требованиям экологических, санитарно-гигиенических, противопожарных, промышленной безопасности и других норм. Следовательно, компания, предоставляемая услуги по электрическому обогреву должна предоставить все необходимые сертификаты на поставляемые электрические оборудования и изделия. А также иметь разрешительные документы СРО на разработку рабочей документации (проектов обогрева).
Разработка рабочей документации начинается со сбора всех необходимых и достаточных исходных данных в виде чертежей зданий, конструктивных особенностей кровли и водосточной системы. Определение причин и мест образования наледи, выявленных в процессе эксплуатации зданий.
Предоставленная рабочая документация системы электрического обогрева должна пройти процедуру согласований руководителей и ответственных лиц производства. На процедуре согласования рассматриваются принятые технические решения в рабочей документации и при необходимости вносятся корректировки в виде пожеланий или замечаний. По предоставленным замечаниям производится корректировка в рабочей документации, с регистрацией под соответствующим номером изменения. Окончательно согласованная рабочая документация является документом для проведения монтажных работ.
Типы обогреваемых зданий
Особенностью электрического обогрева водосточной системы производственных зданий являются большие электрические мощности, применение сложной автоматизации с дополнительными датчиками системы управления и использования временной задержки включения между раздельными зонами обогрева.
Причиной больших электрических мощностей водосточной системы являются большие габаритные размеры зданий, цехов промышленных предприятий. Это приводит к увеличению обогреваемых площадей кровли, длин желобов и труб. А также и к увеличению диаметров желобов и труб и соответственно и увеличению количества ниток нагревательного кабеля. Данные электрические мощности являются расчетными для подключения к электрическим сетям вводно-распределительным устройствам производства. Поэтому решается задача по снижению мощности до минимальных значений.
Для снижения электрических мощностей применяется ступенчатое включение системы электрического обогрева между отдельными обогреваемыми зонами или группами в шкафу управления (для саморегулирующихся нагревательных кабелей). Ступенчатое включение приводит к снижению общего стартового тока в начальный момент пуска. Реализация степеней включения осуществляется с применением временной задержки, с помощью реле времени.
Для снижения значений фактического потребления электрической энергии в системе автоматизации применяются дополнительные датчики осадков и талой воды. Данные датчики дополнительно управляют системой включения, блокируют включение при отсутствии от них сигналов. Данное мероприятие сокращает рабочее время нахождения системы электрического обогрева во включенном состоянии. И, следовательно, приводит к снижению значений потребления фактической электроэнергии (показания счётчика).
Схемы обогрева кровли промышленных зданий
Греющий кабель для промышленной кровли
В системе электрического обогрева водосточной системы производственных зданий применяются саморегулирующиеся и резистивные нагревательные кабели с оболочкой стойкой к ультрафиолетовому воздействию. Выбор соответствующего типа нагревательного кабеля определяется на стадии разработки рабочей документации.
Саморегулирующие нагревательные кабели применяются на производствах на которых имеются необходимые электрические мощности для подключения системы электрического обогрева.
Особенностью саморегулирующихся нагревательных кабелей являются наличие больших стартовых токов, которые являются расчётными для выбора коммутационно-защитной аппаратуры и подключению к электрическим сетям производства.
У резистивных нагревательных кабелей отсутствуют стартовые токи. Поэтому данные нагревательные кабели применяются на производствах с дефицитом электрических мощностей. Применение резистивных кабелей ограничено наличием недостатков их перегрева при их загрязнении и пересечении между собой. А также отсутствует возможности сращивания и обрезки нагревательных кабелей, что усложняет монтажные работы и требует своевременной их очистки от загрязнений. Резистивные нагревательные кабели поставляются на место проведения монтажных работ готовыми секциями с фиксированными длинами.
Проектирование обогрева кровли и водостоков
Проектировочные работы выполняются квалифицированными инженерами с опытом работы в сфере электрообогрева не менее 5 лет, также по требованиям Ростехнадзора необходимо наличие СРО на проектировочные работы.
Примеры проектов обогрева кровли и водостоков
В проект электрообогрева кровли входит следующая типовая документация
В качестве технико-коммерческого предложения (ТКП) предоставляется:
На этапе разработки конструкторской документации предоставляется:
При отгрузке предоставляется:
Этапы проектирования электрообогрева кровли
Подготовка технического задания (если не предоставлено), подготовка ТКП
Опросный лист содержит перечень обогреваемых элементов кровли с размерами и другими характеристиками (материалом, конструкцией), информацию о назначении сооружения, климатическими и другими особенностями места эксплуатации, предполагаемыми сроками монтажа системы.
Если проектирование электрообогрева является частью общего проекта объекта, за исходные данные принимаются его основные части.
Теплотехнический расчет системы обогрева
В теплотехническом расчета определяется общая мощность системы, в зависимости от количества обогреваемых элементов водосточной системы, их протяженности, конструктивных особенностей и эксплуатации.
Подбор элементов системы обогрева кровли
Система электрообогрева кровли состоит из непосредственно греющей части (кабеля, саморегулирующегося или резистивного), соединительных элементов (соединительных комплектов, коробок), креплений и элементов контроля, собранных в шкафу управления. В зависимости от мощности системы, количества греющих линий, подбирается специфическое оборудование с указанием его характеристик и совместимости с другими элементами.
Выполнение рабочей документации (РКД)
Разделы проекта электрообогрева кровли и водостоков:
Пример плана раскладки нагревательного кабеля в водосточной системе
Пример принцпипиальной схемы шкафа управления
Схема монтажа типовых узлов
Спецификация на систему электрообогрева кровли
Согласование проекта и выдача Заказчику
Заказчиком проекта может быть как проектная организация, выполняющая общие работы по разработке документации к объекту, так и монтажная организация или иной исполнитель. В зависимости от требований, процедура согласования может быть различной. В любом случае определяются ответственные лица за сам проект, и за его отдельные части. Корректировки вносятся инженерами заказчика, итоговый проект утверждается обеими сторонами. Оформление документов должно соответствовать ГОСТу, обычно заказчику предоставляется электронная версия проекта (pdf, dwg) и одна или несколько бумажных версий.
Проект системы электрообогрева кровли является официальным техническим документом, согласно которому происходит монтаж и дальнейшее обслуживание объекта.
Инструкция по проектированию и монтажу КСО кровли
Введение
Данная инструкция была создана на основе методических рекомендаций ведущих производителей кабельных систем обогрева кровли и водосточных систем присутствующих на Российском рынке, вместе с тем, можно сказать, что данный документ объединяет и практический опыт полученный нами и нашими коллегами при монтаже систем обогрева на протяжении 12 лет. Инструкция будет полезна для электриков, монтажников и энергетиков не имевших ранее опыта монтажа либо эксплуатации таких систем. Мы намеренно не заостряли внимание на технических характеристиках комплектующих, т.к. производители всегда оставляют за собой право их изменять. После прочтения данного документа рекомендуется также ознакомиться с рекомендациями и техническими каталогами производителей которые вы также можете найти в » Базе знаний «.
1. Нормативная документация
В России существуют всего несколько документов в которых хоть как-то упоминается кабельная системы обогрева кровли (далее КСО кровли):
«9.14 Для предотвращения образования ледяных пробок и сосулек в водосточной системе кровли, а также скопления снега и наледей в водоотводящих желобах и на карнизном участке следует предусматривать установку на кровле кабельной системы противообледенения».
Вот, в принципе, и вся нормативная документация.
2. Наледь на кровле
Рассмотрим устройство скатной кровли в разрезе на примере знакомой картинки.
Рис. 1: Устройство кровли
В норме влага не должна проникать ниже слоя пароизоляции, иначе это будет протечка со всеми вытекающими последствиями.
Рис. 2: Образование протечек из-за скопления наледи на кровле
Причины образования наледи
Наиболее частые причины ведущие к образованию наледи можно условно разделить на 2 группы:
При всём многообразии причин, проявление тепловых потоков на кровле – образование льда. Все подобные кровли принято называть «теплыми». Самым безопасным вариантом, с точки зрения тепловых потерь, являются холодные вентилируемые чердаки. Однако даже в этом случае бывают неприятные исключения. Размещение под кровлей вентиляционного или иного оборудования может приводить к сильному выделению тепла в подкровельном пространстве. Сочетание локальных тепловых источников в сочетании с застойными невентилируемыми областями приводит к образованию «теплых» зон на поверхности кровли.
При проектировании КСО необходимо учитывать, что количество тепла, выделяемого кровлей, и форма кровли могут оказывать значительное влияние на потребные мощности и количество зон обогрева. Так, например, кровли с малым углом уклона будут накапливать больше снега, вода во время оттепелей будет сходить медленнее, и в ендовах для подобных конструкций необходимо закладывать большие мощности, нежели в кровлях с большим углом наклона.
3. Принцип работы КСО кровли.
Основной принцип – подвести дозированное количество тепла к месту возможного образования наледи, стаять наледь еще в начальной стадии и отвести талую воду по организованной системе водостока.
Применялись также антиоблединительные системы и на основе других физических принципов:
Но все они имели существенные недостатки, так что при прочих равных условиях кабельные системы антиобледения кровли получили наибольшее распространение на текущий момент. Необходимо понимать, что задача системы антиобледенения – борьба с появлением на крыше наледи и сосулек, а отнюдь не борьба с большими снежными массами скапливающимися на крыше. Последняя задача требует гораздо больших мощностей и соответственно большего количества кабеля, т.к. для растапливания снега требуется обогревать большие площади и задавать большие погонные мощности.
Если же стоит задача предотвратить обрушение кровли из-за превышения нагрузки в угрожаемые периоды, то для этого применяются специализированные комплексы для мониторинга толщины снежного покрова, такие как например система «Снегомер».
При превышении порогового значения на панель поступает тревожный сигнал после чего служба эксплуатации здания проводит мероприятия по очистке кровли от снега. Несмотря на то, что КСО способна эффективно решать проблемы обледенения кровли, бывают случаи, когда обледенение кровли столь обширно, что попытка решить проблему с помощью обогрева, становится экономически не вполне целесообразной (когда стоимость инсталляции КСО сравнима со стоимостью переделки кровли). В таких случаях необходимо находить компромиссные варианты, включающие в себя тепловизионное обследование, грамотное проектирование и частичную реконструкцию кровли.
Состав кабельной системы обогрева
1. Подсистема нагревательных элементов
Общие требования к греющим кабелям эксплуатируемым на кровле Находясь на кровле, греющий кабель подвергается воздействию нескольких неблагоприятных факторов:
Механическое воздействие снежных масс, льда, нагрузки от натяжения и пр.
Необходимо так же учитывать, что возникновение внутренних напряжений может приводить к деструкции полимерных цепочек. Внешняя изоляция не должна быть излишне жесткой, иначе на месте сгибов могут появиться трещины. Это происходит даже со фторполимерной изоляцией. Внешняя изоляция должна быть одновременно эластичной и прочной. При опасности схода больших ледяных и снежных масс с верхних участков кровли следует предусматривать установку систем снегозадержания.
Ультрафиолетовое излучение.
Может приводить к деструкции полимера, из которого сделана внешняя изоляция кабеля. Такие полимеры, как поливинилхлорид и полиолефин изначально не являются фотохимически стойкими. Поэтому для изготовления изоляции кабеля для КСО кровли подойдут только полимеры с дополнительными присадками, увеличивающими стойкость к УФ- излучению. Наиболее простыми и дешёвыми присадками являются чёрная и белая сажа, но могут использоваться и более сложные и дорогие химикаты. Наиболее стойкими к УФ излучению являются силиконовые резины, фторполимеры, СПЭ, полиолефины с присадками, обладают хорошими характеристиками.
Отсюда делаем следующие выводы:
Типы используемых кабелей
Кабели с постоянным сопротивлением – резистивные кабели.
Принципиально кабели этого типа делятся на одножильные и двужильные. Зональные кабели можно назвать параллельно-резистивными, они также являются двужильными.
| Характеристика | Резистивный одножильный кабель | Резистивный двужильный кабель | Зональный кабель | Саморегулирующийся кабель |
| Изображение |  |  |  |  |
| Другие названия | греющий кабель с последовательной резистивностью, кабель постоянной мощности | греющий кабель с последовательной резистивностью, кабель постоянной мощности | греющий кабель с параллельной резистивностью, кабель постоянной мощности | саморегулируемый, саморегулирующий, самрег, саморег. |
| Внешняя изоляция стойкая к УФ-излучению | да | да | да | да |
| Сплошная экранирующая оплетка кабеля (заземление) | да | да | да | да |
| Кабель поставляется фиксированными длинами | да | да | нет | нет |
| Подключение кабеля к питанию с одной стороны | нет | да | да | да |
| Подключение кабеля к питанию с двух сторон | нет | да | да | да |
| Возможность локального перегрева кабеля при попадании мусора ( в т.ч. листвы, хвои), недостаточном теплосъеме отведении тепла | да | да | ограничена | нет |
| Подключение небольших участков обогрева без управляющей аппаратуры | нет | нет | нет | возможно |
| Изменения тепловыделения нагревательного кабеля | нет | нет | нет | да |
| Сокращение расходы электроэнергии при отсутствии осадков | нет | нет | нет | да |
| Стоимость кабеля |
* мин
**** макс
Краткие выводы из сравнительной таблицы:
Резистивные кабели
Достоинства резистивных кабелей.
Зональные кабели
Зональные кабели сейчас редко используются, в первую очередь из-за цены и малой распространенности на рынке. Можно сказать что данный тип кабеля вытесняется недорогими моделями саморегулирующихся кабелей.
Саморегулирующиеся кабели
Зоны установки нагревательного кабеля
Нагревательный кабель прокладывается по путям схода талой воды, а так же в местах образования наледей (если кровля эксплуатировалась и такие места уже известны). Наиболее характерны следующие элементы кровель:
Желоба
Одна или несколько ниток кабеля пропускается по всей длине желобов и водостоков. Погонная мощность кабелей подбирается в зависимости от диаметра водостоков.
Водосточные трубы
Обогревается вся длина труб, при этом на входной воронке и выходе трубы необходимо делать дополнительное усиление. Мощность кабеля выбирается исходя из диаметра труб.
Ендовы
В ендовах кабель прокладывается вверх и вниз, минимум на метр. Рекомендуемая протяженность укладки – 2/3 длины ендовы.
Карнизы
При наличии проблем по карнизу, кабель прокладывается “змейкой” по кромке. Ширина шага для мягких кровель рассчитывается исходя из мощности кабеля и потребной мощности на м кв, для металлических кровель шаг делается кратным рисунку кровли. Высота треугольника выбирается так, чтобы на поверхности не оставалось “холодных” зон, где происходит образование наледи. На исторических зданиях бывает необходимо пускать ещё одну нитку по капельнику или кромке кровли.
Капельники
Кабель прокладывается по капельнику по линиям отрыва воды. Количество ниток зависит от конструкции капельника (От 1 до 3) Крепления необходимо выполнять очень часто. Если капельник поврежден и имеет острые кромки, то необходимо предварительно выровнять его при помощи кровельного инструмента.
Обогрев кровли
Что такое кабельный обогрев кровли
Кабельная система обогрева кровли и водостоков – это антиобледенительная система, в основе которой лежит применение электрических греющих кабелей для стаивания снега и льда на крыше и в водосточной системе здания в угрожаемые периоды – в то время, когда происходят суточные перепады температур и образование наледи наиболее вероятно.
В свою очередь именно наледи являются причиной протечек крыш в осенне-весенний период, а также причиной деформации желобов и водостоков из-за скопившегося в них льда и снега.
Поскольку кабельная система антиобледенения крыши не допускает образования и, соответственно, падения сосулек на прилегающую территорию, то ее относят к системам безопасности.
Вполне закономерно, что в 2004 г появился документ Москомархитектуры «Рекомендации по применению противообледенительных устройств на кровлях с наружными и внутренними водостоками для строящихся и реконструируемых жилых и общественных зданий» который прямо рекомендует устанавливать такие системы на всех новых зданиях.
В настоящее время кабельными системами обогрева кровли в Москве и Санкт-Петербурге оснащено несколько тысяч строений. Накоплен значительный опыт проектирования, монтажа и эксплуатации.
Правильно спроектированная и грамотно смонтированная кабельная система обогрева кровли на качественных комплектующих не допускает скопления льда и обеспечивает отвод талой воды на всем пути следования. В результате сама кровля служит дольше, желоба не прогибаются, водостоки не деформируются и находящимся поблизости от здания людям и автомобилям падение сосулек не угрожает.
Обогрев кровли в фотографиях
Обогрев теплой и холодной кровли
Состав системы
Наиболее удачной нам кажется следующая классификация:
1. Подсистема нагревательных элементов
К греющим кабелям для эксплуатации на кровле предъявляются повышенные требования:
В составе систем обогрева кровли и водостоков применяются резистивные кабели и саморегулирующиеся кабели.
Саморегулирующиеся кабели обладают рядом преимуществ:
К недостаткам саморегулирующихся кабелей относится:
2. Подсистема распределения электропитания
К этой части можно отнести силовые кабели, монтажные коробки, узлы подвода электропитания. Сюда же входят информационные провода для датчиков и коробки под них.
3. Подсистема управления
Мы рекомендуем доверить управление системой «Антилед» терморегулятору или метеостанции.
Наиболее часто используемый терморегулятор – OJ Electronics ETR/F-1447.
В нем выполнены регулируемыми обе уставки температуры включения/выключения – и верхняя, и нижняя.
Максимальный ток нагрузки – 16А.
Устанавливается на DIN-рейку, занимает 4 модуля.
Исключительно надежное устройство. Вы также можете встретить его в продаже под марками Raychem, Nexans и др.
Метеостанция помимо датчика температуры воздуха имеет датчик влаги, а некоторые модели еще и отдельный датчик осадков.
Сигнал на включение обогрева подается при выполнении двух условий:
Щит управления системой кабельного обогрева включает в себя:
4. Подсистема крепежа для греющего кабеля
Включает в себя монтажные ленты, кронштейны, зажимы, сетки, тросы.
Особенности эксплуатации
Основная задача системы обогрева на крыше – обеспечить отвод талой воды по существующей водосточной системе здания.
В случае включения системы в момент, когда на крыше уже лежит толстый слой льда, на то, чтобы его растопить и отвести талую воду, системе антиобледенения обычной мощности потребуется порядка 48 часов.
При этом всем компонентам придется работать на максимальной мощности, что называется «на износ».
Это все-таки система антиобледенения, а не снеготаяния!
Поэтому следует доверить работу систему автоматике и лишь при необходимости корректировать уставки.
Сколько электроэнергии расходует КСО?
Энергопотребление является существенным фактором ограничивающим распространение систем электрического обогрева. Зачастую именно свободной электроэнергии не хватает Заказчику, чтобы уложить кабели на всех участках.
В рекомендациях МосКомАрхитектуры приводится следующий расчет (сделайте поправку на свой тариф):
Эксплуатационные затраты в основном определяются стоимостью электроэнергии, которая расходуется при работе системы
Для примера приводится расчет ориентировочной годовой стоимости эксплуатации антиобледенительной системы с резистивными греющими кабелями общей длиной 100 м и номинальной мощностью 3 кВт
Сколько стоит обогрев кровли
Если собрать статистику за 2016 год, то средняя цена системы обогрева кровли и водостоков «под ключ» составляет 1600 рублей за погонный метр. Эта цена, плюс-минус 10%, актуальна для Москвы и Санкт-Петербурга.
Стоимость монтажа системы обогрева в зависимости от сложности кровли колеблется в пределах 30-85% от стоимости основных комплектующих.
Причем на греющие кабели приходится примерно 40% от общей стоимости системы под ключ. На цену монтажа существенно влияет необходимость привлечения промышленных альпинистов или аренда автовышки.
Также имеет место сезонное повышение цен осенью, в связи с ростом спроса на такие услуги.
Заказчик может существенно снизить затраты на работы, если при разводке электропитания по зданию будут заранее сделаны выводы на крышу (или чердак) и предусмотрено место под щит управления.
Для каждого здания, требуется своя, специально для него рассчитанная и спроектированная антиобледенительная система, техническое решение которой будет зависеть от типа крыши (скатная, плоская, внешние или внутренние водостоки, с подвесными или разуклонными желобами), ее размеров и конфигурации, вида кровельных материалов и других факторов.
Преимущества обращения к нам
Итак, стоимость у всех примерно одинаковая, почему же монтаж обогрева кровли стоит доверить именно Probatum?
Только кровельные кабели. Греющие кабели для теплого пола и труб не подходят для эксплуатации на кровле.
Аккуратный и надежный крепеж из оцинкованной стали или меди. Большую часть используемого крепежа мы производим сами. О том, чтобы приклеить кабель алюминиевой клейкой лентой не может быть и речи!
Опыт и знания. В штате нашей компании работают специалисты с 10-15-летним опытом. За это время нам случалось работать на самых разных объектах, и мы уже знаем «где, сколько и какого кабеля нужно уложить чтобы работало».
Ответственность за результат. Если спроектированная и смонтированная Нами система антиобледенения не справится на каком-то участке, то мы ее переделаем БЕСПЛАТНО. Хотя это чрезвычайно редкий случай.
Разница в деталях. Результат – наш «Антилед» работает не только в течение гарантийного срока, а гораздо дольше!
Как мы работаем:
Для предварительного расчета, понимания стоимости и расхода энергии, от Вас необходимо получить:
В случае сложной конструкции крыши или невозможности предоставить размеры, мы предусматриваем выезд мастера по Москве, Московской области, Санкт-Петербургу и Омску (см. форму справа).
Если достигли предварительной договоренности, то к Вам будет направлен специалист для замера и последующего выставления сметы. Далее составляем договор с приложениями, на основании которого выполняем проект и монтаж.
Предпочтительный порядок оплаты: аванс 70% (необходимо скомплектовать материалы именно под Ваш Объект), окончательная оплата 30% (после сдачи-приемки и передачи документации).
Выполнен проект и осуществлен монтаж системы обогрева водосточных воронок и лотков на плоской кровле.