проект на электрообогрев кровли

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.

Таблица 1: Сравнение нагревательных кабелей

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*********-****Образцы кабелейТСОЭ, SMCМНТ, Gm2-CWCTL ZHFreezStop 25K, SLT2, GM-2-X-C

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.

Источник

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.

Источник

Обогрев кровли и водостоков: расчет, проектирование и монтаж антиобледенительных кабельных систем

Группа людей с лопатами на крыше и внимательный дежурный внизу, заботливо предупреждающий прохожих фразой: «ты туда не ходи, ты сюда ходи» — это очень смешная сцена, если вы наблюдаете её в любимом кинофильме. В жизни же это не такое уж весёлое зрелище, особенно если орудовать лопатой приходится именно вам. Избавиться от тяжёлой работы, а также обезопасить себя и окружающих можно с помощью системы антиобледенения для кровли, которая и станет предметом нашего разговора.

Необходимость применения подогрева кровли

Снег, как известно, не только «кружится, летает и тает», но ещё и создаёт массу проблем:

Заметим, что таяние снега может наблюдаться и в мороз, если крыша плохо утеплена («тёплая кровля»). На этот раз причиной таяния становится тепло внутреннего пространства дома. Стекая на более холодные карниз и водосток, талая вода замерзает, образуя наледи и сосульки.

Игнорировать проблему льда и снега на крыше нельзя. Но вместо того чтобы удалять их механическим способом, можно применить более простое и современное решение: закрепить на кровле и водостоке нагреватели. Это и есть суть системы антиобледенения.

Состав системы антиобледенения

Эта система состоит из следующих компонентов:

В состав щита входят несколько устройств:

Виды греющих кабелей

Основной элемент системы антиобледенения выпускается в нескольких вариациях.

Резистивный греющий кабель

Хотя определение «резистивный» для этого типа кабеля закрепилось достаточно прочно, оно является не вполне корректным. Правильнее такой вариант кабеля называть «нерегулируемым», так как резистивными по своей сути являются все греющие кабели.

Нерегулируемый кабель имеет самое простое устройство. Это вытянутый в длинную жилу нагревательный элемент из металлического сплава с высоким электрическим сопротивлением (обычно применяют нихром), заключённый в экранирующую оболочку и изоляцию. Достоинства у него следующие:

Нерегулируемый резистивный кабель выпускается в двух исполнениях:

По сути, в двухжильном кабеле также применена одна жила, только она сложена пополам. Это позволило выиграть в следующем:

Зональный резистивный кабель

Греющая жила также выполнена из нихрома, но кабель сконструирован несколько иначе: он состоит из двух изолированных токопроводящих жил (фаза и ноль), а греющая жила намотана на них в виде спирали. При этом нихромовый проводник разбит на отрезки, которые своими концами подключены к токопроводящим жилам. Таким образом, зональный кабель состоит из множества греющих фрагментов, подключённых к электросети параллельно. Это даёт следующие преимущества:

Стоит зональный резистивный кабель, как нетрудно догадаться, дороже обычного.

Саморегулирующийся кабель

В этом кабеле, как и в зональном, имеются две токопроводящие жилы, но греющий провод изготовлен совсем из другого материала: это особый полимер с полупроводниковыми свойствами, называемый «матрицей». Он уложен не вокруг токопроводящих жил, а между ними. Особенность матрицы в том, что её электрическое сопротивление зависит от температуры: чем сильнее нагрев, тем меньшее число токопроводящих путей является активным.

В конце концов, при нагреве до определённой температуры полимер вообще превращается в диэлектрик, то есть отключается, при этом участки с допустимой температурой продолжают функционировать. Достоинства саморегулирующегося кабеля очевидны:

Но есть и отрицательные аспекты:

Проектирование и расчёт системы антиобледенения

Разработать систему обогрева крыши — задача далеко не самая простая, тем более что в каждом конкретном случае подход требуется индивидуальный. Заниматься проектированием должны специалисты. Но с общими положениями расчёта будущему владельцу ознакомиться всё-таки следует. Хотя бы для того, чтобы не стать жертвой недобросовестного поставщика, пытающегося продать неоправданно дорогую систему.

Итак, в общем случае делают примерно следующее:

Ориентировочная мощность обогрева для различных элементов кровли составляет:

Если водосточная система собрана из пластмассовых деталей, обогревающие её кабели могут иметь суммарную погонную мощность не более 17 Вт/м. Для крыш с мягким кровельным покрытием максимально допустимая погонная мощность составляет 20 Вт/м.

Далее подсчитывают общую длину греющего кабеля и определяют количество цепей с учётом того, что длина одной цепи не может превышать 120 – 150 м (зависит от марки кабеля). Каждая цепь должна подключаться через отдельное УЗО.

В последнюю очередь проектируют щит управления с учётом количества цепей и потребляемой ими электрической мощности

Монтаж системы подогрева кровли

Установка системы антиобледенения кровли требует определённых знаний и навыков работы с силовым оборудованием. Если вы не имеете опыта работы с напряжением, лучше обратитесь к специалистам или хотя бы пригласите в напарники практикующего электрика.

Инструменты и материалы, необходимые для работы с системой антиобледенения кровли

Для монтажа понадобятся следующие инструменты:

Для работ на высоте понадобится лестница.

Из материалов может понадобиться специальный клей, например, марки GE Grey RTV 167. Он используется на мягких кровлях, к которым фиксатор для греющего кабеля невозможно прикрутить саморезами или прибить гвоздями.

Подготовка кабеля к монтажу и подключению

Работы по установке системы антиобледенения проводятся в таком порядке:

Шаг установки монтажной ленты зависит от материала кабеля:

Если рядом уложено несколько кабельных линий, то между ними с шагом в 25–30 см нужно устанавливать разделители, предотвращающие спутывание кабеля при схождении снега или при сильном ветре.

Во избежание повреждения кабеля не разрешается:

Крепление греющего кабеля на водостоках

На водосточных трубах греющий кабель устанавливается аналогично: либо просто заводится внутрь, либо крепится снаружи монтажной лентой. В качестве крепления могут применяться термоусаживаемые трубки. Если труба имеет длину более 6 м, кабель нужно крепить на металлическом тросе с полимерной оболочкой во избежание разрыва от собственного веса.

При укладке кабеля в одну нитку после формирования в воронке «капающей петли» конец кабеля нужно зафиксировать стяжкой. Фиксацию кабеля в воронке можно осуществить при помощи скобы.

При укладке нескольких линий каждая из них крепится отдельной скобой.

Видео: монтаж системы обогрева водостоков

Монтаж кабеля на кровле

На кровле кабель фиксируется перфорированной лентой, которая может быть прикручена саморезами либо приклеена специальным клеем (на мягких кровлях). При установке самореза он сам и отверстие в кровельном покрытии обрабатываются герметиком. Излишки герметика нужно не удалять, а обмазать ими шляпку метиза.

На готовой черепичной крыше крепёжную ленту для кабеля нужно на 7,5 см завести под черепицу и там приклеить. Если же черепица ещё не уложена, эту ленту прибивают к сплошной обрешётке.

При использовании клея его излишек также удалять не нужно. Выступив через отверстия перфорированной ленты и подсохнув, он упрочняет крепление, работая наподобие гвоздя или самореза.

Шаг установки монтажной ленты указывается в инструкции к греющему кабелю. Обычно он составляет 15 – 25 см.

Многие производители сегодня поставляют вместе с греющим кабелем зажимы типа «клипсы», в которых кабель фиксируется при помощи плоскогубцев. Перед этим зажимы нужно прикрутить к кровле саморезами, прибить гвоздями или посадить на клей.

Применяют и другой способ: кабель крепят хомутами к предварительно уложенной сетке.

Видео: укладка кабеля системы снеготаяния на многоскатной кровле

Прозвонка греющего кабеля

Для измерения сопротивления изоляции кабеля используется мегомметр.

Для полноценной проверки замеры нужно выполнить при напряжении не только в 500 и 1000 В, но и в 2500 В, иначе некоторые дефекты могут остаться не обнаруженными.

Первым делом замеряют величину сопротивления между токопроводящими жилами и экранирующей металлической оплёткой. В том случае, если кабель установлен на металлической поверхности, то нужно также замерять сопротивление между металлической оплёткой и этой поверхностью.

Проверку проводят в таком порядке:

В норме все три сопротивления должны иметь величину не менее 1000 Мом вне зависимости от длины цепи и напряжения. При этом величина одного сопротивления, например, между одной из жил и экраном, должна быть постоянной при всех трёх напряжениях, а все три сопротивления в пределах одной цепи не должны отличаться более, чем на 25%.

В случае применения саморегулирующегося кабеля необходимо замерять сопротивление между токопроводящими жилами на обоих его концах. Оно должно составлять 3 Ом. Значение более 100 Ом говорит о повреждении жил или нарушении соединения между секциями цепи. После такой проверки все элементы с термоусаживаемыми материалами, например, конечная муфта должны быть заменены.

Подключение и пусконаладка системы антиобледенения кровли

После проверки сопротивления изоляции выполняют необходимые подключения:

Нажатие кнопки «TEST» на корпусе УЗО считать полноценной проверкой нельзя: определить, как быстро и при каком дифференциальном токе срабатывает выключатель, можно только с помощью контролируемой утечки.

Тонкая настройка терморегулятора возможна только в холодный период года.

По завершении монтажа на руках у владельца должны остаться следующие документы:

Обслуживание системы антиобледенения кровли

Владельцу системы антиобледенения рекомендуется делать следующее:

Система обогрева кровли и водостоков не только экономит время владельца дома, но и исключает получение жильцами травмы от падения сосулек или снега. А поскольку здоровье и жизнь бесценны, затраты на покупку и установку комплекса окажутся оправданными при любой его стоимости. Нужно только помнить, что оснащение крыши подогревом — проект довольно серьёзный, и наилучший результат будет гарантирован только в том случае, если в нём примут участие опытные специалисты.

Источник