Для впевненої роботи АЕКС на холодному даху рекомендується розташовувати нагрівальні кабелі за рекомендаціями для теплого даху, тобто не тільки у водостоках, а й на поверхні покрівлі.
Можливість забезпечення плюсової температури на поверхні даху залежно від вибору питомої потужності АЕКС
Для обраної питомої потужності АЕКС можна орієнтовно оцінити можливість досягнення плюсової температури на поверхні покриття, карнизі, у жолобі тощо в залежності від мінусової температури зовнішнього повітря.
Орієнтовний підхід до оцінки можливості досягнення плюсової температури розглянуто на прикладі карнизу. Спрощена схема теплообміну нагрітої поверхні карнизу представлена на рисунку 2. Теплообмін нагрітої поверхні оцінюють за коефіцієнтами тепловіддачі зовнішніх поверхонь, їх оціночні значення для верхньої та нижньої поверхні карнизу можна прийняти як для подібних зовнішніх поверхонь огороджувальних конструкцій, зазначених у ДСТУ Б В.2.6-189:
азв = 23 Вт/(м2 К) - коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої верхньої поверхні карнизу;
а 3 н = 17 Вт/(м2 • К) - коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої нижньої поверхні карнизу.
Зазначені коефіцієнти є розрахунковими та відповідають середнім умовам зовнішнього середовища. Фактичні їх значення можуть бути значно більшими, наприклад, через сильний вітер.
1 - шар снігу; 2 - нагрівальний кабель; 3 - прикарнизний (настінний) жолоб
Рисунок 2 - Спрощена схема теплообміну нагрітої поверхні карнизу
Сумарний коефіцієнт тепловіддачі нагрітого карнизу складається з коефіцієнтів тепловіддачі верхньої та нижньої його поверхонь -
азв+ аз.н =23 + 17 = 40 Вт/(м2-К)). (6.1)
Тобто для нагрівання на один градус поверхні карнизу необхідна питома потужність АЕКС - 40 Вт/м2.
Розглядаємо практичну достатність визначеної питомої потужності.
Наприклад, АЕКС на карнизі виконана нагрівальним кабелем питомою потужністю 20 Вт/м з кроком укладки 5 см (зазвичай - це мінімальний крок, рекомендований виробниками), що складає питому потужність АЕКС - 400 Вт/м2. Така потужність при сумарному коефіцієнті тепловіддачі 40 Вт/(м2-К) збільшить температуру поверхні карнизу на
400: 40 = 10 °С.
Отже, дана АЕКС здатна за температури зовнішнього повітря мінус 9 °С збільшити температуру поверхні карнизу на 10 °С, тобто досягти на поверхні карнизу температури (-9 + 10) = 1 °С, досягаючи температури танення снігу. А за температури зовнішнього повітря, наприклад, мінус 11 °С - досягти (-11 + 10) = -1 °С на поверхні, не утворюючи танення, тобто не забезпечуючи покладеної на АЕКС задачі.
Таким чином, дана АЕКС може бути застосованою для теплого даху, виходячи з умови щодо орієнтовної температури танення снігу на покритті, зазначеної у таблиці 1. А для гарячого даху така нагрівальна система не зможе завжди забезпечити плюсову температуру на карнизі, оскільки вище карнизу танення снігу можливе за температури зовнішнього повітря нижче мінус 10 °С, що призведе до намерзання льоду на карнизі.
Орієнтовну оцінку інших елементів даху та водостоків можливо здійснити за аналогією розглянутого прикладу для карнизу.
ПИТОМА ПОТУЖНІСТЬ АЕКС
Розрахункову теплову потужність АЕКС вибирають, враховуючи рівень теплоізоляції даху, матеріал покриття, тип водостічної системи, діаметр водостоків тощо.
Розрахункову питому потужність АЕКС рекомендується приймати за даними таблиці 2.
Таблиця 2 - Рекомендована розрахункова питома потужність АЕКС
|
Місце розташування АЕКС |
Рекомендована розрахункова питома потужність АЕКС |
||
|
Холодний дах |
Теплий дах |
Максимально допустима2) |
|
|
Прикарнизний (настінний) жолоб, поверхня даху, карниз, єндова та інші умовно плоскі конструкції |
(250-300) Вт/м2 |
(350-400) Вт/м2 |
600 Вт/м2 |
|
Підвісний водостік, жолоб (ринва) тощо діаметром1^ до 12 см |
(30-40) Вт/м |
(30-40) Вт/м |
40 Вт/м |
|
Підвісний водостік, жолоб (ринва) тощо діаметром1) від 12 см до 20 см |
(40-60) Вт/м |
(50-80) Вт/м |
80 Вт/м |
|
Підвісний водостік, жолоб (ринва) тощо діаметром1) більше 20 см |
Пропорційна збільшенню діаметра водостоків |
||
1> Для водостоку іншої форми поперечного перерізу розрахункову питому потужність приймають як для водостоку круглої форми такого ж еквівалентного діаметра.
2> Обмеження максимально допустимої потужності стосується водостічних труб та водостоків із закритим перерізом. Для жолобу (ринви) тощо, які мають відкритий переріз, питому теплову потужність допустимо збільшувати на (ЗО - 60) %.
При виборі розрахункової потужності АЕКС рекомендується застосовувати правило - чим більша питома потужність, тим надійніше працює система, тобто забезпечує плюсову температуру на поверхні покриття та у водостоках при більш низьких температурах зовнішнього повітря.
ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ТА УЛАШТУВАННЯ НАГРІВАЛЬНОЇ ЧАСТИНИ АЕКС
Загальні вимоги
При проектуванні АЕКС на підставі наявних креслень, фотографій, натурних вимірів тощо аналізують будівлю стосовно можливих місць накопичення снігу, утворення талої води та намерзання криги і бурульок. Визначають шляхи стікання талої води.
Оцінюють можливість зриву з поверхні даху та з водостоків крижаних брил і бурульок, сповзання товщі снігу, що небезпечно для людини, можуть бути пошкоджені автомобілі, а також нагрівальний кабель та інші елементи АЕКС. Визначають необхідні технічні рішення для запобігання цього, наприклад, - встановлення елементів снігозатримання.
Розділяють покрівлю та водостоки на характерні необхідні зони нагрівання. Для кожної зони, залежно від її розмірів, форми, зручності монтажу нагрівального кабелю, датчиків тощо визначають загальну кількість АЕКС, типи застосовуваних у них нагрівальних кабелів та їх потужність.
Як правило, АЕКС не використовують для зниження снігового навантаження на покриття, тобто для танення снігу на всій поверхні даху. АЕКС не зможе забезпечити танення снігу при його значному накопиченні на покритті тощо, особливо за низьких температур зовнішнього повітря. Покриття повинно відповідати вимогам на навантаження снігового покрову уданій кліматичній зоні.
При виборі місці кріплення нагрівальних кабелів, датчиків, кабелів живлення тощо слід передбачати надійність їх кріплення з урахуванням механічних впливів від зливових потоків води, сповзання товщі снігу та льоду.
Необхідно застосовувати елементи кріплення, захищені від корозії. При застосуванні металевих водостоків і покрівлі елементи кріплення повинні бути гальванічно сумісними з ними. Наприклад, для мідних покриття та водостоків необхідні елементи кріплення з міді або будь-які з пластиковим покриттям або пластикові. Для мідних даху та водостоків застосування залізних або алюмінієвих елементів кріплення не допускається.
В АЕКС можуть застосовуватись елементи заводського виготовлення з убудованим підігріванням - воронки тощо. При використанні таких елементів у АЕКС слід дотримуватись рекомендацій виробників.
Типові зони розташування нагрівальної частини АЕКС
Вибір зон необхідно здійснювати з урахуванням типу водостоку та організації водо- відведення. Покриття будівель може бути виконаним з внутрішнім водостоком при організованому чи із зовнішнім водостоком при організованому або неорганізованому водовідводах відповідно до ДБН В.2.6-14. Організований водовідвід може бути виконаним за допомогою спеціальних водозбірних лотків, водоприймальних воронок і системи водовідвідних трубопроводів. Неорганізований-за допомогою оснащення покрівлі карнизними звисами необхідних розмірів.
Типові зони розташування АЕКС:
водостічна труба;
водозбірний лоток - жолоб (ринва) тощо;
прикарнизний (настінний) жолоб;
крапельникза прикарнизним (настінним) жолобом;
карниз при неорганізованому водовідводі;
єндова (розжолобок), примикання покрівлі до стін тощо;
водоприймальна воронка плоского даху з внутрішнім водостоком і ділянка даху навколо неї;
водомет і ділянка даху перед ним;
колодязь зливової каналізації на глибину можливого промерзання при заведеній в нього водостічній трубі;
дренажний та водозбірний лоток на/або в ґрунті під витоком з водостічної труби.
Вибір та встановлення нагрівального кабелю в типових зонах обігрівання на покриттях будівель та в їх водостоках
Дах з підвісними жолобами та підвісними водостічними трубами
Відповідно до таблиці 1 (6.2.2) для даху з підвісними жолобами та підвісними водостічними трубами розташування нагрівального кабелю здійснюють згідно з типом даху:
холодний дах - у жолобах і водостічних трубах;
теплий дах - у жолобах, водостічних трубах та на кромці покрівлі смугою нагрівання, яка примикає до жолоба.
Для впевненої роботи АЕКС на холодному даху рекомендується розташовувати нагрівальні кабелі за рекомендаціями для теплого даху, тобто не тільки у водостоках, а й на кромці покрівлі.
Подальші положення 8.3.1.2 - 8.3.1.7 стосуються підвісних водостоків - жолобів, водостічних труб, водозбірних лотків, водовідвідних трубопроводів тощо. За необхідності утворення смуги нагрівання вздовж кромки покриття слід керуватися 8.3.2.
Визначення розрахункової питомої потужності та кількості ліній нагрівального кабелю здійснюють залежно від діаметра підвісного водостоку (див. також розділ 7):
до 12 см - рекомендується застосувати дві лінії кабелю питомою потужністю не менше 20 Вт/м або одну лінію кабелю не менше ЗО Вт/м, тобто питома потужність на метр водостоку складає не менше (30-40) Вт;
від 12 см до 20 см - рекомендується застосувати дві лінії кабелю, як правило, питомою потужністю не менше ЗО Вт/м, а для холодного даху допускається застосувати кабель питомою потужністю не менше 20 Вт/м. Тобто питома потужність на метр водостоку складає не менше (40-80) Вт;
більше 20 см - рекомендується застосувати кабель питомою потужністю не менше ЗО Вт/м. Кількість ліній кабелю приймають більшою відносно рекомендацій до діаметрів від 12 см до 20 см пропорційно збільшенню діаметра водостоку.
Схема укладання нагрівального кабелю залежить від обраного конструктивного типу кабелю - одножильного чи двожильного, що визначає у подальшому правила проектування відносно вибору мінімальної кількості ліній кабелю та зручності його монтажу.
Одножильний нагрівальний кабель, за необхідності підключення до живлення обома кінцями в одній точці, у жолобах та водостічних трубах найбільш зручно монтувати парною кількістю ліній кабелю - дві (туди й зворотно), чотири (туди й зворотно і ще раз туди й зворотно) тощо. Приклад схеми прокладання одножильного нагрівального кабелю з парною кількістю ліній у підвісних водостоках представлено на рисунку 3.
1 - холодні кабелі; 2 - з’єднувальні муфти; 3 - нагрівальний кабель
Рисунок 3 - Приклад схеми прокладання одножильного нагрівального кабелю з парною кількістю ліній у підвісних водостоках
Двожильний нагрівальний кабель підключається до живлення одним кінцем. У жолобах і водостічних трубах його найбільш зручно монтувати з парною кількістю ліній - дві (туди й зворотно), чотири (туди й зворотно і ще раз туди й зворотно) тощо (рисунок 4). Однак у жолобі двожильний кабель можна монтувати і з непарною кількістю ліній, забезпечуючи рекомендоване збільшення питомої потужності в жолобі відповідно до виноски 2 у таблиці 2. Приклад схеми прокладання двожильного нагрівального кабелю з парною кількістю ліній у водостічних трубах та непарною у жолобі представлено на рисунку 5.
1 - холодний кабель; 2 - кінцева муфта; 3 - з’єднувальна муфта; 4 - нагрівальний кабель
Рисунок 4 - Приклад схеми прокладання двожильного нагрівального кабелю з парною кількістю ліній у підвісних водостоках
1 - холодний кабель; 2 - з’єднувальна муфта; 3 - нагрівальний кабель; 4 - кінцева муфта
Рисунок 5 - Приклад схеми прокладання двожильного нагрівального кабелю
з парною кількістю ліній у водостічних трубах (дві лінії) та непарною у жолобі (три лінії)
Відповідно до вищезазначених рекомендацій шодо укладання нагрівального кабелю двома лініями у підвісних жолобах і водостічних трубах загальну довжину кабелю визначають за простим правилом - щонайменше як подвоєну суму їх довжин.
Виходячи із різноорієнтованості скатів та інших конструктивних особливостей даху, зазвичай, складно застосувати один нагрівальний кабель для всього даху та його водостічної системи. Наприклад, для кожного скату рекомендується застосовувати окремий нагрівальний кабель або окрему групу кабелів. У цьому випадку об’єднання всіх кабелів в єдину систему здійснюють в з’єднувальній коробці під дахом. Якщо не застосовувати окремі нагрівальні кабелі, то, наприклад, для двоскатного даху необхідно врахувати додаткову довжину кабелю з відповідним кріпленням, який необхідно прокласти через два скати від одного жолоба через гребінь даху до іншого жолоба. До того ж такий монтаж кабелю доволі складний, а іноді - неможливий.
У підвісних водостоках найбільш вразливими до замерзання талої води є вертикальні водостічні труби, особливо їх нижні частини. Внаслідок руху повітря, що входить в трубу за рахунок конвекції, переохолоджується її нижня частина, де може утворитися льодяна пробка, закупоривши витікання талої води. Зазвичай цей ефект має місце у трубах висотою більше 5 м. До того ж тала вода охолоджується при стіканні в трубі, що також може спричинити утворення льоду.
