Борьба с наледью на крышах и ступенях зданий и открытых площадках

Не каждая система обеспечит отсутствие наледи 

Существует миф, что, установив систему антиобледенения по базовым рекомендациям от производителя, можно избавиться от наледи на любой крыше. К сожалению, это не так.

Очень часто проблема сосулек беспокоит владельцев зданий с кровлей без теплоизоляции (так называемые «тёплые кровли»). Тепло изнутри помещения подогревает лежащий на кровле снег, подтапливая его снизу. На таких кровлях механизм образования наледи работает вплоть до сильнейших морозов. Решением является увеличение площади и повышение мощности обогрева, а также задание алгоритма работы системы до минимальных температур. Альтернативное решение — монтаж распределённого нагревательного элемента. На тёплых кровлях существенную экономию обеспечит использование метеостанции с контролем влажности и осадков.

Экономия в обеспечении рекомендуемого шага укладки греющего кабеля приводит к наличию непрогреваемых зон, от которых начинает намерзать наледь, иногда свешиваясь за фасад.

Помимо всего вышеописанного, должны соблюдаться рекомендации по комбинированию систем снегозадержания и антиобледенения. При установке систем обогрева кровли заказчику стоит понимать, что отсутствие снегозадержания не обеспечит ожидаемого результата, а иногда и вовсе может привести к худшим последствиям, чем было до этого, так как с установкой системы антиобледенения прекращаются работы по механической очистке кровли, а риск сползающих глыб всё ещё присутствует.

Тепловая система

Резистивные нагревательные кабели — традиционное решение для открытых площадок и ступеней, которое также часто встречается на кровлях.

Их недостатком является отсутствие возможности нарезания кабеля по длине (для двужильного кабеля) и привязанность к обеспечению нужных длин для подключения к рабочему напряжению (для одножильного кабеля). Наряду с этим в кровельных проектах проблему создаёт перегрев резистивного кабеля при контакте с листвой и прочим мусором, попадающим на нагревательную систему, что повышает пожароопасность. Ввиду последнего для системы особенно важен контроль управления.

Саморегулирующиеся нагревательные системы завоевали популярность на кровлях и трубах благодаря меньшему потреблению электроэнергии, повышенной безопасности, а также возможности нарезки по требуемой длине.

Недостатком саморегулирующегося кабеля являются высокие пусковые токи, в несколько раз превышающие номинальные значения. Пиковая нагрузка на сеть при старте системы обогрева возрастает, что приводит к необходимости повышения сечения силового кабеля и ведёт к увеличению стоимости проекта.

Основной ошибкой при проектировании системы обогрева кровли с саморегулирующимся кабелем является полное отсутствие системы управления. Если отказаться от отключения по верхнему пределу можно, то отсутствие предела по минимальной температуре может привести к перерасходу электроэнергии, а в отдельных случаях даже к обратному эффекту — генерации сосулек при плавлении снега в сильные морозы. При покупке саморегулирующегося греющего кабеля стоит понимать, что спустя несколько лет часть его мощности будет «потеряна» за счёт деградации полупроводящего полимера, что сопровождается повышением его электрического сопротивления.

Сколько именно будет составлять этот показатель, зависит от уровня качества конкретного производителя. В отдельных случаях потери мощности могут составлять до 13–20% в год.

Альтернативные решения среди саморегулируемых нагревательных систем без деградации полупроводящей матрицы уже доступны на рынке и используются в России. Саморегулирующиеся нагревательные системы нового поколения — на основе греющей плёнки — сочетают преимущества резистивного и саморегулирующегося кабеля. С одной стороны, отсутствуют высокие пусковые токи, с другой — присутствуют возможность нарезания по длине и ограничение максимальной температуры нагрева.

Форм-фактор плёнки позволяет монтировать её под исходный кровельный либо дополнительный укрывной материал и обеспечивать распределённый обогрев без локально непрогретых зон. В случае открытых площадок и ступеней плёнка работает аналогично греющему кабелю, но с гораздо более равномерным распределением тепла. Монтаж плёнки упрощается по сравнению с кабелем за счёт её меньшего количества. Аналогично нагревательную плёнку применяют в системах промышленного обогрева: резервуары, трубопроводы, насосные и вертолётные площадки.

Автоматизация

Любое современное техническое решение подразумевает наличие управляющей электроники. Системы антиобледенения не являются исключением. Управляющая электроника выполняет две основные функции: своевременное включение и отключение нагревательной системы для её правильной работы и экономия электроэнергии. Ручное управление является крайне нежелательным решением, однако может быть реализовано на некоторых небольших проектах с саморегулирующимся кабелем (водопроводные трубы, ливневая канализация, септик).

Стоимость автоматизации системы антиобледенения начинается от 2000 руб. Самое популярное решение — терморегулятор с датчиком температуры. Регуляторы разных моделей и производителей работают примерно по одному принципу: пользователь выставляет температурный диапазон (максимальную и минимальную температуры), в котором система должна работать. Как правило, это температуры в интервале от −5 до +5°C.

Грамотный выбор системы и правильная эксплуатация

По статистике, примерно треть клиентов, установивших системы обогрева, использует их неправильно. Основная ошибка — принудительное отключение питания системы и её дальнейший простой в неактивном состоянии. При этом своевременно включить систему успевают немногие. Как результат — владелец здания ошибочно ожидает, что нагревательная система будет топить намерзший лёд и толстый слой снега, но этого не происходит.

Уверенность в правильности своих действий для владельца основана на предположении, что система обогрева должна топить снег и лёд самостоятельно. Однако это не так: система не борется с сосульками, а предотвращает их образование, подогревая снег и воду, как только они попадают на обогреваемую часть крыши.

Мы рекомендуем прописывать пункт о запрете принудительного отключения в гарантийном договоре. В противном случае поставщик может прекратить гарантийное обслуживание.

Корень проблемы — попытки владельца сэкономить на электроэнергии, хотя автоматизация в правильной системе антиобледенения уже должна присутствовать и закладывается уже при проектировании и монтаже оборудования. Чаще всего, выбрав наиболее дешёвый вариант автоматики и не посчитав адекватно будущие эксплуатационные расходы, владелец забывает о главном — сколько ему придётся платить за качественный результат.

Статистика показывает, что больше всех считают деньги частные клиенты — владельцы загородных домов, коттеджей. Как правило, мощности их систем обогрева не превышают 5 кВт. Установка метеостанции вместо терморегулятора не всегда обоснована экономически, однако в отдельных случаях может быть проведена по желанию заказчика.

На втором месте — управляющие компании. В их эксплуатации находятся дома с более существенными мощностями систем антиобледенения, составляющими 10–20 кВт. Подобные проекты стоит выполнять с метеостанцией во избежание дальнейшего недопонимания.

Сегмент клиентов, для которого энергопотребление критично меньше всего, — производственные предприятия. Мощность системы обогрева 20 кВт для них может составлять незначительную часть от общего энергопотребления всего оборудования на производстве. Система автоматизации при этом должна выполнять функции своевременного включения/отключения обогрева для обеспечения качественной работы системы обогрева.

Результаты внедрения

Экономический эффект внедрения электрообогрева для городских управляющих компаний обоснован отказом от услуг подрядных организаций по очистке кровель и площадок от снега и наледи, избежанием штрафов ГЖИ и ГАТИ, выплат компенсаций жертвам порчи имущества и здоровья. Не менее важны репутационные риски и риски уголовной ответственности для руководства управляющей компании при возникновении обстоятельств, повлёкших за собой травмы или гибель людей.

Как видно из табл. 1, система электрического обогрева может окупиться уже в первые годы эксплуатации. Ключевым фактором является разница операционных затрат при наличии системы антиобледенения и без неё. При этом выполняется желание любого заказчика — принцип «поставил и забыл». Исключением является плановый осмотр оборудования до и после зимне-весеннего сезона.

Дополнительным плюсом масштабного внедрения систем антиобледенения является сглаживание суточных пиковых нагрузок в энергосистемах больших городов.

Подводя итог, хотелось бы сказать, что системы антиобледенения — это тот случай, когда пользоваться новой технологией необходимо не только по причине того, что кто-то требует, но и по экономическим соображениям. Оснащение городского пространства системами антиобледенения в итоге влияет на безопасность городской инфраструктуры. А стратегия «умного города» невозможна без систем безопасности и удобства горожан.