Střešní Odmrazovací Systémy

2023 Autor: Douglas Hoggarth | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-11-26 20:16

Mechanismus tvorby ledu

Obr. 1

Tvorba ledu a rampouchu na teplé střeše (DE-VI):

1 - sníh;

2 - voda;

3 - led;

4 - tepelný tok

Srážení ve formě sněhu na střeše nepředstavuje žádné nebezpečí. Pokud jsou však vytvořeny podmínky pro to, aby se sníh roztavil pod vlivem jakéhokoli zdroje tepla, změní se na vodu. Pokud vytvořená voda z taveniny nemá způsob, jak rychle opustit střechu, když se přiblíží odpovídající negativní teplota, zmrzne a promění se v led. Protože podmínky tání (a rychlost tání) ledu a sněhu jsou odlišné, při příštím krátkodobém působení zdroje tepla není možné tání, ale naopak zvýšení ledové zátky. Tento mechanismus tvorby ledu může vést k tvorbě rampouchů dlouhých desítek metrů a vážících stovky kilogramů.

Zdroje tepla jsou:

• Atmosférické teplo. Pokud denní teploty vzduchu kolísají s amplitudou dosahující 15 ° C, pak s kolísáním v rozmezí +3 0: +5 ° C během dne a -6 0: -10 ° C v noci jsou vytvořeny nejpříznivější podmínky pro tvorbu ledu. Na jaře k nim můžete přidat sluneční záření. Ačkoli povrchy sněhu a ledu odrážejí většinu záření dopadajícího na ně, i malá vrstva nečistot dramaticky zvyšuje koeficient absorpce. Kromě toho se exponované oblasti střechy rychle zahřívají a k rozmrazování dochází z vnitřní strany vrstvy. Proto je tvorba ledu na jaře vždy intenzivnější než na podzim.

  Vlastní odvod tepla ze střechy. Odvod tepla probíhá na jakékoli střeše. K tomu dochází minimálně na střechách s větraným podkrovím. Nedávno rozšířené využití půdního prostoru k bydlení (podkroví) nebo jako technická podlaha (kde je instalováno velké množství výkonných zařízení pro vytápění, větrání a klimatizaci) však dramaticky mění požadavky na střešní konstrukci. Nedostatečně účinná tepelná izolace vede k tomu, že pod povrchem sněhu ležící na střeše (což je dobrý tepelný izolátor) dochází k neustálému odkapávání sněhu a tento proces probíhá na celé ploše střechy. Takové střechy lze nazvat teplé. Vyznačují se tvorbou ledu v širším rozsahu teplot vzduchu,což by ve skutečnosti mohlo znamenat nebezpečí tvorby rampouchů po většinu chladného období.

Dnes je nejběžnějším způsobem boje proti tvorbě ledu použití protimrazových systémů založených na topných kabelech.

Protimrazové systémy na bázi topných kabelů

Obr

Aplikace systému odmrazování topných kabelů

Zavedení protimrazových systémů na bázi topných kabelů, pokud jsou správně navrženy, s přihlédnutím ke zvláštnostem konstrukce střechy, může zcela eliminovat tvorbu ledu za relativně nízké ceny a zanedbatelnou spotřebu energie a také zajistit provozuschopnost organizovaného odvodňovacího systému v jarním a podzimním období.

Obr

Instalace topných kabelů

Provoz systémů proti námraze při teplotách pod -18 ° … -20 ° C je obvykle zbytečný. Zaprvé, při takových teplotách nedochází k tvorbě ledu prvním mechanismem a množství vlhkosti druhým prudce klesá. Za druhé, za těchto podmínek také klesá množství srážek ve formě sněhu.

Za třetí, tání sněhu a odstraňování vlhkosti po dostatečně dlouhé cestě vyžaduje velkou elektrickou energii.

Při instalaci systému je třeba mít na paměti, že projektant musí zajistit, aby voda, která se objeví v důsledku „provozu“systému, měla volnou cestu plného proudění ze střechy.

Obr

Příklad vytápění údolí.

1 - Svorka

2 - Topná část

3 - Konzola

4 - Měděný pás

Existují také limity kapacity topné části systémů stanovené na základě praxe, jejichž nedodržení vede k neefektivnímu provozu zařízení ve stanoveném teplotním rozsahu a jeho značný přebytek vede pouze k nadměrné spotřebě elektrické energie bez jakéhokoli zlepšení provozu systému.

Tyto zahrnují:

• měrný výkon topných kabelů instalovaných na vodorovných částech střechy. Celkový měrný výkon na jednotku povrchu vyhřívané části (žlab, žlab atd.) Musí být alespoň 180-250 W / m2;

  měrný výkon topného kabelu ve žlabech musí odpovídat alespoň 25-30 W / na metr délky žlabu a zvyšuje se s prodloužením žlabu na 60-70 W / m.

Všechno výše uvedené nám umožňuje vyvodit několik obecných závěrů:

• Protimrazové systémy obecně „fungují“pouze během jarního a podzimního období a během tání. „Provoz“systému v chladném období (-15 ° … -20 ° C) je nejen zbytečný, ale může být i škodlivý.

  Systém musí být vybaven teplotním čidlem a příslušným specializovaným termostatem, který lze spíše nazvat mini meteorologická stanice. Musí řídit provoz systému a umožňovat možnost úpravy teplotních parametrů s přihlédnutím ke specifickým vlastnostem klimatického pásma, umístění a počtu podlaží budovy.

  Topné kabely musí být instalovány po celé cestě taveniny, počínaje vodorovnými žlaby a žlaby a končícími východy ze žlabů, a pokud jsou vstupy do dešťových stok, až po kolektory pod hloubkou mrazu.

  Je nutné dodržovat normy pro instalovaný výkon topných kabelů pro různé části systému - vodorovné žlaby a žlaby, svislé žlaby.

Typická, konstruktivní řešení

Hlavním úkolem při navrhování protimrazových střešních systémů je zefektivnění, relativně nenákladnost a použití takových upevňovacích metod, které by nepoškodily velmi kritické střešní komponenty a nezkazily vzhled budovy. V tomto případě musí být připojovací body spolehlivé, odolné a nesmí poškodit plášť topných kabelů.

Jedním ze základních principů pro navrhování spojovacích prostředků je použití stejných materiálů jako pro střechu nebo s nimi kompatibilních.

Obr

Vyhřívaná sněhová kapsa

Na obr. 4,5,6 ukazuje příklady kladení topných a distribučních kabelů na různé (nejběžnější) uzly šikmé střechy. Nejprve se týkají střech pokrytých pozinkovaným železem, měděnými plechy a kovovými taškami.

Je třeba poznamenat, že pro nepoškozující topné kabely pro měkké střechy se používají speciální metody. Na rozšířených zásobnících pro zadržování sněhu a odklízení sněhu je velmi vhodné pokládat topné kabely do betonu (nebo cementového písku). To kromě ochrany kabelu před poškozením významně zvyšuje účinnost ohřevu v důsledku využití tepelně akumulačních vlastností betonu.

Obr

Topení žlabu s vyhřívaným nálevkou

Bezpečnostní požadavky

Hlavní požadavky jsou kladeny z hlediska požární a elektrické bezpečnosti.

K jejich splnění musí být splněno několik podmínek:

• systém musí obsahovat pouze topné kabely s příslušnými certifikáty, vč. je vyžadováno osvědčení o požární bezpečnosti. Typicky se jedná o nehořlavé nebo nehořlavé kabely. Pro použití v systémech proti námraze jsou vyžadována doporučení výrobce;

  topná část systému musí být vybavena RCD nebo diferenciálním jističem se svodovým proudem nejvýše 30 mA (pro požadavky na elektrickou bezpečnost - 10 mA);

  komplexní systémy proti námraze musí být rozděleny do samostatných sekcí, přičemž svodové proudy v každé části nepřesahují výše uvedené hodnoty.

Topné kabely od hlavních výrobců mají všechny potřebné certifikáty a byly opakovaně testovány jako součást systémů proti námraze.

Testování a hodnocení výkonu

Zkoušky systémů proti námraze lze rozdělit do dvou skupin: přejímací zkoušky a periodické zkoušky.

Rutinní testy obvykle začínají testováním izolačního odporu topných a distribučních kabelů. RCD (nebo difavtomaty) se testují. Příslušné protokoly jsou vypracovány se specifickými hodnotami. Nejinformativnější jsou výkonnostní testy, během nichž se kontroluje účinnost systému.

Je třeba poznamenat, že systémy proti námraze nejsou systémy okamžité. Jsou navrženy pro práci v pohotovostním režimu a okamžitě se zapnou, když se objeví srážky. Pokud byl systém zapnutý ne na začátku sezóny a na střeše se nahromadila vrstva sněhu, bude jeho odstranění trvat 6 hodin až den.

Při uvádění systému do teplé sezóny se vyskytují potíže. Současně se kontroluje správná funkce řídicího zařízení, simulují se signály ze senzorů, kontroluje se přechod systému do režimu zapnutí zátěže, vypnutí podnosů a následného vypnutí odtoků.

Pravidelné zkoušky se zpravidla provádějí na začátku podzimu, aby se zkontroloval technický stav systému a připravilo se k provozu. Nejprve se zkontroluje izolační odpor, aby se zjistily poškozené oblasti. Poté se zkontroluje stav zařízení, provede se jeho zkušební přepnutí. Po kontrole nastavení termostatů se systém zapne a zůstane v pohotovostním režimu.

Hydrofobní prostředky proti námraze

Hydrofobní prostředky proti námraze nezabraňují tvorbě ledu, ale zajišťují rychlý sestup nově vytvořeného vodního ledu během opakovaných cyklů zmrazení a rozmrazení a zabraňují jeho tvorbě do velkých rampouchů a odkapávání.

Tyto hydrofobní směsi se nanáší na kov, beton a jiné podklady ručně, štětcem, válečkem nebo stříkáním na čisté, suché a bezprašné povrchy bez rzi, oleje, mastnoty atd. Kompozice tvrdnou při teplotách nad +5 0 ° C.

Podle Mezinárodní akademie chladu (MAX) je adhezní síla vodního ledu ke stavebním střešním materiálům velmi vysoká (ocel 3 - více než 0,16 MPa, beton - více než 0,22 MPa), během odtrhovacích zkoušek byla vnitřní struktura ledu zničena a její zbytky byly pevně zůstal na povrchu materiálů. Současně téměř úplně chybí adhezní pevnost ledu potaženého prostředkem proti námraze a je menší než 0,22 MPa.

Protimrazové nátěry jsou vodotěsné, antikorozní, ekologické, mají vysokou pevnost a pružnost, zachovávají si vysoké fyzikální a mechanické vlastnosti v širokém rozmezí teplot a jsou odolné vůči UV záření a atmosférickým srážkám.