Последние годы антиобледенительные системы крыш (АСК) стали достаточно обычным элементом зданий и сооружений, начиная от навесов над магазинами и небольших коттеджей и заканчивая крупнейшими зданиями. Это обусловлено, прежде всего, тем, что здания обрели конкретного собственника, и теперь наши обычные зимние проблемы, такие как протекающие крыши, испорченные фасады, оборванные лотки и водосточные трубы, сосульки и глыбы льда над головами у прохожих стали выражаться в определенной и достаточно большой сумме денег.
Это особенно актуально сейчас, когда происходят положительные изменения в строительном комплексе Украины, проектируются и строятся много уникальных зданий и сооружений. Но многие наши архитекторы забывают, что в Украине зимой выпадает снег, бывают заморозки и оттепели.
В климатических условиях Украины многие конструкции крыш просто обязаны иметь АСК, начиная от простейших систем при внутренних водостоках и кончая сложнейшими системами при причудливой конфигурации кровли и множестве водосточных труб.
Почему мы обращаем внимание особенно на АСК, ведь кабельные системы отопления и подогрева достаточно хорошо известны и уже широко представлены на нашем рынке? Почему Заказчикам необходимо быть особенно внимательными, выбирая оборудование, проектную и монтажную организации именно по системе антиобледенения крыш?
Мы постараемся в этой статье дать ответ на этот вопрос, чтобы Заказчики не стали заложниками чей-либо некомпетентности и неграмотности.
Чтобы правильно выбрать и спроектировать АСК необходимо понимать и представлять себе:

1) общие условия работы нагревательных кабелей;
2) механизм образования наледи;
3) условия и режимы работы нагревательных кабелей;
4) конструкции и технические характеристики нагревательных кабелей.

1. Общие условия работы нагревательных кабелей
Кабельные системы отопления и подогрева требуют очень точного расчета температурного режима нагревательных кабелей. Когда кабель находится в цементно-песчаной стяжке (как в системах подогрева пола или открытых площадей) или под слоем теплоизоляции (как в системах подогрева трубопроводов), т.е. в средах со стабильными характеристиками, эта задача достаточно легко выполнима. Это обеспечивает надежность вышеуказанных систем даже при незначительных ошибках при проектировании и монтаже.
В АСК нагревательные кабели работают на открытом воздухе, т.е. подвергаются воздействию огромного количества случайных факторов: температуры наружного воздуха, солнечной радиации, направления и силы ветра, кабель на отдельных участках может быть засыпан листвой или иным мусором, лежать в слое грязи и т.п. Эти факторы практически невозможно учесть и когда к этим неизвестным добавляются свойства нагревательного кабеля, становится понятным что для решения этой задачи требуются особые материалы и знания.

2. Механизм образования наледи
Осадки в виде снега, находясь на кровле, не представляют собой какой-либо опасности. Однако, если создаются условия для плавления снега под действием какого-либо источника тепла, он превращается в воду. Если у образовавшейся талой воды отсутствуют пути для быстрого ухода с кровли, то при наступлении отрицательной температуры она замерзает, превращаясь в лед. Поскольку необходимые условия для плавления (и скорость плавления) у льда и снега весьма различны, при следующем кратковременном и не повсеместном действии источника теплоты возможно не плавление, а, напротив, увеличение ледовой пробки. Такой механизм образования наледи может приводить к образованию ледяных заторов, пробок и сосулек длиной в десятки метров и весом в сотни килограмм.

Источниками теплоты являются:
Атмосферное тепло. Суточные температуры воздуха колеблются с амплитудой, достигающей 15°С, и при колебаниях в диапазоне от +3-+5°С днем до -6-10°С ночью создаются наиболее благоприятные условия для образования наледи. Весной к ним можно добавить излучение солнца. Хотя поверхности снега и льда отражают большую часть падающего на них излучения, даже небольшой налет грязи резко увеличивает коэффициент поглощения. Кроме того, быстро нагреваются оголившиеся участки кровли, и плавление идет с внутренней стороны слоя. Поэтому образование наледи весной идет более интенсивно, чем осенью.
Собственное тепловыделение кровли. Тепловыделение имеет место на любой кровле. В минимальной степени оно наблюдается на кровлях с проветриваемым чердаком (холодные кровли). Однако распространившееся в последнее время использование чердачного пространства для проживания (мансарды), или для оборудования технического этажа (где устанавливается большое количество мощного оборудования для отопления, вентиляции и кондиционирования) резко меняет требования к традиционной конструкции кровли, что далеко не всегда учитывается проектантами и архитекторами. Недостаточно эффективная теплоизоляция и отсутствие продухов приводят к тому, что под поверхностью лежащего на кровле снега (представляющего собой неплохой теплоизолятор) идет постоянное медленное плавление снега, причем этот процесс имеет место на всей поверхности кровли кроме самых ее краев. Такие кровли можно назвать теплыми. Для них характерно образование наледи в более широком диапазоне температур воздуха, что фактически может означать опасность сосулькообразования почти весь холодный сезон.

3. Условия и режимы работы антиобледенительных систем
Главная задача системы - обеспечить освобождение лотков и водосточных труб во время снегопада, т.е. при температурах от +2 до -10?-15 0С. Она должна включиться при начале снегопада и может быть отключена только после освобождения от снега и воды всего пути увода воды с крыши.
Работа антиобледенительных систем при температурах ниже -18?-20°С, как правило, не нужна. Во-первых, при таких температурах не идет образование наледи по первому механизму и резко уменьшается количество влаги по второму. Во-вторых, при этих условиях количество выпадающих осадков в виде снега также уменьшается. В-третьих, на плавление снега и увод влаги по достаточно длинному пути нужны значительные электрические мощности. При разработке и монтаже антиобледенительной системы надо иметь в виду, что проектировщик должен обеспечить воде, появившейся в результате работы системы, свободный путь вплоть до полного увода с кровли и из водостоков. Существуют также границы установленных мощностей греющей части систем, определенные на основании практики, несоблюдение которых приводит к неработоспособности системы в указанном диапазоне температур, а значительное превышение приводит лишь к перерасходу электрической мощности без какого-либо улучшения работы системы. К ним относятся:
· линейные мощности нагревательных кабелей, устанавливаемых на горизонтальных частях кровли. Суммарная удельная мощность на единицу площади поверхности обогреваемой части (лоток, желоб и т.п.) должна составлять не менее 180-250 Вт/кв.м;
· удельная мощность нагревательного кабеля в водостоках должна составлять не менее 20-30 Вт на 1метр длины водостока и увеличивается по мере увеличения длины водостока до 60-70 Вт/м.

4. Конструкции и технические характеристики нагревательных кабелей
Основной элемент АСК - нагревательные кабели. Именно они обеспечивают их эффективность и надежность.
Кроме того, очень важно учитывать технические характеристики и свойства нагревательных кабелей, чтобы правильно применять их.

Резистивные кабели
Тепловыделяющий элемент - металлическая жила. Линейное тепловыделение - от 5 до 30 Вт/м жестко фиксировано самой конструкцией.
Особенности применения
Секции кабеля определенной конструкции имеют жестко фиксированную длину, в то время как у кровель размеры лотков и длины водостоков весьма разнятся. Это делает проектирование и монтаж АСК на резистивных кабелях очень трудоемким и неэффективным, поскольку проект обычно переделывается и монтаж ведут, как говорится, "по месту".
Особенно следует принимать во внимание и особенности функционирования нагревательных кабелей с постоянным тепловыделением на реальной кровле. Потребность в теплоте существенно меняется от одного участка к другому -на горизонтальных участках лотков она имеет одно значение, в водостоках - другое, на капельниках - третье. Теплоотдача резистивного кабеля совершенно одинакова. Это приводит к тому, что на одних участках кабель перегревается, на других - выделяемого им тепла может быть недостаточно для обеспечения удовлетворительного функционирования системы. На основании вышеизложенного резистивные кабели, еще несколько лет назад достаточно широко использовавшиеся на кровлях (в том числе и благодаря их дешевизне), сегодня применяются все реже.

Саморегулирующиеся кабели
Тепловыделяющий элемент - специальная тепловыделяющая пластиковая матрица. Линейное тепловыделение - от 6 до 90 Вт/м. Очень важная особенность саморегулирующихся кабелей состоит в том, что тепловыделение может изменяться по длине секции в зависимости от локальных теплопотерь. Фактически каждый участок кабеля "приспосабливается" к окружающим именно его внешним условиям. Тепловыделение нормируется для стандартизованных условий и обычно входит в наименование кабеля.
Особенности применения
Кабель может быть использован произвольными длинами (от 0,2 м до десятков метров), причем резка может производится на объекте. Ограничение накладывается на предельную длину, которая для разных типов кабелей составляет от 60 до 150 м, что для всех типов кровель достаточно. Тепловыделение кабеля в условиях кровли больше номинального в 1.5-2 раза, поскольку во время работы кабель частично погружен в воду. В системах на основе саморегулирующихся кабелей следует учитывать существенную разницу между пусковым и номинальным токами (от 2 до 4 раз), что должно быть учтено в типах пускорегулирующей аппаратуры и указано в сопроводительной документации на систему. Саморегулирующиеся кабели дороже резистивных, однако при разумном проектировании стоимость систем на их основе превышает стоимость системы на резистивных кабелях лишь на 15-25%, поскольку необходимо меньше распределительных кабелей и весьма экономно используется греющий кабель. Кроме того, эти системы более надежны и экономичны. Антиобледенительные системы на саморегулирующихся кабелях в настоящее время завоевали абсолютное первенство в Норвегии, Финляндии, Швеции, Канаде.

Зональные кабели
Тепловыделяющий элемент - спирально наложенная на две изолированные токопроводящие жилы проволока из сплава высокого сопротивления. Шаг соединения спирали с токоподводящими жилами - примерно 1 м. Удельное тепловыделение - от 15 до 70 Вт/м. Жестко фиксировано и не зависит от внешних условий.
Особенности применения
Зональные кабели во многом подобны резистивным, но имеют одно из преимуществ саморегулирующихся - их можно резать непосредственно на объекте. Одно из немногих целесообразных применений зональных кабелей на кровлях - использование их в длинных и сверхдлинных водостоках (40 м и более) большого диаметра (200 мм и более), а также в системах, где по условиям необходимо абсолютное отсутствие наледи. В этих случаях жесткая характеристика зонального кабеля становится его достоинством.

Все вышесказанное позволяет сделать несколько общих выводов.
· Антиобледенительные системы в основном работают в весенне-осенний периоды, а также во время оттепелей. Работа системы в холодный период (-15-20°С) не только не нужна, но может быть вредна.
· Система должна быть оснащена датчиками температуры, осадков и воды и соответствующим специализированным терморегулятором, который скорее можно назвать миниметеостанцией. Он должна управлять работой системы и допускать возможность подстройки параметров температуры с учетом конкретных особенностей климатической зоны, расположения и этажности здания.
· Нагревательные кабели должны быть установлены на всем пути талой воды, начиная с горизонтальных желобов и лотков, и заканчивая выходами из водостоков, а при наличии входов в ливневую канализацию - вплоть до коллекторов ниже глубины промерзания.
· Должны быть выполнены нормативы установленной мощности нагревательных кабелей для различных частей системы - горизонтальных лотков и желобов, и вертикальных водостоков.

Основные требования к нагревательным кабелям:
· кабели греющей части и распределительной сети размещены на кровле, что накладывает на них целый ряд специальных требований - стойкость к атмосферным осадкам, солнечной радиации, расширенный диапазон рабочих температур (от -40°С до 90°С), достаточно высокая механическая прочность оболочки и кабеля в целом;
· эти элементы являются токопроводящими, причем, как правило, системы запитываются сетевым напряжением 220 или 380 В. Поэтому весьма важно при проектировании всей системы удовлетворить требованиям электробезопасности;
· нагревательные кабели, применяемые на кровле, в обязательном порядке должны иметь двухслойную изоляцию, металлический экран любого исполнения с сопротивлением не более, чем у медной жилы сечением 1 мм2, оболочку, стойкую к солнечной радиации и атмосферным осадкам, обладающую достаточной механической прочностью. Те же требования предъявляются к оболочке кабелей распределительной сети.
Лишь выполнение перечисленных требований позволяет создавать совершенно безопасные и весьма эффективные кровельные антиобледенительные системы.

Еще несколько советов Заказчикам АСК.
Существуют два типа АСК: на основе резистивных (с постоянным сопротивлением) и саморегулирующихся нагревательных кабелей. Какую выбрать - решать Вам, но необходимо учитывать следующие факторы.
Резистивный кабель дешевле, но система, независимо от сложности, обязательно должна комплектоваться автоматикой включения и отключения, иначе, в случае выхода системы из строя Заказчику всегда докажут, что на улице потеплело, а он забыл выключить систему.
Кроме того, необходимо следить, чтобы кабель не был засыпан листвой или мусором и не соприкоснулся друг с другом. Обычно в гарантийных обязательствах это звучит так: "Заказчик должен соблюдать правила эксплуатации". Поэтому при подписании договора Вы должны четко представлять, что это такое.
Саморегулирующиеся кабели дороже, но их можно включать без регулирующей аппаратуры (просто увеличится расход электроэнергии), они не боятся местных перегревов и даже самопересечений.
Еще одно преимущество саморегулирующихся кабелей - их невозможно изготовить в кустарных условиях из низкокачественных дешевых материалов, а дешевые резистивные кабели неизвестного происхождения и качества достаточно широко представлены в Украине.

Желаем Вам не ошибиться в выборе!