Обеспечение безопасности в зимний период: современные способы обогрева ступеней крыльца

Опубликовано 22 декабря 2014 в 15:06

При проектировании и строительстве зданий одним из важных аспектов является обеспечение безопасности в процессе эксплуатации. Наиболее травмоопасными среди всех конструкций можно назвать лестницы, особенно те, что расположены на улице. В зимний период года они не только покрываются слоем снега, но и при неустойчивости погодных условий часто подвержены обледенению. Поэтому застройщики все чаще принимают меры по борьбе с этим явлением, и самым эффективным способом на сегодняшний день считается обогрев ступеней.

Современные варианты обеспечения антиобледенения ступеней

Все существующие способы борьбы с образованием наледи на уличных лестницах и ступенях можно условно разделить на три группы:

• химические, предполагающие использование различных реагентов, расплавляющих лед или делающих его рыхлым;
• механические, основанные на применении различных инструментов и устройств, с помощью которых обледеневший слой счищается с крыльца и ступеней;
• термические, устраняющие или снижающие вероятность образования наледи посредством нагрева конструкций.

На рассмотрении последней группы, как наиболее эффективной, следует остановиться более подробно.

Термические способы борьбы с образованием наледи

В настоящее время обогрев ступеней крыльца может осуществляться:

• нагревательным кабелем;
• контуром с жидким теплоносителем;
• инфракрасными нагревателями (термоматами) или лампами.

Т.е. все эти варианты, используемые ранее для устройства теплых полов внутри помещений, нашли применение и достаточно успешно для обогрева уличных конструкций. Однако следует учитывать, что перечисленные выше системы работают в более жестких условиях, а потому для них предъявляются и более строгие требования.

При выборе конкретного способа обогрева и проектировании системы требуемой мощности необходимо учитывать следующие факторы:

• среднюю температуру и количество осадков в зимний период;
• параметры лестниц и ступеней (ширину, высоту);
• вид используемого покрытия.

Обогрев ступеней с помощью нагревательного кабеля

Это наиболее популярный вариант борьбы с образованием наледи. Широкое распространение ему обеспечили:

• простота монтажа;
• доступность материалов и комплектующих;
• возможность обогрева конструкций любой сложности;
• использование под любое покрытие;
• простота эксплуатации.

Такая система обогрева включает в себя следующие элементы:

• греющая (основная) часть – саморегулирующие (с переменной мощностью) или резистивные нагревательные кабели; при их выборе следует учитывать не только мощность и электробезопасность, но и стойкость к механическим нагрузкам, воздействиям ультрафиолета, атмосферных осадков, низких температур; кабель можно укладывать и под стяжку, и под штучные изделия (керамическую, бетонную, мраморную плитку, природный камень и др.);
• распределительная группа – распределительные электрические коробки; регулирующая и защитная аппаратура; крепежные элементы;
• группа контроля – терморегуляторы, датчики температуры и влажности.

При этом датчики состояния окружающей среды передают информацию терморегулятору, регулирующему мощность кабеля. За питание нагревательного элемента и передачу данных в группе контроля отвечает распределительные элементы.

Обогрев крыльца и степеней таким способом может осуществляться в автоматическом режиме непрерывно на протяжении всего снежного периода.

Обогрев конструкций посредством контура с жидким теплоносителем

Этот вариант конструктивно аналогичен системе водяного теплого пола. Монтаж более сложен, и его следует производить еще на стадии возведения здания, т.к. такая система обычно подключается к тем источникам тепла, которые предусмотрены проектом для обогрева помещений. Однако, если площадь обогрева большая, такой способ оказывается более эффективным (с точки зрения эксплуатационных затрат), чем рассмотренный выше.

Следует учитывать, что в качестве теплоносителя при обогреве уличных конструкций следует использовать незамерзающие жидкости (например, растворы пропилен или этиленгликоля).

В структуру системы жидкостного обогрева входят:

• система трубопроводов, по которым движется теплоноситель;
• источник тепла (газовые или электрические котлы);
• насос, обеспечивающий равномерное распределение тепла по всем трубам;
• контрольно-распределительные элементы – датчики, контроллеры (устройства автоматического включения-выключения системы), крепеж.

Обогрев ступней с помощью инфракрасных устройств и ламп

Достаточно эффективным вариантом обогрева ступеней является применение термоэлектрических матов.

Греющим элементом (источником инфракрасного излучения) в них является карбоновая пленка, размещенная на теплоизолирующем материале со специальными экранирующим и отражающим слоями (первый предназначен для повышения безопасности устройства, второй – для обеспечения направленного потока тепловой энергии).

Термоматы изготавливаются в виде отдельных секций, заключенных в герметичную влагонепроницаемую оболочку и снабженных отдельными ограничителями-терморегуляторами.

Следует иметь в виду, что сгиб таких греющих элементов допускается только по специальным технологическим линиям, а при их раскладке следует избегать прямых углов.

Во избежание повреждения изделий в процессе монтажа не допускается бросание на их поверхность острых и тяжелых предметов.

Для обогрева уличных конструкций также могут использоваться инфракрасные лампы типа ИКЗ, которые дополнительно обеспечивают и их освещение. Как правило, их встраивают непосредственно в конструкции так, чтобы обеспечить достаточный прогрев горизонтальной плоскости: при небольшой ширине лестницы возможна установка с обоих торцов ступени, при значительных размерах – на их вертикальной поверхности.

Необходимо помнить, что ИКЗ лампы не долговечны и достаточно дорогостоящи, поэтому для обогрева ступеней применяются в исключительных случаях.

Монтаж греющих элементов

Процесс монтажа системы обогрева крыльца и ступеней состоит из следующих основных этапов.

1. Подготовка поверхности – она должна быть выровненной и очищенной.
2. Укладка кабеля или термомата с последующей фиксацией с помощью крепежных элементов.
   Этот процесс следует производить особенно аккуратно во избежание повреждения греющих элементов.
   При использовании кабеля, мощность будущей системы можно регулировать посредством плотности его укладки.

   Оптимальным расстоянием между рядами нагревательного кабеля считается 80 мм.

3. Заливка цементной стяжки.
   При приготовлении смеси требуется использовать просеянный песок, т.к. крупные включения, во-первых, могут повредить изолирующий слой греющего элемента или деформировать его, во-вторых, ухудшить теплопередачу за счет образования воздушных «карманов».
   Эти работы желательно производить в теплый период, т.к. набор прочности цементно-песчаной стяжки осуществляется в течение 28 суток. В это время не рекомендуется допускать попеременное замораживание-оттаивание уложенного слоя, а также выполнять облицовку или подключать греющий элемент к питанию.
   Следует отметить, что процесс устройства системы обогрева конструкций может не включать данный этап. В таком случае после укладки кабеля или термомата выполняют засыпку тонким песчаным слоем.
4. Установка необходимых датчиков, контроллеров, терморегуляторов.
5. Облицовка поверхностей крыльца и ступеней.
   Как отмечалось выше, отделку поверхности можно выполнять любым материалом: керамической или мраморной плиткой, природным камнем и т.д.

Преимущества от обогрева крыльца и ступеней лестниц

Устройство системы обогрева конструкций предоставляет следующие преимущества:

• повышение безопасности эксплуатации в зимний период;
• отсутствие необходимости очистки (исключение или сведение к минимуму ручного труда);
• повышение долговечности отделочных материалов.