Calçades calentes: sistemes de fosa de neu per a formigó

Uponor (abans Wirsbo)

Calçades de formigó ofereixen molts avantatges respecte a l’asfalt, com ara una major durabilitat, una vida útil més llarga i menys manteniment. Però a l’hivern, quan les temperatures cauen en picat i la neu vola, les superfícies de formigó i asfalt tenen les mateixes necessitats de manteniment: ambdues requereixen pales i descongelacions freqüents. O ho fan?

Alguns propietaris i empreses mantenen les seves superfícies de formigó exteriors lliures de manteniment i segures durant tot l'any mitjançant la instal·lació de calçades amb sistemes de congelació de neu i gel. Aquests sistemes de fosa de neu a les lloses, no només eliminen l’arada, les pales de trencament i els vessaments de gel, sinó que prevenen possibles danys al formigó causats per equips de desmuntatge de neu i desglaçants corrosius.

Tot i que els contractistes solen instal·lar aquests sistemes en lloses noves abans de col·locar el formigó, els elements calefactors també es poden adaptar a les lloses existents.

què és un quart gros de tela

Trobeu contractistes de carreteres a prop meu .

AVANTATGES DELS SISTEMES DE CALEFACCIÓ PER DRETS

Els sistemes de fosa de neu són populars tant per a ús comercial com residencial. Aquí hi ha algunes aplicacions habituals:

• Com a comoditat. Els propietaris de cases de gamma alta instal·len els sistemes a totes les seves lloses exteriors (incloses les calçades d'accés, les voreres, els graons i els patis) per eliminar completament la necessitat de pales.
• Per orientar els punts de problemes. Els propietaris que no es poden permetre el luxe d’instal·lar els sistemes a totes les lloses de formigó exteriors només els utilitzen quan l’acumulació de neu i gel suposa un problema. Això pot incloure-se a les vies de rodes d'un camí d'accés, a la passarel·la i els passos anteriors o a les calçades amb fortes pendents.
• Per reduir els costos i responsabilitat de la retirada de neu. Els propietaris d’empreses utilitzen els sistemes en centres comercials exteriors, aparcaments, rentats de vehicles, passarel·les i rampes de càrrega per eliminar la despesa de la llevaneu i evitar accidents de lliscament i caiguda.

ELS QUATRE COMPONENTS CLAU DELS SISTEMES DE FUSIÓ DE NEU

En general, hi ha disponibles dos tipus de sistemes de fosa de neu per a ús en lloses exteriors de grau: hidrònica i elèctric . Tots dos es basen en quatre components clau per convertir tota la superfície de la llosa en una font de calor radiant.

1. Un element calefactor, que està incrustat a la llosa.
2. Sensors per detectar la temperatura de l’aire exterior i la humitat.
3. Una font d’energia.
4. Un controlador per unir l'element de calefacció, els sensors i la font d'alimentació.

SISTEMES DE FUSIÓ DE NEU HIDRONNICS

L’element calefactor d’un sistema hidrònic és un tub de llaç tancat format per un polímer flexible (típicament un polietilè reticulat) o un cautxú sintètic que fa circular una barreja d’aigua calenta i propilenglicol (anticongelant), semblant a la barreja que s’utilitza a un radiador de cotxe. El fluid s’escalfa a temperatures de 140 a 180 F per proporcionar una calor suficient per fondre la neu.

El diàmetre dels tubs oscil·la entre 1/2 i 3/4 polzades i és prou flexible per inclinar-se en diversos patrons de disseny. També està dissenyat per tenir una llarga vida útil. Els tubs resisteixen els productes químics i la corrosió i no es tornen suaus a altes temperatures de funcionament ni fràgils a baixes temperatures a l’exterior. 'Oferim una garantia de 25 anys sobre el rendiment del nostre producte', diu Bill Bailey de Lee Hydronics, un instal·lador de tubs hidràulics.

Cortesia de Uponor.

Cortesia de Uponor.

Requisits de potència hidronica

La font de calor (normalment un escalfador d’aigua o una caldera) pot ser alimentada per qualsevol font d’energia que satisfaci els requisits de sistemes Btu, inclosos gas natural, electricitat, petroli, fusta o fins i tot captadors solars. Per a la fusió de la neu comercial residencial i lleugera, Bailey recomana proporcionar uns 100 a 150 BTU per peu quadrat de superfície de la llosa. Una bomba de circulació i col·lectors de subministrament i retorn instal·lats en un lloc fàcilment accessible transfereixen l'aigua entre la font de calor i el tub.

Elements d'un funcionament reeixit dels sistemes de calefacció hidràulics

El bon funcionament d’un sistema de calefacció hidràulic depèn de l’espai i distribució adequats dels tubs. Com que l’aigua calenta desprèn calor mentre travessa la llosa, els fabricants solen recomanar col·locar els tubs en forma d’espiral o serpentina per ajudar a distribuir la calor uniformement. L'espaiat entre tubs depèn de diversos factors, inclosa la velocitat de fosa de la neu desitjada, la quantitat d'aïllament utilitzat sota la llosa i la taxa de pèrdua de calor prevista. Un espaiat típic per a una llosa exterior de grau és de 6 polzades al centre, que es correspon convenientment amb el patró de quadrícula de 6 polzades de reforç de fil soldat, però és possible que siguin necessàries distàncies més properes en algunes aplicacions.

SISTEMES DE FUSIÓ DE NEU ELÈCTRICS

En lloc d’aigua calenta, els sistemes elèctrics utilitzen cables calents per escalfar les superfícies del paviment. Els cables estan envoltats per capes d’aïllament, trenes de terra de coure i una capa protectora exterior de PVC o poliolefina per formar un cable flexible d’uns 1/8 a 1/4 de polzada de diàmetre. El cable es pot tallar a llarg o empalmar al lloc de treball per adaptar-se a diversos dissenys.

Per simplificar la instal·lació, també hi ha disponibles estores dimensionades amb els cables ja incrustats. Alguns fabricants poden personalitzar les catifes per a aplicacions específiques.

quanta mescla de formigó necessito

Requisits d'energia elèctrica

Per fondre la neu de manera eficient, el cable hauria de subministrar uns 36 a 50 watts de potència de calefacció per peu quadrat de superfície de la llosa. Depenent de les dimensions de la zona a escalfar, és possible que els propietaris hagin d’actualitzar el tauler de circuits o instal·lar un circuit separat per subministrar prou energia.

'Per escalfar una entrada de 1.000 peus quadrats a 36 watts per peu quadrat, caldrien 156 amperis d'electricitat (36.000 watts dividits per 230 volts)', diu Rodney Blackburn de Warm Floor Center, un instal·lador de cables de calefacció elèctrics, principalment per al mercat residencial. 'Per reduir els costos operatius, alguns propietaris només han d'instal·lar els cables a les vies dels pneumàtics d'un camí d'accés', afegeix.

El paviment càlid sol espaiar els cables de 3 a 5 polzades al centre, que es fonen de 2 a 4 polzades de neu per hora, diu Blackburn. Per a un escalfament uniforme, els cables s’han de disposar seguint un patró serpentinat que travessi la dimensió més curta de la llosa. Tot i que el cable elèctric està enterrat al formigó, els dos extrems del cable acaben en una caixa de connexions resistent a la intempèrie sobre el terra per facilitar-ne l'accés.

HIDRONNIC vs ELÈCTRIC: TAULA DE COMPARACIÓ DEL SISTEMA DE FUSIÓ DE NEU

QUÈ S’HA DE CONSIDERAR A L’hora d’escollir un sistema de fusió de neus

Els contractistes i els seus clients han de tenir en compte molts factors abans d’escollir el tipus i la mida del sistema de fosa de neu que s’adapti millor a una aplicació concreta. Un disseny del sistema que funcioni bé en una ciutat pot ser inadequat en una altra.

'No tots els sistemes de fusió de neu són iguals', diu Larry Drake, de la Radiant Professionals Alliance , una organització per a contractistes, majoristes i fabricants de calefacció i refrigeració radiant. Ofereix els consells següents per prendre decisions encertades de planificació i selecció.

• Costos i disponibilitat de serveis públics:
  El cost i la disponibilitat dels serveis públics varien àmpliament a tot el país. El propietari hauria de tenir en compte el cost de l’electricitat enfront d’altres opcions d’energia, com el propà, el petroli, el gas natural i l’energia solar. 'Amb un sistema elèctric, l'única utilitat que podeu utilitzar és l'electricitat', diu Drake. 'Amb un sistema hidrònic, podeu utilitzar qualsevol font d'energia disponible, ja sigui gas natural, propà, solar o fins i tot elèctric'.
• Disponibilitat d'espai:
  Un sistema elèctric simplement es connecta a una caixa de connexions. Per a un sistema hidrònic, el propietari ha de tenir l’espai per allotjar l’escalfador d’aigua o la caldera, la bomba de circulació i el col·lector.
• Expectatives dels usuaris:
  El propietari espera que el camí d’accés o la vorera estigui lliure de neu en tot moment, o s’accepti la fusió gradual en poques hores després de la nevada? El primer comportarà majors costos d’equipament, instal·lació i operació.
• Abonament:
  S'han previst els llocs on s'escorrerà la neu fosa? En alguns casos, pot ser que s’hagi d’instal·lar un sistema de drenatge, sobretot si s’esperen fortes nevades.
• Adaptació:
  Si el sistema de fosa de neu s’ha d’instal·lar en una llosa existent, és més fàcil adaptar un cable elèctric perquè té un diàmetre menor. 'Podeu ranurar el formigó i col·locar els cables a les ranures', diu Drake. Per als tubs hidràulics, es necessita una eliminació més concreta.
• Manteniment:
  Un sistema hidrònic sol requerir més manteniment. A més de mantenir la caldera i la bomba, 'heu d'inspeccionar els nivells de propilenglicol periòdicament, igual que l'anticongelant d'un cotxe', explica Drake.

COST DE DRIVEWAY CALENTAT

Els costos d’operar els sistemes de fusió de la neu varien àmpliament en funció de la mida de la zona que es tracti, els costos locals dels serveis públics, la mitjana total d’hores de nevada i la rapidesa amb què l’usuari del sistema vol fondre la neu. Viouslybviament, com més gran sigui la zona que s’escalfa i com més neu hi hagi, major serà el cost d’explotació. A més, un sistema utilitzat en un clima més fred pot requerir una potència més elevada (per a l'electricitat) o més BTU (per a un hidrònic) que un sistema similar utilitzat en un clima més càlid.

Watts Heatway , un proveïdor de sistemes hidràulics, diu que els costos operatius anuals oscil·len entre els 12 i els 25 cèntims per peu quadrat. Així, de mitjana, costaria entre 120 i 250 dòlars cada hivern fondre la neu d’un camí d’entrada de 1.000 metres quadrats.

Depenent de les tarifes de serveis locals, els sistemes elèctrics poden costar encara més operar-se. EasyHeat , un proveïdor de catifes elèctriques per fondre la neu, diu que el cost estacional d'escalfar una llosa de 1.000 peus quadrats a 50 quilowatts correrà uns 276 dòlars en zones de neu lleugera (50 polzades per any o menys) i 692 dòlars en zones amb nevades mitjanes (De 50 a 100 polzades). Aquestes estimacions es basen en un cost mitjà per quilowatt per hora de 6,92 ¢.

Els costos de material i d’instal·lació també varien molt. Segons Blackburn, per al sistema elèctric de Warm Floor Centers, els materials només funcionen entre $ 4 i $ 6 per peu quadrat. El sistema Lee Hydronics funciona d’entre 5 i 10 dòlars per peu quadrat instal·lat. 'La variable més gran és a quina distància es troba el tub incrustat de la font d'energia', afirma Bailey. Com més allunyades siguin les utilitats, més elevats seran els costos d’instal·lació i d’explotació.

INSTAL·LACIÓ I FUNCIONAMENT DE SISTEMES DE FUSIÓ DE NEU

La majoria dels components dels sistemes de fosa de neu, especialment la font d’energia i els controls, s’instal·len mitjançant un contractista de fontaneria (per a hidrònics), elèctrics o de climatització. Però els contractistes de formigó sovint s’impliquen quan arriba el moment d’incorporar els elements calefactors a la llosa. Els procediments són similars per als dos tipus de sistemes.

• Abans d'abocar el formigó, traieu el tub o el cable a l'espai predeterminat.
• Assegureu-lo a la malla de reforç de filferro soldat mitjançant llaços o clips de niló o plàstic que no es corroiran.
• Utilitzeu cadires de plàstic per recolzar la malla de filferro, de manera que el tub o el cable adjunt quedi uns 2 centímetres per sota de la superfície de la llosa acabada.
• 'Una coberta mínima de formigó de 2 polzades proporciona un bon temps de resposta', diu Bailey. Si l’element calefactor està incrustat més baix a la llosa, la calor triga més a arribar a la superfície, cosa que malgasta l’energia.

A les juntes d’expansió, on el moviment de les lloses pot causar tensió, cal prendre precaucions especials. 'Executem un cable elèctric des de la primera llosa, formem un bucle de 6 polzades cap avall a la trinxera de sorra sota la junta d'expansió i, a continuació, passem el cable cap a la següent llosa. Això permet el moviment de les lloses sense danyar el cable ', explica Blackburn. Bailey recomana embolicar tubs hidràulics amb aïllament de canonades allà on s'estén a través de juntes d'expansió. 'El tub pot agafar l'estirament lineal a les juntes d'expansió, la preocupació és el moviment de tall', diu. 'L'aïllament actua com a coixí si les lloses pugen cap amunt o cap avall.'

Tant els sistemes elèctrics com els hidràulics s’han de provar abans i durant la col·locació del formigó per assegurar-se que no s’ha produït cap dany als elements calefactors durant la instal·lació. Per als sistemes hidràulics, el tub es prova a pressió amb aire comprimit o aigua segons les recomanacions del fabricant. Per als sistemes elèctrics, es connecta un ohmímetre al cable per comparar la lectura amb el valor de fàbrica, que es pot trobar a l’etiqueta UL dels cables.

Sensors i controls del sistema

Els sistemes de fosa de neu es poden controlar manualment o automàticament. Els controladors automàtics utilitzen sensors per activar l'element calefactor i per determinar quan és hora d'apagar l'usuari no ha d'estar al voltant per activar els controls. Els sensors mesuren la temperatura de l’aire i el contingut d’humitat. Quan detecten la presència d'humitat a temperatures de l'aire gairebé gelades, el sistema arrencarà automàticament i elevarà la temperatura superficial del formigó a uns 45 F. Quan les precipitacions s'aturin o la temperatura de l'aire augmenti, el sistema s'apagarà. Un commutador de substitució permet a l'usuari controlar el sistema manualment si és necessari.

En una forta nevada, quan la neu s’acumula a un ritme més ràpid, pot ser que calgui un temps d’escalfament addicional per eliminar-lo completament. Els sensors es poden muntar al paviment escalfant-se, en un pal proper o en qualsevol lloc que no estigui protegit de la intempèrie, com ara en un voladís o un sostre del garatge. Els sistemes més sofisticats poden tenir múltiples sensors que controlen diferents zones del paviment de forma independent.

estan sortint en sam heughan i caitriona balfe

Alguns propietaris de sistemes, especialment les empreses que no operen 24 hores, prefereixen controls manuals que no depenen de sensors. Aquests controladors solen ser menys costosos d’instal·lar i només es poden activar quan es requereixi eliminació de neu.

Un cop activats, els sistemes hidràulics solen tenir un temps de resposta més lent que els sistemes elèctrics perquè primer s’ha d’escalfar el fluid que circula pels tubs. Si la resposta ràpida és fonamental, els sistemes hidràulics es poden operar durant l’hivern a una velocitat de ralentí reduïda per mantenir el fluid a les canonades prou calent com per reaccionar ràpidament a la nevada imminent.

La importància de l’aïllament

Afegir aïllament tant sota la llosa com prop de les vores exposades redueix la pèrdua de calor al terra i permet que la llosa s’escalfi més ràpidament, cosa que redueix els costos operatius totals. 'Sempre aïllem el substrat perquè ajuda el sistema a escalfar de manera més eficient', diu Blackburn. 'Si no ho fem, l'usuari ha de fer funcionar el sistema a una potència superior per peu quadrat'.

Molts fabricants recomanen aïllar la llosa amb escuma de poliestirè rígid d'1 a 2 polzades de gruix. Però tant Blackburn com Bailey prefereixen utilitzar un aïllament reflectant format per una capa de paper d'alumini intercalat entre dues capes de bombolles de polietilè. Bailey utilitza un producte de Fabricació Covertech té només uns 5/16 de polzada de gruix i també serveix de barrera de vapor. 'El gruix del tauler d'escuma pot ser un problema en una llosa de només 4 a 5 polzades de gruix', diu Bailey. A més, si l’escuma no es col·loca en un nivell inferior perfectament pla, es pot esquerdar, reduint el seu valor d’aïllament. Subministrat en rotllos, l’aïllament reflectant també és més fàcil de transportar i instal·lar pels treballadors.

Reparació de sistemes de descongelació

Tot i que els tubs hidràulics i el cable elèctric estan protegits per jaquetes exteriors resistents, no són impermeables als danys, especialment durant la instal·lació. La majoria dels danys es poden solucionar i és per això que els fabricants recomanen provar els seus sistemes abans i durant la col·locació del formigó. En aquesta etapa, és bastant fàcil per als contractistes fer reparacions sobre el terreny mitjançant kits subministrats pel fabricant.

Un cop incrustats els elements calefactors, les reparacions són més difícils perquè primer s’ha d’eliminar el formigó al voltant de la secció danyada. També és més complicat detectar el punt de problemes. Una pistola d’exploració d’infrarojos que detecta la calor pot detectar un trencament de tubs hidràulics, diu Bailey. Per detectar una bretxa del cable elèctric, Blackburn utilitza un sistema de detecció electrònic que permet saber quants peus lineals del cable es troba un trencament.

Per evitar danys als tubs o cables durant la col·locació del formigó, els contractistes mai no han de conduir camions preparats sobre ells. En lloc d’això, haurien d’utilitzar bombes o carretilles per col·locar el formigó.

RECURSOS PER A QUE ELS CONTRACTistes PODEN APRENDRE MÉS SOBRE ELS SISTEMES DE FUSIÓ DE NEU

Perquè aquests sistemes funcionin de manera eficient i proporcionin els seus avantatges, cal instal·lar-los correctament.

Els contractistes que vulguin obtenir més informació sobre aquests sistemes i el procés d’instal·lació poden obtenir ajuda de les fonts següents:

• Vegeu un projecte de Michigan on es va instal·lar un sistema de fusió de gel elèctric sota els paviments de les calçades .
• Sovint els proveïdors de sistemes poden proporcionar directrius de disseny detallades i serveis gratuïts de disseny assistit per ordinador per ajudar els contractistes a dissenyar i instal·lar els tubs correctament.
• Ofereix la Radiant Professionals Alliance consells per al propietari per al disseny i instal·lació de sistemes de calefacció radiant residencial.
• El Manual d'aplicacions HVAC , publicat per ASHRAE, conté un capítol sobre sistemes de descongelació hidràulica i elèctrica. Els temes inclouen requisits de calefacció, disseny de sistemes, disseny de paviments i controls. El capítol es pot comprar a Lloc web ASHRAE per 52 dòlars.