allées chauffées systèmes de fonte des Neiges

Uponor (anciennement Wirsbo)

Les allées en béton offrent de nombreux avantages par rapport à l’asphalte, notamment une plus grande durabilité, une durée de vie plus longue et moins d’entretien., Mais en hiver, lorsque les températures chutent et que la neige vole, les surfaces en béton et en asphalte ont des besoins d’entretien égaux: les deux nécessitent un pelletage et un dégivrage fréquents. Ou font-ils?

certains propriétaires et entreprises gardent leurs surfaces de béton extérieures sans entretien et sécuritaires toute l’année en installant des allées chauffées avec des systèmes de fonte de la glace et de la neige. Non seulement ces systèmes de fonte de la neige dans la dalle éliminent le labour, le pelletage destructeur et les déversements de glace, mais ils préviennent les dommages potentiels au béton causés par l’équipement de déneigement et les dégivreurs corrosifs.,

bien que les entrepreneurs installent généralement ces systèmes dans de nouvelles dalles avant de placer le béton, les éléments chauffants peuvent également être installés ultérieurement dans des dalles existantes.

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avantages des systèmes de chauffage des allées

les systèmes de fonte de neige sont populaires pour un usage commercial et résidentiel. Voici quelques applications courantes:

• Pour plus de commodité. Les propriétaires de maisons haut de gamme installent les systèmes dans toutes leurs dalles extérieures-y compris les allées, les trottoirs, les marches et les patios-pour éliminer complètement le besoin de pelleter.,
• pour cibler les points problématiques. Les propriétaires qui n’ont pas les moyens d’installer les systèmes dans toutes leurs dalles de béton extérieures ne les utilisent que lorsque l’accumulation de neige et de glace pose problème. Cela peut inclure dans les voies de roue d’une allée, dans la passerelle avant et les marches, ou dans les allées avec des pentes raides.
• pour réduire les coûts de déneigement et la responsabilité. Les propriétaires d’entreprise utilisent les systèmes dans les centres commerciaux extérieurs, les parkings, les lave-autos, les allées et les rampes de chargement pour éliminer les frais de déneigement et prévenir les accidents de glissement et de chute.,

les quatre composants clés des systèmes de fonte des neiges

en général, deux types de systèmes de fonte des neiges sont disponibles pour une utilisation dans les dalles extérieures sur le sol: hydronique et électrique. Les deux s’appuient sur quatre composants clés pour transformer toute la surface de la dalle en une source de chaleur rayonnante.

1. Un élément chauffant, qui est intégré dans la dalle.
2. capteurs pour détecter la température de l’air extérieur et l’humidité.
3. Une source d’alimentation.
4. Un contrôleur pour attacher l’élément chauffant, les capteurs et la source d’alimentation ensemble.,

systèmes hydroniques de fonte des neiges

l’élément chauffant dans un système hydronique est un tube en boucle fermée fait d’un polymère flexible (généralement un polyéthylène réticulé) ou d’un caoutchouc synthétique qui fait circuler un mélange d’eau chaude et de propylène glycol (antigel),un peu comme le mélange utilisé dans un Le fluide est réchauffé à des températures de 140 à 180 F pour fournir suffisamment de chaleur pour la fonte des neiges.

Le diamètre du tube varie de 1/2 à 3/4 pouce et est suffisamment flexible pour se plier en différents modèles de disposition. Il est également conçu pour avoir une longue durée de vie., La tuyauterie résiste aux produits chimiques et à la corrosion et ne devient pas molle aux températures de fonctionnement élevées ou cassante aux basses températures extérieures. « Nous offrons une garantie de 25 ans sur la performance de notre produit », explique Bill Bailey de Lee Hydronics, un installateur de tubes hydroniques.

avec L’aimable autorisation de Uponor.

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besoins en énergie hydronique

la source de chaleur — généralement un chauffe — eau ou une chaudière-peut être alimentée par n’importe quelle source d’énergie répondant aux exigences du système Btu, y compris le gaz naturel, l’électricité, le pétrole, le bois ou même les capteurs solaires. Pour la fonte de neige résidentielle et commerciale légère, Bailey recommande de fournir environ 100 à 150 Btu par pied carré de surface de dalle. Une pompe de circulation et des collecteurs d’alimentation et de retour installés dans un emplacement facilement accessible transfèrent l’eau entre la source de chaleur et le tube.,

éléments d’un bon fonctionnement des systèmes de chauffage hydronique

le bon fonctionnement d’un système de chauffage hydronique dépend de l’espacement et de la disposition appropriés des tubes. Parce que l’eau chaude dégage de la chaleur lorsqu’elle traverse la dalle, les fabricants recommandent généralement de poser les tubes en spirale ou en serpentine pour aider à répartir la chaleur uniformément. L’espacement des tubes dépend de plusieurs facteurs, dont le taux de fonte de la neige souhaité, la quantité d’isolation utilisée sous la dalle et le taux prévu de perte de chaleur., Un espacement typique pour une dalle extérieure sur la catégorie est de 6 pouces sur le centre, qui correspond commodément au modèle de grille de 6 pouces du renfort soudé de fil, mais des espacements plus étroits peuvent être nécessaires dans quelques applications.

systèmes électriques de fonte des neiges

Au lieu de l’eau chaude, les systèmes électriques utilisent des fils chauds pour chauffer les surfaces de la chaussée. Les fils sont entourés de couches d’isolation, de tresse de mise à la terre en cuivre et d’une gaine extérieure de protection en PVC ou en polyoléfine pour former un câble flexible d’environ 1/8 à 1/4 de pouce de diamètre., Le câble peut être coupé à la longueur ou épissé sur le chantier pour s’adapter à diverses dispositions.

pour simplifier l’installation, des tapis pré-dimensionnés avec les câbles déjà intégrés sont également disponibles. Certains fabricants peuvent personnaliser les tapis pour des applications spécifiques.

besoins en énergie électrique

pour faire fondre la neige efficacement, le câble doit fournir environ 36 à 50 watts de puissance de chauffage par pied carré de surface de dalle. Selon les dimensions de la zone à chauffer, les propriétaires peuvent avoir besoin de mettre à niveau leur panneau de circuit ou d’installer un circuit séparé pour fournir suffisamment d’énergie.,

« pour chauffer une allée de 1 000 pieds carrés à 36 watts par pied carré, 156 ampères d’électricité (36 000 watts divisés par 230 volts) seraient nécessaires », explique Rodney Blackburn de Warm Floor Center, un installateur de câbles chauffants électriques, principalement pour le marché résidentiel. « Pour réduire les coûts d’exploitation, certains propriétaires installent simplement les câbles dans les traces de pneus d’une allée », ajoute-t-il.

Le plancher chaud espace généralement les câbles de 3 à 5 pouces au centre, ce qui fera fondre de 2 à 4 pouces de neige par heure, explique Blackburn., Pour un chauffage uniforme, les câbles doivent être disposés selon un motif Serpentin traversant la dimension la plus courte de la dalle. Bien que le câble électrique soit enfoui dans le béton, les deux extrémités du câble se terminent dans une boîte de jonction hors sol étanche pour un accès facile.,

hydronique vs électrique: Tableau comparatif du système de fonte des neiges

ce QU’il faut prendre en compte lors du choix d’un système de fonte de neige

Les entrepreneurs et leurs clients doivent tenir compte de nombreux facteurs avant de choisir le type et la taille Une conception de système qui fonctionne bien dans une ville peut être inadéquate dans une autre.

« Tous les systèmes de fonte de neige ne sont pas créés de la même manière », explique Larry Drake de la Radiant Professionals Alliance, une organisation pour les entrepreneurs, les grossistes et les fabricants de chauffage et de refroidissement par rayonnement., Il offre les conseils suivants pour prendre des décisions judicieuses en matière de planification et de sélection.

• coûts et disponibilité des services publics:
  Le coût et la disponibilité des services publics varient largement à l’échelle nationale. Le propriétaire devrait considérer le coût de l’électricité par rapport à d’autres options d’alimentation telles que le propane, le pétrole, le gaz naturel et l’énergie solaire. « Avec un système électrique, le seul utilitaire que vous pouvez utiliser est l’électricité », explique Drake. « Avec un système hydronique, vous pouvez utiliser n’importe quelle source d’énergie disponible, que ce soit le gaz naturel, le propane, l’énergie solaire ou même l’électricité., »
• disponibilité de L’Espace:
  Un système électrique se branche simplement dans une boîte de jonction. Pour un système hydronique, le propriétaire doit disposer de l’espace nécessaire pour accueillir le chauffe-eau ou la chaudière, la pompe de circulation et le collecteur.
• attentes de l’utilisateur:
  le propriétaire s’attend-il à ce que l’allée ou le trottoir soit exempt de neige en tout temps, ou la fonte progressive quelques heures après les chutes de neige est-elle acceptable? Le premier entraînera des coûts d’équipement, d’installation et d’exploitation plus élevés.
• ruissellement:
  des dispositions ont-elles été prises pour savoir où la neige fondue va s’écouler?, Dans certains cas, un système de drainage peut devoir être installé, surtout si de fortes chutes de neige sont attendues.
• rénovation:
  Si le système de fonte des neiges doit être installé dans une dalle existante, il est plus facile de rénover un câble électrique car il a un diamètre plus petit. « Vous pouvez rainurer le béton et poser les câbles dans les rainures », explique Drake. Pour les tubes hydroniques, il est nécessaire de retirer davantage de béton.
• Maintenance:
  Un système hydronique nécessite généralement plus d’entretien., En plus d’entretenir la chaudière et la pompe, « vous devez inspecter périodiquement les niveaux de liquide de propylène glycol, tout comme l’antigel dans une voiture », explique Drake.

coût de L’allée chauffée

les coûts d’exploitation des systèmes de fonte de la neige varient considérablement en fonction de la taille de la zone traitée, des coûts des services publics locaux, du total moyen des heures de chute de neige et de la vitesse à laquelle l’utilisateur du système souhaite faire fondre la neige. Évidemment, plus la zone chauffée est grande et plus il y a de neige, plus les coûts d’exploitation sont élevés., En outre, un système utilisé dans un climat plus froid peut nécessiter une puissance en watts plus élevée (pour l’électricité) ou plus de Btu (pour l’hydronique) qu’un système similaire utilisé dans un climat plus chaud.

Watts Heatway, un fournisseur de systèmes hydroniques, affirme que les coûts d’exploitation annuels varient de 12 à 25 cents par pied carré. Donc, en moyenne, il en coûterait de 120 2 à 250 each chaque hiver pour faire fondre la neige sur une allée de 1 000 pieds carrés.

selon les tarifs des services publics locaux, les systèmes électriques peuvent coûter encore plus cher à exploiter., EasyHeat, un fournisseur de tapis de fonte de neige électrique, affirme que le coût saisonnier pour chauffer une dalle de 1 000 pieds carrés à 50 kilowatts coûtera environ 276 $dans les zones de faibles chutes de neige (50 pouces par an ou moins) et 692 in dans les zones de chutes de neige moyennes (50 à 100 pouces). Ces estimations sont basées sur un coût moyen du kilowatt par heure de 6,92¢.

les coûts de matériel et d’installation varient également considérablement. Pour le système électrique des centres de plancher chaud, les matériaux seuls courent $4 à 6 6 par pied carré, selon Blackburn. Lee Hydronics system fonctionne à environ 5 5 à 1 10 par pied carré installé., « La plus grande variable est la distance entre le tube intégré et la source d’alimentation », affirme Bailey. Plus les services publics sont éloignés, plus les coûts d’installation et d’exploitation sont élevés.

installation et Exploitation des systèmes de fonte des neiges

la plupart des composants des systèmes de fonte des neiges, en particulier la source d’alimentation et les commandes, sont installés par un entrepreneur en plomberie (pour hydronic), en électricité ou en CVC. Mais les entrepreneurs en béton s’impliquent souvent lorsqu’il est temps d’intégrer les éléments chauffants dans la dalle., Les procédures sont similaires pour les deux types de système.

• Avant le coulage du béton, poser le tuyau ou le câble à l’espacement prédéterminé.
• fixez-le au treillis métallique soudé en utilisant des attaches ou des clips en nylon ou en plastique qui ne se corrodent pas.
• utilisez des chaises en plastique pour supporter le treillis métallique afin que le tube ou le câble attaché soit à environ 2 pouces Sous la surface de la dalle finie.
• « Une couverture en béton minimale de 2 pouces donne un bon temps de réponse », explique Bailey., Si l’élément chauffant est encastré plus bas dans la dalle, il faut plus de temps pour que la chaleur atteigne la surface, ce qui gaspille de l’énergie.

aux joints de dilatation, où le mouvement de la dalle pourrait causer des contraintes, il est nécessaire de prendre des précautions particulières. « Nous faisons passer le câble électrique de la première dalle, formons une boucle de 6 pouces dans la tranchée de sable sous le joint de dilatation, puis faisons passer le câble dans la dalle suivante. Cela permet de déplacer les dalles sans endommager le câble », explique Blackburn., Bailey recommande d’envelopper la tuyauterie hydronique avec l’isolation de tuyau où elle s’étend par des joints de dilatation. « Le tube peut prendre l’étirement linéaire au niveau des joints de dilatation; le problème est le mouvement de cisaillement », dit-il. « L’isolation agit comme un coussin si les dalles montent ou descendent. »

les systèmes électriques et hydroniques doivent être testés avant et pendant le placement du béton pour s’assurer qu’aucun dommage n’a été causé aux éléments chauffants pendant l’installation. Pour les systèmes hydroniques, le tube est testé sous pression avec de l’air comprimé ou de l’eau selon les recommandations du fabricant., Pour les systèmes électriques, un ohmmètre est fixé au câble pour comparer la lecture à la valeur d’usine, qui se trouve sur l’étiquette UL des câbles.

capteurs et commandes du système

Les systèmes de fonte de neige peuvent être commandés manuellement ou automatiquement. Les contrôleurs automatiques utilisent des capteurs pour déclencher l’élément chauffant et pour déterminer quand il est temps de s’éteindre; l’utilisateur n’a pas besoin d’être là pour activer les commandes. Les capteurs mesurent la température de l’air et la teneur en humidité., Lorsqu’ils détectent la présence d’humidité à des températures d’air proches du point de congélation, le système se déclenche automatiquement et élève la température de surface du béton à environ 45 F. lorsque la précipitation s’arrête ou que la température de l’air augmente, le système s’éteint. Un commutateur de remplacement permet à l’utilisateur de contrôler le système manuellement si nécessaire.

en cas de forte chute de neige, lorsque la neige s’accumule à un rythme plus rapide, un temps de chauffage supplémentaire peut être nécessaire pour l’enlèvement complet., Les capteurs peuvent être montés dans la chaussée chauffée, sur un poteau à proximité ou dans n’importe quel endroit non abrité des intempéries, comme sur un porte-à-faux ou un toit de garage. Les systèmes plus sophistiqués peuvent avoir plusieurs capteurs qui contrôlent indépendamment différentes zones de la chaussée.

certains propriétaires de systèmes, en particulier les entreprises qui ne fonctionnent pas 24 heures sur 24, préfèrent les commandes manuelles qui ne reposent pas sur des capteurs. Ces contrôleurs sont généralement moins coûteux à installer et ne peuvent être activés que lorsque le déneigement est requis.,

Une fois activés, les systèmes hydroniques ont généralement un temps de réponse plus lent que les systèmes électriques car le fluide qui circule dans le tube doit d’abord être chauffé. Si une réponse rapide est essentielle, les systèmes hydroniques peuvent être utilisés pendant l’hiver à un taux de ralenti réduit pour garder le fluide dans les tuyaux suffisamment chaud pour réagir rapidement aux chutes de neige imminentes.

L’importance de L’Isolation

L’ajout d’isolant sous la dalle et près de ses bords exposés réduit les pertes de chaleur dans le sol et permet à la dalle de chauffer plus rapidement, ce qui réduit les coûts d’exploitation totaux., « Nous isolons toujours le substrat parce qu’il aide le système à chauffer plus efficacement », explique Blackburn. « Si nous ne le faisons pas, l’utilisateur doit faire fonctionner le système à une puissance plus élevée par pied carré. »

de nombreux fabricants recommandent d’isoler la dalle avec de la mousse de polystyrène rigide de 1 à 2 pouces d’épaisseur. Mais Blackburn et Bailey préfèrent utiliser une isolation réfléchissante composée d’une couche de papier d’aluminium prise en sandwich entre deux couches de bulles de polyéthylène. Bailey utilise un produit de Covertech fabriquant qui n’a qu’environ 5/16 pouces d’épaisseur et sert également de pare-vapeur., « L’épaisseur du panneau de mousse peut être un problème dans une dalle de seulement 4 à 5 pouces d’épaisseur », explique Bailey. En outre, si la mousse n’est pas placée sur un sous-grade parfaitement nivelé, elle peut se fissurer, réduisant sa valeur isolante. Fourni en rouleaux, l’isolation réfléchissante est également plus facile à transporter et à installer pour les travailleurs.

réparation des systèmes de fonte des Neiges

bien que les tubes hydroniques et les câbles électriques soient protégés par des vestes extérieures robustes, ils ne sont pas imperméables aux dommages, en particulier lors de l’installation., La plupart des dommages sont réparables, et c’est pourquoi les fabricants recommandent de tester leurs systèmes avant et pendant le placement du béton. À ce stade, il est assez facile pour les entrepreneurs d’effectuer des réparations sur le terrain à l’aide de kits fournis par le fabricant.

Une fois les éléments chauffants intégrés, les réparations sont plus difficiles car le béton autour de la section endommagée doit d’abord être retiré. Détecter le point de problème est également plus délicat. Une rupture dans un tube hydronique peut être détectée par un pistolet à balayage infrarouge qui détecte la chaleur, explique Bailey., Pour détecter une rupture de câble électrique, Blackburn utilise un système de détection électronique qui peut dire combien de pieds linéaires sur le câble une pause est situé.

pour éviter d’endommager les tubes ou les câbles pendant le placement du béton, les entrepreneurs ne devraient jamais conduire des camions prêts à l’emploi sur eux. Au lieu de cela, ils devraient utiliser des pompes ou des brouettes pour placer le béton.

ressources pour les entrepreneurs pour en savoir plus sur les systèmes de fonte de neige

pour que ces systèmes fonctionnent efficacement et offrent tous leurs avantages, ils doivent être installés correctement.,

Les entrepreneurs qui veulent en savoir plus sur ces systèmes et le processus d’installation peuvent obtenir de l’aide des sources suivantes:

• voir un projet du Michigan où un système électrique de fonte de glace a été installé sous les pavés d’allée.
• Les fournisseurs de systèmes peuvent souvent fournir des directives de conception détaillées et des services de conception assistée par ordinateur gratuits pour aider les entrepreneurs à disposer et à installer correctement les tubes.
• La Radiant Professionals Alliance offre des conseils aux propriétaires pour la conception et l’installation de systèmes de chauffage rayonnant résidentiels.,
• Le HVAC Applications Handbook, publié par ASHRAE, contient un chapitre sur les systèmes hydroniques et électriques de fonte des neiges. Les sujets incluent les exigences de chauffage, la conception du système, la conception de la chaussée et les contrôles. Le chapitre peut être acheté sur le site Web de L’ASHRAE pour 52$.