Обогрев кровли и водостоков для антиобледенения с использованием кабелей и рекомендации по их монтажу на крыше

Жизнь северных регионов страны неизбежно связана со снегопадами, ранними заморозками и весенними оттепелями. Все это приводит к накоплению снега на крыше и формированию сосулек. Конечно, белоснежная крыша и играющие на солнце льдинки сосулек смотрятся красиво, но в условиях города таят в себе немало опасностей. Каждый сталкивался с информацией о снежных обвалах или оторвавшихся сосульках, повреждающих не только припаркованные машины, но часто и травмирующие человека.

Зачем нужна система обогрева крыши

Как только выпал первый снег, тысячи работников коммунальных служб выходят на борьбу с ним. Особое внимание всегда уделяется антиобледенению кровель. Конечно, правильно спроектированная кровля, с хорошей теплоизоляцией практически не даёт формироваться сосулькам и скапливаться большим сугробам снега.

Но в условиях реальной жизни, к сожалению, это не так часто встречается. Многие здания проектировались более 100 лет назад и не предусматривались современные технологии эксплуатации, многие кровли не ремонтировались десятки лет и имеют высокую теплопотерю, многие крыши ремонтировались с нарушением технологии, что привело к формированию зон повышенной опасности формирования наледи.

Для борьбы с этим злом коммунальщиками чаще всего используется обычная лопата. Крышу чистят, сосульки и лёд сбивают руками. Во-первых, этот процесс довольно трудоёмкий, во-вторых, приводит к повреждению кровли и в дальнейшем только усиливает вред от обледенения.

Более прогрессивный способ — использование химических реагентов антилёд или покрытие кровли специальными составами. Но, к сожалению, способ достаточно дорогой и, в свою очередь, наносит вред кровле. Более того, наносит экологический вред, а в условиях города это очень опасно.

В значительной мере проблему может решить обогрев крыши от снега.

Виды обогревателей кровель

Существует много технологических решений подогрева крыш. Все они исходят из принципа — выявление опасных мест формирования снежных заносов и возникновения наледи. Далее по этим местам прокладывается подогревающий кабель. Система довольно простая и сильно напоминает технологию тёплых полов. Только кабели используются более толстые и с большей теплоотдачей.

В настоящее время существует несколько видов таких кабелей:

  1. Резистивные.
  2. Саморегулирующиеся.
  3. Зональные как разновидность саморегулирующихся.

Резистивные кабели

Самый простой вариант. Резистивный провод состоит из одной или двух нагревающих жил в изоляционной оболочке. Сверху идёт металлическая оплётка, которая играет роль заземления и экрана, чтобы избежать возникновения индукционных токов и как следствие радиационных помех. Далее все это покрывается наружной оболочкой, как правило, из ПВХ-пластика. Мощность относительно небольшая, примерно 15−30 Вт/м. Это позволяет достигать рабочей температуры 250 ⁰ С, и эффективно применять его при достаточно низких температурах.

Система настолько проста и эффективна, что позволяет с лёгкостью её использовать практически в любых условиях и самостоятельно монтировать. Последовательное включение в электрическую цепь и простое управление не требуют включения особых знаний. Гибкость провода делает монтаж удобным.

Главное — знать, что разрезать такой кабель нельзя. Все стыки должны быть только промышленного производства. Кроме того, не разрешён монтаж внахлёст.

К сожалению, при относительно низкой цене и простоте монтажа такая система имеет существенные недостатки:

  • Любое повреждение выводит из строя всю цепь.
  • Равномерный прогрев на всю длину приводит к потерям энергии.
  • За мощностью, подаваемую на кабель, нужно следить в ручном режиме.

Зональные кабели

Более сложным вариантом резистивного кабеля является зональный. Такие кабели выпускаются двужильными с накрученной спиралью из проволоки высокого сопротивления. Чаще всего используется нихром. Во внутренней оболочке имеются контактные окна, через которые идёт последовательное замыкание спирали с одним из проводов, соответственно, формируются различные зоны обогрева. Длина такой зоны обычно составляет от 0,7 до 2 м. Для такого кабеля уже предусмотрена нарезка по месту укладки. Главное, соблюдать деление на зоны.

Среди недостатков можно выделить:

  • В местах перехлёста может произойти выгорание кабеля.
  • Относительно низкая механическая прочность.
  • Поиск повреждённых зон затруднён.

Саморегулирующиеся кабели

Саморегулирующийся кабель имеет более сложное строение, чем резистивный. Здесь уже применяется полупроводниковая прослойка — матрица. Такая матрица позволяет менять сопротивление токопроводящей жилы в зависимости от температуры окружающей среды. При более низкой температуре кабель нагревается больше.

Несмотря на более высокую начальную стоимость, за счёт экономии электроэнергии эксплуатация такого кабеля более низкая. Другие преимущества:

  • его можно монтировать внахлёст;
  • при повреждении отдельного участка вся цепь продолжает работать;
  • монтажная схема позволяет формировать участки разветвления;
  • средняя длина цепи может достигать 100−150 м.

Стоимость обслуживания аналогична обычному резистивному.

Способы монтажа систем обогрева

Прежде чем приступать к монтажу подогрева кровли и водостоков, необходимо тщательно изучить архитектурные особенности кровли, тепловые особенности тех или иных участков, посмотреть, как идёт снеготаяние. Нет смысла обогревать те места, которые не являются критичными с точки зрения формирования наледи или снежных заносов.

Принято выделять следующие конструктивные элементы:

  • край кровли;
  • ливневки, водосборные жёлоба;
  • ливнестоки и водосточные трубы;
  • воронки, водомёты и направляющие лотки;
  • ендовы;
  • карнизы и капельники;
  • сборы возле водосточных воронок;
  • выделяются плоские кровли;
  • места сброса из водосточных труб.

Монтаж по краю кровли

Электрообогрев края кровли, как правило, осуществляют с помощью кабеля, уложенного змейкой от края на 30 см и высотой от 60 до 120 см. В нижней точке витка часто делают «капельку», свисающую по кровле. Крепление осуществляют с помощью кровельных саморезов и специальных зажимов. «Капельки» по вертикальной части кровли крепятся хомутами.

Такие зажимы и хомуты можно изготовить самостоятельно из нержавеющей стали.

Предполагается, что тающая вода, скатываясь с кровли, будет стекать непосредственно с кабеля. Для этого и делают на витках змейки вертикальные «капельки» длиной примерно 5−8 см.

По волнистой кровле кабель укладывают внутри жёлоба.

Укладка кабеля в ендовах и местах примыкания к стене

В ендовах рекомендуется укладывать кабель в две нитки на 2/3 длины. Это позволяет создать тепловой коридор, который не даёт сформироваться наледи и снежным заносам.

Аналогично и в местах примыкания кровли к стенам кабель укладывается в две нитки на 2/3 высоты ската. Между стеной и кабелем должно оставаться расстояние 5−8 см. Между нитями кабеля обычно принято делать разрыв 10−15 см.

Обогрев в желобах

Особенно внимательным надо быть при использовании нагревательного кабеля для водостоков. Являясь местом сбора стоков с большой площади кровли, горизонтальные жёлоба водостоков могут концентрировать большое количество воды и снега. При резких изменениях температуры формируются весьма опасные участки твёрдой воды. При большом количестве и низких температурах кабелю непросто растопить такую массу.

В горизонтальных желобах, как правило, укладывается несколько нитей кабеля. При ширине жёлоба более 20 см их должно быть не менее трёх. Для закрепления кабеля используют обычно специальные пластиковые клипсы или монтажную ленту, места креплений в стенках стоков обрабатывают герметиком. Расстояние между клипсами от 30 до 50 см.

Использование для обогрева водостоков кровли саморегулирующегося кабеля позволяет избежать значительных потерь электроэнергии. Как правило, нет смысла поддерживать одинаковую температуру по всей длине водостока, достаточно выделять отдельные участки.

В водостоках

Все точки сброса воды — воронки, водомёты, направляющие лотки и прочее всегда являются зоной особого контроля. Это самые узкие места прохождения большого количества воды, и любая задержка приводит к образованию наледи.

Не менее важным является обогрев водосточных труб греющим кабелем. В тонких трубах диаметром до 10 см достаточной одной нитки. Для большего диаметра необходимо несколько. На входе в трубу кабель обязательно закрепляют скобами. Верхняя, нижняя часть трубы и все колена нуждаются в усиленном подогреве. Здесь нужно формировать петли или использовать несколько дополнительных ниток кабеля.

Для крепления кабеля в вертикальном положении используют трос.

Порядок монтажа и используемое оборудование управления

Монтаж греющего кабеля может осуществляться по простой схеме — без автоматического регулирования и контроля за окружающей средой. Такой способ относительно дешёвый, но, к сожалению, становится затратным при эксплуатации. Особенно в климатических зонах с высоким снежным покровом и низкими температурами. Использование систем автоматического управления позволяет экономить до 80% электроэнергии. Такие системы состоят из:

  • греющего кабеля, уложенного в один или несколько контуров;
  • крепёжных и изолирующих элементов;
  • силовых и сигнальных кабелей;
  • переключающих и коммутирующих устройств;
  • датчиков температуры, осадков, воды;
  • метеостанции или блока автоматизированного управления.

Различные контуры обогрева включаются только при определённых показателях температуры и снежного покрова или замерзания жидкости.

Недостатки и преимущества систем обогрева

Система подогрева различных элементов кровли показала своё преимущество по отношению к любым другим схемам защиты крыш. В экстремальных зимних условиях, низких температурах и парниковом эффекте городов при правильной эксплуатации ей трудно найти замену. Она позволяет при относительно невысоких ценах на монтаж и эксплуатацию:

  • значительно увеличивать срок эксплуатации кровли без дополнительного ремонта;
  • избегать снежных обвалов и падения сосулек.

К сожалению, как и любое техническое решение, требует определённой квалификации при её эксплуатации:

  • необходимо регулярно кровлю и все элементы ливневых стоков очищать от грязи, особенно это касается осеннего листопада;
  • регулярная профилактика всех элементов электроподогрева;
  • соблюдения мер электробезопасности.

Формат статьи не позволяет описать все преимущества и недостатки обогревающей системы. Тем более не ставится целью дать технические решения по монтажу. При желании установить систему подогрева кровли следует использовать специализированную техническую литературу или обращаться в проектные организации. При выборе используемого кабеля, прокладке контуров и особенно использовании метеостанции важно все правильно рассчитать. Только в этом случае система будет эффективно работать.

На любой кровле в зимнее время года могут образоваться сосульки или даже ледяной вал. Узнаем какие средства могут быть применены для устранения таких явлений.

Предлагаем вам ряд технических решений по обогреву кровли, которые помогут бороться с обледенением кровли и водостоков. Практически на любой кровле могут образоваться наледь и сосульки. Это связанно с естественными недостатками конструкции и чревато различными последствиями: от протечек до порчи водосточной системы.

Решения по обогреву кровли и водостоков

  • Назначение и принцип действия
  • Выбор нагревательного кабеля
  • Электрооборудование
  • Монтаж обогрева кровли
  • Антиобледенение водосточной системы

Назначение и принцип действия

Даже в хорошо спроектированной кровле теплозащита не является абсолютной. По мере накопления снегового покрова утечки тепла в атмосферу снижаются, растёт температура кровельного покрытия, из-за чего постепенно тает. Стекая вниз, вода достигает нижней части ската, где окончательно замерзает, образуя ледяной вал.

Выше этого вала собираются новые порции воды, возрастает риск протечек, а снежная шапка продолжает накапливаться, увеличивая нагрузку на несущую систему. При первой же оттепели вся накопленная масса снега и льда сходит с крыши лавинообразно, повреждая водосточную систему и представляя угрозу людям и имуществу.

Подогрев кровли — это активная мера защиты от обледенения, главная задача которой — растапливать образующуюся наледь и способствовать беспрепятственному удалению талой воды. В зависимости от устройства крыши, специфика работы системы снеготаяния может отличаться. Условно крыши классифицируют по численному значению тепловых потерь:

  1. Крыши над холодными чердаками или неотапливаемыми помещениями так и называют — холодными. Снежная шапка на них тает только в солнечный день вблизи оголённых участков кровли, наледь практически не образуется. Обогрев таких крыш требуется в тех случаях, когда количество осадков велико, а самостоятельный сход покрова невозможен из-за малого уклона. В основном же холодные кровли не обогревают.
  2. Крыши над тёплыми чердаками или мансардами с хорошим утеплением называют умеренно тёплыми. Это наиболее сложный случай: таяние снега происходит с низкой интенсивностью, из-за чего толщина слоя наледи медленно, но неуклонно растёт. Задача системы снеготаяния — ускорить растапливание снега, при этом система работает в полуавтоматическом режиме с нечастыми, но достаточно продолжительными интервалами.
  3. Крыши с плохим утеплением условно считаются тёплыми, таяние снега на них происходит очень активно. Как правило образование наледи фиксируется в нижней части скатов и водостоках, поэтому нагревательные элементы размещают только в этих зонах. Мощность их достаточно высока, система работает в повторно-кратковременном режиме.

Выбор нагревательного кабеля

Для обогрева крыш применяются двухжильные нагревательные кабели двух типов. Первый вариант — греющая секция фиксированной длины и мощности, это наиболее удобный способ обогрева водосточных желобов и труб.

Также существуют саморегулирующиеся кабели, состоящие из двух параллельных токопроводящих жил, пространство между которыми заполнено слабым диэлектриком, сопротивление которого скачкообразно возрастает при нагреве до определённой температуры. Благодаря этому саморегулирующийся кабель можно соединять сегментами произвольной длины, ограничена лишь максимальная протяжённость линии.

 
Оба типа кабеля имеют достаточно сложную структуру. Нагревательные жила или пара облачены в термоустойчивую оболочку с хорошими диэлектрическими свойствами. Поверх оболочки намотана экранирующая оплётка — защитная мера на случай повреждения основной электроизоляции. Кабель также облачён в наружную изоляцию, защищающую как от пробоя, так и от механических повреждений.

Саморегулирующийся кабель также имеет под наружной оболочкой дополнительный слой, устраняющий трение плоского нагревательного сердечника о внешнюю изоляцию для сохранения формы.

Все нагревательные кабели разделяют по удельной мощности, которая может составлять 15–50 Вт/м.п. Кабели до 20 Вт/м.п. используют на тёплых кровлях, до 30 Вт/м.п. — на холодных участках умеренно тёплых кровель, до 50 Вт/м.п. — для обогрева водосточной системы.

Электрооборудование

Поскольку система электрического обогрева эксплуатируется в достаточно жестких условиях, а меры безопасности существенно строже, чем при устройстве подогрева открытых площадок, система требует применения ряда электротехнических изделий и защитных устройств.

Наиболее пристального внимания требуют электрические соединения. В условиях высокой влажности и воздействия ультрафиолета стандартные соединительные муфты для нагревательного кабеля не демонстрируют достаточной надёжности. Поэтому их применяют только для соединения нагревательных кабелей между собой или в условиях, где монтаж защищённого соединения невозможен.

В остальных ситуациях подключение нагревательного кабеля к силовому осуществляется внутри распределительной коробки со степенью защиты IP66 через винтовые клеммы. Коробку располагают снизу под свесом крыши, что несколько увеличивает расход нагревательного кабеля, но гарантированно защищает уязвимое место.

Худшее, что может случиться с системой обогрева — пробой изоляции и замыкание между жилами либо на металлическое покрытие кровли. Поэтому автоматический выключатель для защиты линии выбирают в точном соответствии с её мощностью и действующим напряжением питания.

Требуется выбрать наиболее близкий по номиналу автомат, а затем отрегулировать тепловой расщепитель согласно инструкции. Вторая ступень защиты — УЗО противопожарного класса, рассчитанное на токи утечки в 200–400 мА. Для его корректной работы экранирующие оплётки всех нагревательных кабелей должны быть надёжно заземлены.

Саморегулирующийся кабель используется в системах с ручной активацией и не требует установки терморегулятора. Исключение составляют системы обогрева крыш домов, не рассчитанных на постоянное проживание, либо если ставится цель сделать работу обогрева полностью автономной.

В таких случаях терморегулятор отключает нагрев при достижении положительной температуры воздуха, также автоматика может использовать показания датчика влажности для установления наличия осадков. Для нагревательных секций установка терморегулятора обязательна, температура отсечки выбирается в диапазоне +3…+10 °С в зависимости от климатических условий. Датчик температуры при этом располагается не на открытом воздухе, а жёстко закрепляется в 20–25 мм от нагревательного элемента.

Монтаж обогрева кровли

Расположение кабелей на холодных и тёплых крышах отличается. В первом случае нагревательные элементы поднимаются параллельными линиями по всей протяженности ската с шагом в 30–40 см. Такая система подогрева используется только на плоских крышах с уклоном менее 10°, где самостоятельный сход снеговой шапки невозможен.

Во всех остальных случаях обогревается только нижний холодный край, где происходит накопление наледи. Для тёплых крыш ширина полосы обогрева равна выступу покрытия за наружную плоскость стены.

На умеренно тёплых кровлях обогрев устраивается на ширину свеса и стены плюс 10–15 см. Кабель прокладывают треугольной змейкой с расстоянием между вершинами от 25 до 100 см в зависимости от плотности размещения нагревательных элементов.

Она определяется требуемой удельной мощностью обогреваемого участка, которая для умеренно тёплых крыш составляет 250–300 Вт/м2, а для тёплых — около 400 Вт/м2. В зависимости от климатических условий производителем могут даваться дополнительные рекомендации по корректированию мощности.

Крепление кабеля к кровле при шаге змейки более 50 см осуществляется точечными фиксаторами, которые крепятся к покрытию саморезами или вытяжными заклепками. Перед креплением между фиксатором и кровлей укладывают специальный уплотнитель. При достаточно частом шаге змейки крепление лучше произвести на перфорированную монтажную ленту.

Она крепится двумя параллельными линиями внизу ската и с требуемым отступом от края, после чего кабель прижимается отгибанием просеченных лепестков. Такой способ особенно часто применяется на крутых скатах, где высока вероятность схода снеговой шапки: кабель при этом не повредится, просто разогнутся крепления.

Особое внимание следует уделять ветровым свесам и ендовам. На каждом свесе кабель должен подниматься от низа на 2/3 высоты ската. В ендовах и желобах образуется избыточное количество наледи, поэтому удельную мощность нагрева следует увеличить в 1,5 раза. Как правило это достигается прокладкой двух или трёх параллельных линий греющего кабеля по обе стороны ендовы с шагом 10–12 см.

Антиобледенение водосточной системы

При действующей системе обогрева кровли нужно обязательно прокладывать нагревательные кабели также в водосборных лотках и трубах водостока. Без этого растаявшая вода не сможет свободно стечь, замерзнет и, скорее всего, повредит водосточную систему.

Как правило для желобов достаточно двух кабелей удельной мощностью более 25 Вт/м.п. Один из них прокладывается по наружному борту, другой — по дну желоба. Фиксация производится на специальные скобы, которые закрепляются внутри лотка с шагом 20–30 см. Если в процессе эксплуатации наблюдается намерзание воды в водостоке, можно добавить ещё один греющий кабель.

Трубы — наиболее уязвимая часть водосточной системы, из-за спутывания кабеля внутри них могут образоваться пробки, и вся система придёт в негодность. Поэтому обычно для труб выбирают кабели мощностью до 50 Вт/м.п. с высокой рабочей температурой.

Их монтируют в натянутом состоянии: опускают кабель подогрева желоба до самого низа, закрепляют в нижней части с двойным перегибом чтобы исключить обмерзание выходного раструба, а затем протягивают обратно вверх. Особое внимание нужно уделить приёмным воронкам: в них нагревательные элементы прокладываются одним или двумя кольцами по периметру. опубликовано econet.ru  

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet