Обогрев крыш устройствами антиобледенения

Для чего нужны антиобледенительные устройства?

Установка антиобледенительной системы крыши способствует предупреждению возникновения наледи. Снежный ком не сможет образоваться на карнизе, если кровля качественно обогревается. Такие системы имеют в комплектации водоотводы для талой воды. Пользователь может заниматься постоянной чисткой крыши, но этого не достаточно. Снег может не только копиться, но и сразу таять либо могут нарастать ледяные грибы, которые сложно устранить механическим способом, который влечет за собой повреждение покрытия.

Монтаж системы подогрева удовлетворяет такие потребности пользователя:

• повышение безопасности — падение сосульки может нанести травмы прохожему человеку или животному, а также нанести ущерб стоящему рядом автотранспорту;
• уменьшение нагрузки на покрытие и сопутствующие конструкции, создаваемые снежной массой;
• предотвращение от провалов крыши и деформации водосточных каналов из-за воздействия обледенений.

Особенности систем антиобледенения крыш и водосточных каналов

Основной элемент конструкции системы обогрева — это провод. Он нагревается, вследствие чего снежная масса оттаивает, а также он способен предотвратить обледенение внутри водостоков. Комплектация такой системы содержит защитные приборы, а также органы контроля и управления.

Примечательное свойство таких устройств кровельного обогрева и каналов водостока состоит в возможности их выключения в нужное время. Если температура воздуха снижается и начинается снегопад, то есть растет вероятность обмерзания перекрытий, то систему включают. Разработчики считают, что эти приспособления можно отнести к системам безопасности помещений и строений из-за того, что можно предотвратить падение ледяных глыб на прохожих.

Почему образуется наледь на крыше?

Не всем понятны причины, по которым образуются сосульки на крышах зданий. Поверхность крыши обладает относительно теплой температурой, что приводит к оттаиванию снега, который выпадает на нее. После того, как капли стекают с теплого покрытия, они попадают на холодную поверхность карниза, где происходит замерзание. Таким образом образуются сосульки, со временем они обретают большие размеры.

Образование обледенений также приносят жильцам много проблем. Наледь образуется вследствие разности температур между поверхностью кровли и карниза.

Причины, которые ведут к образованию льда на поверхности кровли:

• ошибки при проектировании теплоизолирующих конструкций. Если утеплитель подобран и смонтирован правильно, то поверхность карниза по температуре будет равна верхней части отапливаемого помещения. Снег не будет таять попадая на карниз или крышу, кроме тех случаев, когда температура уличного воздуха выше нуля. Если изоляция нарушена, то температура кровли будет значительно выше, чем температура карниза. В этом случае будет актуален полный ремонт крыши, но качественный обогрев тоже может помочь;
• погодные факторы. Качественная теплоизоляция не оказывает воздействия на окружающий микроклимат. В ночное время температура снижается, а с наступлением утра — повышается, материал кровли нагревают солнечные лучи, за счет чего снег начинает оттаивать даже при отрицательных показателях температуры, а вода стекает по обледеневшим водосточным трубам и замерзает;
• необычный проект крыши — этот фактор также может усугубить образование ледяного слоя. Если дизайн богат на разнообразный декор, башни или множество окон с внутренними углами, то это осложнит ситуацию. Разработчики советуют исключать сложные украшения в дизайне кровли, а использовать лаконичные решения и уклон как минимум 35°.

Факторы опасности наледи на кровельном материале

Если уклон крыши превышает 45°, то на нем неминуемо образуется внушительный слой льда и снега зимой. Такие снежные массы могут достигать 100-150 кг/м2. Если уклон составляет 35° — слой наледи будет еще большим. В этой ситуации стропильная система будет повреждена или деформирована с большой долей вероятности.

Последствия ледяных отложений на кровельном покрытии:

• деформация кровельных перекрытий и стропил. Нагрузка от снежного кома может послужить причиной деформации или повреждения перекрытий, а также перегибов стропил или разрушить их;
• повреждение материала кровли, по которому сползает снег и ледяная корка, оставляющая после себя царапины. Через какое-то время на месте царапин возникнет коррозия. Эти явления могут привести к порче водосточных каналов. Когда оттепель проходит и наступают холода, то вода в трубах замерзает;
• схождение сосулек и снежного кома. Снег скапливается на свесах карнизов и во время схождения может произойти несчастный случай — травмы прохожих. Именно для этого и применяется качественный электрический подогрев крыш.

Составные элементы конструкции антиобледенительных контуров

Системы обогрева крыш и водосточных каналов состоят из таких частей:

• Разветвления кабелей — схема, по которой прокладывается провод обогрева зависит от конструкции крыши и наличия сточных каналов;
• Кабель электропитания — он нужен для подключения нагревательной составляющей;
• Управляющие устройства и аппараты — обогревающий контур подключается в автоматическом режиме и функционирует в температурном диапазоне от +5 до −20 С. Аппаратура получает сигналы с температурных датчиков и контроллеров влажности. Пользователь может настроить температурный диапазон самостоятельно и корректировать его в процессе работы. Это зависит от погодных факторов;
• Система защиты — внедряется для выключения всего контура в автоматическом режиме при возникновении утечек выше 25 мА, а также в случае увеличения предельного значения тока.

Нюансы установки

Монтаж системы подогрева кровли осуществляется согласно правилам ПУЭ, а также по рекомендациям разработчика. Работы по установке должны отвечать противопожарной безопасности и соответствующей нормативной документации.

Чтобы антиобледенительные устройства эксплуатировались эффективно, необходимо соблюдать следующие критерии:

• монтажные работы должны проводиться в ясную погоду при отсутствии осадков;
• установка всех элементов обогрева должна производиться при наружной температуре выше нуля, так как почти все герметики эффективно выполняют свои задачи только при положительной температуре;
• перед тем, как проводить укладку кабеля, необходимо проветрить отведенные места.

Пользователь должен продумать расположение силового провода заранее. Также нужно тщательно подготовить место от узлов на крыше до источника питания.

Виды обогревающих кабелей

Для построения качественных систем обогрева кровли применяется два типа греющих проводов:

• кабели с саморегуляцией;
• резистивные.

Мощность кабелей обогрева составляет более 20 Вт/м2. При укладке элементов системы применяется открытый метод, поэтому пользователю стоит выбирать кабель с толстой оболочкой и высокой влагоустойчивостью и степенью светоотражения.

Во время установки необходимо следить, чтобы кабель не соприкасался с битумным покрытием, а также с черепицей. Оболочкой нагревательных элементов для мягких кровельных материалов служит фотополимер.

Производитель защищает кабели для крыш с помощью бронированных оплеток, чтобы исключить механические повреждения в процессе эксплуатации. На сегодняшний день рынок предлагает большой выбор изделий в форме пружины, чтобы свести к нулю вероятности обрывов вследствие механических воздействий и деформаций.

Виды и способы раскладки саморегулирующих проводов

Провод с саморегуляцией — это элемент в виде ленты, внутри которого располагаются параллельные проводники, разделенные между собой полимерными матрицами, имеющими способность к тепловыделению.

Такой тип греющего провода для крыш работает с наибольшей эффективностью. Если сравнивать его с резистивными проводами, то саморегулирующийся кабель может корректировать уровень сопротивления самостоятельно по всей длине и на отдельных участках контура. Пользователь может разрезать такой провод на части, исходя из своего проекта.

Стоимость саморегулирующегося провода значительно выше, чем у резистивного, но и энергосбережение намного эффективнее. Такой элемент нагревательной системы способен подстроиться под определенные условия эксплуатации, за счет чего снижаются финансовые затраты. Пользователь также значительно уменьшает отходы и мусор при монтаже, так как кабель такого типа можно разрезать на составляющие необходимой длины.

Типология резистивных кабелей

На этапе разработки проекта кровельного нагрева применяют не более двух типов резистивных нагревательных провода:

• одножильный;
• двужильный.

Токопроводящая жила кабеля служит нагревательной составляющей, выделяющим тепло. Эта составляющая провода покрыта защитным слоем оплетки, далее идет изолирующий материал и наружное покрытие — оболочка из поливинилхлорида.

Более подробно можно описать такой кабель следующим образом:

• кабель с одной жилой — подсоединяется к источнику питания с обеих сторон, поэтому во время установки оба конца сводятся в одну точку;
• с двумя жилами — к источнику питания подключается только один край, а второй покрыт герметичным материалом. Стоимость двухжильного кабеля выше, но его проще укладывать и в процессе работы не возникает электрополе.

Главное преимущество резистивного кабеля — это его низкая цена. Но при монтаже финансовые затраты превышают затраты при установке саморегулирующегося кабеля, так как его расход больше на одну и ту же площадь поверхности обогреваемой кровли. Это говорит о том, что и крепежных элементов нужно использовать больше.

Выбираем сегменты обогрева

Рабочие площади обогрева кровли и водостоков, а также места, где в будущем будет проложен кабель, выбираются относительно интенсивности стока талой воды. Чтобы отвод воды был организован правильно, необходимо провести кабель в водосточных трубах и на других участках, где возникает наибольшее количество наледи.

Проектировщик суммирует все участки кровли, на которых целесообразен монтаж нагревательных проводов. Следует учесть установку дополнительных снегозадерживающих приспособлений в случае большого угла наклона крыши. При таком устройстве кровли, провод прокладывается между краем карниза и элементами безопасности. Также руководствуйтесь правилом: чем шире карниз, тем шире антиобледенительная змейка.

Если нет вероятности сползания снежного кома, то обогрев можно организовать только в водосточных трубах и желобах.

Методика укладки обогревающего кабеля

Проект прогрева крыши и водосточных каналов, а также участка раскладки элементов обогрева выбирается с учетом уклона и нюансов конструкции крыши. Чем выше угол ската и лаконичнее конструкция, тем меньше расход кабеля потребуется для реализации схемы прокладки.

Раскладка нагревающего провода

Закрепление провода на крыше производится на участках, где есть вероятность скопления наледи и снега:

• пологая крышка и карнизы. Если угол наклона ската менее 35°, то нагревающие провода крепятся снизу по схеме «змейка». Для максимальной эффективности подогрева необходимо монтировать кабель по всей площади карнизов с запасом еще 250 мм над линией нагрузки стен здания. Если угол уклона менее 10°, то кабель располагается на участках, прилегающих к сточным воронкам;
• сточные каналы. Нагревающий кабель крепится к стояку в форме петли. Во внешних сточных трубах кабель крепится только при условии отдельного размещения, снаружи желобов;
• стыки скатов крыши. Кабель крепится также петлей. Длина кабеля — около 35% от длины стыка;
• парапет и примыкающие конструкции;
• желоб водостока. Целесообразно параллельное крепление рядов кабеля;
• сточная воронка на плоской кровле. Провод крепится по всему периметру и охватом по 400 мм в каждую сторону и подводится петлей изнутри к началу теплой жилой части дома;
• мансарды и окна. Греющий кабель прикрепляется близко к окну по направлению водоотвода.

При проектировке обогрева крыши с уклоном более 40°, провод можно не крепить к карнизу, так как на нем снежная масса не будет скапливаться. Провод крепится только к водосточным каналам.

Если водосточная система отсутствует, то нагревающий кабель располагают с краю скатов.

Как закрепить элементы обогрева?

При монтаже кабелей на кровлях, необходимо соблюдать такие условия:

• надежная фиксация нагревательного провода по ходу стока жидкости. Кабель не должен нигде провисать и зазоры между ним и кровлей должны отсутствовать;
• соблюдайте аккуратность при закреплении, так как есть риск порчи кровельного покрытия и самой нагревательной системы;
• действуйте согласно инструкции и избегайте использования сторонних методов крепления;
• если выбран резистивный тип проводов, то допускается соприкосновение его частей между собой и их пересечение.

Подсоединение питающих кабелей

Включение силового провода к кабелю обогрева, установленному на крыше, проводится строго по требованиям ПУЭ. Провода должны быть закреплены в распределительном узле. Возможно использование термоусадочных муфт для того, чтобы обеспечить герметизацию стыковок.

Устанавливать нагревательный кабель можно с помощью подключения к сети как 220В, так и 380. Отталкивайтесь от общей мощности контура антиобледенения во время выбора сечения кабеля питания. Мощность всей системы можно определить, после того как вы поймете сколько энергии потребляет нагревательный элемент системы и какая протяженность нагреваемого сегмента.

Элементы управления и защитная система контура обогрева

Рассмотрим подробнее элементы управления и защитные устройства, которые входят в систему помимо нагревательных составляющих.

К аппаратам управления относятся устройства, обеспечивающие достаточные условия для функционирования в автоматическом режиме. Такие приспособления включают нагревательные элементы и выключают электропитание в те моменты, когда температура превышает рабочие показатели.

Для работы системы в автоматическом режиме используются такие приборы и аппараты:

• термостаты, которые работают совместно с датчиками температуры. Это устройство способно включить и отключить нагревательный кабель при достижении указанных параметров температуры. Наиболее распространенный рабочий диапазон — от +5 до −20°C. Достоинство — малая стоимость. Но термостаты не рекомендуют использовать в регионах, где влажность воздуха высока ввиду увеличения погрешности, что может привести к обледенению крыши;
• использование метеостанций — более сложных устройств. Такое приспособление может взаимодействовать не только с температурными измерителями, но и с датчиками влажности. С ее помощью можно производить мониторинг системы антиобледенения с учетом выпавших осадков. Такой подход обладает большей чувствительностью и способностью реагирования на малейшие температурные изменения. Пользователь может существенно сократить расход электричества.

Саморегулирующиеся провода, которые крепятся на крыше, вполне работоспособны и без регулирующей аппаратуры, так как есть возможность настроить мощность по уровню выпавших осадков и температуре. Но производители советуют так не делать и обязательно внедрять в систему терморегулятор.

Защита системы

Функции защитной аппаратуры в контуре обогрева:

 

• защита цепей питания от отключения;
• выключение отдельных участков контура при возникновении потерь;
• защита от токовых перегрузок.

Защитным приспособлением выступает выключатель, а также прибор защитного отключения с заданным значением токов утечки до 25 мА. Этот тандем может заменить один дифавтомат. Также используются автоматы для защиты термостата, магнитные пускатели и устройства сигнализации.

В контурах более высокого уровня сложности используют различные контроллеры, устройства плавного пуска или реле времени и защиты.

Степень энергопотребления системы антиобледенения

Часто пользователь не устанавливает системы антиобледенения, боясь чрезмерного энергопотребления. Но это ошибочно. Формула расчета энергоемкости выглядит так:

Wгод = PH × h

примем, что PH — мощность контура; h — общее годовое время работы; Wгод — расход электричества.

Для вычисления принимаем временной отрезок эксплуатации контура антиобледенения мощностью 2,5 кВт с 20 ноября до 20 апреля, что равно 151 дням.

Но система работает не непрерывно, присутствует примерно 15-20% времени простоя. В итоге получаем чистого времени работы 2800 часов в год.

Итоговый расход электричества:

Wгод = 2,5 ×2800 = 7000 кВт

Данный показатель — это приблизительное значение расхода электричества в год. Если использовать саморегулирующиеся провода, то расход уменьшится еще на 15-20%.

Нюансы использования системы обогрева

Правила использования антиобледенительных систем:

• нагревательный контур требует регулярной чистки крыш и водостоков от загрязнений. Ревизия оборудования нужна не реже 2 раз в месяц. При возникновении неполадок или деформаций пользователь может сам выполнить ремонтные работы, но лучше обращаться к специалистам;
• будьте аккуратны при чистке обогреваемых участков кровли. Если нагревательная составляющая подвергается механическому повреждению, то гарантия от производителя перестает действовать;
• проводите регулярную настройку параметров контура в зависимости от погодных условий.

Если пользователь будет соблюдать все правила эксплуатации и технологические рекомендации, то антиобледенительная система будет долго служить без сбоев и отключений. Вы можете смонтировать устройства обогрева сами, но лучше привлечь опытных специалистов, которые смогут предоставить гарантию качества услуги. Производитель не рекомендует заниматься проектированием и монтажом самостоятельно.