Особенности монтажа обогрева различных типов кровли
Существует множество видов кровельных материалов и конструкций, систем водостока. Старые дома вообще отличаются причудливыми формами крыш. Поэтому нет стандартных решений и готовых схем для всех крыш. Часто приходится проектировать обогревательную систему и выбирать способ монтажа прямо на месте в зависимости от ситуации.
Теплая кровля
Теплая кровля отличается недостаточной теплоизоляцией. В таком случае дополнительно прокладывают отопительные секции петлями по самой кромке крыши. Ширина петель составляет 30-50см, удельная мощность системы 200-250Вт на квадратный метр.
Холодная кровля
Холодная кровля хорошо теплоизолирована, часто имеется чердак с хорошей вентиляцией. Для такой крыши устанавливают только обогрев водостоков с линейной мощностью 20-30Вт на метр, при этом мощность постепенно увеличивают до 60-70Вт пропорционально длине водостока. Все кабели обязательно оборудуют защитным устройством для отключения.
Если водосток на крыше недостаточно организован, то во избежание появления сосулек скат кровли нуждается в дополнительном обогреве. Для этой цели греющий электрокабель укладывают в виде петель шириной в 0,5м. Для защиты кабеля от механических повреждений используют снегоотбойники.
Если кровля без водостоков
Иногда на крыше здания отсутствует водосточная система . В таких ситуациях на кровле с малым уклоном монтируется схема “капающая грань”, при большом уклоне — “капающая петля”.
Плоская кровля
Нагревательный кабель проводится по всему периметру кровли в нижней части линии стока воды (разуклонка), заводится во внутреннюю сливную воронку не менее 40см. (при внутреннем водостоке, т.е. внутри строения), а на внешних лотках — по схеме «капающая петля». На участках примыкания кровли к парапету мощность кабеля вокруг приемного лотка равняется 40-80Вт на квадратный метр. Кабель выводят в сам лоток и укладывают в трубу водостока.
Черепичная кровля
Для фиксации кабеля применяют перфорированную крепежную ленту. На новой кровле лента прибивается к деревянному основанию. Если черепица уже установлена, то лента подводится на 75мм под слой черепицы и крепится на клей.
Работа системы антиобледенения
Система антиобледенения кровли препятствует образованию льда в желобах. Лед образуется в результате таяния снега, в таких местах, как сливные трубы, ендовах или желобах стока. Поэтому такие участки оснащают нагревательными кабелями, где движется ток от электрической сети с обычным напряжением, которое составляет 220 В. Нагреванием управляет специальный прибор, терморегулятор, он работает автоматически. На крыше располагают датчики, они подают сигнал на терморегулятор. Датчики могут показывать температуру, осадки, влажность воздуха, и количество жидкости. Если возникают погодные условия, при которых образуется обледенение, то термостаты дают сигнал о подаче электричества к проводам, и они начинают греться. Вода находится в жидком состоянии, и беспрепятственно уходит вниз по сточным каналам. Термостат можно заменять специальным терморегулятором с различными программами.
Распределительная, греющая система
В такую систему входит несколько функций
- Греющей частью служат специальные нагревательные провода, которые должны обеспечивать электрическую безопасность, высокую прочность, и устойчивость к атмосферным осадкам.
- Также неотъемлемым элементом системы являются различные крепежи, которые удерживают нагревательные провода в определенном месте.
- Сеть распределительного вида включает в себя комплект силовых, и сигнальных проводов, а также коробки распределения. Такая система передает сигналы с датчиков на щитке управления, а также управляет работой электрического питания проводов.
- Автоматическая часть системы позволяет управлять датчиками, которые определяют влажность, и температурные показатели, терморегуляторами, а также выполняет защитную функцию.
Причины образования наледи
Рассмотрим несколько подробнее процесс появления сосулек на свесе кровли и льда в водосточном жёлобе. Существуют две причины:
- Разница между дневной и ночной температурами. Проявляется это обычно в весеннюю пору года. Днём под действием солнечной энергии присутствующий на крыше снег тает и стекает в водосточную систему. Ночное понижение температуры вызывает образование наледей. Если они достигнут больших размеров, труба может не выдержать их вес и просто поломаться.
- Эксплуатация тёплой кровли. Речь в данном случае речь идёт о мансардных крышах. Даже зимой они подвержены образованию наледей. Ведь под кровлей находится отапливаемое помещение, а его тепло провоцирует прогрев поверхности крыши. Вследствие этого снег тает, и вода стекает по свесу крыши, а достигнув более холодную карнизную часть кровли или попав в такой же холодный водосток, она превращается в лёд.
Организация так называемой холодной крыши в сочетании с грамотным обустройством кровельного пирога (достаточная толщина утеплителя и правильно устроенный вентиляционный зазор) позволяет предотвратить прогрев настила крыши зимой. Альтернативой, а в некоторых случаях дополнением такого технического решения является использование греющего кабеля для водосточных труб, свесов и желобов кровли.
Греющий кабель поможет избавиться от наледи на крыше и в водостоке
При выборе кабельной системы обогрева необходимо учитывать следующие факторы:
- архитектурные особенности крыши;
- климат региона проживания;
- наличие/отсутствие мансардного или чердачного помещения;
- тип материала покрытия крыши;
- структуру пирога кровли.
Необходимо учитывать, есть утеплительный слой на кровле или нет, и качество этого утепления в целом.
Из чего состоят антиобледенительные системы для кровли?
Система обогрева кровли и водостоков состоит из следующих компонентов (рисунок 2):
Нагревательного кабеля (фото 2). Поддерживает поверхность в разогретом состоянии. С одной стороны, кабель оборудован концевой муфтой для объединения жил между собой, а с другой – соединительной муфтой (фото 3), которая обеспечивает надежную и герметичную коммутацию силового и нагревательного провода.
Управляющего модуля. Контролирует нагрев кабеля в зависимости от метеоусловий. Настраивается в диапазоне от +5 до – 15 °С. К такому устройству, помимо датчика температуры, могут подключаться зонды, реагирующие на осадки и влажность (фото 4).
- Датчик температуры. Реагирует на изменение температуры окружающей среды и устанавливается в местах, неосвещаемых солнцем и желательно на северной стороне.
- Зонда влажности. Срабатывает при увеличении влаги в желобе водостока.
- Зонда осадков. Обнаруживает появление дождя или снега. Монтируется подальше от источников тепла (окон, вентиляционных каналов, и т. д.) на открытом воздухе.
- Устройства защитного отключения (УЗО). При увеличении мощности от номинальной или утечке тока (не более 30 мА) из поврежденного участка проводки, УЗО обесточит систему обогрева. Это отключение защитит человека от поражения электрическим током, а кабель от серьёзных разрушений.
- Контактора. Если реле интеллектуального блока не способно коммутировать мощные электрические цепи, тогда управление режимом работы кабеля осуществляется через магнитный пускатель – электромагнитная катушка с контактной группой. При подаче напряжения на катушку индуктивности генерируется ЭДС, стальной сердечник катушки притягивается и замыкает токопроводящие клеммы. При отсутствии питания сердечник под воздействием пружины возвращается в исходное положение, размыкая контактную группу.
Рубильника. Выключатель принудительного типа устанавливается на вводе силовой линии устройства для обесточивания системы на время выполнения ремонтных работ, до наступления обогревательного сезона (фото 5).
Руководящие принципы безопасности
Безопасность и надежность любой системы зависят от качества отобранных изделий и способов установки и обслуживания. Неправильная конструкция, установка или обслуживание любого системного компонента или несоблюдение требований Руководства может повредить систему удаления льда или крышу, что в свою очередь может привести к неадекватному удалению льда, к поражению электрическим током или к пожару. Чтобы минимизировать эти риски и гарантировать надежную работу системы, необходимо внимательно изучить данное Руководство и неукоснительно следовать всем рекомендациям, инструкциям и предупреждениям, указанным в нем.
Основные советы при укладке систем антиобледенения
Если в регионе климат отличается высоким показателем влажности, и низкой температурой, то установку системы антиобледенения выполняют на капельники водосточной системы. При этом на данных участках не образуется ледяная корка.
- Провод не должен быть слишком растянутым. В секции должен отсутствовать излом, нельзя допускать изгиб на ребро. Также следует избегать слишком большой нагрузки или механического воздействия.
- Нагревательные секции по основным нормам должны иметь заземление. При укладке провода в виде спирали, труба водостока должна иметь диаметр не менее 70 миллиметров, с учетом сгибания кабеля.
- Запрещается нарушать изоляцию провода или использовать элементы с повреждением, и оголенными кабелями. Когда участки нагревания пропитываются влагой, они прекращают свою работу, это может привести к замыканию. Использование незащищенных проводов несет в себе пожарную опасность.
Чтобы антиобледенительная система водосточных каналов полноценно выполняла свою работу, необходимо установить держатели снега на крышу. Таким образом, снег будет равномерно двигаться в желоб водоотвода. На отдельные участки водосточной системы не будет оказываться большая нагрузка, это поможет предотвратить повреждения участков трубы. При выборе провода для антиобледенения, вычисляют длину, и мощность кабеля. Его укладку выполняют с внутренней части каналов водоотведения, всю систему можно сделать автоматической, это упрощает работу, и обеспечивает повышенную безопасность. Работу по укладке системы антиобледенения можно выполнить самостоятельно или прибегнуть к помощи профессионалов.
Режим работы системы обогрева водостока
Задача системы обогрева водостока – препятствие замерзанию воды и скоплению льда в водосборных лотках и водосточных трубах. Режим работы настраивается таким образом, чтобы снег стаивал по мере выпадения. Схематично это можно изобразить так:
Система управления настраивается таким образом, чтобы обеспечивать работу греющего кабеля в диапазоне -15°С…+5°С. В этом диапазоне температур наиболее вероятно выпадение осадков и стаивание происходит эффективнее.
- При температуре меньше -15°С работа системы не целесообразна, так как во первых – в мороз снегопады маловероятны, а во вторых при низких температурах мощность кабеля будет недостаточной для отведения талой воды. В этом случае подтаеный снег будет заледеневать, закупоривая водосточные трубы.
- В диапазоне -15°С…+5°С система включается и происходит стаивание снега. Датчики температуры устанавливаются на северной стороне здания.
- При температуре выше +5°С система отключается.
Состав системы обогрева водостоков
Саморегулирующийся кабель
Резистивный или саморегулирующийся. Резистивный кабель дешевле, он продается готовыми секциями определенной общей мощности, которая напрямую зависит от его длины. Саморегулирующийся греющий кабель нарезается секциями любой длины, не боится перегрева и может использоваться даже без терморегулятора (если подключено не более 1 линии обогрева). Подробнее о кабелях для водостоков
Крепления для греющего кабеля
Для монтажа системы обогрева в лотках и водостоках используется перфорированная монтажная лента, зажимы (в зависимости от количества ниток кабеля), трос или цепь для прокладки кабеля в водосточной трубе, а также саморезы.
Система управления обогрева
Система представлена чаще всего шкафом управления, выполняющего защитную функцию. Применение шкафа управления позволяет системе работать в автоматическом режиме при помощи датчиков температуры и терморегуляторов. В системах мощностью менее 1,5 кВт может быть применен только терморегулятор с датчиками температуры и влажности, но для большей надежности систему оснащают автоматами дифференциальной защиты.
Система питания
Сечение питающего провода определяется мощностью системы в момент старта (стартовым током).
Подробнее о стартовых токах системы обогрева
Чего не стоит делать при установке системы антилед?
Из-за кажущейся простоты монтажа системы неопытные работники совершают типичные ошибки. И обогрев кровли и водостоков работает некорректно, не работает вовсе либо становится причиной преждевременной гибели водосточной системы и кровли.
Мы собрали самые распространенные ошибки, которые совершают монтажники системы антиобледенения.
1. Не учтена специфика здания. Система была смонтирована «как у всех». В результате она оказалась неэффективной. На некоторых участках продолжает образовываться наледь.
Как правильно? Предварительно спроектировать систему обогрева водостоков и кровли.
2. Противоположный пример: кабель уложен там, где в нем нет необходимости. Для системы вреда от этого не будет. Но это бессмысленные траты, без которых можно обойтись.
Как правильно? Тщательно продумать систему до начала монтажа.
3. Использован кабель для теплых полов, а не для кровли. А он прослужит значительно меньше.
Как правильно? Использовать специальный кабель с защитой от ультрафиолета и погодных условий.
4. Кабель закреплен скобами с использованием саморезов. В результате герметичность кровли нарушается, образуется течь.
Как правильно? Использовать крепления без механического повреждения кровельных материалов.
5. Кабель закреплен пластиковым хомутом, не предназначенным для наружных работ. На солнце он быстро придет в негодность. Такое крепление прослужит не более года.
Как правильно? Использовать специальные крепления.
6. Кабель для обогрева труб водосточной системы не закреплен с помощью троса или оцинкованной цепи. При определенных обстоятельствах на нем начнет нарастать снег и лед, а под их весом рано или поздно кабель оборвется.
Как правильно? Обогрев желобов и водостоков делается с использованием троса или цепи.
7. Использован кабель мощностью менее 25 Вт/м. Такая система не будет справляться со своей задачей.
Наглядный пример, как работает кабель нагрева малой мощности (фото №13)
Как правильно? Подбирать систему анти-лед по мощности в соответствии с конструктивными характеристиками крыши и водостоков.
8. Датчик температур расположен под прямыми солнечными лучами или рядом с греющим кабелем. Он фиксирует недостоверную температуру, и вся система работает некорректно.
Как правильно? Все датчики должны располагаться в положенном месте. Детектор температур — в тени.
9. Нет водосточной системы. Устройство обогрева кровли все равно можно установить. Но снег и наледь будут таять, стекать с крыши по фасаду дома и замерзать, образовывая наледь на отделке. Когда она начнет таять, может отваливаться вместе с отделкой.
Монтажные работы
Монтаж обогрева кровли производится в несколько этапов. Сначала намечаются участки прокладки проводов с учетом поворотов и сложностей. На крутых поворотах кабель разрезается на мелкие части и соединяется с использованием муфт.
Выполняем разметку
Перед выполнением разметки нужно внимательно осмотреть основание. Если на нем имеются выступы и острые углы, нужно от них избавиться. Это не всегда возможно сделать, тогда кабель разрезают на части и соединяют куски с помощью муфт.
Закрепляем греющий кабель
Мало положить нагреватели на приготовленные места. Их еще нужно прочно закрепить. Внутри трубы крепление производится монтажной лентой. Таким же способом пользуются при проводке в желобе. Выбирать ленту нужно максимальной прочности. Резистивный токопроводник крепится через 25 см, саморегулирующийся — вдвое реже, через 50 см. Полоски ленты укрепляются заклепками. Их заменяют монтажной пеной.
Внутри водосточных труб кабель размещается в термоусадочных трубках. Фрагменты длиннее 6 м крепятся еще с помощью металлического троса. Прокладка кабеля по кровле производится с помощью монтажной ленты и пены. Заклепки здесь не годятся, так как от них остаются отверстия. Через некоторое время крыша начнет протекать.
Устанавливаем монтажные коробки и датчики
Под установку коробки нужно выбрать подходящее место. Сама коробка прозванивается с целью замера сопротивления изоляции. После установки распредкоробки прокладываются провода, ставятся датчики и соединяются изолирующими муфтами. Датчики рекомендуется устанавливать в местах наибольшего скопления осадков. Для соединения их с контроллером используются электрические провода. На домах с крышами большой площади датчики объединяются в группы, а потом каждая из них присоединяется к контроллеру.
Монтируем автоматику в щитке
Управление системой подогрева в составе контроллера и его защиты часто устанавливается в щитке, который находится внутри помещения. Контроллер снабжен клеммами, к которым подключаются провода и нагревательные элементы. Все провода и приборы прозваниваются. При обнаружении неполадок необходимо их устранить. Главное — проверить работоспособность группы защиты. Если не обнаружено никаких замечаний, подключить термостат и запустить систему.
Конструкция системы антиобледенения
Как уже было отмечено, кабель является главным (греющим) элементом системы антиобледенения водостоков и крыш. Но не единственным. Для сборки полноценно работающей системы применяют следующие компоненты:
- нагревающий кабель;
- подводящий провод, использующийся для подачи напряжения (он не нагревается);
- крепежи;
- соединительные муфты;
- блок питания;
- УЗО;
- терморегулятор.
Продуктивность работы нагревательной системы во многом зависит от терморегулятора. Это устройство позволяет включать и выключать нагревательные секции (кабель), ограничивая их работу в заранее зафиксированном диапазоне погодных условий. Определять их величину терморегулятор может за счет специальных датчиков, которые устанавливаются в местах наибольшего скопления воды.
Обычный терморегулятор характеризуется наличием датчика температуры. Как правило, для небольших систем, применяют двухдиапазонный терморегулятор с возможностью настройки температуры включения и выключения кабеля.
Более эффективно контролирует работу системы специализированный терморегулятор, именуемый метеостанцией. Он содержит несколько датчиков, фиксирующих не только температуру, но и ряд других параметров, влияющих на образование наледи. Например, влажность воздуха, наличие остаточной влаги на трубах и кровле. Метеостанции работают в режиме установленных программ и позволяют экономить до 80% электроэнергии.
Опасность обледенения или откуда на крыше берутся сосульки
Многих волнует вопрос образования наледи и еще больше – ее устранения, но далеко не все знают, отчего сосульки возникают на краю кровли в зимний период, ведь для этого снегу нужно растаять. Процесс образования наледи прост: снежинки, попадая на теплую крышу, тают и постепенно стекают на ее край. А вот он-то уже холодный, и поэтому вода замерзает. Так и появляется наледь, которая вытягивается вниз в виде сосулек. Она в свою очередь может причинить немало хлопот.
Чаще всего наличие наледи — это свидетельство того, что между температурой подогреваемой и неподогреваемой части крыши слишком велика разница, и причин тому может быть несколько:
Обледенение крыши плохо сказывается на ее целостности
- Неправильно установленная теплоизоляция. Неправильно утепленная кровля – самая частая причина образования на крыше наледи. Поскольку наибольшая теплопотеря идет именно через крышу, то неудивительно, что снег, лежащий на ней, начинает подтаивать. Проблема плохо утепленной кровли – очень серьезный вопрос, поскольку через пару лет функционирования кровельный утеплитель начнет гнить, на стенах станет распространяться плесень и появится неприятное ощущение сырости. В идеале качественно утепленная крыша в антиобледенительной системе совершенно не нуждается.
- Климатические особенности региона. Речь идет в данном случае о резких температурных перепадах, которые наблюдаются на значительной территории России. Именно в результате подобных скачков снег начинает таять, а затем резко замерзает.
- Сложная конструкция крыши. Именно сложные конструктивные элементы на крыше могут спровоцировать «оседание» слишком большого снежного покрова, в результате чего крыша получает дополнительную нагрузку. А при таянии снега могут возникнуть проблемы.
Проектирование обогревающей системы
Проектирование системы снеготаяния включает в себя выбор мест обогрева, расчёт необходимой мощности кабеля, а также составление чертежей, схем или эскизов. Документация должна содержать данные о типе и количестве нагревателей для каждой зоны, местах установки датчиков и особенностях электрических соединений.
Выбор зон для обогрева
На первом этапе изучают чертежи крыши, при помощи которых определяют количество и тип обогреваемых зон. Специалисты рекомендуют включать в систему снеготаяния следующие места:
Стыки смежных скатов (ендовы). Кабель укладывают в виде длинной петли, которой покрывают от 1/3 до 2/3 высоты разжелобка в его нижней части. Ширина изгиба зависит от удельной мощности кабеля и составляет от 10 до 40 см.
Карнизы крыш с пологими скатами. Если кровля имеет уклон до 30 градусов, то кабель укладывают зигзагом в нижней части ската, захватывая весь карниз и 30-сантиметровый участок выше проекции стены здания. Если угол кровли составляет менее 12 градусов, то обогревом оборудуют участки, примыкающие к воронкам.
Водосточные трубы. Нагреватель укладывают в стояк, сооружая петлю, которую крепят к его стенкам. При стоке в ливнёвку петлю делают более длинной с учётом глубины промерзания грунта.
-
- Воронки. На плоских участках кровли кабель монтируют так, чтобы он охватывал зону шириной до 0.5 м и заводят его в водораспределитель ниже уровня чердачного перекрытия. Для воронок, которым оборудуют стояки, дополнительный обогрев не требуется, поскольку будет достаточно обогрева жёлоба.
Для обогрева примыканий и парапетов будет достаточно одной секции кабеля, проложенной вдоль конструкции.
- Лотки и желоба требуют укладки двух параллельных линий по нижней части водораспределительных элементов.
- Водомёты плоской кровли. Нагреватель монтируют по дну и в радиусе до 0,5 м от их входного проёма.
Кроме того, греющий кабель укладывают по периметру мансардных окон, в метровой зоне вокруг водосборников, а также на пути оттока воды. Чтобы обеспечить работоспособность ливневой канализации, необходимо продумать обогрев магистрали вплоть до сточного коллектора.
Обогревом оборудуют не только кровлю и водостоки, но места стоков, а также элементы дренажной системы
Не требуют установки нагревателей скаты крыш с уклоном более 45 градусов, поскольку снег сходит с их поверхности естественным способом. Тем не менее для обеспечения работоспособности водосточной системы все её элементы следует оснастить греющим кабелем согласно изложенным выше правилам.
Расчёт необходимой мощности
Расчёт мощности обогревающего кабеля проводят исходя из площади отдельных зон, нуждающихся в монтаже системы снеготаяния. Для вычисления этого значения руководствуются данными, полученными на практике:
- в водосточные трубы диаметром менее 100 мм — 28 Вт/м. То же самое для оборудования лотков шириной до 100 мм;
- в водосточные трубы диаметром более 100 мм — 36 Вт/м. Такое же значение для укладки в лотки шириной более 100 мм;
- в ендовы — от 250 до 300 Вт/кв. м (рекомендуется укладка до 2/3 высоты в нижней части стыка);
- вдоль желобов — от 200 до 300 Вт/ кв. м;
- на капельниках и вдоль карнизов — от 180 до 250 Вт/кв. м.
На плоских поверхностях предусматривают монтаж кабеля зигзагом, не превышая радиус изгиба, рекомендуемый изготовителем. По схеме укладки определяют длину кабеля и, основываясь на полученных данных, вычисляют суммарную мощность системы снеготаяния.
Перед установкой нужен подробный чертёж с указанием мест обогрева и способа прокладки греющего кабеля
Установка коммутирующих устройств
Для контроля и управления системой обогрева крыш и водостоков используют унифицированные модули, конструкцией которых предусматривается подключение питающего провода, нагревателей, а также датчиков температуры и влажности. Блок управления монтируют в удобном для контроля и управления месте. Сигнальные сенсоры устанавливают с учётом необходимости их осмотра и обслуживания.
Контроль и управление системой «антилёд» осуществляется при помощи разнообразных датчиков, подключённых к электронному термостату или метеостанции
Обогрев водостоков – устройство и функции
Территория России большей частью расположена в зонах с суровым климатом, где зима с продолжительными заморозками длится почти 9 месяцев, а летом часто идут затяжные ливневые дожди. Такие погодные условия являются тяжёлым испытанием для конструкции кровли, ведь скапливающиеся снежные массы перегружают стропильный каркас, повреждают кровельный материал. При таких перепадах температуры даже современное покрытие быстро изнашивается, повреждается льдом, а затем приходит в негодность раньше, чем заканчивается указанный производителем срок эксплуатации. Чтобы кровля служила дольше, опытные строители делают обогрев кровли и водостоков.
