Устройство обогрева кровли и водостоков при помощи антиобледенительных систем

Исключить образование наледи на карнизах и пробок в водостоке помогут кабельные системы антиобледенения, установка которых производится на все типы крыш. Они защитят строительные конструкции от разрушительного контакта с атмосферной водой, уберегут домочадцев от сосулек и снежных завалов.

Для того чтобы система служила безотказно, надо знать, как устроить обогрев кровли и водостоков, каким образом его спроектировать и установить.

Содержание

Причины образования наледи

Снег, попадая на кровлю, прогретую солнцем и теплом, которое исходит от нижних помещений, тает, стекает вниз на холодную часть кровли – свес и водоотводящую систему. На этих участках подача тепла снизу прекращается и происходит образование льда. Граница перехода теплой и холодной части крыши способствует скоплению талой воды, которая может проникать через стык защитного покрытия и гидроизолирующего слоя в деревянное или бетонное основание. Так же при неутепленном чердачном пространстве на стропилах, балках и т. д. образовывается конденсат. Перечисленные воздействия способствуют гниению деревянных деталей или разрушению железобетонного основания. Ну а большие сосульки способствуют деформации желобов (рисунок 1).

Рисунок 1. Образования наледи.

Рассмотрим основные причины образования наледи на крыше:

Причина № 1. Неправильная организация утепления и вентиляции чердачного пространства.

Плотность теплого воздуха меньше, чем холодного, поэтому основная доля теплопотерь происходит через потолочное перекрытие. Если правильно произвести утепление и вентиляцию чердачного пространства, тогда существенно увеличится срок службы крыши, снизятся затраты на отопление помещения, уменьшится интенсивность наледеобразования.

Причина № 2. Нестандартная геометрия крыши.

Сложная конструкция крыши, с ендовами (внутренний угол) или в виде башен, создает застойные снежные зоны со своими тепловыми границами. Поэтому на территории России дома желательно оснащать классическими разновидностями крыш (одно-, двух-, четырехскатными) с углом наклона ската не менее 30 градусов.

Причина № 3. Резкие перепады температур.

В России зима протекает с резкими колебаниями температур. В результате этого, снег очень быстро превращается в воду, а затем в лед с вытекающими отсюда последствиями.

Способы, препятствующие появлению обледенения.

Существуют следующие способы, снижающие интенсивность наледеоразования:

  • Создание эффекта «холодной» крыши. Крыша считается «теплой», если снег на ней начинает таять при -10 °С. За счет утепления и вентиляции чердачного пространства прекращается нагрев верхнего перекрытия от обогреваемых комнат. Снег просто лежит на полотне и не превращается в глыбы льда.
  • Организация самоочистки поверхности. Кровли с углом наклона более 30 градусов считаются самоочищающимися. Зимние осадки на них долго не задерживаются и практически сразу скатываются в низ. Но водосточные желоба и трубы все равно, без специального покрытия или принудительного обогрева, будут покрываться льдом.
  • Периодическая чистка обледеневших участков. Очистка крыши от наледи процесс трудоёмкий и опасный для исполнителя, так как лед прочно удерживается за неровности покрытия, а работа выполняется в верхней части здания. Так же в процессе механической чистки может произойти повреждения защитного слоя. Перед проведением подобных мероприятий часть территории, на которую могут попасть сбитые сосульки, обязательно ограждается.
  • Нанесение специального покрытия. Прочное сцепление льда и снега с материалом кровли обеспечивается за счет хорошей смачиваемости указанных компонентов. Для снижения адгезии, крыша и водостоки могут быть обработаны гидрофобным составом, что позволит каплям воды, снежинкам, под действием силы тяжести и ветра, свободно удалятся с поверхности.
  • Применение систем обогрева кровли и водостоков. Принудительный обогрев верхней части здания является самым эффективным способом борьбы с обледенением. Не популярность систем среди обычного обывателя обусловлена высокой стоимости компонентов и монтажных работ, а так же дополнительным расходом электроэнергии. В основном обогрев кровли устанавливается на промышленных сооружениях в целях безопасности персонала и в индивидуальных архитектурных постройках с систематическим обмерзанием крыши и водостоков.

Из чего состоят антиобледенительные системы для кровли?

Рисунок 2. Схема системы обогрева 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.

    Фото 2. Нагревательный кабель.

    Фото 3. Соединительная муфта.

  • 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).

    Фото 4. Управляющий модуль.

  • 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).

    Фото 5. Рубильник.

Разновидности нагревательных кабелей.

Существует два вида нагревательных кабелей, применяемых для обогрева помещений, кровельных свесов и водостоков:

1. Резистивные устройства состоят из двух металлических жил, заключенных в композиционный изолирующий материал и экранированную оплетку (фото 6). При протекании электроэнергии по токоведущим частям, за счет сопротивления материала, из которого изготовлены жилы, выделяется тепло. Провода имеют фиксированную длину и мощность.

Фото 6. Резистивное устр-во.

Кабель для обогрева кровли может повредиться из-за локального перегрева, который образуется в результате неудовлетворительного отвода тепла с поверхности устройства, поломки датчика, повышенного напряжения (фото 7).

Фото 7. Поврежденный кабель обогрева.

2. Саморегулируемые кабеля сконструированы из металлических проводников, размещенных в матрице (полимер на основе графита), защитной изоляции и экранирующей сетки. Под воздействием низкой температуры токопроводящая матрица стремится плотно прижиматься к проводникам. Сечение, а, следовательно, и сопротивление провода начинает увеличиваться. По закону Ома мощность прибора равна произведению сопротивлению и силы тока в квадрате. Так как сопротивление нагревательного прибора повысилось, значит и увеличилась его мощность. При повышении температуры матрица частично прикасается жил, сечение проводника уменьшается, а значит, снижается его сопротивление и мощность. Кабеля могут быть разной длинны, они не бояться местного перегрева, но со временем (приблизительно через 2 года) ухудшаются технические характеристики полимера.

Расчет обогревательных систем.

Для расчета мощности нагревательного кабеля необходимо, определить тип крыши, ее конструктивные особенности, длину желобов, стоков, карниза и климатические условия местности. Условно крыши подразделяются на:

  • «Холодные» − кровли с минимальными потерями тепла через поверхность. Такой эффект получается достичь за счет утепления чердака, перекрытий и вентиляции под кровельного пространства. Снег таит только за счет солнечной энергии при температуре выше -5 °С. Такие строения как правила не нуждаются в антиобледенительных устройствах. Ими могут оборудоваться водоотводящие каналы.
  • «Теплые» − плохо изолированные кровли. Снег таит при температуре до -10 °С за счет солнца и теплопотерь, исходящих от помещения. Такой тип крыши встречается в старых административных зданиях, в которых не применялись утеплительные материалы или они износились. Эффективная защита от наледи обеспечивается за счет оснащения карниза и ливневки кабельной системой, мощностью не менее 25 — 30 Вт/м.
  • «Горячие» −кровли, не имеющие утеплительного слоя и с жилым чердачным пространством. Осадки начинают таить при температуре ниже -10 °С. Поэтому кабельный обогрев кровли и водостоков неэффективен при низких температурах.

В подвесные желоба и стоки диаметром до 100 мм устанавливается один кабель мощностью 15 — 30 Вт/м. Ливневки с диаметром 100 — 150 мм, как правило, оборудуются двумя тепловыми линиями с общей мощностью 30 — 50 Вт/м. Свыше указанного размера количество линий увеличивается.

Как работают системы снеготаяния

Некоторые типы кровель с глухой теплоизоляцией практически не получают тепла от внутренних слоёв, и снега на них накапливается очень много. Это может обернуться серьёзной проблемой, особенно если для вашего региона характерны обильные осадки. Если в зимнее время температура воздуха постоянно меняется с положительной на отрицательную, то опасность также может исходить от обледенения. Однозначно снег требует удаления на кровлях с уклоном менее 6° и имеющих шершавое покрытие.

Там, где ручное удаление снега невозможно, раньше приходилось заведомо допускать утечки тепла через перекрытие и кровлю, что приводило к его бесполезной трате в отсутствие осадков. Более продуктивно можно расходовать энергию с помощью систем обогрева кровли.

Обогрев крыши: как сделать систему антилёд для водостока и кровли

Их организация предельно проста: под или на покрытие кровли закладывается нагревательный элемент. Питание подаётся только тогда, когда на кровле скапливается излишек снега.

Используя разные температурные режимы, можно вызвать частичное подтаивание и стекание талого снега в водосток, или локальный контролируемый сход снега с крыши. Преимущественно подогрев в качестве антиобледенения организуют:

  • вдоль карниза;
  • по водостоку;
  • вдоль ендовы;
  • по периметру мансардных окон.

Техническое обслуживание

Для обеспечения качественной и продолжительной работы системе антиоблидинения желательно один раз в год проводить техническое обслуживание. Ревизия происходит по следующим этапам.

Этап № 1

Место установки нагревательных секций очищается от мусора и грязи. Работу можно выполнять при помощи веника и совка или минимойки высокого давления. На фото 13 представлен вариант засора крыши и стоков мусором, а также повреждения крепления провода.

Фото 13. Засор на крыше

Этап № 2

Кабель для обогрева кровли, крепеж, стальной трос осматривается на наличие дефектов. При выявлении на нагревательной жиле поврежденного участка, секция подвергается замене или ремонту. Восстановление целостности провода осуществляется специальной муфтой. Поломка фиксаторов секции более чем на 20 % приводит к тому, что кабеля смещаются и накладываются друг на друга. Для этого типа провода такое размещение недопустимо. Поэтому поврежденные или новые крепления устанавливаются в штатное положение.

Фото 14. Нагреватель сместился.

Фото 15. Повреждена изоляция силового провода.

Характерными признаками обрыва стального троса является сильное смещение нагревателя относительно водосточной трубы (фото 14), повреждение изоляции силового провода в коммутационной коробке (фото 15). Замена стального троса осуществляется по следующей технологии:

  • из трубы извлекается поврежденный трос;
  • к концу нового поддерживающего изделия прикрепляется утяжелитель;
  • вся конструкция спускается сверху по водостоку до края нагревательной секции;
  • с троса снимается утяжелитель, и освободившаяся часть фиксируется на кабеле;
  • вся конструкция подтягивается в верхней точке сточной трубы до нужного положения края нагревательной секции в нижней точке стока, и трос закрепляется при помощи прута (фото 16).

Фото 16. Трос крепится на прутке.

Этап № 3

Вскрываются коммутационные короба для проверки качества соединения и изоляции. Так как короба находятся на открытых участках здания, они интенсивно подвергаются воздействию ультрафиолетового излучения и влаги. Хотя короб и надежно защищен от воздействия атмосферных осадков (IP56), но из-за замены кабеля, обрыва троса уплотнительная вставка может повредиться. Ее целостность можно восстановить термоклеем прозрачного цвета.

Этап № 4

Осматриваются датчики на наличие грязи, пыли и повреждения. Датчики из-за того, что размещены на фасаде здания, постепенно загрязняются и теряют чувствительность. Для их очистки можно использовать кисточку небольшого размера. Зонд подлежит замене, если имеет значительные повреждения корпуса или изоляции.

Этап № 5

Система запускается по зонно для фактической проверки работы нагревательных секций и чувствительности автоматики. Этот пункт техобслуживания проводится при температуре срабатывания модуля управления.

  • Кровля

Кабель или пленка

Устройство систем снеготаяния идентично по устройству электрическому тёплому полу. Нагрев может выполняться как резистивным кабелем с высоким удельным сопротивлением, так и плёнкой с графитовыми проводящими дорожками. Кабели подразделяются на:

  • пассивный с постоянной мощностью;
  • саморегулирующий, меняющий своё удельное сопротивление в зависимости от температуры.

Саморегулирующийся кабель

Не сказать, что любая из систем имеет выраженные преимущества, просто они удобны при разных условиях реализации.

Очевидным преимуществом резистивного кабеля служит относительная простота его укладки. При этом риск повреждения проводника крепёжным материалом минимален. Однако соединительные элементы системы, а их куда больше, чем на тёплом полу, могут нагреваться чересчур сильно из-за повышенного сопротивления в точке контакта.

Схема расположения системы обогрева кровлиСхема кабельной системы обогрева кровли: 1 — водосточная труба; 2 — водосточный желоб; 3 — клипсы крепления кабеля; 4 — ендова; 5 — греющий кабель

Оптимально применять кабели на крышах с металлической несущей системой и негорючим утеплителем. При использовании на деревянных кровлях потребуются дополнительные меры защиты и использование кабеля в локализующей оболочке.

В саморегулирующихся кабелях активным нагревательным элементом выступает полупроводниковая полимерная матрица, расположенная между двумя токопроводящими проводами. Его эффективность выше, а затраты электроэнергии на обогрев кровли меньше, за счет переменной мощности потребления в зависимости от температуры окружающей среды. Однако его стоимость значительно выше обычного резистивного элемента.

Саморегулирующийся кабель: 1 — токопроводящие жилы; 2 — саморегулирующаяся проводящая матрица; 3 — термопластичная изоляция; 4 — металлическая оплётка; 5 — внешняя изоляция

Плёнка обеспечивает равномерный прогрев, что приводит к одновременному подтаиванию пласта снега и его сходу. Это позволяет реже включать обогрев, экономя электроэнергию, к тому же для плёнки предел мощности на квадратный метр выше — до 100 Вт. И всё же пленка не всегда подходит из-за высокой стоимости, вероятности пробоя при закреплении покрытия, а также ввиду недостаточно широкой распространённости. Её можно крепить только под кровельный материал.

Стандартные и типовые системы

Условно системы снеготаяния разделяют на комплексы открытого и скрытого монтажа. Первый тип популярен из-за простоты установки и практически полной независимости от конструкции кровли. Однако нарушать кровельное покрытие нельзя, поэтому закрепление нагревательного элемента часто весьма условное.

Для открытого монтажа используется только нагревательный кабель, обычно в паре с системой снегозадержателей, чтобы лавинообразный сход наледи не навредил системе. Как правило, в открытых системах подогревается только участок в 1–1,5 м от карнизного свеса, на длинных скатах нагреватели устанавливают чуть выше каждой линии снегозадержателей.

Обогрев крыши: как сделать систему антилёд для водостока и кровли

Системы скрытого монтажа чаще плёночные. Исключение составляют проекты, в которых кабель укладывается в промежутках между досками обрешётки. Нагревательные элементы таких систем полностью изолированы от воздействия внешней среды, они более долговечны и не портят внешний вид кровли.

Для плоских эксплуатируемых кровель это и вовсе единственный вариант. А вот для гибкой кровли такой подход совершенно не применим: даже если монтаж ведётся под слой сплошной обрешётки — высока вероятность повреждения элементов крепежом.

Системы подогрева переливов, водостоков и скрытой ливневой системы выполняются нагревательным кабелем открытого монтажа. Система прокладывается по всем водосточным трубам и исключает повторное намерзание снега и льда, растаявших на кровле.

Обогрев крыши: как сделать систему антилёд для водостока и кровли

Необходимость применения подогрева кровли

Снег, как известно, не только «кружится, летает и тает», но ещё и создаёт массу проблем:

  • Своим весом он может повредить кровлю либо водосточную систему вплоть до образования протечек.
  • Преодолев критическую массу, снежный сугроб может соскользнуть со ската крыши и обрушиться вниз, травмируя находящихся у дома людей или животных.
  • Мягкий и рыхлый снег очень легко превращается в твёрдый опасный лёд: днём под лучами солнца происходит таяние, а ночью образовавшаяся при этом вода замерзает. Лёд не только перекрывает водосточную систему и создаёт своим весом опасность её обрушения, но ещё и в виде сосулек угрожает жизни прохожих.

Заметим, что таяние снега может наблюдаться и в мороз, если крыша плохо утеплена («тёплая кровля»). На этот раз причиной таяния становится тепло внутреннего пространства дома. Стекая на более холодные карниз и водосток, талая вода замерзает, образуя наледи и сосульки.

Наледь на кровлеТакие «украшения» превращают крышу дома в источние опасности для окружающих

Игнорировать проблему льда и снега на крыше нельзя. Но вместо того чтобы удалять их механическим способом, можно применить более простое и современное решение: закрепить на кровле и водостоке нагреватели. Это и есть суть системы антиобледенения.

Электрическое подключение и управление

Наибольшую сложность при монтаже систем антиобледенения представляет сборка устройств коммутации и автоматики, а также разводка кабелей питания. Различают две части контура. Тёплая — это нагревательный кабель или плёнка, и холодная — питающий его медный провод с многопроволочными жилами с вспененной виниловой изоляцией.

Холодные провода должны быть облачены в ПВХ гофру, устойчивую к ультрафиолету и перепадам температур. В месте соединения двух зон выполняется установка изолирующих обкладок с последующей герметизацией. Холодная проводка тянется по стене здания или карнизному свесу до распределительных коробок, которые соединены более толстыми проводниками с выходными клеммами управляющего блока.

Обогрев крыши: как сделать систему антилёд для водостока и кровли

Для работы системы в автоматическом режиме используется два датчика — осадков (влажности) и температуры. Датчик температуры крепится на северной стороне дома и подключается сигнальным проводом к блоку управления. Возможна также установка второго датчика температуры непосредственно под кровлю в месте пролегания нагревателя. Это позволяет ограничить предельную температуру нагрева и экономить весомую часть электроэнергии.

Подключение системы обогрева кровлиАвтоматическая система управления обогревом кровли: 1 — датчик влажности; 2 — датчик температуры; 3 — контроллер (блок управления); 4 — греющий кабель

Датчик влажности может быть интегрирован в температурный, иногда его также размещают в глухой секции водостока. Принцип действия — включить подогрев кровли при появлении осадков и выключить, когда их уже нет. Для активных кабелей контроль температуры не ведётся.

Обогрев крыши: как сделать систему антилёд для водостока и кровли

Блок управления может состоять из комплектного устройства, включающего контроллер и релейную группу, либо набираться из модульных приборов. В последнем случае используется техника стандарта DIN для монтажа на 35-мм рейку. В сборку входит таймер, многополюсный контактор, терморегулятор и защитная автоматика, а при работе на низком напряжении ещё и источник питания.

рмнт.ру

Устройство антиобледенительных систем

Устройство обогрева кровли и водостоков при помощи антиобледенительных систем

Системы антиобледенения для частного дома — автоматические устройства, состоящие из нескольких элементов:

  • Кабели-нагреватели — нагревательные кабели укладываются зигзагом или змейкой и фиксируются с помощью крепежных элементов (стяжка, хомут, алюминиевая монтажная лента, клипсы). Схема укладки изделий определяется с учетом особенностей кровли. Кабели бывают одно- и двухжильными. С их помощью исключается возможность образования сосулек.
  • Блок управления — «мозг» системы. В него входят датчики и шкаф управления. В шкафу размещены регуляторы, защитная и пусковая аппаратура.
  • Распределитель — важная часть системы, с помощью которой обеспечивается электропитание. Также распределительная сеть отвечает за включение и выключение обогрева кровли, в зависимости от температуры воздуха. Устройства оперативно реагируют на сигналы датчиков и выполняют свои функции.

Борьба с наледью и снегом

Первое, что приходит на ум — это очищение крыши вручную. Устройство обогрева кровли и водостоков при помощи антиобледенительных системДействительно — к чему лишние затраты, если можно взять лом или топор и сбить лёд самому?

Ручная очистка кровли часто влечет за собой самые неприятные последствия:

  • Опасность падения. Работы на крыше и в теплое время года сложны и опасны, а на обледеневшей поверхности малейшая ошибка может привести к травмам и падению.
  • Падение сосулек. Каждый год количество жертв от падающих сосулек увеличивается, при этом чаще всего страдают пешеходы, оказавшиеся под ударом именно в момент отбития с карнизов застывшего льда.
  • Повреждение, пробитие кровли. При механическом очищении льда и снега повреждается абсолютно любое кровельное покрытие. Металл царапается и впоследствии подвергается воздействию коррозии, шифер и керамическая черепица просто раскалываются, а мягкая кровля пробивается насквозь.
  • Забитие водостока частицами льда. Наледь, разбитая на части, легко проникает в водосточные трубы и желоба, образуя пробку, которая впоследствии нарастет льдом и вероятнее всего приведет к разрыву.

К тому же, очищение кровли, особенно имеющей большую площадь и сложную форму — тяжелая и времязатратная работа, которую придется выполнять снова и снова на всем протяжении холодного периода. Стоит ли подвергать свою жизнь и имущество такому неоправданному риску?

Обогрев желобов и водостоков — самый современный, доступный и технологичный вариант решения зимних проблем. Материальные затраты на покупку и укладку кабеля окупаются экономией на ремонте кровли и её составляющих, не говоря уже о предотвращении ущерба от протечек.

9

Схема таяния снега

Монтаж обогрева кровли и водостоков

  • Укладка кабеля на карнизе осуществляется змейкой шириной 40-50 см и с шагом между волнами 10-15 см. Другой, более экономичный способ — два ровных ряда кабеля параллельно карнизу, смонтированные через 10 см.
  • Если диаметр водосточной системы 50-90 мм, то достаточно одной нитки кабеля, уложенной в желоб или трубу. При большем диаметре следует укладывать два ряда, не менее, чем за 10 см друг от друга.
  • Для монтажа греющего кабеля используются специальные клипсы, сетки, тросы и клейкие ленты. Тип крепления зависит от покрытия и места размещения провода. Мягкую кровлю, покрытие плоских крыш и ендовы нельзя повреждать, поэтому используются клеи. мастики и крепежные ленты, а крепление на ребристых металлических листах легко осуществить при помощи специальных клипс.

4

Монтаж кабеля

ОСТОРОЖНО!

При самостоятельном монтаже греющего кабеля легко совершить ошибку, которая сведет на нет все усилия по обеспечению безопасности зимней эксплуатации крыши.

Типичные ошибки монтажа:

  • Передавливание или перелом провода. Излишнее усилие в месте крепления может привести к повреждению или даже разрыву кабеля.
  • Слабое крепление или крепление на неподходящий материал. Если провод закреплен ненадежно — снег и лед с легкостью сорвут его с места и нарушат целостность системы.
  • Использование кабеля без троса в водосточных трубах. Если в вертикальных трубах не усиливать провод специальным тросом — то под тяжестью наледи и при перепадах температуры он может оборваться.
  • Ошибки при изоляции соединений и окончания кабеля могут замкнуть цепь и вывести систему из строя.

12

Схема устройства

Конечно, стоимость обогрева кровли и сложность монтажа греющего кабеля могут оттолкнуть домовладельца от мысли об установке такой системы, но, как известно, скупой платит дважды.

Протечка крыши, падение сосулек, трещины подтопленного фундамента и разрывы в водосточной системе — проблемы, которые проще и дешевле предотвратить, чем бороться с последствиями.

Виды греющих кабелей

Основной элемент системы антиобледенения выпускается в нескольких вариациях.

Резистивный греющий кабель

Хотя определение «резистивный» для этого типа кабеля закрепилось достаточно прочно, оно является не вполне корректным. Правильнее такой вариант кабеля называть «нерегулируемым», так как резистивными по своей сути являются все греющие кабели.

Нерегулируемый кабель имеет самое простое устройство. Это вытянутый в длинную жилу нагревательный элемент из металлического сплава с высоким электрическим сопротивлением (обычно применяют нихром), заключённый в экранирующую оболочку и изоляцию. Достоинства у него следующие:

  • обладает низкой стоимостью;
  • во время включения не вызывает значительного скачка силы тока (так называемого пускового тока). Резистивный греющий кабельРезистивный кабель просто подключается и недорого стоит, но он расходует электрическую энергию неэффективно

Недостатки:

  • Имеет постоянную производительность по теплу. Из-за этого те участки кровли, которые на текущий момент в тепле нуждаются меньше, подвергаются перегреву, да ещё и за счёт пользователя (перерасход электроэнергии). Кроме того, при недостаточном теплоотводе нерегулируемый кабель может перегреться и сгореть. В особенности перегреву подвержены места перехлёста двух кабельных линий.
  • Сокращать длину кабеля в уже смонтированной системе нельзя, так как при этом уменьшится его электрическое сопротивление и, соответственно, возрастёт сила тока в цепи.
  • Погонная мощность также зависит от длины.
  • При обрыве греющей жилы весь кабель становится неработоспособным.

Нерегулируемый резистивный кабель выпускается в двух исполнениях:

  • одножильный;
  • двухжильный.

По сути, в двухжильном кабеле также применена одна жила, только она сложена пополам. Это позволило выиграть в следующем:

  • Отпала необходимость замыкать контур, подтягивая второй конец к точке подключения. Таким образом, двухжильный кабель укладывается в одну нитку, а не в две, как одножильный, следовательно, исключается опасность перехлёста при схождении крупных масс снега. Следует отметить и то, что система с таким кабелем более проста в проектировании и монтаже.
  • Токи, протекающие в жилах кабеля, а по существу — в двух половинах одной жилы, — имеют противоположные направления, поэтому генерируемые ими магнитные поля взаимно уничтожаются. Одножильный же кабель при близком соседстве с человеком (например, если чердак является жилым) своим электромагнитным полем может нанести вред здоровью.

Зональный резистивный кабель

Греющая жила также выполнена из нихрома, но кабель сконструирован несколько иначе: он состоит из двух изолированных токопроводящих жил (фаза и ноль), а греющая жила намотана на них в виде спирали. При этом нихромовый проводник разбит на отрезки, которые своими концами подключены к токопроводящим жилам. Таким образом, зональный кабель состоит из множества греющих фрагментов, подключённых к электросети параллельно. Это даёт следующие преимущества:

  • Длину кабеля можно уменьшать, поскольку сила тока на входе при этом уменьшается, а погонная мощность при любой длине остаётся постоянной.
  • При обрыве греющей жилы в каком-либо месте прочие участки остаются работоспособными. Зональный резистивный кабельПри уменьшении длины резистивного кабеля его погонная мощность остаётся неизменной

Стоит зональный резистивный кабель, как нетрудно догадаться, дороже обычного.

Саморегулирующийся кабель

В этом кабеле, как и в зональном, имеются две токопроводящие жилы, но греющий провод изготовлен совсем из другого материала: это особый полимер с полупроводниковыми свойствами, называемый «матрицей». Он уложен не вокруг токопроводящих жил, а между ними. Особенность матрицы в том, что её электрическое сопротивление зависит от температуры: чем сильнее нагрев, тем меньшее число токопроводящих путей является активным.

В конце концов, при нагреве до определённой температуры полимер вообще превращается в диэлектрик, то есть отключается, при этом участки с допустимой температурой продолжают функционировать. Достоинства саморегулирующегося кабеля очевидны:

  • Перегорание в местах перехлёста или по причине недостаточного теплоотвода невозможно физически.
  • При перегреве крыши в каком-либо месте соответствующий участок кабеля автоматически уменьшает мощность тепловыделения, так что электроэнергия расходуется очень рационально. Как показала практика, в среднем система на базе саморегулирующегося кабеля потребляет в 2 раза меньше электричества, чем оснащённая нерегулируемым аналогом.
  • Все токоведущие пути как бы подключены параллельно, поэтому длину кабеля можно сокращать. Обрыв матрицы не приводит к выходу кабеля из строя.
  • Срок службы составляет порядка 30 лет. Это в несколько раз (!) больше, чем у нерегулируемого кабеля. Устройство саморегулирующегося кабеляСаморегулирующийся кабель стоит дороже обычного, но он гораздо надёжнее и экономичнее в эксплуатации

Но есть и отрицательные аспекты:

  • стоимость саморегулирующегося кабеля в 3 – 5 раз превосходит стоимость нерегулируемого (240 – 660 р./пог.м против 90 – 150 р./пог.м);
  • в холодном состоянии матрица имеет очень низкое электрическое сопротивление, поэтому при включении имеет место высокий пусковой ток (приходится применять более дорогие аппараты защиты).

Почему для Ондулин можно не использовать обогрев кровли

Устройство обогрева кровли и водостоков при помощи антиобледенительных систем

Существует мнение, что снег с Ондулина плохо сходит, а его уборка в весеннее время связана со сложностями. На самом деле все не так! При грамотном обустройстве кровли Ондулин проблем со сходом снега не возникают.

Ондулин обладает низкой теплопроводностью. При использовании материала наледь может появляться только возле карниза, водосточной трубы, ендов.

Снег сходит с Ондулин постепенно и не падает вниз в виде глыб. Весной на карнизах не появляются большие сосульки, представляющие опасность для людей, водостоков и для кровельного покрытия.

Если вы все же будете использовать антиобледенительную систему для кровли, то риск возникновения сосулек и наледи сводится к нулю.

Проектирование и расчёт системы антиобледенения

Разработать систему обогрева крыши — задача далеко не самая простая, тем более что в каждом конкретном случае подход требуется индивидуальный. Заниматься проектированием должны специалисты. Но с общими положениями расчёта будущему владельцу ознакомиться всё-таки следует. Хотя бы для того, чтобы не стать жертвой недобросовестного поставщика, пытающегося продать неоправданно дорогую систему.

Итак, в общем случае делают примерно следующее:

  • Разрабатывают схему укладки греющего кабеля. Если крыша «холодная» (то есть хорошо утеплена) и пологая, можно ограничиться подогревом водосточной системы. На «тёплой» крыше обогреву подлежит ещё и край кровли, граница которого определяется следующим образом: вверх по скату откладывают 30 см от линии пересечения плоскостей наружной стены и ската. На крышах со значительным уклоном ввиду высокой вероятности обрушения снежной массы эту границу нужно отнести ещё выше на 15–20 см. Если крыша плоская, то кабель укладывают вдоль периметра и у сливных воронок. Укладка греющего кабеля у водостокаНа пологих и хорошо утеплённых крышах подогревать можно только зоны примыкания желобов водосточной системы
  • При большом угле наклона скатов предусматривают также укладку греющего кабеля зигзагом между кромкой кровли и снегозадержателем, который на такой крыше должен устанавливаться в обязательном порядке (ввиду высокой вероятности соскальзывания снежной массы). Особое внимание следует обратить на места, где стыкуются две части ската с разным уклоном — это долины (сточные грани) на плоских кровлях и ендовы на двускатных. То же можно сказать и про то место, где крыша примыкает к стене. Здесь наледи образуются особенно часто. Кабель нужно укладывать в виде вытянутой петли на 2/3 высоты ендовы или долины. В случае примыкания крыши к стене кабель нужно укладывать в 5 – 8 см от последней, при этом расстояние между нитками вытянутой петли должно составлять 10 – 15 см. Укладка греющего кабеля в местах примыканий скатовНа месте стыка двух скатов кабель нужно укладывать на высоту 2/3 от длины ендовы
  • Если крыша водостоком не оборудована, кабель на её кромке располагают по схеме «капающая петля» (при большом уклоне) или «капающая грань» (при малом уклоне). Идея состоит в следующем: петлю подвешивают так, чтобы вода с неё капала прямо на землю. Для укладки по схеме «капающая петля» кабель должен иметь припуск 5 – 8 см. Схемы укладки греющего кабеля при отсутсвии водостоковЕсли кровля не оборудована водостоками, кабель укладывается так, чтобы вода капала прямо на землю
  • Вдоль жёлоба шириной до 15 см укладывают одну линию кабеля. Лежащий в жёлобе кабель должен быть заведён «капающей петлёй» длиной 30 – 40 см в воронку водосточной трубы. Так же поступают и при монтаже системы на плоской кровле.
  • В водосточную трубу также запускают одну или две нитки в зависимости от её диаметра. В нижней части водосточной трубы число витков следует увеличить, поскольку она является более холодной, чем верхняя. На кровле кабель укладывается зигзагообразно. Шаг зигзага определяется так: для мягкой кровли из расчёта необходимой удельной мощности (Вт/кв. м), для жёсткой — в соответствии с рисунком кровельного покрытия. Укладка греющего кабеляГреющий кабель на поверхности кровли располагают зигзагобразно с постоянным шагом
  • Если средств на закупку саморегулирующегося кабеля в нужном количестве недостаточно, можно применить его только в части системы. Наиболее уместным можно считать использование такого кабеля для обогрева водостока, кровельную же часть можно оснастить дешёвым нерегулируемым кабелем.
  • Далее выбирают местоположение монтажных (соединительных) коробок, так чтобы они были доступны для технического обслуживания. Чаще всего их располагают на кровле рядом с греющим кабелем. Этот элемент можно закрепить где-нибудь под козырьком или на ограждении (на парапете). При наличии чердака можно поместить коробки туда. Размещение монтажной коробкиМонтажные коробки следует устанавливать доступных для регулярного обслуживания местах
  • Определяют необходимую погонную и общую мощности.

Ориентировочная мощность обогрева для различных элементов кровли составляет:

  • для жёлоба шириной до 150 мм: на «холодной» крыше — 30 – 60 Вт/м, на «тёплой» — 100 Вт/м;
  • для жёлоба шириной свыше 150 мм: 200 Вт/кв. м;
  • на кровле (карнизный свес): на «холодной» крыше — до 150 Вт/кв. м, на «тёплой» — 200 – 250 Вт/кв. м;
  • в ендовах: 250 – 300 Вт/кв. м;
  • на плоских кровлях вокруг сливных лотков, расположенных в зоне примыкания к парапету: 40 – 80 Вт/кв. м.

Если водосточная система собрана из пластмассовых деталей, обогревающие её кабели могут иметь суммарную погонную мощность не более 17 Вт/м. Для крыш с мягким кровельным покрытием максимально допустимая погонная мощность составляет 20 Вт/м.

Далее подсчитывают общую длину греющего кабеля и определяют количество цепей с учётом того, что длина одной цепи не может превышать 120 – 150 м (зависит от марки кабеля). Каждая цепь должна подключаться через отдельное УЗО.

В последнюю очередь проектируют щит управления с учётом количества цепей и потребляемой ими электрической мощности

Схемы устройства системы обогрева

Схему прокладки и протяженность нагревательного кабеля определяет конфигурация и крутизна крыши. Чем проще конструкция и выше наклонены скаты, тем меньше на обогрев потребуется метража.

Принципы прокладки греющего кабеля

Устройство систем обогрева кровли и элементов водостоков приурочено к местам, склонным накапливать зимние осадки, это:

  • Ендовы. Иначе разжелобки, сформированные смежными скатами. Оснащаются на треть их собственной длины нагревательным кабелем, уложенным в виде длинной петли. Расстояние между сторонами петли зависит от вида нагревательного кабеля: для одножильных резистивных 10-12 см, для двужильных 40 см и т.д.
  • Карнизы пологих крыш. Если крутизна конструкции менее 30º, система обогрева укладывается внизу ската змейкой и охватывает всю ширину карниза плюс 30 см выше условной линии стены дома. При крутизне до 12º дополнительный обогрев сооружается на участках, примыкающих к водосточным воронкам.
  • Водосточные стояки. Нагревательный кабель располагается в полости трубы в виде длинной петли, прикрепленной к стенкам стока. Если сброс воды производится в ливневую канализацию, кабель заводится в нее до глубины сезонного промерзания. Если обогрев канализации невозможен, ее на зиму следует закрыть.
  • Водосборные воронки плоских кровельных конструкций. Кабель вокруг воронок внутренней водосточной системы охватывает зону по 0,5 м с каждой стороны. Внутрь воронки кабель заводится петлей до уровня теплого помещения внутри здания.
  • Воронки наружного стенового водостока. Требуют собственного обогрева только в случае расположения на стене отдельно от желоба.
  • Парапеты. Вдоль них укладывают обычно одну ветку нагревательного кабеля.
  • Примыкания. Обустраиваются по схеме парапетов.
  • Водометы плоских крыш. Кабелем оснащается дно водометов и прилегающая площадка примерно 1 м².
  • Капельники. Обогреваются в зависимости от собственной конструкции в одну или две ветки.
  • Водосточные желоба. В их полость кабель укладывается двумя параллельными рядами. Аналогично обустраиваются водосборные лотки внутреннего водостока, применяемого в обустройстве плоских крыш.

Если 1 погонный метр водосборного лотка или желоба принимает стоки с площади до 5 м², то для обогрева достаточно мощности кабеля 20 Вт/м. Если обрабатываемая площадь больше, параметры мощности требуется увеличить. Например, для обработки 25 м² кровли потребуется нагревательный кабель 50 Вт/м и более.

Как сделать систему антиобледенения кровли и водостоков

Не всегда для устройства системы антиобледенения скатной крыши требуется кабельный обогрев ее карнизов. С крутых скатов, с углом наклона больше 45º, снег удаляется самопроизвольно. В таких случаях нагревательную нить тянут только в элементах водосточной системы. При образовании наледи вокруг мансардных окон кабель укладывают вокруг них и в направлении стока.

В схемах противообледенения крыш, не имеющих водосточной системы, нагревательная ветка раскладывается по краю скатов или по капельнику. Для них обязателен монтаж снегозадержания выше района установки кабеля и устройство капельника на карнизе.

Монтаж системы антиобледенения кровли и водостоков

По кровельному покрытию нагревательный кабель раскладывается несколькими параллельными ветками или змейкой, соблюдая равномерность шага. Расстояние между соседними ветками зависит от мощности кабеля и от площади обустраиваемого участка крыши. Заметим, что использование кабеля с большей заявленной мощностью не всегда приводит к сокращению его метража в укладке.

Кабель фиксируется на кровле способами, обозначенными производителями материала в инструкции. К применению в устройстве систем обогрева используется только выпускаемый для этих целей материал. Крепеж не должен нарушать герметичность покрытия, нити контура не должны провисать свободно в воздухе.

Монтаж системы противообледенения на плоской крыше

Специфика применения силового кабеля

Система противообледенения подключается к трех- или однофазной сети через силовой кабель. В случае подключения к одной фазе сети 380В есть вероятность перекоса фаз в пределах 15%. Во избежание перекоса и с целью его минимизации рекомендуется не использовать системы, потребляющие свыше 6 кВт. Антиобледенение с бóльшей мощностью подключаются ко всем трем фазам трехфазной сети. При подключении учитывается равномерность распределения нагрузок на фазы.

Сечение питающего кабеля определяет мощность планируемой нагрузки и общая длина нагревательного контура. Мощность будущей нагрузки зависит от длины и погонного сопротивления веток. Все действия по укладке питающего кабеля и соединения его с нагревательными нитками производятся в соответствии с регламентом ПЭУ.

Точка соединения нагревательного и силового кабеля должна располагаться в распределительной коробке. Вместо коробки допустимо использование термоусадочной муфты, гарантирующей герметичность в месте состыковки.

Схема системы оборгева водостока плоской кровли

Устройства управления и защиты

Аппаратура управления системами противообледенения предназначена для обеспечения работы в автоматическом или полуавтоматическом порядке. В ее обязанности входит запуск работы нагревательных кабелей и отключение в диапазоне рабочих температур.

Аппаратура для систем противообледенения бывает двух типов:

  • Термостат. Устройство, реагирующее на сигналы датчиков температуры. Включение с отключением происходит при выходе температурного фона за рабочие пределы (от +5º до -15º С).
  • Метеостанция. Более сложное устройство, реагирующее на показания датчиков влажности и температуры. Позволяет корректировать работу системы обогрева согласно факту выпадения осадков.

Первый вариант конструктивно проще и, естественно, дешевле. Однако в регионах с повышенной влажностью он способен допускать погрешность и изредка способствовать накоплению льда вместо таяния отвода осадков. Метеостанции чувствительней к изменению влажностного фона, но как любая сложная система чаще выходят из строя.

Более чуткое управление, осуществляемое метеостанцией, дает возможность сэкономить на расходе энергии. В регионах с умеренной влажностью для оснащения небольших по протяженности и мощности систем противообледенения вполне достаточно термостата.

Аппаратура управления контуром антиобледенения

Для того чтобы пресечь разрушение и оплавление изоляции из-за превышения тока нагрузки обогревательный контур оснащается автоматическим выключателем. Отключение также происходит при утечках тока через изоляционную оболочку. Системы защищены от перегорания по причине короткого замыкания.

Если есть необходимость в автоматическом управлении отдельными участками контура обогрева, его дополняют программируемыми коммутаторами, реле времени и т.д. Нежелательно использовать схему ручного управления, потому что человек не способен с точностью реагировать на изменения фона и, к примеру, ночью может прозевать необходимость запуска или отключения.

Датчики систем реагирования на изменение погодных условий располагают в местах, доступных для обслуживания. Требуется периодически проводить их очистку от пыли и ледяных наростов в случае образования. Устанавливаются датчики заподлицо с поверхностью, которую обязаны обогреть, располагают их так, чтобы были видны проходящим людям.

Аппаратура защиты системы кабельного обогрева кровли и водостоков

Эксплуатация систем противообледенения: советы экспертов

Чтобы обогрев кровли функционировал долго и безотказно, нужно соблюдать предписания по обустройству системы. Правила эксплуатации системы заключаются в следующем:

  • Перед началом сезона нужно очистить водосточные трубы и другие элементы, на которых размещены нагревательные кабели. Для этого использовать мягкие щетки. Очистка проводится максимально осторожно, поскольку при сильном механическом воздействии можно повредить кабель.
  • Периодически необходимо осматривать оборудование системы. К примеру, нужно осуществлять подтяжку соединений.
  • Автоматическое включение/выключение системы определяется с учетом климатических особенностей в регионе. Также принимаются во внимание рекомендации производителя.

Монтаж и подключение автоматики для обогрева кровли

Переходим к подключению автоматики. Для управления все системой антиобледенения кровли и водостоков вам понадобятся следующие комплектующие:схема автоматики и аппаратура для подключения обогрева крыши и водостока дома

  • модульный вводной автомат + УЗО с током утечки на 30мА

Либо их можно заменить на один диффавтомат с таким же током.

  • модульный пускатель с нормально открытыми контактамичем отличается контактор от пускателя
  • 3-х позиционный переключатель

Для перевода системы в ручной и автоматический режимы.

  • терморегулятор или метеостанция

Мозги всей системы.терморегулятор метеостанция мозги для системы антилед обогрев крыш

  • автоматические выключатели на обогревательные секции
  • датчики влажности, температуры, осадков

схема подключения видеодомофона вызывной панели и БУЗ


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий