Устройство системы обогрева водостоков кровли

Содержание

  • 1 Откуда появляются лед и сосульки
  • 2 Для чего устанавливают системы антиобледенения
  • 3 Работа системы антиобледенения
    • 3.1 Места подогрева
    • 3.2 Мощность
    • 3.3 Датчики и приборы управления
    • 3.4 Исполнительные элементы
  • 4 Выбор греющего кабеля
    • 4.1 Резистивный тип
    • 4.2 Зональные кабели
    • 4.3 Саморегулирующийся нагревательный кабель
  • 5 Составные части системы обогрева для водостока
  • 6 Эксплуатационные характеристики греющих кабелей
  • 7 Монтаж нагревательного кабеля

Прожить в России зиму не увидев сосулек пока можно только теоретически. А вот закрытые тротуары для пешеходов из-за обледенения крыш встречаются все реже, так как обогрев кровли и водостоков становится все более популярным.

Давайте посмотрим, нужен ли, а если да, то какой обогрев для крыши вашего дома, ее внешних конструкций и водостоков.

Откуда появляются лед и сосульки

Даже если вопрос кажется вам простым – не спешите отвечать. Так снег, так тает днем и замерзает к утру. Первое, что следует выяснить, увидев сосульку – поднималась ли температура на улице выше нуля. Образования льда и постоянный рост сосулек на карнизах в течение всей зимы указывает на огрехи в теплоизоляции кровли. Снег и лед обильно таять в подогреваемых местах поверхности кровельного покрытия. Выпал сухой снег не сразу даст замерзнуть талой воде, и она пройдет под ним по всей кровли до карниза, замерзнув только на самом краю или в водостока. Индикатором места утечки тепла из-под крыши будет самая большая гирлянда сосулек в период крещенских морозов.

Как и любая система, теплоизоляция может быть отличной, но не может быть идеальной. В последнее время в частных домах обустраивается не холодный чердак, а теплая мансарда, что приводит к более резкому перепаду температур между слоями кровельного пирога и снижение степени термоизоляции. В результате при выпадении снега температура поверхности кровельного покрытия будет немного выше, чем у атмосферы, а вентиляция под слоем снега гораздо хуже, чем на открытой поверхности. Это неплохие условия для образования абсолютно не нужного конденсата и обледенения крыши.

Даже когда сомнений в качестве кровельной теплоизоляции нет, сосульки будут. Природа обязательно применит свои методы построения внепроектных ледяных конструкций. Прямые лучи солнца при небольшом морозе, кратковременная оттепель, суточные колебания вокруг нуля температуры воздуха – небольшой, но эффективный набор приемов по организации наледи, выращивания сосулек. Обычно за зиму в зависимости от региона бывает от нескольких десятков до сотни таких ситуаций.

Для чего устанавливают системы антиобледенения

На то и зима, чтобы был снег, лед, сосульки. Пусть будут. Но только там, где не мешают, не угрожают и не разрушают с любовью выстроенный дом.

Основная угроза от сосулек поняла – падения на прохожих с большой высоты кристаллизованной воды необходимо исключить в принципе. Кроме этого, массивные ледяные глыбы могут прихватить с собой часть кровельного покрытия, водосточной системы, разбить отмостку.

Механические большие повреждения от сосулек опасны, но не единственные негативные последствия бесконтрольного таяния снега и замерзания талой воды. Не сразу проявляются и поэтому требуют превентивных мер противодействия разрушению кровельных конструкций, вызываемые физическими свойствами воды:

  • три агрегатных состояния в диапазоне природных климатических температур;
  • изменение объемов при переходе из одного состояния в другое;
  • практически невозможно сжатия в жидком состоянии.

Подробнее процесс разрушения выглядит так:

  • Снег подтаял, по скату крыши талая вода протекла к месту кристаллизации. Верхний слой материала покрытия кровли чувствует в момент кристаллизации разрушающее усилие на молекулярном уровне. Если покрытие допускает проникновения влаги, нарушается внутренняя структура покрытия. Примечание: кровельные материалы подвергают испытанию в намоченном состоянии на отсутствие внешних дефектов при стократном переход температуры через точку таяния льда.
  • Линия ледяной корки образует барьер, перед которым будет накапливаться и застаиваться талая вода. Чем больше полей, тем выше уровень воды перед ней, а в итоге, особенно при небольших углах ската кровли – протечек под кровельное покрытие.
  • Влажный воздух над местом таяния снега по поверхности кровли перемещается, попадая воздушные зазоры, в том числе не имеющих хорошей вентиляции. При снижении температуры влага остается в таких местах надолго, угрожая плесенью деревянных конструкций и ржавчиной металлическим.
  • Наибольший ущерб может быть нанесен водосточной системе. Лед в желобах и трубах увеличивает нагрузку на опорные кронштейны и вызывает если не взлом, то, как минимум их деформацию. В ограниченном пространстве труб и воронок переход воды в твердое состояние сопровождается увеличением объема. В это время лед способен разорвать материал элементов конструкции водостока.
  • Если не брать в расчет человека с метлой и лопатой, немедленно очищающего снег с крыши, можно предотвратить разрушение только расплавив лед в нужное время в нужных местах, используя конфигурируемые локальные источники тепла. Пока что такой способ возможен исключительно с применением обогревающих кабелей. Видимо, по этим причинам защита крыши и водостоков от обледенения называют системой кабельного обогрева кровли с водосточных подогревом.

    Работа системы антиобледенения


    Принцип построения систем антиобледенения основан на первоначальном определении для подогрева:

    • мест воздействия;
    • выделяется мощности;
    • конфигурации исполнительных элементов;
    • датчиков и приборов управления.

    Рассмотрим устройство контура антиобледенения в этом же порядке.

    Места подогрева

    Самым критическим местом для образования наледи и ее вредных последствий является край кровли от карниза до внутреннего периметра несущей стены. Именно на этот, самый холодный зимой участок крыши стекает и намерзает талая вода. На этом рубеже заканчивается подогревается, пусть и через теплоизоляцию, площадь кровли. Перед этой линией скапливаются на снегозадержателях для обильного таяния особенно большие снежные массы. Здесь зарождаются сосульки, высокие наледи, сюда поднимается остывает чрезмерно влажный воздух из открытых окон.

    Возможно, что обогрев карнизов вашего дома не требуется, если угол ската составляет 450 и больше. Если угол меньше, нужно подогрев карнизных свесов от нижнего края до снегозадержателей или внутреннего периметра несущей стены.

    Наличие в конструкции крыши ендовы требует укладки петли греющего кабеля до 2/3 длины ендовы по обоим склонам на расстоянии 0,1 м друг от друга.

    В контур антиобледенения обязательно включаем желоба и воронки водостока.

    Мощность

    Поскольку для предотвращения обледенения необходимо обеспечить положительную температуру на площади вероятного образования льда, мощность определим также для площади. Этот вопрос немного сложнее. Следует принять во внимание, что таяние и кристаллизация – это не мгновенное превращение, а продолжаются процессы. Нам нужно:

    • обеспечить стекание воды на нижнем участке кровли, в желобах, трубах, не допуская ее замерзания;
    • в случае имеющейся наледи ликвидировать ее надо при наступлении благоприятных погодных условий максимально быстро.

    Расход энергии требует финансовых затрат, то есть долго держать включенной мощную систему подогрева накладно, да и суточные колебания температуры вряд ли позволят. Вариант с периодическим включением мощной системы обогрева может оказаться избыточным по стоимости кабеля. Пожалуй, это тот случай, когда определяющим фактором будет региональная практика. Однако даже для самых суровых условий эксплуатации не стоит применять подогрев более 400 Вт/м2, превышение может плохо отразиться на кровельном покрытии. Есть ограничения и на температуру, до которой может подняться температура – +1000С, но обычно производители ограничиваются 65-850С, оставаясь в рамках температурного класса Т5 безопасности.

    Мощность греющих элементов варьируется в диапазоне 5-150 Вт/м. Принимая во внимание, что наиболее опасно промерзание водостоков, специалисты-теплотехники и практики рекомендуют рассчитывать обогрев по аналогии с водопроводом, проложенным по воздуху, то есть, применяя мощность 30-55 Вт/м для пластиковых желобов и 55-70 – для металлических. Для водостоков из металла можно применять мощность до 100 Вт/м.

    Минимально необходимая мощность погонного метра обогревательного элемента для желобов может приниматься по длине ската над желобом – от 20 Вт/м при 5 метров до 50 Вт/м и выше при склонах более 25 метров.

    Наибольшее количество тепловой (и электрической) энергии нужно для подогрева талой воды или льда, прилегающих к кабелю. Теплоотдача в такой ситуации может достигать около 200-300 ватт на квадратный метр поверхности соприкосновения при разнице в температуре между нагревателем и водой в 1 градус. Когда вода стечет, воздух сможет отводить от кабеля в таких же условиях лишь 5-15 вт тепла. Расчет должен учитывать климатические особенности региона, угол, длину ската крыши, способы управления системой. При самостоятельном расчете рекомендуют ориентироваться на мощность 200 Вт/м2.

    Для достижения нужной мощности обогревательный элемент укладывают «волной» или в несколько линий, не допуская пересечения и предельных радиусов изгиба.

    Пристрій системи обігріву водостоків покрівлі

    Датчики и приборы управления

    Для эффективной и экономичной работы системы обогрева важны в первую очередь температурные условия внешней среды. Работа при температурах ниже -150С крайне неэффективна, даже если мощность позволит обеспечить стекание части воды на карнизном участке или по водостоку. Включать подогрев кровли при температурах воздуха выше +50С тоже обычно лишено смысла. Именно в таком диапазоне температур работают датчики антиобледенения кровли, водостока.

    Исполнительные элементы

    Важный для управления такой системой еще один параметр – влажность в местах подогрева. Согласитесь, что тратить электроэнергию на разогрев сухих труб, желобов, карнизов нерационально. Но если обогрев работает в едином режиме, то для ликвидации сосулек на одном участке придется задействовать все элементы. Однако, существует тип нагревательных кабелей, что определяет в каждом месте необходимую мощность исходя из температуры, наличия снега, воды именно на этом участке. Пора разобраться с технологией и типами элементов обогрева.

    Выбор греющего кабеля

    Рабочий нагревательный элемент любой кровельной антиобледенительной или водосточной системы кабель, внутри которого проходит токопроводящая жила из сплава с высоким сопротивлением, греющая нить или нагревательная матрица. Поскольку подобные изделия применяются не только для кровельных конструкций, при выборе модели обращайте внимание на целевое назначение. Производителей антиобледенительных конструкций обогрева водостоков достаточно много, есть отечественные. Конечно, обращая внимание на стоимость системы в целом, а не отдельных элементов, советуем внимательно ознакомиться с условиями гарантии для указанного срока эксплуатации. Несоблюдение условий монтажа нагревательного звена или условий эксплуатации часто приводит к выходу из строя обогрева водостоков, кровли уже через один-два сезона вместо обещанных 10-15 лет. На выбор модели независимо от принципа работы могут повлиять такие характеристики, как минимальный радиус изгиба, максимальная длина кабеля или стандартный не уменьшаемый размер звена.

    Хорошей рекомендацией будет упоминание о сопротивляемости внешней изоляции ультрафиолетового излучения. Такое свойство существенно продлевает жизнь лежит на крыше или в воронке водостока кабеля.

    Вес и диаметр кабелей не настолько значительный, чтобы учитывать их в расчетах прочности. Нагрузки 0,15 кг на метр и диаметр 2-3 см впишутся в любую кровельную конструкцию.

    Разберемся в различиях между типами обогревателей, основные из которых определяются возможностью адаптации к условиям внешней среды, способность продолжать работу при локальных дефектах.

    Резистивный тип

    Наиболее экономичный вариант создания систем антиобледенения. Однако считается наиболее дорогим по эксплуатационным затратам энергии – не адаптируется к локальному состояния среды. Перегорания в одном месте сразу выводит из строя все звено. При использовании для обогрева водостоков резистивного типа получаются наиболее простые конструкции, одинаково выделяют мощность по всей длине звена. Кстати, укорачивать звенья не рекомендуется – перегорит или нарушится изоляция.

    Пристрій системи обігріву водостоків покрівлі

    Зональные кабели

    Самый устойчивый к поломкам вариант конструкции обогрева водостоков и кровли. Перегорание или обрыв греющей нити отразится только на небольшом по длине участке. Экономичностью расхода энергии конструкция не отличается, локальной адаптацией не должно, по стоимости относится к средней ценовой категории.

    Пристрій системи обігріву водостоків покрівлі

    Саморегулирующийся нагревательный кабель

    Вызывает наибольшие споры и обсуждения вариант – обогрев водостоков саморегулирующимся кабелем.

    Пристрій системи обігріву водостоків покрівлі

    Несмотря на привлекательность названия, рекомендуем обратить внимание и сопоставить следующие позиции:

    • разница в стоимости антиобледенения водостоков при применении данного типа обогрева и резистивного;
    • отношение декларируемой экономии электроэнергии в процессе эксплуатации в пересчете на денежные затраты к удорожанию конструкции;
    • степень необходимости локальной регулировки кабеля в случае конкретной кровли и водостока на вашем доме.

    Функция, конечно, очень красивая, безусловно применима, но выигрыш получат возможно владельцы значительных по масштабам зданий в районах с наиболее частыми переходами температур через точку замерзания воды, обильными снегопадами. По ряду отзывов, система все-таки требует ручного вмешательства в управление.

    Но вот какую проблему точно снимет такая технология – значительные пусковые токи при включении.

    Составные части системы обогрева для водостока

    Проектируя обогрев кровли и водостоков определим состав оборудования, элементы конструкции антиобледенительной системы.

    Со схемой расположения исполнительных элементов обогрева водостоков, кровли мы определились раньше. Мощность обогрева на участках рассчитана. Тип обогревателей избран. На последнем этапе проектирования надо выбрать производителя, поскольку для исключения нарушений условий гарантии лучше использовать изделия, придерживаться методик того, кто дает гарантии. Ограничения в выборе практически не ощущаются благодаря множеству доступных на рынке крупных брендов.

    В состав изделий обязательно включаем крепежный материал для крыш, желобов и комплектующие кронштейны, при необходимости тросы для установки обогрева в водостоках. Над частью крыши, которая прилегает к воронкам водостоков, желательно установить доборные детали для усиленного обогрева этого участка кровли.

    Электросхема обогрева обязательно будет включать блок подвода электроэнергии напряжением 220 или 380 вольт в зависимости от требований производителя. Применение защитных устройств отключения обязательно. Использование резистивных или зональных типов обогрева потребует от УЗО пропуска пусковых токов, которые в три раза превышают номинальные рабочие.

    Блок передачи электроэнергии должен управляться датчиками. В минимальном случае это датчик температуры наружного воздуха. В максимальном варианте возможна установка датчиков осадков, влажности или даже небольшой метеостанции.

    Продвинутые системы управления обогревом могут не только отключать неисправные звенья, но и контролировать их текущее состояние.

    Последними в проекте схемы будут или монтажные распределительные коробки, подводят напряжение обогревать непосредственно к звеньям кровли, желобов, труб водостоков или предназначены для датчиков. Для герметичного ввода кабелей в коробки нужны муфты соответствующего диаметра.

    Пристрій системи обігріву водостоків покрівлі

    Эксплуатационные характеристики греющих кабелей

    Главной характеристикой при эксплуатации кабелей обогрева водостока и кровли срок их службы. Производители определяют его в 10-15 лет, но только при соблюдении условий установки, эксплуатации. Нарекания со стороны пользователей, конечно, случаются. Большинство претензий относится к поломке нагревательных элементов. Поэтому настоятельно рекомендуем быть внимательными к требованиям не только монтажа, но и эксплуатации.

    Характеристики выделенной мощности и температуры обогрева могут со временем ухудшаться в результате естественного старения, но поскольку изначально они выше заявленных производителем, до окончания гарантийного периода функции антиобледенения кровли и обогрева водостоков будут выполняться не хуже расчетных по проекту.

    Экономическую выгоду от применения обогрева водостока предусмотреть или подсчитать довольно трудно, поскольку каждая зима отличается от предыдущих, но то, что вы забудете о походах на крышу для борьбы с сосульками и не придется менять желоба и трубы водостока, это точно.

    Через 10-15 лет можно измерить электрические параметры обогревают звеньев. Вполне возможно увеличение продолжительности срока службы без замены.

    Монтаж нагревательного кабеля

    Основным этапом установки греющих кабелей и системы обогрева кровли и водостоков следует считать внимательное изучение инструкции по монтажу данной производителем изделий, деталей и устройств. Проверяйте порядок действий, применяемые материалы, инструменты перед началом работ. Если в инструкции или рекомендации производителя требования к квалификации персонала, выполняющего монтаж или проект – постарайтесь не лишить себя гарантий.

    Температура нагрева кабеля может оказаться слишком высокой для целостности материала трубы водостока или желоба, особенно в случаях, когда производитель рекомендует крепления непосредственно к трубе или желобу, а не на кронштейнах или тросах. Перед установкой обогрева следует убедиться в термостойкости материалов, которые используются для желобов и труб водостока.

    Перед подключением силового электропитания, обязательно проведите измерение параметров изоляции звеньев и убедитесь в отсутствии коротких замыканий.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Все о строительстве и ремонте!
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: