В сказке «Снежная королева» Кай складывал слова из льдинок, но никак не мог сложить слово «вечность». Эти слова — лёд и вечность — так же мало сочетаются и применительно к кровле современного дома.
В зимний период климат в наших краях характеризуется обилием осадков и постоянными перепадами температуры от плюсовой к минусовой. Такие погодные условия способствуют интенсивному образованию на крышах наледи, разрушающей кровлю, и сосулек, которые создают реальную опасность для жизни людей. Единственным эффективным способом противостояния механическим и температурным воздействиям климата является обогрев кровли и водостоков, исключающий саму возможность обледенения.
Потолок ледяной...
Повышенная механическая нагрузка на элементы кровли приводит к сокращению срока её службы. Слои льда в водосточных трубах делают невозможным сток талых вод. Застой воды быстро приводит к протечкам, что также разрушает кровлю. Между тем, крыша — это защита всей конструкции дома, и практика показывает, что старение и разрушение кровли неизбежно приводит к появлению проблем во всей конструкции дома. Обогрев кровли увеличивает запас прочности здания, обеспечивает безопасность людей и имущества, продлевает срок службы кровельного покрытия и водосточной системы в несколько раз. В силу этого, обогрев кровли стал необходимым техническим условием современного строительства. Другие технологии борьбы с обледенением либо очень дорогостоящи, либо неприменимы в загородном домостроении, а скалывание льда с крыши вручную довольно неудобно и несёт в себе риск повреждения крышных конструкций.
Совет
Для предотвращения механических повреждений нагревательного кабеля от сползания снежно-ледовых масс устанавливают снегоотбойники перед кабельными дорожками. На крышах с желобами настенного типа обычно сам жёлоб выполняет функцию снегоотбойника (если имеет достаточно прочную конструкцию). В этом случае необходима защита нагревательного кабеля путём закрывания его листами металла, аналогичными материалу кровли.
Инженерное устройство систем антиобледенения может по своей простоте соперничать с обычным электрочайником. Основа системы — нагревательные кабели, которые прокладывают и закрепляют в местах предполагаемого обледенения — по краю крыши и капельника, в ендовах, вокруг выступающих конструкций (фонарей, труб, мансардных окон и т. д.), а также вдоль всей системы водостока.
«Умный» провод
Нагревательные кабели бывают двух видов: резистивные и саморегулирующиеся. Резистивные кабели имеют постоянное сопротивление по всей длине, и если кабель попадает под опавшую листву, слой грязи или другую кабельную нить, то непрерывающаяся теплоотдача в конечном итоге становится фактором, провоцирующим перегорание. Прогрев крыши проходит неравномерно и нерационально. Резистивный кабель практически не используется без полного комплекта автоматики. Кроме того, у резистивных кабелей секции одной конструкции имеют определённую длину, что затрудняет проектирование и монтаж на крышах разной конфигурации и геометрических размеров. Срок службы такого кабеля — 5 лет. Резистивные кабели состоят из металлической жилы, выделяющей тепло, изоляции, медной оплётки и оболочки. Бывают одножильными и двужильными, у последних — лучше качество, они удобнее в монтаже, хотя и несколько дороже. Вообще, цена — главное достоинство «резистивов», поэтому их нередко используют в смешанных системах вместе с саморегулирующимися кабелями.
Совет
При расчёте мощности кабеля в водостоках нужно учитывать площадь водосбора, диаметр водостока и его длину. Для пластиковых желобов или водосточных труб максимальную мощность ограничивают значением 20Вт/м.
Нагревательный элемент саморегулирующихся кабелей — полимерная полупроводниковая матрица. Теплоотдача кабеля напрямую зависит от температуры окружающей среды, причём она распределяется неравномерно по всей длине кабеля. При угрозе обледенения матрица остывает и сжимается, электрическое сопротивление снижается, и теплоотдача резко возрастает. На свободных от снега, сухих участках материал греющего элемента расширяется, электрическое сопротивление повышается, в результате снижается выделение тепловой энергии. Плоское сечение саморегулирующихся кабелей обеспечивает хороший контакт с поверхностью, что также уменьшает нерациональное расходование тепла. Саморегулирующиеся кабели дороже, но долгий срок эксплуатации (20 лет) кабеля с высоким энергосбережением полностью окупает затраты при его установке.
Если обычный греющий кабель поставляется только кусками определённой длины, то саморегулирующийся нарезается как угодно (от 20см), что сокращает общий расход материалов и стоимость монтажных работ по установке системы обогрева кровли.
Век антиобледенительных систем
Управление антиобледенительной системой может быть ручным и автоматическим. Механическое включение системы — самый дешёвый вариант управления, но как в наше время «убегающего кофе» и «выкипающих чайников» постоянно следить за температурой на улице? Нереально и неудобно. Забыли вовремя включить рубильник — образовалась наледь, а система должна предупреждать обледенение, а не бороться с ним.
Автоматика в этом плане более комфортна и экономична. Для загородного дома, где хозяева могут долго отсутствовать, автоматизация — единственно возможный вариант управления: при изменении температуры система сработает без вашего участия. Для небольших крыш в качестве блока управления используется непрограммируемый терморегулятор, включающий систему в заданном диапазоне температур (например,от -5 до +500 градусов). Для больших объектов и сложной кровли целесообразно использовать мини-метеостанции с датчиками осадков, температуры, датчиками наличия воды, таймерами и главным управляющим микропроцессором. Процессор определяет время работы и температуру нагревательного кабеля, учитывая все особенности конструкции кровли, её состояние, погодные условия и температуру.
При оснащении всеми этими устройствами, система включается лишь по мере необходимости, что значительно уменьшает потребление электроэнергии.
Топи снег, сливай воду...
Нагревательные кабели прокладывают не только на кровле, но и вдоль основных водостоков, ведь если они будут забиты льдом, то антиобледенение кровли теряет смысл. Система кабельного обогрева водостока может быть самостоятельной
конструкцией или совмещаться с системой обогрева крыши.
Если водосточные трубы уходят в ливневую канализацию, обогрев необходим до точки промерзания грунта в данной местности. Если настенный жёлоб далеко отходит от края крыши, то рекомендуют установить нити кабеля по линии срыва воды с края крыши (так называемый капельник).
В случае отсутствия организованного водостока на кровле для предотвращения образования сосулек необходимо подогревать свес кровли.
Профессиональный монтаж
Технология монтажа зависит от материала кровли. Например, на натуральной черепице кабели обычно не раскладывают, так как на её поверхности наледи почти не образуется. Да и материал довольно хрупкий, а нарушение целостности верхнего слоя кровли недопустимо. В этом случае выполняют обогрев только лотков и труб. Если крыша покрыта металлочерепицей, нужно чтобы число отверстий в кровле оказалось минимальным. Специалисты рекомендуют сначала наклеить на крышу прорезиненную ткань, к которой затем крепят нагревательные кабели.
Несмотря на то, что каждый производитель предоставляет свой набор комплектующих элементов, вы можете столкнуться с трудностями при монтаже: невозможно выпускать комплекты для всех типов и форм крыш и водостоков. Число термостатов и датчиков, удельная мощность кабеля и расстояние между жилами греющего кабеля зависят от теплоизоляции и наклона кровли, стыков плоскостей, числа мансардных окон, капельников, а также географического расположения участков кровли (юг, север). Все эти особенности не позволяют дать универсального решения, ведь каждая крыша представляет собой уникальный объект, смонтировать систему на котором смогут только профессионалы.
Борьба со льдом
Система обогрева кровли должна разрабатываться уже на этапе проектирования дома. Заметим, что сама необходимость использовать систему снеготаяния является зачастую следствием нерационально спроектированной кровли. На холодную кровлю с проветриваемым чердаком и хорошей изоляцией рекомендуется укладывать кабель только в водосточную систему. Другое дело, что требование вентилирования наружным воздухом подкровельного пространства (установленное в нормативных документах) выполняется очень редко и возникает необходимость в использовании систем снеготаяния.
Тёплая кровля из-за недостаточной изоляции растапливает снег даже в минусовую температуру и талая вода, стекая вниз на холодную кромку, замерзает, обращаясь в большие наледи. В этих случаях обязателен дополнительный обогрев. Сейчас нередко верхние этажи превращают в мансарды или размещают там оборудование для отопления, вентиляции и кондиционирования. Это резко меняет требования к конструкции кровли, что часто не учитывается. Недостаточно эффективная теплоизоляция приводит к тому, что под поверхностью лежащего на кровле снега идёт его постоянное капельное таяние, причём этот процесс происходит на всей поверхности крыши. Чтобы уменьшить отрицательное влияние вышеуказанных факторов, необходимо уменьшать теплопотери через верхние перекрытия. Иначе говоря, на стадии проектирования можно избежать многих неприятностей, связанных с процессом льдообразования на кровлях, и свести к минимуму затраты на систему антиобледенения.
А вообще, в ходе проектирования определяется высота здания, длина, ширина и высота крыши, угол уклона кровли, положение скатов относительно розы ветров (северная сторона, как правило,требует больше витков греющего кабеля), геометрические параметры водосточных труб и желобов. Исходя из полученных результатов рассчитываются мощность и количество нагревательного кабеля, определяется вариант размещения кабеля, проектируется система электрораспределения и управления. Как правило, сколько существует типов кровли, столько и схем укладки нагревательного кабеля. Наличие проекта системы антиобледенения позволяет зарезервировать электрическую мощность без ущерба для других инженерных систем и оптимизировать энергопотребление.
Проектирование системы распределенного электрообогрева должно начинаться с расчёта установленной мощности системы.
ГОСТ РФ электроустановки зданий, часть 7. Требования к специальным электроустановкам гласит: «При всём этом определение величины обогрева кровли теплом здания, выходящим на кровлю через верхние перекрытия, очень трудно определить расчётным путём при проектировании. Этот параметр зависит от целого ряда факторов, которые, к тому же, могут изменяться в течение зимнего сезона. Этот факт, а также большое разнообразие конструкций крыш и водоотводных устройств затрудняет расчёт необходимой мощности кабельной системы. На основании такого вывода некоторые специалисты считают, что системы антиобледенения нужно монтировать после первой «зимовки» кровли, которая выявит все скрытые кровельные дефекты, места скопления влаги и обледенения. Нам представляется, что этот аргумент логичен только для совсем уж сложных кровельных конфигураций».
Что почём?
Системы антиобледенения — довольно-таки затратная вещь. Помимо единовременных вложений при установке системы, предстоят и высокие эксплуатационные расходы.
Однако антиобледенительные системы необходимы, поскольку затраты на восстановление крыши в несколько раз превосходят стоимость такой системы. Опыт применения антиобледенительных систем показал, что затраты быстро окупаются увеличением сроков службы кровли и снижением затрат на ремонт конструкций крыш.
Системы антиобледенения в России представлены марками Nelson, Easy Heat, Termon, Nexans, Devi, Nelson, Ensto. Наряду с продукцией зарубежных фирм, спросом пользуются и отечественные системы Теплолюкс и Теплоскат (продукт компании «Специальные системы и технологии»). По качеству они не уступают зарубежным аналогам, но значительно дешевле. Система Теплоскат хорошо адаптирована именно к российским условиям.
Текст: Эдуард Доминов
Консультант: ООО «Промышленный обогрев»,
представитель компании «Специальные системы и технологии» (ССТ) в СПб
«Загородное строительство» № 11 (39), ноябрь 2008 г.
Похожие статьи:
- Кабель вам в помощь! Системы обогрева кровли
- О крыше дома моего
- Водостоки – важная деталь!
- Утепляем кровлю