Одной из основных проблем эксплуатации кровель в зимний период является обледенение водосточной системы — труб и желобов,а также других элементов кровли.
Деформируясь и разрушаясь под тяжестью снежно-ледяных масс в холодное время года, они ставят службы эксплуатаций перед необходимостью частого ремонта водостока, испорченных фасадов и навесных инженерных коммуникаций. Оптимальным и по сути единственным лекарством проблем зимней эксплуатации кровли и водостоков является система обогрева элементов кровли «Теплоскат», предназначенная для обеспечения стока талых вод с крыши и препятствования образованию ледяных наростов.
Назначение
Система обогрева крыши и водостоков предназначена для установки на элементах кровли здания, в водосточной системе (лотки, трубы), в местах возможного скопления снега и образования наледи и сосулек. Обогрев защищает кровлю от протечек, водостоки от деформации и поломки, а также обеспечивает безопасность людей и автомобилей от возможного падения сосулек и снежных/ ледяных масс.
Советы специалистов
Несколько полезных советов:
Кабель может прокладываться и внутри и снаружи трубы. Обычно трубы диаметром больше 40мм обвязываются саморегулирующим кабелем снаружи
Если диаметр трубы меньше — подойдет использование внутреннего резистивного; Не лишним будет попросить у производителя гигиенический сертификат (особенно важно при нагреве труб с питьевой водой); Новый кабель с пищевой оплеткой может в начале использования издавать резкий запах — это не страшно; Перед покупкой – уточните уровень потребления энергии Если планируется открытая прокладка — желательно наличие уф/защиты. При внутренней укладке – необходима водонепроницаемая оболочка.
Задача
Задача системы антиобледенения и обогрева заключается в том, чтобы обеспечить беспрепятственный отвод образовывающейся талой воды с поверхности крыши по водосточной системе до полного увода воды с кровли и водостоков. Антиобледенительная система кровли избавляет от механической чистки снега и льда, которая часто приводит к повреждению покрытия и водостока, и протечкам.
Насколько эффективным будет в итоге обогрев крыши, зависит от профессионализма проектировщиков и монтажников. При расчете и прокладке обогрева крыши необходимо учитывать конструктивные особенности кровли, ее уклон, материал покрытия, наличие архитектурных элементов, способствующих накоплению и задерживанию на кровле масс снега. Неквалифицированный персонал, отсутствие опыта в производстве подобных работ могут привести к тому, что кабельная система обогрева водостоков будет работать неэффективно. Более того, неправильный расчет потоков талых вод или температурных нагрузок от теплового оборудования через кровлю (примером может служить большое тепловыделение от производственных линий и станков в цехах или установка теплового оборудования на чердаках и мансардах), может не уменьшить количество сосулек, а напротив увеличить его!
Основной компонент системы — нагревательные кабели. Уложенные в водостоке, они обеспечивают канал для стока талой воды и предотвращают ее закупоривание.
Для обогрева кровли используются два типа нагревательного кабеля — резистивные или постоянной мощности, и саморегулирующиеся.
Нагревательный кабель постоянной мощности имеет постоянное неизменное сопротивление по всей длине. Длина секций из данных кабелей фиксирована, поэтому при подборе необходимой секции с определенной длиной необходимо строго следовать техническим параметрам.
Саморегулирующийся нагревательный кабель обеспечивает оптимальное решение задач по обогреву кровли и водостоков в большинстве случаев. Особенность данного типа заключается в том, что они сами меняют свое тепловыделение в зависимости от окружающих условий и температуры. Это не дает кабелю перегреваться и выходить из строя, что обеспечивает высокую безопасность и надежность системы. Они легко нарезаются секциями произвольной длины (до нескольких десятков метров) непосредственно на объекте, что делает их удобными в применении. Плоское сечение обеспечивает хороший контакт с подогреваемой поверхностью, уменьшая рассеивание тепла в окружающую среду.
Как решается проблема обледенения
В конструкции обогрева водостоков используется специальный кабель. Самый большой его недостаток – он не работает при температуре ниже -15°С. Но это несущественно, поскольку его используют в период оттепелей. Это происходит по 3 причинам:
- При температуре ниже -15°С снег обычно не выпадает. Влажность маленькая.
- При минусовых температурах происходит перерасход электроэнергии. Кабель обогрева водостоков при понижении температуры начинает тянуть на себя больше электричества. И чем ниже, тем больше – на каждые 3°С потребление увеличивается в 1,5 раза.
- При сильных морозах нагревательный кабель растапливает снег, лежащий на крыше, который тут же превращается обратно в лед. То есть эффективность практически равна нулю. А значит, включение системы обогрева становится бессмысленным.
Решается проблема отключения системы достаточно просто. В ее конструкцию вставляется температурный датчик, который запрограммирован на максимальную минусовую температуру, равную -15°С. Он отключает питание обогрева водостоков, когда температура воздуха на улице опустилась ниже запрограммированного значения.
Методы борьбы с наледью
Существует несколько способов борьбы с наледью. Перечислим особенности и преимущества каждого из них: Механический. Подразумевает удаление осадков вручную или с помощью спецтехники. Трудозатратный метод, требующий большого количества времени и способный привести к разрушению обрабатываемой поверхности. Фрикционный. Данный способ не убирает наледь, но повышает сцепление колес и обуви с дорожным покрытием. Это достигается за счет использования материалов (песка, щебня, молотого гравия) с мелкими частицами диаметром 2-6 мм. Химический. Выполняется с помощью специальных препаратов, содержащих реагенты и антикоррозийные добавки. Отдельно стоит выделить тепловой способ, подразумевающий обогрев силовым кабелем. Система состоит из обогревательных устройств, которые топят снег и предотвращают замерзание поверхности. Преимущества – эффективность, легкость подключения, отсутствие необходимости в постоянном контроле.
Как выбрать температурный датчик и сколько их нужно?
Выбор датчиков определяется выбором самой системы антиобледенения. Большинство из них имеет датчики в комплекте или их тип указан в документации. Экономия электроэнергии повышается, если используется не один, а, как минимум два датчика температуры и две зоны контроля и регулирования. Например, для южной и северной стороны кровли, где климатические условия резко различаются. Качественный термостат способен отслеживать показания четырех и более датчиков, плюс еще и датчиков влажности.
Скатные кровли
Главным принципом при определении областей укладки нагревательного кабеля является обеспечение стока талых вод со всех элементов кровли, для чего необходимо проложить в желобах, водосточных трубах, ендовах — местах наиболее вероятного образования наледи. Если водосточные трубы расположены ярусно, не одной длиной, обогревать необходимо каждый отрезок трубы и участок тока талой воды между смежными трубами. Общая длина кабеля для обогрева кровли определяется суммарным количеством составных элементов крыши, которые необходимо обогревать.
Если скат крыши достаточно крутой и есть вероятность лавинообразного схода снега и льда, то необходимо устанавливать систему снегозадержания (рис. 1). В этом случае есть смысл проложить провод змейкой между кромкой кровли и снегозадержателем. Высота змейки зависит от расположения снегозадерживающих элементов или материала покрытия кровли, но обычно составляет 0,35-1,0 м.
Если вероятности лавинообразного схода снега нет или под обогреваемым участком нет пешеходных дорожек/ зон стоянки автомобилей/ нижерасположенных козырьков и кровель, то можно ограничиться обогревом желобов и водостоков. В зависимости от диаметра и длины водосточных труб, ширины желобов выбирается мощность греющего кабеля и его количество на метр погонный водосточной системы.
В случаях, когда на здании отсутствует организованная система водослива, в зависимости от высоты здания, уклона кровли специалисты принимают решение о способе подогрева опасных с точки зрения накопления снега участков. При небольшой высоте здания, в зависимости от типа кровельного покрытия, для устранения снега и сосулек можно обогревать капельник или край кровли по типу «змейки». На высотных административных зданиях или жилых домах, в случае отсутствия водосточной системы, обогрев края кровли или капельника может привести к тому, что талая вода частично попадет на фасад здания и замерзнет на нем. По мере намерзания на фасаде массы льда вместе с облицовкой фасада падают на тротуары и проезжую часть. Безусловно, это небезопасно для пешеходов и автомобилей. В таких случаях специалисты рекомендуют сначала установить организованную систему водослива, отводящую талую воду со всех участков кровли до земли, и затем обогреть ее электрическим кабелем.
Принципы укладки кабелей для обогрева водосточных труб
Устройство кровельного электрообогрева отличается простотой, оно не занимает много времени. Правила монтажа зависят от вида обогрева.
Ендовы.
Кабели размещают минимум на 2/3 длины ендов в две нитки. В местах, где кровля примыкает к вертикальным стенам, провода тоже укладывают в две нитки.
Карниз.
Проводку монтируют вдоль него в 2–3 нитки, если ширина конструкции составляет менее 300 мм. При обогреве карнизов крыш исходят из расчета 250–300 Вт/м². Провод устанавливают в виде змейки. Шаг укладки для мягких кровель равен 35–40 см, на жестких он должен быть кратным рисунку.
Водосборный желоб.
На нем размещают не менее двух ниток провода. Суммарная номинальная мощность обогрева желоба водостока на погонный метр составляет от 50 Вт и более.
Капельник.
Укладывают 1 или 2 нитки кабеля – это зависит от конструкции капельника.
Водосборные лотки.
Расчет обогрева водостоков зависит от размера лотков. При номинальной мощности от 50 Вт/м с шириной лотка 50–100 мм требуется от двух ниток кабеля, от 60 Вт/м с шириной лотка 100–150 мм – не менее двух ниток, от 75 Вт/м с шириной лотка более 150 мм – не менее трех ниток.
Водосточные трубы с воронками.
Номинальная мощность зависит от диаметра трубы. Если он составляет до 120 мм, она должна быть равна 25–30 Вт/м, требуется одна нитка кабеля. Для обогрева воронок диаметром более 120 мм используют две нитки провода мощностью 50–60 Вт/м.
Плоские крыши
На плоских крышах, как правило, водосточные трубы проходят внутри здания (рис. 1). Обогревать их на всю длину не нужно в тех случаях, когда трубы проходят в теле теплого здания. Греющий кабель раскладывается на площади 1 кв.м вокруг водоприемной воронки «змейкой» и заводится в воронку на глубину около 1 м до теплой зоны.
Если плоская крыша здания по периметру ограждается парапетом, система организованного водослива представляет собой лотки, вставленные в отверстия парапетов (водометы) и наружные водосточные трубы. В этом случае обогревается площадка 1 кв. м перед водометом, сам лоток или дно водомета и водосточная труба на всю длину. При отсутствии водосточных труб есть опасность того, что талая вода, капая с водомета, частично будет намерзать на фасаде здания и, по мере накопления массы, эта замершая влага с кусками облицовки фасада может падать на тротуары. Именно поэтому при расчете системы обогрева, как и в варианте со скатными кровлями, специалисты рекомендуют сначала установить водосточную систему и затем обогреть ее электрическим кабелем.
Из чего состоит система антиобледенения?
Для установки системы антилед нам понадобятся следующие элементы:
- собственно нагревательный кабель;
- щиток для аппаратуры управления;
Щиток для аппаратуры управления. (фото №8)
- кабель питания трехжильный (ВВГ);
- датчики температуры, снега, воды — устанавливаются на крыше, в желобах и водосточных трубах для сбора данных и автоматизации системы;
- кабель КВВГ для подключения датчиков;
- контроллер или терморегулятор (минимальный диапазон температур от −8 до +3 градусов; чем больше этот диапазон, тем легче автоматизировать работу системы);
- защитные распределительные коробки со степенью защиты IP55;
- монтажная лента, чтобы закреплять греющий кабель;
Монтажная лента и способ фиксации в ней кабеля. (фото №9)
- оцинкованная цепь или трос;
- герметик;
- модульный вводный автомат с устройством защитного отключения; как альтернатива — дифавтомат с аналогичным током;
- модульный пускатель;
- трехпозиционный переключатель, который позволит переключаться между автоматическим и ручным режимами;
- терморегулятор;
- датчики температуры, воды и снега;
- автоматические выключатели.
Применение на объектах
Системы кабельного обогрева кровли с высокой теплоотдачей применяются:
В гражданском строительстве:
- Жилые дома и офисно-деловые центры;
- Развлекательные центры и физкультурно-оздоровительные комплексы;
- Малоэтажное строительство, коттеджи;
- Гостиницы и крытые спортивные объекты;
- Вокзалы;
- Объекты культурного наследия: театры, музеи, библиотеки, дома культуры;
- Школы, детские сады, больницы;
- Стеклопрозрачные конструкции ТРК, атриумов, фонарей и зимних садов.
В промышленности:
- Здания заводов и цехов;
- Склады;
- Административно-бытовые здания;
- В судостроительной отрасли при обогреве элементов гражданских судов;
- В авиации в обогреве кровель аэропортов и инфраструктурных объектов (отели, гостиницы, терминалы, ангары);
- В железнодорожной сфере при обогреве ЖД вокзалов, стрелочных переводов.
Системы антиобледенения, производимые универсальны — они могут использоваться для любых конструкций и типов кровель, в том числе для мягких и инверсных, а также для светопрозрачных конструкций. Могут быть смонтированы на уже готовых объектах. Срок службы системы обогрева кровли составляет не менее 10 лет.
С учетом того, что средняя продолжительность работы системы обогрева кровли за сезон составляет около 1,5 месяцев, затраты на установку системы окупаются менее, чем за 3 года, в сравнении с ежегодными затратами на механическую очистку снега и на профилактический ремонт кровельного покрытия.
