Антиобледенительные системы: современная борьба с сосульками

Поделиться ссылкой
Копировать ссылку
Oleg_Sanko Oleg_Sanko ЭКСПЕРТ
Олег Санько Москва
В последние годы зима у нас неустойчивая: оттепели часто сменяются заморозками, заморозки — оттепелями. Из-за таких погодных «качелей» появление сосулек на карнизах и выступах стен неизбежно, как и обледенение водостоков. При проектировании домов архитекторы обычно учитывают эту проблему. Однако конструктивные строительные решения далеко не всегда могут полностью устранить причины льдообразования.

Cовременная борьба с сосульками
Современная борьба с сосульками

Чем проще профиль крыши и больше угол ее скатов, тем меньше шансов у льда. Самое милое дело — крыша простой формы с уклоном ската не менее 30°. Наличие холодного проветриваемого чердака и отсутствие желобов также сокращают шансы «ледникового периода». А вот мансардные окна, балкончики, башенки, внутренние разжелобки (ендовы) и т.п. в прямом смысле льют воду на мельницу образования снежного покрова на крыше, о вредных и опасных последствиях которого вам рассказывать не нужно. 

Мансардные окна, балкончики, башенки, внутренние разжелобки (ендовы), архитектурные детали в прямом смысле льют воду на мельницу образования снежного покрова на крыше и прочих конструкциях
Мансардные окна, балкончики, башенки, внутренние разжелобки (ендовы), архитектурные детали в прямом смысле льют воду на мельницу образования снежного покрова на крыше и прочих конструкциях

Соответственно, все эти архитектурно-строительные детали способствуют появлению наледи и сосулек на кровле и водосточных системах.

Вспомним общедоступную физику

Наледь образуется не постоянно в холодную погоду, а в феврале-марте, когда температура воздуха скачет от +3...+5 °С днем до -6...-10 °С ночью. Именно поэтому эксплуатационный режим систем, о которых пойдет речь, устанавливается на уровне  не ниже, чем +5...-15°С.

Есть две причины появления наледи на крышах и водосточных системах:
  1. расход тепла через кровлю,
  2. скачки температур от плюсовых к минусовым во время оттепелей.

Снег на крыше под лучами солнца или из-за утечек тепла из комнат тает, и вода течет по карнизам и водостокам. Замерзая при переходе через ноль, она превращается в лед. В желобах и водосточных трубах образуются ледовые пробки. Так как лед тает медленнее снега, то при новом потеплении ледовые пробки могут увеличиваться. 

Расход тепла через перекрытия дома и кровлю приводит к тому, что температура центральной части крыши становится выше температуры окружающего воздуха. В основе этой «беды» лежит слабая теплозащита подкровельного пространства и нулевая кровельная вентиляция. Тающий снег на скатах постепенно сползает, а талая вода замерзает на обдуваемых ветерком свесах крыши, образуя наледи и сосульки и закупоривая водосток.

Тающий снег на скатах постепенно сползает, а талая вода замерзает на обдуваемых ветерком свесах крыши, образуя наледи и сосульки и закупоривая водосток
Тающий снег на скатах постепенно сползает, а талая вода замерзает на обдуваемых ветерком свесах крыши, образуя наледи и сосульки и закупоривая водосток

Заторы воды на кровле в ненастные сезоны приводят к протечкам, портящим верхние этажи домов и фрагменты фасадов около водостоков и ендов. В подкровельном пространстве становится сыро. Это неизменно повышает теплопроводность утеплителя (результат, обратный желаемому) и провоцирует появление грибков и плесени на деревянных стропилах.

Лед в водостоках не только деформирует, но может даже разрушить элементы водосточной системы. Кто из нас не видел сломанные водостоки и разорванные льдом трубы? Висящие на карнизах крыш сосульки не только портят внешний вид дома (с этим еще можно смириться на пару суровых недель), но и угрожают жизни хозяев и случайных прохожих.

Висящие на карнизах крыш сосульки не только портят внешний вид дома (с этим еще можно смириться на пару суровых недель), но и угрожают жизни хозяев
Висящие на карнизах крыш сосульки не только портят внешний вид дома (с этим еще можно смириться на пару суровых недель), но и угрожают жизни хозяев

Самый эффективный способ справиться с этой проблемой — использование кабельных антиобледенительных систем. Этот метод повсеместно применяют в северных странах. Смысл его заключается не в борьбе с уже образовавшейся наледью, а в предотвращении ее образования.

Не дать воде заледенеть на элементах кровли и в водостоках, обеспечить возможность ее отвода по водостокам в ливневую канализацию — главная задача кабельной антиобледенительной системы. Согласитесь, что для подогрева талой воды понадобится меньше теплозатрат (расхода электроэнергии), чем для растапливания льда.   
 

Кабельная антиобледенительная система 

Суть устройства кабельных антиобледенительных систем проста: на крыши и в водосточные системы укладывается нагревательный кабель.

Для плоской черепицы предусмотрены специальные клипсы крепления кабеля. Фото: profstroy33.ru
Для плоской черепицы предусмотрены специальные клипсы крепления кабеля. Фото: profstroy33.ru

При подключении он греется, лежащий рядом снег тает и не превращается в лед, а стекает с крыш по водостокам. 

Кабель греется, и лежащий рядом снег тает. Фото с сайта icedamcompany.com
Кабель греется, и лежащий рядом снег тает. Фото с сайта icedamcompany.com

А там уже установлены свои подогревающие кабели. Главное — не дать воде заледенеть. 

Система включает греющие кабели, силовые провода, датчики, пульт управления, распределительные коробки и крепеж. Электрокабели питаются от бытовой сети с напряжением 220 В. Раз так, то при проектировании и установке системы необходимо следовать требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Вы найдете их в статье Обычное привычное электричество

Помимо защиты от перегрузок, система электропитания обязательно должна включать, датчики контроля изоляции или устройство защитного отключения (УЗО). Все это, вместе с заземленной оплеткой греющего кабеля, обеспечит полную электробезопасность антиобледенительной установки.

Работой кабелей «руководит» автоматический терморегулятор, снимающий нужную информацию с установленных на кровле датчиков — температуры, относительной влажности воздуха, наличия на кровле воды.
Схема коммутации отдельных элементов системы. Фото: evrolain.com.ua
Схема коммутации отдельных элементов системы. Фото: evrolain.com.ua

После получения сигналов о климатических условиях, провоцирующих образование льда, терморегулятор дает «добро» на включение электроэнергии по петлям греющего кабеля, который начинает греться сам и выделять тепло. При хорошей погоде терморегулятор автоматически отключает нагрев. Тут надо иметь в виду, что лишний перегрев — это выброшенные деньги, которые вам еще могут пригодиться.

Описанная ситуация — это высший пилотаж, подразумевающий 100% комплектность нагревательной системы. Но можно немного сэкономить: отказаться от датчиков и терморегулятора и управлять системой в ручном режиме. 

Комплект оборудования кабельного обогрева состоит из:
  • греющего сегмента, включающего нагревательные кабели и элементы их закрепления;
  • распределительного сегмента (в полной комплектации), состоящего из силовой сети для питания нагревательных кабелей, информационной сети, передающей сигналы от датчиков к системе управления, и распределительных коробок;
  • автоматической системы управления.

Куда ставить?

Прокладывать греющий кабель исключительно по краю кровли и не обогревать водосточные трубы не имеет резона: талая вода стечет с крыши, но, попав в холодный водосток, тут же замерзнет.

Этот снимок автор статьи сделал в Норвегии. Там не найти ни одной водосточной трубы без греющего электрокабеля. Переизбыток водопадов дарит этой стране дешевую электроэнергию
Этот снимок автор статьи сделал в Норвегии. Там не найти ни одной водосточной трубы без греющего электрокабеля. Переизбыток водопадов дарит этой стране дешевую электроэнергию

Особенно нужен обогрев  на сложных элементах кровли: на внутренних углах, около выступающих конструкций (фонари, трубы, мансардные окна и т. д.), а также на плоских площадках. На плоских крышах и крышах с малым уклоном (до 30°) нагревательный кабель обычно прокладывают либо по всей поверхности (сколько тут «набежит» электричества!), либо на приемных водосточных воронках и участках, прилегающих к водостокам.

Электрический кабель прокладывают по краю кровли, внутри желобов и опускают в водостоки  по внутренней поверхности трубы и воронки. Внизу у водосточной трубы, на вырезанном изливе провод выполняется в виде петли.

Монтаж систем обогрева труб и кровли. Фото с сайта soldim-heating.ru
Монтаж систем обогрева труб и кровли. Фото с сайта soldim-heating.ru

На карнизном свесе нагревательный кабель размещают точно по кромке. Если не следовать этой рекомендации, то кабель растопит снег, но талая вода, дойдя до холодного края кровли, замерзнет и превратится в сосульки. Эффект будет обратный, а с учетом расходов на электроэнергию — минусовой. 

Для того чтобы зафиксировать кабель в нужном положении и исключить его спутывания и перехлесты, применяют специальные зажимы и крепеж.

Кабельный обогрев желоба. Фото с сайта otopim-dom.ru
Кабельный обогрев желоба. Фото с сайта otopim-dom.ru

Расчетная мощность системы зависит от:
  1. площади крыши и ее конфигурации, 
  2. длины водосточных труб и лотков.  

Ее вычисляют по длине греющего кабеля и фактически потребляемой мощности на 1 пог. м кабеля, которая обычно составляет 25-60 Вт. Вот тут уже можно взять в руки карандаш и заняться примерными расчетами конкретно для вашего дома или коттеджа.

Пример расчета:
Скажем, на ваш дом садоводческое товарищество выделяет 6 кВт, то есть 6000 Вт. Давайте один киловатт зарезервируем для холодильника, телевизора и дежурного освещения. Таким образом, у вас есть 5000 Вт для прогрева рабочих кабелей. Разделим 5000 Вт на 50 Вт/1 погонный метр. Получаем 100 м кабеля. Таким образом, вы можете оперировать длиной кабеля в 100 метров. Теперь подсчитайте периметр крыши и длину водосточных труб вашего загородного дома. Для скромного коттеджа такой длины кабеля может и хватить.

Тут еще следует помнить, что такое «разбазаривание» электроэнергии, направленное на борьбу с объективными природными явлениями, длится сотню-другую часов в год.
  

Как устроены нагревательные кабели?

Основной технический параметр кабеля — мощность на единицу длины. Другими словами, важно, сколько тепла выделит один погонный метр кабеля. 

Нагревательные кабели. Фото с сайта icedamcompany.com
Нагревательные кабели. Фото с сайта icedamcompany.com

Дополнительные требования с учетом работы «на открытом воздухе» также весьма строги:
  • электробезопасность, 
  • атмосферостойкость, 
  • стойкость к УФ-излучению,
  • механическая прочность.
 
Существует два типа греющих кабелей:
  1. резистивные с постоянным удельным сопротивлением;
  2. саморегулирующиеся со специальным греющим элементом, изменяющим свою мощность в зависимости от внешней температуры.

Первые состоят из металлической токопроводящей жилы, выделяющей тепло, изоляции, медной экранирующей оплетки и высокопрочной внешней оболочки из ПВХ или фторполимера. Различаются одножильные (одна греющая жила) и двужильные (одна жила греющая, вторая — соединительная) кабели. Вторые стоят дороже, но монтируются легче .

Одножильный кабель подключают к питающей сети с обоих концов, двужильный — с одного. На другом конце ставят заглушку, соединяющую греющую и соединительную жилы. Выбор типа кабеля зависит от площади и конфигурации обогреваемых участков крыши.

Основной порок резистивных кабелей — неизменное сопротивление по всей длине, и поэтому они везде греют одинаково. Это приводит к излишним затратам энергии, так как  условия теплоотдачи на протяжении всей длины кабеля могут быть различными.

Например, слетевшая с деревьев и накрывшая собой часть кабеля листва заметно изменяет теплотехнические условия эксплуатации этого отрезка. Поэтому на некоторых участках резистивный кабель будет перегреваться, а это неоправданно повысит затраты на его эксплуатацию. А под листвой он и вовсе может перегреться и перегореть. Такой кабель требует постоянного наружного контроля и ухода: например, уборки веток, опавшей листвы и прочего мусора с крыши. 

Кроме резистивных, есть еще саморегулирующиеся кабели, автоматически меняющие тепловыделение в зависимости от температуры окружающей среды и способные экономно расходовать электроэнергию. Причем это свойство локальное: каждый участок кабеля реагирует на окружающие именно его условия.

Это поистине высокие технологии. Не углубляясь в них, скажу, что между двумя токоведущими жилами расположен подключаемый к ним нагревательный элемент — полимерная матрица с токопроводящим наполнителем. У последнего большой коэффициент теплового расширения. Поэтому когда становится холодно, материал греющего элемента матрицы сжимается, сопротивление его уменьшается, а величина тока, проходящего через матрицу, возрастает. Разумеется, тут же возрастает и тепловыделение. И наоборот: при повышении температуры воздуха сопротивление увеличивается, а количество теплоты уменьшается, что предотвращает перегрев. Такому кабелю не страшен покров из прошлогодних листьев.

Выбор того или иного типа кабеля зависит от особенности каждой крыши и финансовых возможностей владельца дома.
 

Работа для профессионалов 

Спроектировать и инсталлировать кабельную систему антиобледенения собственными силами дано далеко не каждому. Особенно это касается вопросов электробезопасности. Проанализировать ситуацию, провести грамотный расчет системы, выбрать качественный материал и надежное оборудование — для этого требуется опыт профессионалов или одаренных Кулибиных. Необходимо учесть, что: 
 
  • Определяющее требование для установки антиобледенительной системы — наличие свободной мощности электросети. 
  • Работы по инсталляции кабелей выполняются только при полном отсутствии снега-дождя при t не ниже -5°С
  • И еще одно обязательное условие: все электрические подключения должны выполняться только дипломированным электриком. 

Работы выполняются в следующей последовательности.
  1. Желательно еще до укладки верхнего слоя кровли прокладывают распределительную сеть и устанавливают распределительный шкаф. 
  2. После укладки кровли и водосточной системы устанавливают греющую сеть и ставят датчики. 
  3. Затем монтируют управляющую и коммутирующую аппаратуру и испытывают систему.  

Смонтированный на кровле нагревательный кабель предохраняют от механических повреждений  снегоотбойником. Для надежной фиксации кабеля используют специальную монтажную ленту, сетку с морозоустойчивыми хомутами, специальные пластиковые крепления.

Шаг между креплениями не должен превышать 300-350 мм. Требуется следить за тем, чтобы линии кабеля не контактировали и уж тем более не переплетались между собой. В начале осени проводится тестовый запуск для проверки готовности системы к работе в холодный период.

Цена установки антиобледенительных систем широко варьируется в зависимости от применяемых материалов и оборудования, режима работы системы управления и характеристик крыши. Выбрать подходящую систему вы можете на нашем маркете, где собраны предложения крупнейших интернет-магазинов. 

Выбрать антиобледенительную систему вам поможет наш маркет, где собраны товары разных интернет-магазинов. 

ELECTROLUX Система антиобледенения Electrolux EACO 2-30-850, комплект 6 249 руб СМОТРЕТЬ
OBI
Система антиобледенения, комплект electrolux eaco 2-30-2500 20 599 руб СМОТРЕТЬ
Все Инструменты


Дорогие системы характеризуются повышенной надежностью и дольше служат, и, что особенно важно, позволяют существенно снизить потребление энергии. Ведь расходы на оплату электричества — основной недостаток кабельного обогрева. Хотя он во многом  зависит от расчетливой и бережной подачи напряжения на тепловой кабель.

При условии грамотного проектирования и монтажа применение систем антиобледенения крыши на основе греющих кабелей позволит вам полностью исключить образование наледи и обеспечить работоспособность водостока. И что самое главное, кровля останется целой и невредимой независимо от превратностей погоды и климата.


Статья размещена в разделах: , , , , , , , ,
4 комментария 7 спасибо за статью 5 в избранном 19582 просмотра
Поделиться ссылкой
Копировать ссылку
Автор статьи:
Добавили статью в избранное
Anyan_nka Анна Середкина и еще 4 человека




Комментарии (4)
комментарий ожидает подтверждения или был удален
Добрый всем день! Традиционно отопительный кабель, располагающийся в водосточной трубе, завершается петлей на нижнем обрезе водосточной трубы. Однако на территории Иверского монастыря (Валдайский район Новгородской области) его воссоздатели-инженеры пошли дальше в прямом и переносном смысле и проложили кабель и по сливному лотку, направляющему водный поток мимо отмостки на прилегающий газон.
Отопление сливного лотка
Отопление сливного лотка
Добрый всем день! В качестве технологической альтернативы вышеизложенным нагревательным проводам можно рассматривать технологию карбоновых покрытий с электрообогревом, которая экспонировалась предприятием CARBONLAB на только что закончившейся в Москве отраслевой выставке «Росстрой». Посмотрите на приложенную фотографию и вам все сразу станет ясно. Тут лакокрасочное покрытие с включением карбоновых наночастиц обеспечивает резистивный нагрев любой поверхности, на которую оно наносится. Высокая проводимость позволяет достигать необходимой мощности обогрева даже при использовании безопасного напряжения 12 или 24 В.

Вариант антиобледенительной системы
Вариант антиобледенительной системы

Пожалуйста, оставьте комментарий

Или через: