Обогрев ливнестоков

Глобальное потепление постепенно приводит к изменению климата на всей Земле. Современные зимы, особенно на западной территории России, характеризуются частой сменой оттепелей и сильных морозов. Нередко разница между дневной и ночной температурой может быть 10 и даже 15 градусов. Результатом таких экстремальных перепадов температуры является образование на различных элементах кровли и ливневых стоках наледи и ледяных пробок.

Нестабильные зимы, сопровождающиеся кратковременными, но частыми периодами тепла приводят к накоплению большого количества льда. Это становится причиной образования сосулек самых разных размеров, которые увеличивают риск несчастных случаев. Кроме того в более продолжительный период потепления или весной самая идеальная система ливнестока не может эффективно функционировать. Большое количество льда затрудняет свободное прохождение талой воды по ливнестоку и приводит к механическому разрушению кровельного покрытия, водосточных желобов и труб, карнизов и даже внешней отделки фасадов. Поэтому важно как на промышленных, так и на жилых постройках заблаговременно обустроить надежный обогрев ливнестоков.

Устройство

Обогрев водостоков – это антиобледенительная система, предохраняющая кровлю от образования ледяной корки, повреждающей покрытие, накапливания снеговой шапки большой массы.

Монтаж устройства с такими функциями является обязательным условием эффективной эксплуатации теплых крыш. Оно состоит из следующих конструктивных элементов:

Кабель. Антиобледенительная система в основном состоит из нагревательных кабелей. Они прокладываются вдоль водосточных желобов, стояков и труб, по всей протяженности карнизов, вокруг водоприемных воронок. Нагревательный кабель находится в трёхслойной оболочке, что позволяет выполнять монтаж в любых погодных условиях. Цена этих элементов зависит от количества защитных слоев и типа оборудования.
Датчики. Этим термином обозначают приборы, контролирующие внешние условия. Температурный датчик фиксирует температуру окружающей среды, датчик воды и осадков улавливают наличие или отсутствие дождя. Ориентируясь на показания датчиков, антиобледенительная система решает, до какой температуры и в каких местах нагревать кабель. Выбирая режим работы, она оптимизирует расход электроэнергии.
Контроллер. Этот прибор устанавливается внутри дома, обычно около электрического щитка, он регулирует температуру, на которую нагревается кабель. Цена антиобледенительного саморегулирующегося оборудования с контроллером выше, чем настраиваемых вручную.
Распределительные коробки. В распределительных коробках осуществляется подключение нагревающего кабеля к силовому проводу, от которого идет электричество. Они должны быть герметичными, так как монтаж выполняется на крыше, где нет защиты от атмосферных осадков.
Защитная автоматика. Предохранительное реле, которое делает монтаж и эксплуатацию оборудования безопасными для человека. При скачке напряжения или коротком замыкании реле срабатывает, а антиобледенительная система отключается, чтобы предотвратить удары током.

Обратите внимание! Обогрев водостоков – обязательное условие длительной эксплуатации крыш, под которыми находится отапливаемая мансарда. Мероприятия по установке антиобледенительного оборудования являются трудозатратными и дорогостоящими, цена работ складывается из затрат на материалы и крепеж, а также наем профессиональных мастеров. Сэкономить можно, приобретя самое простое оборудования без датчиков.

Проверка нагревательного кабеля в соответствии со спецификацией и конструкцией изделия

Измерение номинальной выходной мощности и выявление любых дефектов перед отгрузкой изделия

Измеряется сопротивление кабеля Ом/м при температуре 10

Тест на пробой диэлектрика должен проводиться при 1 500 В на образце между проводниками и оплеткой в течение одной минуты без пробоя диэлектрика

Измерение сопротивления между проводниками и внешней металлической оболочкой / проводящей металлической лентой. Величина должна быть больше 50 Мом. Тестовое напряжение 2 500 В

Измерение максимального значения сопротивления 20 Мом/м, заявленного производителем.

Производитель заявляет минимальный радиус изгиба кабеля 35 мм при температуре установки -60°C. Образец кабеля проверяют на холодный изгиб после хранения при температуре -60°C в течение 4-х часов, и последующим погружением образца в воду на 5 минут при температуре воды от 10 до 25C°.

Измерение выходной мощности изделия, поставляемого на рынок, как долговременная основа для обеспечения качества продукции и разработки новых изделий

Критерии выбора нагревательных коммуникаций

Один из главных параметров — конструктивные особенности. Саморегулирующиеся изделия часто изготавливаются с использованием пары медных электропроводных жил, матрицы, изоляционного слоя, оплетки и внешнего кожуха. Отсутствие оплетки говорит о принадлежности кабеля к бюджетной категории, его меньшей крепости и сниженной устойчивости к механическим повреждениям. Оплетка служит средством заземления таких коммуникаций, потому стоит предпочесть модели, где она используется.

Еще один требующий внимания момент — применяемый производителем тип внешней изоляции. Для бытовых нужд: создания систем обогрева кровель, канализации либо водостоков, — сгодятся термокоммуникации с полиолефиновым изолирующим слоем. Для производственных потребностей, где важна стойкость к ультрафиолету, агрессивной среде, стоит приобретать термокабели со фторполимерной изоляцией. Для водопроводных систем при условии внутренней прокладки лучше оболочка из фторопласта.

Следующий параметр, который непременно необходимо учитывать, — температурный класс. Особенно важен он при обустройстве систем обогрева водопровода либо водостока. Низкотемпературные нагревательные коммуникации прогреваются обычно до +65 по Цельсию, причем удельная их мощность не превышает 15 Вт/м. Подобный вариант сгодится для предотвращения замерзания труб, не отличающихся большим диаметром. Максимум среднетемпературных проводников — +120 градусов, а мощность на погонный метр составляет 10-33 Вт. Такие изделия стоит приобретать для водопроводных или водосточных коммуникаций среднего диаметра либо при обустройстве обогрева кровли. Высокотемпературные термокабели часто прогреваются до +190 по Цельсию, а мощностные показатели их находятся в пределах 15-95 Вт/м. Такое решение не подойдет для домашнего использования, но в промышленных масштабах либо при необходимости обогревать трубы с большим диаметром вполне уместно.

Читать еще: Производство пенополистирола своими руками

Специалистами рекомендовано следующее соотношение диаметра труб и мощности электрокабеля:

при 15-25 мм — порядка 10 Вт/м;
для 25-40-миллиметровых — 16 Вт/м;
40-60-миллиметровые требуют 24 Вт/м;
60-80-миллиметровые — 30 Вт/м;
для изделий диаметром свыше 8 см — 40 Вт/м.

Мощностные характеристики учитываются обязательно. Их несоответствие эксплуатационным условиям приводит к не достижению необходимых для конкретной обогревательной системы температурных показателей или к перерасходу электричества.

Немалое значение имеет бренд: известный производитель предпочтительнее ноунейма. Лучшие предприятия-изготовители — Raychem, Devi, Ensto, Lavit, Nelson. Среди отечественных торговых марок особенно зарекомендовал себя Теплолюкс (ССТ).

Распространенные ошибки при установке

Есть ряд ошибок при монтаже обогреваемых водостоков, которые встречаются чаще всего.

Ошибка в проекте. Это самые распространенные ошибки. Именно здесь случаются игнорирования особенности конкретных кровельных покрытий. Проектируя, мастера не обращают внимание на холодный край, теплый участок, зону водосброса и так далее. Таким образом, некоторые части ската остаются подвержены наледи.
Крепеж системы. Основные ошибки в этом сегменте: провисание кабеля на монтажной ленте, проделанные отверстия в кровельном покрытии, применение ленты, предназначенной для установки теплых полов.
Использование в качестве крепежа пластиковых хомутов. Когда на них будет оказывать воздействие ультрафиолет, пластик станет хрупким и стремительно разрушится (примерно за год-пару лет).
Кабель, подвешенный в водостоке, без дополнительного крепления к тросу будет оборван. К чему приведет тяжесть льда и температурные расширения.
Установка силового кабеля, который не предназначен для монтажа на крыше. В итоге возникнет пробой изоляции.
Монтаж греющей установки в том месте, где в нем нет необходимости. Таким образом, работать устройство будет вхолостую, а хозяин зря платить за электроэнергию.

Применение кабелей

Кабельная система обогрева призвана обеспечить обогрев водостоков, примыкающих желобов, крыш и кровли.

Поэтому правильным решением, которое позволит избежать образования снежных масс, сосулек и других зимних неприятностей, будет использование термокабеля.

Обогрев водосточной трубы с помощью кабеля.

Существует две разновидности термокабеля: резистивный и саморегулирующийся. В основе работы резистивного кабеля лежит металлическая жила, выделяющая тепло. Тепло образуется за счет подачи тока и возникающего при этом внутреннего сопротивления. Стоит резистивный кабель недорого. В дальнейшем использование данной системы не приведет к большим затратам.

Использование резистивного кабеля знаменуется рядом отрицательных моментов. Первый из них – необходимость подбора длины полностью отсутствует, так как данный параметр задан производителем. В дальнейшем это обернется сложностями во время монтажа системы, особенно при наличии крыш и желобов сложных форм. Второй аспект проблемы – одинаковая сила теплоотдачи на протяжении всего кабеля. Положение кабеля в разных условиях, когда одна его часть проходит по сухому участку крыши, а другая находится под снегом, приводит к перерасходу энергии. Помимо всего вышесказанного, данный кабель требует большой мощности, что также осложняет его использование.

Наиболее эффективно обогрев желобов осуществляет саморегулирующийся кабель. В основе его устройства находится выделяющая тело матрица, расположенная между двумя жилами, хорошо проводящими ток. Одно из главных преимуществ данного кабеля – смена режима выделения тепла, которое зависит от погодных условий. При попадании кабеля в снег или лед его мощность теплоотдачи возрастает вдвое, не допуская достижения предела рабочей температуры. Единственным минусом в данном случае является большая стоимость, по сравнению с резистивным кабелем.

Лучшим и наиболее эффективным способом обогрева водостоков, кровли и желобов считается применение специализированного саморегулирующегося кабеля. Его можно установить одной жилой, а не петлей, как того требует монтаж резистивного кабеля. Данный шаг позволит снизить потребление энергии, в то же время не способствуя засорению водосточных труб листвой.

О подключении 30GSR2-CR и терморегуляторах:

Как правило саморегулирующийся греющий кабель подключают к питающему с помощью специального комплекта муфт для подключения греющего кабеля. Реже заводят непосредственно прямо в уличную распределительную коробку или в щиток. Подключаться саморегулирующийся термокабель может любой длины без ущерба для характеристик(максимально одним отрезком до 85 метров), режется в любом месте.

Как уже было сказано саморегулируемый нагревательный кабель может использоваться вообще без терморегуляторов, особенно при обогреве небольших водостоков и желобов. Терморегуляторы применяются в 2 случаях:

для большей экономии электроэнергии
для того чтобы очень четко выдерживать температуру обогреваемого объекта(на производстве)

В системах обогрева кровли и водостоков бывают терморгеуляторы, управляющие системами антиобледенения только по значениям температуры от датчика температуры, а бывают и термостаты-метеостанции, управляющие обогревом исходя из показаний температуры и наличия осадков.
к содержанию

Читать еще: Выполнение расчета стропил для крыши

Выбор кабеля для обогрева кровли

Использование резистивного кабеля привлекает низкими расценками на монтаж обогрева кровли и отсутствием стартовых токов. Кабель выполнен из одной или двух металлических жил, изоляционного слоя, стального или медного экрана.

При укладке одножильного кабеля требуется подведение греющего контура к начальной точке монтажа.

Резистивный термокабель характеризуется постоянной мощностью. Это негативно сказывается на работе системы – разные участки кровли испытывают различную потребность в нагреве. Постоянная теплоотдача термокабеля по всей его длине ведет к тому, что на каких-то участках может возникнуть перегрев кровли, а на других – не хватит тепла для того, чтобы растопить снег.

Помимо этого, расчет и монтаж обогрева кровли с применением резистивного кабеля затруднен – чтобы не снизить теплоотдачу контура, резать кабель нельзя. Особенно неудобно применять данный вид термокабеля на крышах сложных форм.

Зональный резистивный кабель более удобен в использовании. Его проводящие жилы запрессованы в изоляцию, поверх которой витками уложена нихромовая нить, выступающая в качестве нагревательного элемента. Через определенные интервалы нихромовая нить соединена с проводящими жилами, что создает зоны нагрева. От обычного резистивного кабеля зональный отличается:

повышенной надежностью греющего контура, так как повреждение выведет из строя только часть кабеля в пределах соответствующего интервала;
погонной мощностью, не зависящей от длины кабеля;
удобным монтажом.

При укладке обычного резистивного или зонального кабеля требуется избегать соприкосновения греющих нитей, чтобы избежать перегрева в месте контакта.

Саморегулируемый кабель снабжен полимерной матрицей, запрессованной между двумя токопроводящими жилами. Поверх изоляционного слоя имеется экран из стали или меди. Термокабель меняет сопротивление в зависимости от температуры конкретного участка крыши. Устройство обогрева кровли с использованием саморегулируемого кабеля имеет ряд преимуществ:

максимальная длина кабеля – 150 м, его можно резать при монтаже, использовать для кровель со сложной геометрией;
экономится электроэнергия при работе системы.

Принципы расчета

Расчет системы защиты кровли от обледенения рекомендуется выполнять на этапе проектирования крыши – это позволит зарезервировать необходимую электрическую мощность и осуществить монтаж при укладке кровли, снизив стоимость и трудоемкость работ.

Расчет обогрева кровли выполняется с учетом следующих факторов:

тип кровли;
уклон скатов;
климатические условия;
расположение скатов кровли относительно розы ветров;
материалы, их которых выполнена система водостока;
конструкция капельника и т.д.

Важно правильно определить необходимое количество ниток обогрева для различных участков кровли, подсчитать общую длину кабеля (с учетом укладки змейкой или параллельными нитями), вычислить требуемую мощность. Разрабатывается схема обогрева кровли, на основании которой ведутся необходимые вычисления.

Выполнение расчетов системы противообледенения рекомендуется доверить профессионалам.

В системе обогрева могут одновременно использоваться термокабели различных типов.

Укладка нагревающего кабеля

Обогрев кровли своими руками можно смонтировать, придерживаясь основных правил:

на карнизе скатной крыши кабель укладывается змейкой либо в две или три параллельные нитки;
для обогрева ендовы две или четыре нити должны заходить в нее снизу на 2/3 длины, крепление осуществляется к специально натянутому тросу или кровельному покрытию;
количество нитей нагрева в водостоке зависит от его размеров и материала изготовления;
при монтаже следует использовать пластмассовый или металлический штатный крепеж (клипсы), но в ряде случаев предпочтение отдается вариантам, не повреждающем целостность кровельного покрытия.

Обогрев мягкой кровли имеет свою специфику: данный материал чувствителен к повреждениям. Чтобы избежать разгерметизации кровельного покрытия, крепление термокабеля выполняется при помощи алюминиевой ленты на битумной основе. Сначала наклеивается один фрагмент ленты, затем укладывается кабель и фиксируется вторым фрагментом той же ленты.

Обогрев плоской кровли предусматривает обязательную укладку нагревающего кабеля в водосточные трубы, расположенные снаружи здания. Для внутренних водостоков достаточен обогрев 3-4 метров сверху, а также 1-2 метров вокруг водосливной воронки, то есть, выполняется монтаж кровельной воронки с электроподогревом.

Монтаж антиобледенительной системы на кровле любого типа начинается со сборки термокабеля. С помощью специальных зажимов он связывается в отдельные секции, готовые к укладке. Затем прокладываются нитки нагрева в соответствии со схемой – по карнизу, в лотки, ендовы и водосливы.

На следующем этапе устанавливается распределительная сеть от управляющего шкафа, который отвечает за контроль над всей системой и автоматическое управление. Распределительные коробки монтируются на некотором расстоянии от соединительных муфт, установленных для монтажа термокабеля.

Все точки расположения элементов системы определяются заранее.

На заключительном этапе подключается шкаф управления, и выполняются пуско-наладочные работы, в процессе которых определяется работоспособность всего оборудования.

Как сделать обогрев кровли

Обогрев крыши

Зима, кроме белого и пушистого снега, приносит с собой и проблему в виде сосулек, вырастающих на краях крыш и водостоках. С ними борются двумя основными способами – механическим и электрообогревом. У каждого из способов есть свои сторонники и противники.

Обогрев кровли и водостоков

Механический способ избавления от сосулек заключается в их сбивании. Главным плюсом этого метода является отсутствие необходимости финансовых вложений, разве что, кроме покупки лома или крепкой длинной палки. Но отбивание сосулек и наледи нужно проводить очень часто, особенно в период оттепелей. Совсем другое дело, устройство электрообогрева кровли и водостоков. Такая система может круглосуточно работать в автоматическом режиме, не давая проблеме сосулек возникнуть вовсе.

Читать еще: Какие бывают фракции песка?

Как сделать обогрев кровли

Если человек решил не рисковать ничьими жизнями и здоровьем – ни тех, кто сбивает сосульки, ни тех, на кого они могут упасть – то ему необходимо знать, как лучше сделать обогрев кровли. Прежде чем разбирать способы борьбы с обледенением, нужно понять причины и опасность его возникновения.

В зимний период наблюдаются большие колебания суточных температур. В дневное время, когда солнце нагревает кровлю, снег, лежащий на крыше, начинает подтаивать. Талая вода стекает по водостокам в трубы, которые не так сильно прогрелись. С заходом солнца температура начинает резко падать. Стекающая с крыши вода застывает, заполняя льдом водосточные трубы и желоба. Со временем вода не успевает уходить из желобов и начинает переливаться через край. Так происходит рост сосулек. Застывшая в трубах вода расширяется и может разорвать водосток. Если сосульки сбить можно, то удалить из водосточных труб лед весьма проблематично. В задачу кабеля входит создание таких условий, чтобы возможность образования сосулек не возникала. Если механическим способом борются со следствием, то электронагревательным способом борются с причиной обледенения. Поэтому этот метод более эффективен.

Оценим преимущества обогрева крыши. Его принцип заключается в том, что талая вода имеет возможность свободно уходить по подогретым желобам и водосточным трубам без опасности образования льда. Нагревательный кабель протягивается по всей водоотводящей системе. Дополнительно обогрев устраивается на примыкающих к водоотливам участках кровли и потенциально проблемных местах, например, ендовах.

Обогревать всю поверхность кровли нерентабельно и не имеет смысла. Главное, предусмотреть устройство снегозадержателей, чтобы избежать лавинообразного схода скопившейся снежной массы. В противном случае, сползающий снег может снести нагревательный кабель с крыши.

Правила монтажа обогрева

Наш менталитет сложился так, что каждый, кто однажды прилепил на кухне пару кафельных плиток, считает себя профессиональным строителем. Следуя этому ошибочному убеждению, человек пытается все работы по обустройству дома сделать самостоятельно, совершенно не считаясь с отсутствием у себя соответствующих профессиональных знаний и опыта. Это же касается и устройства обогрева кровли. Но такие работы должны выполняться профильными организациями. Задача собственника сводится к выбору типа термокабеля. На сегодняшний день в основном используется два вида нагревательных элементов:

резистентный кабель, с постоянными электрическими характеристиками
кабель с полимерной матрицей, изменяющей свои характеристики в зависимости от внешней температуры.

Каждый из них имеет свои особенности.

Резистентный кабель

Этот термокабель аналогичен тому, который используется в системе электрического «теплого пола». Состоит из одной или двух жил электрического нагревательного элемента, заключенного в изоляцию с экранирующей оплеткой.

Такой обогревательный кабель имеет постоянное сопротивление, и нагрев управляется внешним терморегулятором. Из плюсов можно отметить относительно невысокую стоимость и стабильность потребляемого тока. К минусам относится неэкономное расходование электроэнергии и критичное отношение к теплоизолирующим загрязнениям, например, опавшим листьям. В местах плохого отвода тепла и перехлестах кабеля возможно перегорание нагревательного элемента.

Кабель с полимерной матрицей

Более совершенная конструкция нагревательного кабеля, состоящая из двух металлических жил, соединенных полимерной матрицей. Снаружи кабель защищен несколькими слоями изоляции с металлической оплеткой. Степень нагрева регулируется изменением проводимости полимерной матрицы от внешней температуры.

За счет этого кабель греется зонально, и потребляет ровно столько электроэнергии, сколько требуется по погодным условиям. В местах с затрудненной теплоотдачей или перехлестом кабелей нагревательный элемент будет слабее нагреваться, не влияя на работу других участков. Главным плюсом кабеля с полимерной матрицей является рациональное расходование электроэнергии, что в процессе эксплуатации компенсирует его более высокую стоимость. Из минусов можно отметить высокий пусковой ток.

При подготовке к установке обогрева крыши:

рассчитывается длина отдельных термокабелей и их количество
определяются места установок распаечных коробок и щита управления
составляется план размещения нагревательных элементов по кровле, водоотводящим желобам и водосточным трубам
подготавливается необходимое количество крепежных элементов
осуществляется очистка монтажной поверхности.

Для оптимизации расхода электроэнергии, когда нет возможности использовать только саморегулирующийся кабель, делают комбинированную систему обогрева. В желоба укладывается резистентный кабель, а по водосточным трубам пропускается термокабель с полимерной матрицей. Дополнительно устанавливаются термодатчики, датчики воды и осадков, соединенные с пультом управления.

После монтажа всех нагревательных элементов и прокладки силовых и сигнальных кабелей, выполняется подключение шкафа с аппаратурой. Система заземляется и замеряется сопротивление на нагревательных элементах термокабелей. Проводится тестирование в заданных режимах и на аварийное отключение. После этого заполняется рабочая документация и система обогрева крыши сдается в эксплуатацию. При выполнении всех этих работ специализированной организацией собственник получает гарантии от подрядчика и сервисное обслуживание. Но, самое главное, безопасное пространство вокруг дома, где нет угрозы образования и падения сосулек.