Для чего нужна система антиобледенения крыш?

Большая часть территории России расположена в местности с холодным и умеренным климатом, поэтому снег или наледь, появляющаяся на поверхности крыш в зимний период становятся проблемой для каждого домовладельца. Снеговая масса, сосульки и ледяная корка увеличивают нагрузку на стропильный каркас, в процессе снеготаяния наносят вред кровельному покрытию, вызывая опасность при падении. Решить все эти задачи сразу, можно регулярно очищая кровлю от снега вручную, что нелегко сделать в сильные снегопады. Более простой, но менее трудозатратный выход – современная антиобледенительная система кровли, установка которой не потребует больших вложений, но окупится уже за 1-2 сезона эксплуатации.

Что такое система антиобледенения?

Система антиобледенения – комплекс устройств и приспособлений, который устанавливается на поверхности крыш и элементах водостока с целью предотвращения образования сосулек, ледяной корки или обледенения желобов. Антиобледенительные устройства имеют достаточно простой принцип работы, посредством нагревательного кабеля, пущенного вдоль ската и водосточных желобов, они нагревают поверхность крыш, стимулируя процесс снеготаяния. Система антиобледенения выполняет следующие функции:

• Предотвращение появление сосулек. Сосульки на свесах крыш образуются при резкой смены погоды от оттепели к заморозкам. Термокабель же при понижении температуры не дает воде застывать, нагревая ее и сохраняя в жидком состоянии, чтобы она покидала поверхность крыши по водосточной системе.
• Предотвращение накапливания снежной шапки на поверхности кровли. Зимой на крыше, уклон которой меньше 45 градусов, накапливается достаточно большое количество снега, из-за чего нагрузка на стропильный каркас возрастает. Благодаря устройствам принудительного снеготаяния, состоящих из нагревательных кабелей, снег постепенно подтапливается, поэтому необходимость очищать крышу от наносов появляется редко.

Обратите внимание! Хотя опытные мастера утверждают, что систему принудительного снеготаяния нужно устанавливать на крыши с любым типом покрытия, особенно страдают от образования ледяной корки и сосулек металлические кровли и водосточные элементы, так как металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности.

Воздействие наледи на кровельный материал и крышу

Если уклон крыши меньше 45 градусов, то в зимний период на ней образуется снежная шапка, вес может достигать до 100 кг/м2. Наибольшая снеговая нагрузка приходится на конструкции с углом наклона скатов, равным 30 градусов. Чтобы стропила не деформировались под весом снега, необходимо постоянно выполнять расчистку крыш от снега и сосулек. Без системы антиобледенения накопление снежных масс приводит к следующим негативным последствиям:

1. Повреждение кровельного материала. Во время процесса снеготаяния ледяная корка, образующаяся из-за подтопления снега теплом, выходящим из отапливаемого дома через поверхности кровли, царапает кровельный материал. Впоследствии царапины становятся очагами распространения коррозии.
2. Деформация водосточной системы. Если после оттепели во время активного снеготаяния приходят заморозки, вода, собирающаяся в водосточные желоба крыш, замерзает, приводя к разрывам и деформации элементов водосточной системы.
3. Стихийный сход снега или обрушение сосулек. Без антиобледенительной системы сход снега и сброс сосулек может происходить стихийно с опасностью для проходящих мимо людей.

Важно! Расчет необходимой длины теплового кабеля выполняется, исходя из площади ската, используемого кровельного материала и климатических условий в регионе строительства.

Комплектующие системы

Система антиобледенения относится к сложному электрическому оборудованию, поэтому ее расчет, установку и подключение должны выполнять профессиональные мастера. Так как нагревательные кабели на кровле находятся в постоянном контакте с водой, во избежание коротких замыканий он должен иметь надежную изоляцию и гидрозащиту. В стандартный комплект установки входит:

• Модуль управления. Это «мозги» устройства, которые отвечают за включение и выключение системы принудительного снеготаяния, регулировки температуры.
• Нагревательные кабели. Термокабели укладывается петлями или зигзагом вдоль свесов, ендов и водосточных желобов там, где активнее всего скапливается снег на поверхности крыш.
• Силовые кабели. Силовые кабели отвечают за подвод к нагревающим кабелям электроэнергии, от которой питается система.
• Распределительные коробки.
• Крепежные элементы. С помощью крепежных элементов выполняется фиксация термокабеля на поверхности кровли.

Учтите, что для оборудования системы антиобледенения используют резистивный или саморегулирующийся кабель. Саморегулирующийся кабель снабжается пластиковой матрицей, выделяющей тепло и реагирующей на температуру окружающей среды. Чем теплее на улице, тем меньше он нагревается, а, следовательно, меньше потребляет электроэнергии.

Виды управления

Опытные мастера утверждают, что установка системы принудительного снеготаяния быстро окупается и экономит значительные суммы уже после 1-2 лет эксплуатации. Стоимость комплекта зависит в первую очередь от типа кабеля, так как устройства с резистивными термокабелями обходятся значительно дешевле. Размер экономии также зависит от вида управления системой:

1. Ручное управление стоит дешевле автоматического, но его недостаток – невозможность быстро реагировать на изменение температуры окружающей среды. То есть при использовании ручного управления часть тепла и электроэнергии всегда тратится впустую.
2. Автоматическое управление сразу реагирует на изменения температуры окружающей среды. Оно снабжается датчиками, которые фиксируют температуру поверхности крыши, наличие воды и снега, а модуль управления, исходя из этих данных, регулирует температуру кабеля, чтобы минимизировать затраты на электроэнергию.

Опытные мастера советуют для обогрева водостоков крыш применять саморегулирующиеся кабели, так как они не нуждаются в обогреве постоянно. Затененные участки кровли лучше обогревать более дешевыми резистивными нагревательными элементами.

Особенности выбора и монтажа системы анти обледенения кровли и водостоков для дома

Обрушение снега и льда с крыш каждый год становится причиной травм тысяч людей. Борьба с обледенением поверхности кровли ведется веками, испробованы самые разные методы. Очевидно, что проблему проще предотвратить, чем решить. Современная система анти обледенения кровли и водостоков – единственный способ избежать естественного образования опасных сосулек и ледяных глыб. Она не позволяет образовываться льду, а значит, и бороться будет не с чем.

Содержание

Причины и предпосылки образования сосулек ↑

Чтобы понять, как бороться с обледенением кровли, нужно понять причины образования льда на крыше.

По строительной терминологии все крыши делятся на холодные и теплые. У холодной кровли температура поверхности практически не отличается от температуры окружающей среды. Это достигается либо наличием неотапливаемого продуваемого чердака, либо очень хорошим утеплением.
У теплой крыши температура поверхности в холодное время выше уличной, поскольку тепло из отапливаемого дома пробивает теплоизоляционный слой (если он вообще есть). Современные утеплители не дают стопроцентной отсечки тепла, поэтому любая кровля с жилым подкровельным пространством является теплой.

Физика процесса состоит в следующем:

1. При температуре от 0 до -10 градусов на теплую кровлю падает снег.
2. Снег тает, и вода стекает по скату вниз.
3. Любая конфигурация имеет так называемые свесы – часть кровли, выступающая за стену дома наружу. Свесы предохраняют стену дома от дождя, ширина их обычно от 40 до 100 сантиметров.
4. Вода с теплой кровли попадает на холодный свес и замерзает. Так образуются сосульки.
5. Когда масса льда превышает критическую, ледяная глыба внезапно обрушивается на головы прохожих.

Если крыша оборудована водосточной системой, то вода замерзает в желобах и водосточных трубах. Тогда возможно обрушение льда вместе с водостоками.

Для борьбы с обледенением крыш есть разные способы:

• Механический – с помощью лопаты, скребка и лома рабочие очищают крышу ото льда и снега. В большинстве случаев ведет к повреждению кровельного покрытия. К сожалению, в наших городах сейчас это основной способ для многоквартирных домов.
• Химический – крыша покрывается специальной эмульсией, не дающей воде замерзать. Способ дорогой и применяется редко.
• Установка системы антиобледенениякрыши – чаще всего используется в частных домах и офисах богатых организаций.

Как правило, в системах используют греющий кабель, но в нашей стране есть и другие интересные разработки.

Электроимпульсная система анти обледенения ↑

Система была разработана еще в 60-е годы прошлого века. Первоначально применялась она в авиации для борьбы с обледенением крыльев. Изобретена электроимпульсная система в Советском Союзе, автор – студент Московского авиационного института И.А. Левин. Со второй половины 80-х годов технологии стали применяться на крышах домов.
Основа этой системы – электромагнитные катушки без сердечника (индукторы), закрепленные с небольшим зазором под свесами кровли. При подаче на них короткого электрического импульса возникают кольцевые токи, и материал кровли испытывает импульсную деформацию (удар). Наледь на кровле разрушается и в виде ледяной крошки ссыпается вниз. Сила удара рассчитывается так, чтобы не повредить кровельное покрытие.

Достоинства электроимпульсной системы анти обледенения:

• высокая степень очистки;
• малое энергопотребление (2-3 импульса в сутки);
• надежность и простота обслуживания.

• высокая стоимость;
• необходимость монтажа под кровельным покрытием;
• невозможность установки в водосточных трубах;
• применение только на жестких кровлях (металлочерепица, профлист и т.д.)

Высокая стоимость и ограничения по использованию электроимпульсной системы обусловили ее редкое применение. Кроме того, о существовании такой технологии вообще мало кто знает.

Кабельные системы против обледенения кровли ↑

Наибольшее распространение получили системы на основе греющего кабеля. Принцип работы таких приспособлений очень прост – кабель, проложенный вдоль свесов кровли и водостоков, нагревается и не дает замерзать воде до ее стекания на землю (в каналы водоотведения). Существуют системы аниобледенения на основе резистивного и саморегулирующегося кабеля.

Системы с одножильным резистивным кабелем ↑

В резистивном кабеле нагревание происходит за счет проводника с высоким активным сопротивлением. При прохождении электрического тока такой проводник выделяет тепло по всей длине, причем, чем выше сопротивление, тем больше выделяется тепла.
Выделяют три вида резистивного кабеля:

• одножильный;
• двужильный;
• секционный (зональный).

В таком кабеле одна нагревательная жила заключена в изоляцию, сверху идет экран (медная оплетка или тонкая фольга), и затем – защитная оболочка. Экран – компонент обязательный, поскольку он подавляет электромагнитные помехи и, главное, выполняет функцию заземления. В случае пробоя изоляции человек будет защищен от поражения электрическим током.
Одножильный кабель – самый недорогой из резистивных. Его существенным отличием является необходимость укладки таким образом, чтобы начало и конец сходились в одну точку.

Особенности технологии с двужильным кабелем ↑

В двужильном кабеле в изоляции проложено два проводника, либо оба греющих, либо один с низким сопротивлением – питающий, его еще называют возвратным. В конце кабеля смонтирована специальная муфта, соединяющая обе жилы.
Двужильный кабель дороже одножильного, но зато заканчиваться при прокладке он может где угодно. Кроме того, поскольку токи в жилах текут во встречном направлении, уровень электромагнитного излучения намного ниже.

Существенным недостатком резистивных кабелей является невозможность отрезать от бухты кусок нужной длины. Дело в том, что количество тепла, выделяемого каждым метром, зависит от сопротивления всего кабеля и должно находиться в пределах 10-20 Вт. Если уменьшить длину вдвое, то и сопротивление упадет в два раза, соответственно вдвое вырастет выделение тепла на каждом участке, что может привести к перегоранию. Этот параметр учитывается изготовителем, и такой кабель продается готовыми кусками разной длины.

Секционный кабель в системах обогрева крыши ↑

Это следующий шаг в развитии резистивных кабелей. Он представляет собой два проводника низкого сопротивления, заключенных в изолирующую оболочку. Поверх оболочки наматывается проволока с высоким сопротивлением (как правило, из нихрома). Эта проволока через равные промежутки (обычно через метр) поочередно подключается то к одному, то к другому проводнику.
Получается ряд параллельно включенных греющих секций, при этом мощность каждой не зависит от количества соседних секций. Это позволяет отрезать куски необходимой длины непосредственно в процессе монтажа. Кроме того, при выходе из строя одной секции (обрыв проволоки) остальные будут продолжать работу.
Главным недостатком секционного кабеля является его более высокая стоимость по сравнению с остальными резистивными.

Управление работой резистивной системы теплой кровли ↑

Резистивная система может находиться в двух состояниях:

• включено, при этом она постоянно выделяет тепло и, соответственно, потребляет электрическую энергию;
• выключено, при этом сосульки растут, невзирая на наличие греющего кабеля.

Понятно, что систему анти обледенения кровли и водостоков нужно включать при опасности образования наледи и выключать в сухую теплую или наоборот, морозную погоду.

Самый простой вариант – включать и выключать обогрев вручную, по желанию владельца. Но это не всегда возможно, особенно при дачном варианте, когда хозяева бывают наездами. Для управления системой в автоматическом режиме предназначены такие устройства, как терморегулятор и метеостанция.

• Терморегулятор измеряет наружную температуру и включает систему в заданном диапазоне ее значений. Обычно система обогрева включается при -8 градусах и выключается при +3, но в большинстве приборов этот диапазон можно изменить.
• Метеостанция – более сложное, но и более дорогое изделие. Метеостанция учитывает,помимо температуры, влажность окружающей среды. Кроме того, может быть установлен датчик, определяющий наличие снега на крыше. В данном случае процесс управления полностью автоматизирован.

Достоинства и недостатки резистивных нагревательных кабелей ↑

К достоинствам этой технологии обогрева поверхности кровли можно отнести:

• относительно невысокую стоимость;
• простоту монтажа;
• отсутствие высоких пусковых токов.

Недостатки, конечно, тоже присутствуют, это:

• высокое энергопотребление, а следовательно – ощутимые расходы на борьбу с сосульками;
• кабель греет постоянно и равномерно по всей длине, независимо от наличия снега и льда на отдельных участках;
• возможность перегорания при перехлесте;
• необходимость применения специальных устройств для автоматизации работы.

Системы с саморегулирующимся кабелем ↑

Саморегулирующийся греющий кабель можно назвать умным– это продукт высоких технологий. По своему строению он похож на обычный двужильный кабель плоского сечения с двумя медными проводниками. Суть заключается в материале, проложенном между жилами – так называемой полимерной матрице.
Полимерная греющая матрица по виду напоминает плотный полиэтилен, но на деле представляет собой полупроводник, который меняет свои свойства в зависимости от температуры. Чем ниже температура, тем больше в теле матрицы возникает токопроводящих путей. При протекании тока по этим путям выделяется тепло. Чем больше токопроводящих путей, тем сильнее матрица нагревается.

Представим кабель, проложенный по сложной крыше. В одном месте намело снега, в другом чисто. Отрезок, лежащий под снегом, автоматически будет греться до тех пор, пока снег не стает, причем остальной кабель выделять тепло не будет.
Такая система анти обледенения кровли не требует автоматики и не боится перехлестов. За счет работы участками и только при необходимости значительно экономится электроэнергия. Этот кабель можно резать кусками любой длины.

Но, как и всё в этом мире, саморегулирующийся кабель имеет ряд недостатков:

• ограниченный срок службы матрицы;
• высокие пусковые токи;
• главный недостаток – высокая цена, что делает сомнительной выгоду от экономии электроэнергии.

Монтаж кабельной греющей системы ↑

Для монтажа греющего кабеля в желобах водосточных систем используют монтажную ленту. На кровле ленту дополнительно фиксируют герметиком. В трубах также используют ленту или термоусадочные трубки. В воронах ленту закрепляют при помощи специальных заклепок.

Работы проводят в три основных этапа:

1. Установка греющего кабеля на поверхности кровли и в водостоках.
2. Монтаж датчиков температуры и автоматики.
3. Тестирование и отладка всей системы против обледенения.

Каждая кровля индивидуальна и для каждой требуется свой расчет укладки кабеля. Существуют общие правила:

• Греется не вся кровля, а только свесы, ендовы и водосливная система.
• По кровле кабель укладывается змейкой с шагом 20–60 см и на ширину свеса.
• Для теплой кровли обычно берут мощность от 70 Вт на квадратный метр.
• По водосточной системе кабель вытягивают в одну – две нитки.
• В желоба устанавливают одну или две нити.
• На линии схода воды с капельника рекомендуется использовать две нити.

Следует заметить, что система антиобледенения кровли и водостоков – довольно сложная инженерная конструкция, и ее расчет и монтаж лучше всего доверить профессионалам. Только так можно гарантировать обезопасить и экономичность всех элементов.

Видео: монтаж системы антиобледенения ↑