Для чего нужно обогревать кровлю и как это правильно делать

Средства для обогрева водостока и кровельного свеса

Для предотвращения образования наледей в настоящее время используются различные системы обогрева водостоков и кровли, но в основе практически каждой из них лежит применение специального греющего кабеля и средств автоматики.

Рассмотрим подробнее, какие виды греющего кабеля и регулирующего оборудования существуют, какие из них будут предпочтительнее для выбора.

Какой греющий кабель выбрать

Существует два основных типа греющих кабелей для кровли и водостоков:

Резистивный кабель. На практике представляет собой обычный кабель, состоящий из металлической жилы и изоляции. Резистивный кабель обладает постоянным сопротивлением, постоянной температурой нагрева при эксплуатации и неизменной мощностью. Нагрев кабеля происходит от подключенной к электричеству замкнутой цепи. 

Конструкция (схема) резистивного греющего кабеля

Саморегулирующийся кабель для обогрева водостоков и кровельных свесов более технологичен. Он состоит из греющего саморегулирующегося элемента (матрицы), реагирующего на температуру окружающей среды (водосточной трубы) и меняющего в зависимости от этого свое сопротивление и, соответственно, степень нагрева, а также изоляционной оболочки, оплетки и наружной оболочки.

Каждый из видов греющих кабелей способен обеспечить одинаково эффективный обогрев крыши и водостоков. Однако каждый из них обладает свойственными только ему преимуществами. Так, главным достоинством резистивного кабеля является его намного более низкая цена в сравнении с саморегулирующимся. При этом второй вид более эффективен в плане потребления электроэнергии и неприхотлив к условиям прокладки.

При повышении температуры на улице в матрице кабеля понижается количество проводящих ток путей, благодаря чему мощность и количество потребляемой электроэнергии падает. Температура саморегулирующего кабеля также снижается. Все это позволяет избежать необходимости в использовании датчика температуры, автоматически регулирующего работу кабеля.

Совет от профессионала: Наиболее эффективной по соотношению стоимости и качества принято считать комбинированную систему греющих кабелей. Обычно в кровельной части системы используют недорогие резистивные кабеля, тогда как обогрев водостоков и желобов обеспечивается саморегулирующимися кабелями.

Конструкция (схема) саморегулирующегося греющего кабеля Devi

Что касается расчета энергопотребления и выбора мощности греющих кабелей, то здесь нормой для изделий резистивного типа является кабель мощностью в пределах 18-22 Вт на погонный метр, для саморегулирующихся – 15-30 Вт на метр. Однако следует учесть, что в случае наличия водосточной системы из полимерных материалов мощность кабеля не должна превышать 17 Вт на метр погонный, иначе есть риск повреждения водостока вследствие чрезмерно высокой температуры нагрева.

Состав системы обогрева водостока и кровли

Помимо, собственно, греющих кабелей, системы обогрева также состоят из следующих основных компонентов:

• Крепежных элементов.
• Щита управления, обычно состоящего из:

1. входного трехфазного защитного автомата;
2. устройства защитного отключения, как правило, 30мА чувствительностью;
3. четырехполюсного контактора;
4. однополюсных автоматов защиты на каждую фазу;
5. автомата защиты цепи управления термостата;
6. сигнальной лампы.

Компонентов распределительной сети:

1. силовых кабелей, служащих для питания греющих кабелей;
2. сигнальных кабелей, соединяющих датчики термостатов с блоком управления;
3. монтажных коробок;
4. муфт, обеспечивающих герметичность соединений и законцовок всех типов кабелей.

Схема подключения греющего кабеля

Терморегулятора. Регулировка работы кабельной системы обогрева может осуществляться при помощи устройств двух типов:

1. Собственно, терморегулятора. Данный прибор призван включать в работу систему обогрева в заданном диапазоне температур. Обычно рабочий диапазон устанавливается в пределах -8..+3 градуса.
2. Метеостанции. Помимо определенного диапазона температур, метеостанция способна осуществлять контроль наличия осадков и их таяния на крыше. В состав станции входит не только температурный сенсор, но и датчик влажности, а некоторые метеостанции оснащены одновременно и сенсором осадков, и сенсором таяния (влажности).

При использовании в кабельной системе обычного терморегулятора, пользователю потребуется самостоятельно включать систему в работу при наличии осадков и выключать при их отсутствии. Метеостанция же позволяет полностью автоматизировать процесс работы системы и даже запрограммировать задержки ее отключения по времени. В прочем, по стоимости обычные терморегуляторы существенно более выгодны.

Проектирование и расчёт системы антиобледенения

Разработать систему обогрева крыши — задача далеко не самая простая, тем более что в каждом конкретном случае подход требуется индивидуальный. Заниматься проектированием должны специалисты. Но с общими положениями расчёта будущему владельцу ознакомиться всё-таки следует. Хотя бы для того, чтобы не стать жертвой недобросовестного поставщика, пытающегося продать неоправданно дорогую систему.

Итак, в общем случае делают примерно следующее:

Разрабатывают схему укладки греющего кабеля. Если крыша «холодная» (то есть хорошо утеплена) и пологая, можно ограничиться подогревом водосточной системы. На «тёплой» крыше обогреву подлежит ещё и край кровли, граница которого определяется следующим образом: вверх по скату откладывают 30 см от линии пересечения плоскостей наружной стены и ската. На крышах со значительным уклоном ввиду высокой вероятности обрушения снежной массы эту границу нужно отнести ещё выше на 15–20 см. Если крыша плоская, то кабель укладывают вдоль периметра и у сливных воронок.

При большом угле наклона скатов предусматривают также укладку греющего кабеля зигзагом между кромкой кровли и снегозадержателем, который на такой крыше должен устанавливаться в обязательном порядке (ввиду высокой вероятности соскальзывания снежной массы)

Особое внимание следует обратить на места, где стыкуются две части ската с разным уклоном — это долины (сточные грани) на плоских кровлях и ендовы на двускатных. То же можно сказать и про то место, где крыша примыкает к стене

Здесь наледи образуются особенно часто. Кабель нужно укладывать в виде вытянутой петли на 2/3 высоты ендовы или долины. В случае примыкания крыши к стене кабель нужно укладывать в 5 – 8 см от последней, при этом расстояние между нитками вытянутой петли должно составлять 10 – 15 см.

Если крыша водостоком не оборудована, кабель на её кромке располагают по схеме «капающая петля» (при большом уклоне) или «капающая грань» (при малом уклоне). Идея состоит в следующем: петлю подвешивают так, чтобы вода с неё капала прямо на землю. Для укладки по схеме «капающая петля» кабель должен иметь припуск 5 – 8 см.

Вдоль жёлоба шириной до 15 см укладывают одну линию кабеля. Лежащий в жёлобе кабель должен быть заведён «капающей петлёй» длиной 30 – 40 см в воронку водосточной трубы. Так же поступают и при монтаже системы на плоской кровле.
В водосточную трубу также запускают одну или две нитки в зависимости от её диаметра. В нижней части водосточной трубы число витков следует увеличить, поскольку она является более холодной, чем верхняя. На кровле кабель укладывается зигзагообразно. Шаг зигзага определяется так: для мягкой кровли из расчёта необходимой удельной мощности (Вт/кв. м), для жёсткой — в соответствии с рисунком кровельного покрытия.

Если средств на закупку саморегулирующегося кабеля в нужном количестве недостаточно, можно применить его только в части системы. Наиболее уместным можно считать использование такого кабеля для обогрева водостока, кровельную же часть можно оснастить дешёвым нерегулируемым кабелем.
Далее выбирают местоположение монтажных (соединительных) коробок, так чтобы они были доступны для технического обслуживания. Чаще всего их располагают на кровле рядом с греющим кабелем. Этот элемент можно закрепить где-нибудь под козырьком или на ограждении (на парапете). При наличии чердака можно поместить коробки туда.

Определяют необходимую погонную и общую мощности.

Ориентировочная мощность обогрева для различных элементов кровли составляет:

• для жёлоба шириной до 150 мм: на «холодной» крыше — 30 – 60 Вт/м, на «тёплой» — 100 Вт/м;
• для жёлоба шириной свыше 150 мм: 200 Вт/кв. м;
• на кровле (карнизный свес): на «холодной» крыше — до 150 Вт/кв. м, на «тёплой» — 200 – 250 Вт/кв. м;
• в ендовах: 250 – 300 Вт/кв. м;
• на плоских кровлях вокруг сливных лотков, расположенных в зоне примыкания к парапету: 40 – 80 Вт/кв. м.

Если водосточная система собрана из пластмассовых деталей, обогревающие её кабели могут иметь суммарную погонную мощность не более 17 Вт/м. Для крыш с мягким кровельным покрытием максимально допустимая погонная мощность составляет 20 Вт/м.

Далее подсчитывают общую длину греющего кабеля и определяют количество цепей с учётом того, что длина одной цепи не может превышать 120 – 150 м (зависит от марки кабеля). Каждая цепь должна подключаться через отдельное УЗО.

В последнюю очередь проектируют щит управления с учётом количества цепей и потребляемой ими электрической мощности

Необходимость монтажа системы обогрева водостоков и кровли

Когда погода неустойчива, накопившиеся массы снега на крыше днём начинают подтаивать, а ночью происходит обратная метаморфоза с образованием льда, который сама по себе будет способствовать постепенному разрушению кровли и всех её конструктивных элементов, включая водостоки.

Не меньше вреда могут причинить свисающие с кромок дома сосульки – падая, они наносят вред придомовой инфраструктуре и фасаду, не говоря об опасности для проходящих внизу людей.

Система обогрева водостоков и кромки крыши предназначена для отвода талой воды естественным способом – это её единственное предназначение. Многие полагают, что для этого достаточно обогревать только края крыши. Это ошибочное мнение – замерзание воды в водостоках приводит к образованию ледяных пробок, что грозит их быстрым разрушением со всеми вытекающими последствиями.

Типовая система обогрева представляет собой термокабель, который монтируется по периметру карнизов, захватывая воронки и водостоки. Желательно также защищать от обмерзания ендова как одни из наиболее уязвимых элементов кровли, водосборники и по мере необходимости дренажные каналы.

Главное – избежать ошибок!

А теперь давайте разберем все самые досадные ошибки монтажа нагревательного кабеля, которые легко могут привести к проблемам.

Если крепить кабель небрежно, его легко можно переломать в нескольких местах. Из-за этого в итоге оказывается разрушена вся система обогрева.

Если кабель подвижен из-за того, что прикреплен только на монтажную ленту – такой не продержится и двух лет. А все потому, что на него будет постоянно оказываться механическое воздействие снегом и льдом.

Нагревательный кабель для крыш нельзя крепить лентой, которую используют для монтажа теплых полов. Используемые зажимы совершенно не подходят для крепления кабеля, и легко разгибаются под давлением съезжающего снега. Почему тогда зажимы применяют для полов? Это – временная мера, и их функция заканчивается тогда, когда пола заливают цементной стяжкой.

Не подходит также для этой цели и специальный пластиковый крепеж для кабелей, если он монтируется на щелчок. За несколько лет такое крепление рассыплется от хрупкости из-за ультрафиолетовых лучей. И уж тем более нельзя крепить белые пластиковые стяжки – только черные, и только от хорошего производителя. Обычные стяжки не для кровли стоят, конечно, дешевле, и визуально держат кабель не хуже, но больше одной зимы они не проживут.

Любое отверстие в кровли, даже хорошо заделанное герметиком, с годами начинает протекать. А потому абсолютно неправильно стремиться к тому, чтобы закрепить кабель как можно крепче.

Если на кончик нагревательного кабеля установлена термоусадочная трубка и обжата пассатижами, то при разогреве провода будет потеряна герметичность. Представляете себе последствия?

Нагревательный кабель, конечно, можно спустить в водосточную трубу и без троса, но тепловые расширения и тяжесть льда сделают свое дело – система оборвется.

Силовые кабеля, не предназначенные для укладки именно не кровле, использовать нельзя: система будет постоянно отключаться, и не исключено поражение током тех, кто к ней прикоснется.

Не нужно также класть кабель там, где в нем нет необходимости – на ограждении кровли, например. Это просто лишний расход энергии, и не больше.

Вот и все сложности!

Нужен и выгоден ли такой обогрев улицы

Кто-то сразу возразит, что такой обогрев это не дешевое мероприятие и лучше пару раз в неделю помахать лопатой, чем так заморачиваться с этим гололедом.

Безусловно, крупные торговые сети и магазины, которые дорожат своей репутацией и клиентами, уже давно перешли на такой вид уличного обогрева и могут себе это позволить.

Они заранее, еще на стадии строительства закладывают обогрев дорожек, стоянок и подъездных путей к своим торговым точкам и офисам.

На Западе уже давным давно поняли, что это обходится гораздо дешевле, чем все судебные издержки от травмированных покупателей, случайно навернувшихся с полными пакетами товаров.

А что дают эти системы снеготаяния и антиобледенения в домашних условиях?

во-первых, чистую и сухую поверхность мест вашего передвижения весь зимний период

Для кого-то может и не проблема выйти с лопатой и убрать весь снег после снегопада, а если это дом ваших родителей? Да и вам самим когда-то стукнет 70+.

Не будете же вы каждый раз нанимать дворников.

более долгий срок службы плитки, асфальта и другого покрытия

Теперь то вам не придется долбить ломиком, стараясь сковырнуть очередную корочку льда. А еще этот лед попадает в швы, постепенно расширяясь и портя изначальную мозаику и аккуратный рисунок дорожек.

Кроме того, асфальт и грубая плитка может это и вытерпят, а если у вас мраморные ступеньки?

ну и самое главное – отсутствие переломов, вывихов и других травм, сопутствующих гололедице

Поэтому, если хотите комфортного и безопасного проживания в своем доме в течение всей вашей жизни, рано или поздно вы все равно придете к осознанному решению, сделать такое антиобледенение на своем участке.

Выбор кабеля и расчет мощности

Подходящая мощность кабеля для антиобледенительной системы должна составлять 20Вт/м

Чтобы рассчитать общий показатель мощности, необходимо:

• вымерять длины всех желобов и свести данные в общую сумму,
• увеличить это число вдвое, получив длину провода, который будет располагаться по периметру крыши,
• прибавить к этому числу суммарную длину водосточных труб,
• умножить суммы на 25.

Это и будет мощностный показатель для кабельной системы в ваттах. Если кабель будет пролегать еще где-то, эти отрезки также следует учитывать при расчете.

Нагревательный одножильный кабель Nexans TXLP/1- 28 ВТ/М 2240 ВТ

В антиобледенительных системах используются резистивные провода с одной или двумя жилами. Первый вариант дешевле, но малофункционален. Ток идет только по одной «струне» из металла, что приводит к необходимости подключения кабеля с обоих концов. Они должны сводиться к управляющему блоку, что не всегда удобно. Разделять на отрезки провод нельзя. Двужильный вариант за счет пары металлических проволок внутри оболочки реально подсоединять к блоку одним концом. Второй, остающийся на кровле, закрывается герметичной муфтой. Такой нагревательный элемент стоит дороже, но установка его намного проще, особенно если крыша сложной конфигурации.

Нагревательные жилы резистивного кабеля защищены изоляцией, сверху на нем есть медная оплетка, окутанная специальной оболочкой. Эта многослойная конструкция спасает от перегревания и замерзания, влаги, повреждений. Для жестких кровельных стройматериалов: профнастила, шифера, черепицы, – можно использовать жилы в любой оболочке. Обогрев мягкой кровли производят кабелем с фторполимерной оплеткой.

При монтаже резистивного кабеля надо учитывать, что его нельзя сильно гнуть, иначе жилка внутри переломится. Дистанция между витками должна быть 40−60 мм.

Внутри подобного провода – медные жилы, регулирующая теплоотдачу матрица, защитная оболочка и оплетка, а сверху все это покрыто еще одной общей оболочкой. Однако есть сложности с расчетом мощности, поэтому проектирование и установку стоит доверить специалисту.

Обустройство электрического подогрева кровли и водостоков

Прогревание карнизов змейкой – самое простое из всех существующих решений на настоящий момент. 6-8 метров кабеля устанавливаются на каждый квадратный метр кровли. На этот же квадрат мощность должна доходить до 180 ВТ/метр.

Некоторые современные фирмы разрабатывают более продвинутое решение – листы меди или стали монтируются под кабель. Но такие варианты обустройства нельзя назвать особенно эффективными.

Пожаробезопасность у таких систем тоже выше по сравнению с существующими аналогами, которыми оборудуется вентиляция и другие детали.

Как работает?

Система обогрева данного вида включает следующие элементы:

• Электрораспределительная сеть.
• Дополнительные крепёжные элементы.
• Автоматика.
• Нагревательные кабели.

В нагревающем кабеле центральной деталью становится матрица. У разных производителей её срок службы разный. Вентшахта в зависимости от этого работает по-разному.

Как подобрать оборудование?

Предполагается, что датчики располагаются в самых критически важных местах. Они должны автоматически отслеживать температуру и работать, когда появляется опасность появления наледи. Отслеживается не только температура, но и влажность. Автоматическая система дороже обычных нагревательных кабелей, но зато она способствует большей экономии по энергии.

Для него не нужно сложной автоматики, достаточно установить систему на необходимый диапазон температур.

Может быть интересно

Иногда случается так, что две системы комбинируют на одной и той же территории, чтобы получить подходящий результат.

Есть ещё пример компаний, выпускающих саморегулирующие кабели:

• Теплолюкс.
• Nelson.

Резистивные кабели тоже предлагают достаточное количество фирм:

• Эксон.
• ENSTO.
• Теплолюкс.
• Tash.

Чем сложнее крыша – тем более сложное и разветвлённое оборудование ей требуется. Выбирать деревянный дом рекомендуется с предварительным учётом этих факторов.

Монтаж

Лучше приобретать такие системы в тёплое время года. Плоская кровля с парапетами и внутренними воронками – самый простой вариант для монтажа.

Только во всех наружных трубах устанавливают кабель. При наличии перелива из разных уровней кровли обогревается и сам перелив, и место, где проходит вероятный путь талой воды к ближайшему приёмнику. Мансардный ливнесток требует отдельного внимания.

Во всех желобах и водосточных трубах укладывают кабель в случае со скатной кровлей. Ендова и другие сложные крыши относятся к элементам, где можно установить дополнительные детали.

При отсутствии водосточной трубы и желоба по краю под крышей просто подвешивают одну нитку кабеля. По сравнению со встроенными меньше приходится обогревать навесные водосточные желоба. Такой момент надо учитывать, когда дом только проектируется.

Как выбрать качественные комплектующие?

Качество нагревательных кабелей легко увидеть по двум основным факторам. Среди них:

• Мощность в покое, которую измеряют при температуре в 0 градусов.
• Рабочая мощность. Измеряется во льду, но тоже при температуре до 0 градусов.

Производители стараются указывать характеристики на упаковке и в маркировке.

Из-за этого сама нагревательная система хуже справляется с первоначальными задачами. Самые дорогие изделия не меняют показателей на протяжении 10 лет и больше. Металлочерепица предполагает, что нагревательный элемент будет только самым качественным.

Но такие тонкости можно не брать во внимание. Зарубежные производители обычно учитывают сеть в 240 В, российские – в 220

На практике мощность таких кабелей меньше на 10%, это важно при организации точных подсчётов. Комплектующие должны быть оригинальные, от того же производителя, что и сам кабель

Это обязательное требование для поставщиков, которые во всём стремятся сэкономить. Хорошо, если есть возможность напрямую обратиться к официальным представителям. Тогда обогрев будет организован правильно, утеплительный пирог не пострадает

Комплектующие должны быть оригинальные, от того же производителя, что и сам кабель. Это обязательное требование для поставщиков, которые во всём стремятся сэкономить. Хорошо, если есть возможность напрямую обратиться к официальным представителям. Тогда обогрев будет организован правильно, утеплительный пирог не пострадает.

Схема подключения датчиков и метеостанции системы антиобледенения крыши

В щитке управления монтируете все вышеперечисленные элементы. В качестве термостата возьмем модель от Spyheat SMT 527D.

Первым делом от щитка до каждой рапредкоробки, ранее установленных на стенах, необходимо протянуть трехжильный кабель питания ВВГ.

Сечение кабеля выбирайте исходя из общей мощности обогрева кровли.

Каждый кабель отдельной секции маркируется и подключается на свой автомат.

Кстати, некоторые специалисты целенаправленно отказываются от соединения силового кабеля питания с нагревательным кабелем в уличных распредкоробках. Вместо этого они монтируют переходные герметичные муфты.

С чем это связано? Коробки очень часто затекают, в результате появляются утечки по току.

А вследствие того, что в одной коробке зачастую соединяют сразу несколько секций, при утечке и срабатывании УЗО, ваша система становится полностью неработоспособной.

При стыковке разных секций через независимые муфты такого не происходит.

Помимо силовых кабелей в распаечную коробку на стенке прокладывают и контрольный 7-ми жильный кабель КВВГ. Он подключается к проводам от датчиков.

Каждая жила контрольного кабеля с обоих сторон подписывается в зависимости от вашей марки терморегулятора. Для нашей выбранной модели SMT 527D маркировка будет следующей.

жилы на датчик осадков – 13,14,23

на датчик температуры – 17,18

на датчик влажности – 19,20

Датчик температуры монтируется в тени, на северной стороне дома.

Ошибка №8
Нельзя его размещать под прямыми солнечными лучами или вблизи самого кабеля обогрева.

Концы кабеля заводятся в общую коробку, куда приходят все провода с щитовой и с крыши.

Датчики влажности и осадков кладут на дно желоба водостока.

Концы кабеля опять же протягиваются в общую распаечную коробку. В этой коробке провода соединяются по следующей схеме.

Сначала подключаются силовые кабеля питания 220В. Их жилы фаза-ноль-земля через опрессовку или винтовые зажимы соединяются с жилами нагревательных кабелей на крыше дома и водостока.

Каждая секция запитывается от отдельной линии. После этого можно переходить к контрольным датчикам.

Датчик осадков – жилы 13,14,23

Датчик температуры – жилы 17 и 18

Датчик влажности – жилы 19,20

После чего плотно закрываете коробку и переходите к сборке схемы автоматики в распредщитке.

Схема подключения для выбранного нами терморегулятора будет выглядеть следующим образом.

Имейте в виду, что терморегулятор SMD 527D имеет три независимых канала (5-6, 7-8, 9-10). На вышеприведенной схеме они условно объединены.

В действительности их можно выводить по отдельности, либо вообще задействовать только один единственный. Например 5-6.

При раздельной работе каналы будут включаться по-разному, в зависимости от срабатывания того или иного датчика. Вот алгоритм работы всей системы.

В случае, если нагрузка вашего нагревательного кабеля на кровле менее 3,5квт на канал, можно исключить из схемы пускатель, подсоединив все напрямую.

Включаете автомат питания и проверяете работоспособность системы.

В конце осени, перед каждой зимой, обязательно проверяйте все контакты в распределительных коробках и очищайте от листьев водосточные лотки.

Налипание грязи и посторонних предметов на греющий кабель нередко приводят к его выходу из строя.

Ошибка №9
Еще запомните – нельзя упускать момент запуска системы антиобледенения. Ручной режим здесь категорически не рекомендуется в качестве основного.

Допустим за ночь с отключенным кабелем прошел большой снегопад, и у вас на крыше образовалась приличная шапка снега. Если утром в минусовую температуру включить обогрев, то эта шапка скорее всего не исчезнет.

Кабель прогреет под собой всего пару сантиметров, а основная верхняя масса так и не сдвинется с места. Падающий сверху снежок, только прибавит проблем и объема.

Хотя в самом желобе и будет тепло, но верхняя шапка не растопится в ближайшие часы. На это может уйти несколько дней.

Поэтому вся система антиобледенения кровли и водостоков должна включаться автоматически, как только начинают идти осадки.

Грубо говоря, снег должен падать уже на горячий кабель, чтобы таять сразу, а не собираться горкой вокруг него.

Ошибка №10
Без терморегулятора и датчиков в этом деле не обойтись. Также, как и без УЗО!

Не забывайте, что кабель у вас фактически будет лежать в воде.

И при повреждении изоляции и отсутствии УЗО или диффа, удар током от металлических конструкций дома, вопрос времени.

https://youtube.com/watch?v=RLWYfGA0_9E%3F

Источники – cable.ru, Кабель.РФ