Монтаж системы антиобледенения кровли и обогрев водостоков


Монтаж системы антиобледенения кровли и обогрев водостоков 20/10/17

Монтаж системы обогрева кровли и водостоков

 

Системы антилед служат в качестве защиты конструкций зданий, крыши и систем водостока от обледенения, накопления снега и образования сосулек, которые могут нести угрозу человеческой жизни и имуществу в случае падения. Системы снеготаяния обеспечивают нормальное функционирование водосточных желобов, труб и способствуют равномерному таянию снега и очистке крыши безопасным путем, что является залогом долгой и надежной эксплуатации кровельного материала, а также фасадов и водосточной системы.

 

Назначение системы антиобледенения

 

В период гололеда или сильного снегопада приходится самостоятельно очищать большие поверхности не только дорожек, площадок или проезжих частей в гараж, но и крыши, что является хлопотным и тяжелым трудом, а порой и опасным. Системы антиобледенения позволяют сэкономить время и не беспокоиться за целостность кровельного материала, ведь система работает автоматически и нагревает поверхности только при определенных условиях. Именно благодаря этому отпадает необходимость в очистке поверхностей и обеспечивается их самоочищение. Система устанавливается раз и на годы. При этом она требует минимального ухода и технического обслуживания.

 

Согласно Государственных строительных норм Украины (ДБН В.2.5-64.20), системы кабельного электрообогрева кровель и крыш обязательно следует устанавливать в:

 

  • административных зданиях и сооружениях;
  • системах внутреннего и наружного водоотвода на высотных зданиях;
  • учебных, дошкольных и медицинских учреждениях и т.д.;
  • зданиях примыкающих к пешеходным тротуарам и проезжим частям.

 

В других формах собственности (частных: учреждениях, организациях и предприятиях, крышах зданий и сооружений), рекомендуется устанавливать системы электрообогрева кровли в соответствии с техническим заданием.

В Украине, учитывая умеренный климат с мягкой зимой, системы антиобледенения успешно решают свою первоочередную задачу — отвод талых вод с кровли даже при минусовых температурах воздуха окружающей среды.

 

Правильно спроектированная и установлена система обогрева обеспечивает:

 

  • снижение рисков травмирования и гибели людей;
  • целостность крыши, водосточной системы и конструктивных элементов кровли и фасада;
  • в результате уменьшаются затраты на содержание объектов (привлечение специальной техники и снаряжения) в зимний период, ремонт или замену водосточной системы и элементов кровли.

 

На необорудованных крышах, накапливается снег который при резких колебаниях наружной температуры воздуха тает и превращается в лед. За короткий промежуток времени лед на крыше скапливается в виде глыбы льда. Такие накопления портят не только кровлю, фасад и водосточную систему, но и несут угрозу жизни людей.

 

Основной причиной намерзания льда и образования сосулек на частях кровли является перепад температур элементов кровли, а также топка снега из-за значительных теплопотерь крыши.

 

Различают следующие основные условия таяния снега на крышах, с возможным образованием льда (наледи) на элементах и частях кровли с обледенением водосточной системы:

 

  • нагрев солнцем кровли под разными углами;
  • отсутствие вентиляции крыши (прослойки под покрытием);
  • резкое колебание температур окружающей среды (от плюсовой до минусовой);
  • недостаточная теплоизоляция крыши (значительные теплопотери через покрытие);
  • наличие тепловыделяющего оборудования на техническом этаже (чердаке);
  • наличие мансарды на домах выше 70 метров.

 

Расчет и проектирование систем электрообогрева

 

При расчете и подборе оборудования системы антиобледенения, в первую очередь необходимо определить тип и классификацию покрытия крыши. Классификация кровли определяется по уровню теплопотерь, от которых зависит расчетная мощность системы и местоположение нагревательных элементов.

 

Различают три типа крыш:

 

  • холодный;
  • теплый;
  • горячий.

 

Холодная крыша — это хорошо термоизолированая кровля, с низким уровнем теплопотерь. К таким типам относятся современные здания с качественно установленной теплоизоляцией. Таяние снега, на таких кровлях происходит преимущественно в период оттепели, или только под действием солнца (примерно при температуре окружающей среды, от + 5 °С до — 5 °С). Устанавливается нагревательный элемент преимущественно только в системе водоотведения (водосточный желоб, труба, капельник и ендовы), такие системы не требуют заделки дополнительной мощности для таяния снега.

 

Теплая крыша — это недостаточно термоизолированная крыша, у которой происходит повышенный уровень теплопотерь. К такому типу относятся крыши старых зданий с теплым чердаком, также повышенные теплопотери наблюдаются и на современных крышах с некачественно установленной теплоизоляцией. Таяние снега на теплых кровлях происходит при низких температурах окружающей среды, от + 7 °С до -10 °С.

На крышах, которые относятся ко второму типу, рационально применять саморегулирующийся кабель для обогрева водосточной системы, другие элементы и участки кровли (край кровли, карниз, водосточные желоба, ендовы и т. д.) рассчитываются на базе резистивных нагревательных кабелей. Для отвода талой воды на теплых кровлях необходимо устанавливать системы средней мощности. Управление систем антиобледенения на теплых крышах нужно обеспечить в соответствии с техническими условиями эксплуатации (включение при минусовых температурах в автоматическом режиме).

 

Горячая крыша — это не утепленная или плохо термоизолированная крыша. Наблюдаются такие крыши в жилых домах с мансардными помещениями, а также в административных зданиях, в которых на техническом этаже (чердаке) расположено тепловыделяющее оборудование, установки кондиционирования, отопления и т.д., в результате чего поддерживается постоянная высокая температура воздуха. Таяние снега происходит за счет значительных теплопотерь даже при очень низких температурах окружающей среды (ниже -15 и -20 °С).

 

Одним из инженерных решений проблем обледенения кровли на горячих крышах есть качественное утепление кровли термоизоляцией. Решение о применении систем анилед на таких крышах, должно быть взвешенное и обоснованное. Устанавливаются на горячих крышах максимально мощные системы антиобледенения, в соответствии с техническими условиями эксплуатации автоматической системы управления.

 

Монтаж системы обогрева

 

На каждой кровли есть участки и конструктивные элементы, где в местах водоотведения накапливаются осадки в виде снега (дождя). При резких колебаниях температуры воздуха снег тает, а потом превращаются в лед (который накапливается в виде свисающих сосулек), что в дальнейшем несет угрозу пешеходам, разрушает фасад здания, водосточную систему, внешнее покрытие крыши, грозит протеканием технического этажа (квартир).

 

Установлены нагревательные кабели путем прогрева поверхности (кровли, отдельных участков крыши, системы водоотведения и других конструктивных элементов) создают пути (даже при минусовых температурах), для прохождения талой воды с крыши к сливу канализации или водосборных сооружений.

 

К таким местам прохождения талых вод относятся следующие участки и элементы кровли:

 

  • карниз кровли, прикарнизный желоб, подвесной желоб;
  • водосточная труба;
  • водоприемная воронка (на плоской крыше);
  • ендова (ендовы);
  • мансардные окна, участки у снегозадержателей и другие плоские конструкции кровли в которых
  • возможно накопление осадков.

 

Расчет мощности системы антиобледенения зависит от типа крыши и поставленных задач, которые необходимо выполнить для отвода талой воды (что обеспечивает целостность кровли и безопасность прохожих):

 

  • в холодной крыше обогреваются только водосточные лотки, трубы и при необходимости ендовы (мощность рассчитывается в зависимости от диаметра водостоков на один метр погонный от 60 до 150 Вт);
  • в теплой крыше обогреваются дополнительно с водосточной системой — кромка крыши, прикарнизные желоба, ендовы с расчетной мощностью 300 — 400 Вт на метр квадратный;
  • в горячей крыше устанавливается максимально мощная система для обогрева мест сбора и отвода осадков с расчетной мощностью 400 — 600 Вт на метр квадратный.

 

Участки кровли с водоотводом> 300мм (карниз — край кровли, ендовы, водосборные лотки, водосборные воронки и трубы водоотведения) необходимо обогревать с достаточным запасом мощности, чтобы обеспечить надлежащую работу системы в период автоматического включения при выпадении осадков в минусовую температуру воздуха.

 

В зависимости от разнонаправленности скатов и других конструктивных особенностей крыши, электрообогрев на кровле может состоять из нескольких зон, которые объединяются в единую систему с помощью соединительных коробок. Монтаж нагревательных элементов выполняется преимущественно полосами с расчетной шириной во всю длину зоны обогрева. Нагревательный кабель фиксируется с помощью специальных крепежных элементов, которые необходимо приклеивать к поверхности кровли, чтобы не нарушать ее целостность.

 

Во внешних водосточных системах, наиболее уязвимыми к обледенению считаются нижние и верхние части водостока. Обычно ледовые барьеры в водосточной системе образуются вследствие естественного или искусственного таяния снега. При колебаниях температуры окружающей среды талая вода, стекающая в приемную воронку, замерзает, быстро накапливается и перерастает в обледенения. Вследствие движения воздуха, входящего в трубу за счет конвекции, переохлаждается ее нижняя часть, где может образоваться ледяная пробка, закупорив вытекание талой воды. Поэтому, при монтаже нагревательного кабеля в трубах высотой более трех метров, необходимо усиленно обогревать приемную воронку (верх) и места утечки талой воды (низ водосточной трубы).

 

Важный момент!

  • Со временем водосточные трубы забиваются различного рода мусором — листьями, мхом и тому подобным. Это может привести к перегреву кабеля и его выход из строя, поэтому перед первыми заморозками стоит проверить трубы на наличие мусорных накоплений и при необходимости очистить их.
  • Также, нагревательные кабели нужно защитить от механических повреждений, которые могут возникнуть на краях водостоков или у острых краев кровельного материала.

 

В ендовах есть угроза большого накопления снега и обледенения, поэтому кабель в них устанавливается равномерно с расчетом необходимой мощности на метр квадратный.

Принцип работы системы снеготаяния идентичен электрическому «теплому полу».

 

Во внешних системах антиобледенения применяются два вида нагревательных кабелей:

 

  • пассивный, с постоянной мощностью (резистивный);
  • активный (саморегулирующийся), который в зависимости от температуры окружающей среды будет менять свое удельное сопротивление.

 

Одним из преимуществ резистивного элемента является его постоянная мощность, простота монтажа и низкий риск возможных повреждений кабеля фурнитурой для крепления. Однако применять нагревательный кабель лучше на крышах с несущей металлической системой и огнестойким утеплителем. Если же крыша имеет конструктивные деревянные элементы, следует позаботиться о дополнительных мерах електобезопасности, а для силовой части необходимо использовать пожаробезопасные классы кабелей с прокладкой трасс в локализующей оболочке.

 

Строение саморегулирующегося кабеля несколько сложнее. Здесь нагревательным элементом служит полупроводниковая полимерная матрица, которая располагается между двумя токопроводящими жилами. Эффективность такого нагревательного кабеля в разы выше, ведь в зависимости от погодных условий мощность потребления меняется (такие нагревательные элементы называют умными кабелями). Правда, его стоимость больше.

 

Монтаж системы снеготаяния

 

Системы антиобледенения могут иметь как открытую, так и скрытую систему монтажа. Открытый тип характеризуется тем, что его легче монтировать, и он почти не зависит от конструкции крыши. Но следует учитывать, что кровельный материал нельзя сверлить, или подвергать другим механическим воздействиям, поэтому крепление самого кабеля может быть довольно условным. Однако использование длинных пластин, спиц с ушком и других специальных элементов, которые крепятся к обрешетке, могут надежно поддерживать кабель и не вредить покрытию крыши.

 

Рем-Груп Сервис рекомендует: вместе с системой антиобледенения следует установить систему снегозадержателей. Это не только будет способствовать лучшему снеготаянию, но и обеспечит надежную работу кабеля.

 

Чаще всего, скрытые системы антилед — пленочные. Реже, когда установка системы предусмотрена еще на этапе монтажа самой крыши, кабель укладывают на подготовленную поверхность между досками обрешетки. Все нагревательные элементы системы изолируются от внешних воздействий и имеют больший эксплуатационный срок и лучший эстетический вид.

 

Для закрепления нагревательного кабеля могут использоваться не только вышеупомянутые спицы с ушками, но и растяжки, монтажные планки или химическая фиксация кронштейнов. Выбор того или иного крепления напрямую связан с типом кровельного материала.

А вот для креплений кабеля в водосточных желобах используют фиксаторы в виде дуг, которые с помощью специальных застежек крепятся к стенкам трубы.

 

В вертикальных трубах, резистивный нагревательный кабель набирается на трос (используется трос в ПВХ изоляции с медным или алюминиевым креплением), который запускается в трубу, также допускается использование оцинкованной или нержавеющей цепи. Вверху используется крепеж из подвески и стальной спицы, или на другой фиксатор.

 

Один из важнейших этапов в установке системы антиобледенения — это монтаж нагревательной части системы и разветвления кабелей питания. Выделяют две части контура — теплую и холодную. К теплой принадлежит нагревательный кабель (резистивный или саморегулирующийся), к холодной — медная проволока, которая может состоять из многожильных или одной моно жилы со вспененной виниловой изоляцией.

 

Холодные провода размещают в ПВХ гофру (металлическая труба, металлорукав, негорючие классы гофротрубы), которая является стойкой к ультрафиолетовому излучению и резкой смене температуры. На объект нагревательный кабель поставляется в виде готовых секций или как отрезной нагревательный элемент. В отрезных кабелях для соединения холодной и теплой зоны используют установку с изолирующих медных гильз, которые затем герметизируются специальной термоусадочной муфтой. Силовые кабели прокладываются по стене, или карнизу дома к распределительной коробке, где коммутируются с силовым блоком управления системой.

 

Управление системой антилед

 

Датчики температуры и датчик выявления наличия осадков, являются основой системы с автоматическим режимом управления.

Температурный датчик крепится на северной стене дома и соединяется с блоком управления с помощью сигнального провода. Иногда используется два датчика температуры, где второй устанавливают под кровлей в местах расположения нагревательного кабеля. Это направлено на ограничение предельной температуры нагрева и экономию электроэнергии.

 

Датчик влажности размещается в местах максимального скопления снега, или в секции водостока. На больших площадях кровли для рационального и экономичного использования системы антиобледенения и снеготаяния целесообразно устанавливать несколько датчиков влажности. Принцип работы датчика основан на том, чтобы включать систему обогрева кровли во время осадков и выключать когда они заканчиваются (нагревательный кабель растопит снег). Для активных саморегулируемых кабелей контроль температуры не является необходимым.

 

Блок управления это — комплекс устройств в конструкцию которого входят контроллер (релейная группа), силовые и защитные модульные приборы. Вместе с тем, систему электрообогрева нужно обеспечить прибором автоматической стабилизации напряжения питания (защита от колебаний пониженного или повышенного напряжения).

 

Подключение системы обогрева

 

Существует несколько схем подключения нагревательного кабеля и регулятора системы обогрева к сети электропитания. Ниже Вы можете с ними ознакомиться:

 

  • подключения к сети 220 V выполняется на объектах, где задействованы системы обогрева незначительной мощности;
  • подключения к сети 380 V выполняется преимущественно на промышленных и административных объектах, где устанавливаются системы обогрева большой мощности.

 

Эксплуатация системы антилед

 

В теплый период система полностью отключается.

А перед началом похолоданий стоит проверить водостоки и крышу на наличие загрязнения и при необходимости очистить нагревательный кабель от мусора. Перед запуском системы необходимо провести лабораторные замеры и испытания нагревательной и силовой части, выполнить проверку защитных проводников на целостность (визуально внешняя оболочка кабелей не должна быть повреждена). Также нужно провести испытания защитной части блока управления, на срабатывание защиты при токе утечки и короткого замыкания.

 

После успешного проведения электрических испытаний выполняется пробное включение системы. Если температурный датчик, и датчик влажности настроены правильно, то можно вводить в эксплуатацию систему антиобледенения оставив ее в режиме ожидания.

 

Стоит отметить, что очистка нагревательного кабеля, креплений и холодных проводов острыми предметами недопустима, поскольку можно не только повредить саму систему, но и навредить собственному здоровью.

 

Обогрев крыши может достаточно быстро окупить себя, если учесть затраты на очистку кровли и придомовой территории.

Если же принять во внимание еще и тот момент, что сильное накопление снега может вызвать повреждение крыши и имущества, то обустройство системы может продлить срок эксплуатации кровельного материала и уберечь здоровье прохожих.