Обогрев кровли и водостоков: правильный монтаж системы антиобледенения и подбор качественного кабеля и других составляющих

 

В зимнее время на крышах нередко накапливаются снежные массы, а также образуются наледи. Первые приводят к деформациям кровли, а также грозят пешеходам серьёзными травмами, возникающими вследствие падения снега и сосулек с крыши. Наледи же разрушают водосток и негативно влияют на состояние кровли. Решить эту проблему возможно посредством монтажа системы антиобледенения, при помощи которой снег и лёд тают и своевременно удаляются с крыши. В данной статье речь пойдёт о том, какие правила следует соблюдать при установке системы противообледенения, и о том, как не ошибиться с подбором комплектующих системы обогрева. 

 

Читайте также:

• Очистка крыши от снега и наледи: Работы и цены

 

                 

 

Что такое система антиобледенения и зачем она нужна?

 

Система монтируется на кровельную конструкцию с целью предотвращения образования на ней наледей и накопления на её поверхности больших объёмов снежных масс. От ледяных наростов чаще всего страдают навесные желоба, воронки и стояки водосточной системы, а также карнизы. Именно их в первую очередь и защищает система антиобледенения. На крышах, оборудованных такой системой, не появляются сосульки или пробки, а твёрдые осадки в короткие сроки превращаются в талую воду и направляются на поверхность земли или в ливнёвку.

При помощи системы обогрева обеспечивается безопасность пешеходов, снижаются до минимума нагрузки на кровлю и предотвращаются деформации кровельного покрытия и других составных частей крыши. Главной составляющей рассматриваемой системы является кабель, отвечающий за обогрев, а также ряд дополнительных конструктивно важных элементов, которые будут подробно рассмотрены далее. 

Обогрев крыши можно считать достаточно экономным в вопросе затрат электричества, поскольку кабель можно включать и отключать в определённое время. Например, кабель должен активно работать при отрицательной температуре окружающего воздуха и при выпадении осадков. А когда температура воздуха поднимается выше нуля и, соответственно, наледи на поверхности кровли не образуются, кабель можно отключить.

 

Составляющие системы антиобледенения для обогрева кровли и водостоков

 

Традиционная система противообледенения объединяет четыре составные части:

• Нагревательный кабель.

Он может быть представлен одной или несколькими ветвями. Это главная часть системы, которая укладывается на саму крышу или внутри элементов водостока. Сложность и, соответственно, стоимость работ по его укладке зависит от типа крыши, угла её наклона, присутствия водосточной системы и общей площади крыши. 

• Электрический кабель.

Данный элемент отвечает за подачу ко всем её составляющим переменного тока. Его частота, как правило, составляет 50 Гц, а подаваемое напряжение – 220/380 Вольт.

• Защитная аппаратура.

Следующий элемент системы обледенения — это защитное устройство, необходимое для того, чтобы вовремя отключать систему во избежание её перегрузки. Деактивация системы осуществляется сразу для всех частей системы или для конкретной её части, основными причинами для этого могут служить утечки или же превышение максимального тока нагрузки.

• Управляющее устройство.

Аппаратура управления приводит систему в действие и отключает её, как только она достигает максимального значения допустимого температурного диапазона. Устройство может функционировать в автоматическом или полуавтоматическом режиме, а также может управляться вручную. Управляющий элемент удерживает температуру функционирования системы в допустимом диапазоне, а необходимые для функционирования данные получает от датчиков влажности и температуры.

• Датчики условий среды.

Датчики выполняют роль контролирующих устройств, которые отслеживают температуру функционирования системы и уровень влажности и передают информацию на управляющее устройство.

Разброс допустимых температур системы индивидуален для каждой конкретной местности. Наиболее распространённый вариант — активация системы при температурах около +5 градусов Цельсия и ниже и её отключение при достижении более высоких температур. Необходимость корректировки режима может вызвать, например, повышенная ветровая активность в определённой местности. 

 

 

Читайте больше о системе антиобледенения:

• Греющий кабель для водостока и кровли: как сделать правильный выбор и качественный монтаж?

 

Кабель для обогрева кровли и водостоков

Выделяют несколько основных видов кабелей для обогрева покрытия и водосточной системы крыши.

 

1. Саморегулирующийся кабель.

Одним из наиболее популярных видов кабелей является саморегулирующийся греющий кабель. Данный вариант кабеля (в сравнении с другими разновидностями кабелей) обладает достаточно сложным строением. Он представлен двумя жилами, проводящими ток, между которыми пролетает матрица из материала-полупроводника. Поверх такой конструкции находится внутренняя изоляция, оболочка из фольги и внешняя изоляция. Внутренняя и наружная изоляция изготавливается из фотополимерного вещества и из пластика соответственно. Изоляция выполняет роль защитного слоя и предохраняет внутренние все части кабеля от механических воздействий.  

Основной функциональный элемент саморегулирующегося кабеля – матрица, сопротивление которой возрастает пропорционально повышению температуры среды. Таким способом удаётся снизить нагрев кабеля и предотвратить его повреждение. Важно отметить, что кабель делится на автономно работающие отделы, каждый из которых нагревается в разной степени. 

Саморегулирующиеся кабели отличаются достаточно высокой стоимостью, однако для них характерен ряд преимуществ: 

• Способность подстраиваться под условия окружающей среды; 
• Экономичный расход электроэнергии;
• Низкий уровень потребляемой мощности (как правило, не выше 15-20 Ватт на 1 метр кабеля);
• Простой процесс монтажа;
• Низкий риск выхода из строя в связи с низким риском перегрева.

Помимо высокой стоимости, у саморегулирующихся устройств есть и эксплуатационные недостатки. К ним относятся низкая скорость нагрева, а также большие значения тока, подаваемого в кабель при активации системы в условиях сильно низких температур.

 

2. Резистивный кабель.

Резистивный кабель обладает неизменным по всей протяжённости определённым сопротивлением, а, соответственно и одинаковой мощностью на выходе и постоянным выделением тепла. Стандартное тепловыделение таких кабелей варьируется от 15 до 30 Вт/м, а рабочая температура может достигать 250 градусов по Цельсию. Нагрев такого кабеля, в отличие от саморегулирующегося устройства, абсолютно не зависит от внешних условий и определяется только силой подаваемого тока.

Данная особенность резистивного кабеля крайне негативно сказывается на его работе, поскольку от расположения кабеля (на кровле, внутри трубы или на участках крыши, которые регулярно оказываются под листьями или снегом) зависит степень нагрева кабеля. Однако резистивный кабель не может регулировать данный показатель, и степень нагрева остаётся одинаковой по всей его длине. Поэтому в большинстве случаев резистивные кабели расходуют больше электроэнергии, чем нужно: её часть (например, на тех участках, которые не нуждаются в усиленном обогреве) расходуется впустую. 

Выделяют два основных типа резистивного кабеля — последовательный и зональный. Последовательный кабель имеет стандартное строение (медный провод, экранирующая оплётка и полимерная оболочка) и стабильное тепловыделение. При выходе из строя одного участка такого кабеля в замене нуждается всё устройство, поэтому за состоянием последовательного кабеля нужно регулярно следить. 

Зональный (параллельный) кабель включает в себя две изолированные жилы, проводящие электрический ток, и нагревающую проволоку, обмотанную вокруг них. Кабель объединяет несколько независимых друг от друга зон тепловыделения, которые позволяют предотвратить перегрев устройства и выход его из строя. Зональный кабель по некоторым параметрам напоминает саморегулирующееся оборудование, но при этом обладает более доступной ценой.

 

Датчик обогрева кровли

Датчик температуры отвечает за постоянное измерение температуры окружающей среды. Его действие основывается на изменении сопротивления основного функционального элемента датчика в зависимости от того, какой температурой в данный момент обладает воздух. Для правильной работы датчика важно выполнить его установку в месте, удалённом от зоны действия вентиляции, а также защищённом от действия прямого солнечного излучения. Крайне важно, чтобы датчик сочетался с терморегулятором и термостатом, входящими в систему.

 

 

Терморегулятор для обогрева кровли и системы антиобледенения

Терморегулятор сам по себе является небольшим корпусом, оборудованным регулирующими ручками или кнопками, применяемыми для удержания системы антиобледенения в допустимом режиме температур, индикаторами и дисплеем.

Такое устройство позволяет удерживать систему внутри температурного режима от -10 до +5 градусов по Цельсию. Именно в таком диапазоне чаще всего формируются наледи и, соответственно, кровле требуется постоянный обогрев. Некоторые терморегуляторы способны осуществлять избирательный обогрев, способствуя экономичному расходу энергии электрического тока на функционирование кабеля. Рассматриваемое устройство устанавливается в шкафу управления.

 

 

Термостат для систем антиобледенения

Термостат выполняет ту же роль, что и терморегулятор. Он позволяет управлять работой кабеля и защищать его излишнего нагрева. Регулировку термостата можно осуществлять без отключения прибора от питания. Следить за состоянием системы возможно при помощи индикатора на термостате, который изменяется с зелёного цвета на красный, на основе того, в каком состоянии находится система. 

 

Щит и шкаф обогрева кровли

Шкаф управления обогревом кровли — это небольшой корпус, оборудованный устройствами, отвечающими за контроль за функционированием системы.   Среди дополнительных составляющих шкафа управления могут быть, например: обогреватель или устройство плавного пуска. Шкаф обогрева кровли предполагает выбор режима управления системой – ручной или автомат.

Щиты могут изготавливаться из металла или пластика: решение зависит от того, в каком месте располагается шкаф управления. Силовой щит необходим для предотвращения повреждения кабеля и поражения электрическим током.

Большую часть времени шкаф управления работает в ожидающем режиме. Как только достигаются крайние значения заданного температурного режима, терморегулятор получает сигнал о необходимости отключения конкретного нагревательного элемента. При этом загорается индикатор, свидетельствующий о состоянии системы обогрева. Монтаж щита управления обогревом осуществляется в сухом и тёплом помещении, в которое имеется свободный доступ (это необходимо для работы со шкафом, а также для его регулярного обслуживания). Важно, чтобы датчик температуры был установлен на северной стороне здания. Масса шкафа управления в большинстве случаев не превышает 3,5 кг.

 

 

 

Правильный монтаж обогрева кровли: схема и пошаговая инструкция по установке систем антиобледенения

 

Чтобы система антиобледенения правильно функционировала и как можно дольше не выходила из строя, важно грамотно выполнить её монтаж. Рассмотрим наиболее важные этапы и особенности устройства системы обогрева крыши.

 

Схема обогрева кровли

На рисунках, представленных ниже, изображены: схема крепления греющего кабеля к кровле и обобщённая схема обогрева кровли.

 

 

Установка системы антиобледенения кровли и водостоков

1.Монтаж всей системы начинается с монтажа резистивного или саморегулирующегося кабеля.

Сложность прокладки кабеля и его общая длина определяются конфигурацией крыши. Наименьшая протяжённость кабеля необходима для крыш с большим уклоном. Нагревательный кабель наиболее часто крепится на такие элементы кровельной конструкции, как:

• Ендовы: кабель занимает третью часть длины ендов и укладывается в них в форме петли большой длины.
• Карнизы плоских кровель (меньше 30 градусов): кабель крепится к нижней зоне ската в форме змейки. Если уклон крыши составляет меньше 10-12 градусов, то нагревательный кабель монтируется поблизости с воронками водостока.
• Стояки водостока: кабель крепится к стенкам стока внутри труб в виде той же петли большой длины. При наличии ливнёвки кабель опускается в неё вплоть до момента сезонного промерзания.
• Воронки плоских кровель: кабель прокладывается в зоне, охватывающей воронку по полметра со всех сторон. Часть кабеля опускается вглубь воронки в форме петли и заканчивается там, где начинается тёплая часть здания.
• Примыкания и парапеты: вдоль данных элементов крыши кабель монтируется в одну ветку.
• Воронки наружного водостока, расположенного вдоль стен здания: такие конструкции обогреваются только в тех случаях, когда они располагаются в отдалении от желобов.
• Желоба водостока: кабель укладывается внутрь желобов в виде двух параллельных друг другу рядов.
• Капельники могут обогреваться в одну или две ветви нагревательного кабеля (решение принимается на основе строения капельника).
• Водомёты плоских кровель: в случае водомётов кабель крепится на дно элементов, а также на площадке вокруг них, составляющей приблизительно 1 кв.метр.

Мощность греющего кабеля определяется общей площадью кровли. К примеру, для площади 25 кв.метров понадобится кабель мощностью выше, чем 50 Вт/метр. Стоит также отметить, что для крутых крыш (с уклоном более 45 градусов) снег удаляется самостоятельно. Тогда также присутствует необходимость прокладки кабеля только вокруг и внутри частей водостока. 

В тех случаях, когда водосток на крыше отсутствует, кабель монтируется по капельнику и по краям скатов. При этом обязательно выполняется установка снегозадержателей. Кабель следует крепить к кровельному покрытию так, чтобы его части свободно не свисали, а используемые крепежи не повреждали кровлю.

2. Затем выполняется установка силового кабеля.

Система обогрева подсоединяется к сети посредством использования электрокабеля. Чтобы избежать перекоса, не рекомендуется выбирать такие системы, которые потребляют больше 6 кВт. Стыковка нагревательного кабеля с силовым выполняется через распределительную коробку: в ней находится точка соединения. Также можно использовать термоусадочную муфту: для неё характерна герметичность в зоне соединения кабелей.

3. Аппаратура защиты и управления.

В качестве устройства, реагирующего на выход температуры за предельные значения допустимого режима, применяется термостат или метеостанция, причём второй тип оборудования воспринимает показания обоих датчиков — и температуры, и влажности. Метеостанция — это отличный выбор для регионов с повышенной влажностью, поскольку в таких местностях термостат иногда может дать сбой и допустить появление наледи. В регионах же со средней влажностью можно без опасений использовать термостат.

Датчики и контролирующее оборудование подключаются к системе обогрева кровли и располагаются там, где люди смогут получать к ним регулярный свободный доступ. Следует регулярно очищать такую аппаратуру от мусора, пыли и льда. В качестве режима управления устройствами системы рекомендуется выбирать автоматический режим, поскольку ручной режим управления не всегда надёжен в силу человеческого фактора.

 

Подробнее об установки системы обогрева кровли вы можете прочитать в следующей статье – “Греющий кабель для водостока и кровли: как сделать правильный выбор и качественный монтаж?”

 

Подключение обогрева кровли

Подключение системы обогрева к сети осуществляется на основании регламента ПУЭ. Греющий и электрокабель соединяются друг с другом в специальной распределительной коробке или посредством применения герметичной муфты. Напряжение сети может составить 220 или 380 вольт. При этом сечение кабеля устанавливается в соответствии с мощностью системы и общей протяжённостью кабеля.

Система антиобледенения потребляет не очень много электроэнергии, её годовой расход составляет около 7-8 тысяч кВт. А при использовании кабелей саморегулирующегося типа это значение и вовсе уменьшается на 10-15%. 

Для того чтобы система как можно дольше не выходила из строя и, соответственно, затраты на её ремонт были минимальными, необходимо регулярно очищать её элементы от мусора и грязи, к восстановлению любых повреждений относиться очень ответственно, грамотно настраивать работу системы (опираясь на условия окружающей среды), а также при эксплуатации системы руководствоваться рекомендациями производителя.

 

Цена на работы по монтажу обогрева кровли

 

В таблице, представленной ниже, указаны средние расценки на различные виды работ по монтажу обогрева кровли:

Наименование вида работ	Стоимость работы
Устройство греющего кабеля на поверхности крыши	От 240 руб./метр
Устройство греющего кабеля в жёлобе	От 190 руб./метр
Устройство греющего кабеля в водостоке	От 190 руб./метр
Установка соединительных коробок	От 690 руб./шт.
Подключение нагревательного кабеля к монтажной коробке	От 590 руб./шт.
Подключение нагревательного кабеля к силовому	От 490 руб./шт.
Монтаж крепежей для водостоков/желобов/кровли	От 45/75/95 руб./пог.метр
Монтаж датчика температуры/влаги	От 490 руб./шт.
Устройство шкафа управления системой обогрева	От 2100 руб./шт.
Прокладка силового кабеля	От 150 руб./метр