Системы антиобледенения кровли

Резкая и частая смена температуры зимой ведет к тому, что крыши покрываются льдом, образовавшимся от таяния снега, водостоки промерзают, появляются сосульки, которые тают и падают с кровли. Скопление влаги на кровле вместе с перепадами температур влекут за собой износ и постепенное разрушение материалов кровли. Механическая уборка снега и льда также негативно влияет на состояние кровельного покрытия: в процессе сбивания сосулек и уборки снега лопатой может быть поврежден кровельный материал.

Весной, когда кровли освобождаются от снега, становятся заметны их повреждения и наступает время ремонта, которого можно было бы избежать, если бы использовались системы антиобледенения.

Компания «Специальные системы и технологии» выпускает антиобледенительную систему «Теплоскат» для обогрева кровли. Эта система позволяет исключить образование наледи в водосточных трубах, желобах, на карнизах и других наиболее уязвимых местах.


Устройство системы антиобледенения

Работой системы «Теплоскат» управляет автоматическая метеостанция, имеющая датчики осадков, температуры, датчики наличия воды, таймеры и управляющий микропроцессор. Использование системы обогрева позволяет своевременно предотвратить скопление снежных масс на кровле, не допуская ее обледенения. Тем самым минимизируются затраты, поскольку «Теплоскат» не расходует энергию на растапливание льда, а предотвращает его появление.

Рис. 1. Укладка нагревательного элемента

Греющий кабель устанавливается на тех участках крыши и водосточной системы, где скопление снега может вызвать опасность образования наледи, сосулек, ледяных пробок: в желобах, водостоках, ендовах, на краях крыши, в зонах вокруг выступающих конструкций (мансардные окна и т. д.). Существует два основных типа кабеля – резистивные и саморегулирующиеся.

Рис. 2. Укладка нагревательной системы на кровле с малым уклоном

Резистивный кабель состоит из металлической нагреваемой жилы, изоляции, медной оплетки и оболочки. Основное преимущество резистивного кабеля – невысокая цена, основной минус – повышенный расход электроэнергии за счет того, что обогрев кровли и водостоков осуществляется без учета температурных условий на конкретном участке кабеля.

Рис. 3. Укладка нагревательной системы в ендове

Саморегулирующийся кабель обеспечивает оптимальное решение задач по обогреву кровли и водостоков. Источник тепла в саморегулирующихся кабелях – тепловыделяющая матрица, находящаяся между двумя токопроводящими жилами. Плоское сечение кабеля обеспечивает хороший контакт с подогреваемой поверхностью, уменьшая рассеивание тепла в окружающую среду. При повышении температуры автоматически происходит уменьшение тепловыделения. Во время похолодания происходит обратный процесс. Это не дает кабелю перегреваться и выходить из строя, что обеспечивает высокую безопасность и надежность системы. При этом интенсивность нагрева на различных участках кабеля зависит от состояния участков кровли. В хорошо прогреваемых солнцем участках тепловыделение кабеля может быть в два раза ниже, чем в местах, покрытых снежными массами. Каждый участок кабеля интеллектуально «приспосабливается» к окружающей температуре. Это дает возможность экономить электроэнергию и, соответственно, расходы на эксплуатацию системы. При этом вмешательство человека в работу системы «Теплоскат» не требуется.

Рис. 4. Типовой узел крепления одной нитки саморегулирующися нагревательных секций вверху водосточной трубы. 1 – нагревательный кабель; 2 – водосточная труба; 3 – трос O 2,8 мм; 4 – зажим; 5 – накладка с зажимом и заклепкой; 6 – полоса с зажимом и заклепкой; 7 – монтажный конец нагревательной секции в гофрированной трубке

Тип применяемого кабеля зависит от конструктивных особенностей объекта и конкретных задач по обогреву. Для выбора конфигурации системы антиобледенения «Теплоскат» рекомендуем проконсультироваться со специалистами компании-производителя «Специальные системы и технологии», которые предоставят всю необходимую информацию по выбору, настройке и обслуживанию системы обогрева кровли.

Рис. 5. Типовой узел крепления одной нитки саморегулирующися нагревательных секций при обогреве лотка и водосточной трубы. 1 – нагревательный кабель; 2 – водосточная труба; 3 – трос; 4 – зажим; 5 – Т-скоба; 6 – водосточный лоток; 7 – монтажный конец нагревательной секции в гофрированной трубке

Антиобледенительная система «Теплоскат» изготавливается на заводе компании «Специальные системы и технологии» с применением системы менеджмента качества ISO 9001 и соблюдением всех российских стандартов. Система «Теплоскат» рассчитана специально на отечественные погодные условия: она выдерживает резкие перепады суточных температур, обильные снегопады, перемежающиеся с дождями. Результат подтверждается опытом: установка системы значительно увеличивает срок службы кровли и водостоков, фасады зданий выглядят аккуратно и чисто, снимается проблема падения сосулек и ледяных глыб, а значит, намного снижается риск причинения материального и физического вреда. «Теплоскат» устанавливается на любую крышу и не требует демонтажа на лето.


Проектирование кабельной системы «Теплоскат»

Антиобледенительные системы в основном работают в весенне-осенний периоды, а также во время оттепелей. Работа системы в холодный период (до -15 °С) не только не нужна, но может быть вредна.

Система оснащена датчиками температуры, осадков и воды и соответствующим терморегулятором, который скорее модно назвать мини-метеостанцией. Он должен управлять работой системы и допускать возможность подстройки параметров температуры с учетом конкретных особенностей климатической зоны, расположения и этажности здания.

Нагревательные кабели должны быть установлены на всем пути талой воды, начиная с горизонтальных желобов и лотков, и заканчивая выходами из водостоков, а при наличии входов в ливневую канализацию – вплоть до входа в коллектор ниже глубины промерзания.

Должны быть выполнены нормативы установленной мощности нагревательных кабелей для различных частей системы – горизонтальных лотков и желобов, и вертикальных водостоков.


Этапы проектирования

1. Получение от заказчика чертежей зданий и сооружений с обозначением обогреваемых участков крыши и водостоков, с указанием конкретного назначения проектируемой системы обогрева.

2. Фотосъемка и измерение отдельных фрагментов обогреваемых участков кровли.

3. Классификация этих участков с последующим выделением характерных зон и опасных (с точки зрения накопления снега и образования льда) мест. К опасным местам относятся: водосточные трубы; воронки и отметы водосточных труб, желоба и лотки, особенно в зонах примыкания к водосточным воронкам, ендовы (стыки плоскостей разных участков кровли), мансардные окна, фонари; водометы, карнизы крыш, капельники.

4. Определяются высота здания, длина, высота и ширина крыши, уклон кровли, длина и диаметр водосточных труб, длина и размеры лотков, желобов.

5. Разрабатывается техническое задание на проектирование, в котором, исходя из имеющегося опыта и рекомендаций, определяются обогреваемые зоны кровли, задаются удельные мощности обогрева для всех узлов системы; количество ниток и тип нагревательного кабеля, при необходимости уточняется алгоритм работы системы.

6. Рассчитывается потребное количество нагреваемого кабеля, обогреваемых воронок и общая электрическая мощность системы.

7. Оценивается возможность срыва с поверхности крыши ледяных глыб и сосулек, сползания сугробов снега, намечаются решения по их предупреждению, установки элементов снегозадержания, работающих согласованно с системой антиобледенения.

8. Определяются тип, количество и параметры нагревательных секций и предварительные схемы их раскладки. Уточняются мощностные параметры системы обогрева в целом. Выбираются крепежные элементы из типового набора.

9. Вычерчиваются схемы раскладки нагревательных секций.

10. Проектируются силовая питающая сеть и система управления с учетом требований фазирования.

11. Выпускается полный пакет проектной документации, в который входят чертежи раскладки кабельных нагревательных секций, чертежи прокладки силовой и информационной кабельной сети, схемы подключения секций и воронок, систем автоматики, паспорт на систему кабельного обогрева «Теплоскат». Разрабатывается комплект сметной документации.


Выбор типа нагревательной секции

Саморегулирующаяся секция марки ССБЭ используется для обогрева водосточных труб, желобов, лотков, карнизов, капельников, ендов, водометов и площадок между ними.

Армированные секции постоянной мощности марки ТСБЭ с номинальной линейной мощностью 30 Вт/м используются для обогрева желобов, лотков, капельников, водосточных труб на небольших зданиях.

Рис. 6. Типовой узел крепления одной нитки саморегулирующихся нагревательных секций внизу водосточной трубы по спирали. 1 – нагревательный кабель; 2 – водосточная труба; 3 – зажим; 4 – спираль: витки кабеля скрепленные зажимами; 5 – защитный кожух, закрепляемый на трубе заклепкой после укладки нагревательного кабеля

Бронированные секции постоянной мощности марки ТДОЭ и ТДБЭ (со средней линейной мощностью 25-30 Вт/м) используются для обогрева длинных и линейных по форме лотков, желобов, водосточных труб, капельников, в процессе эксплуатации которых возможны значительные механические воздействия на нагревательные секции. Брони рованные и армированные секции используются также при обогреве плоских кровель и лотков, когда есть возможность залить секции в стяжку.

Обогреваемые воронки рекомендуется использовать на плоских крышах для обогрева входов в трубы, проходящие по теплым помещениям.


Расчет мощности и потребного количества нагревательных кабелей

Водосточные трубы. Номинальная мощность саморегулирующихся нагревательных кабелей, устанавливаемых в трубы, в отсутствие воды колеблется от 20 до 60 Вт на 1 пог. м. Она зависит от длины и диаметра трубы. Особенно эффективно применение саморегулирующихся кабелей, способных увеличить теплоотдачу при наличии воды в 1,6-1,8 раза.

Водосточные желоба и лотки. Линейная номинальная мощность обогрева желобов зависит от площади водосбора, лежащей выше желобов, лотков и может нормироваться через площадь водосбора, приходящуюся на 1 м желоба (лотка). При площади водосбора до 5 м² мощность обогрева может не превышать 20 Вт на погонный метр лотка, увеличиваясь до 50 Вт/м при площади водосбора 25 м² и более.

Парапеты, расположенные по краю кровли, выполняют роль направляющих желобов, но одновременно они способствуют накоплению снега и льда. Для обогрева кровли за парапетами рекомендуется принимать мощности как для желобов, но на 30 % больше.

Рис. 7. Типовой узел крепления одной нитки саморегулирующихся нагревательных секций внизу водосточной трубы в виде петли. 1 – нагревательный кабель; 2 – водосточная труба; 3 – зажим; 4 – петли кабеля скрепленные зажимами; 5 – защитный кожух, закрепляемый на трубе заклепкой после укладки нагревательного кабеля

Ендовы также способствуют наполнению снега и их рекомендуется обогревать не менее, чем на 1/3 их длины. Как правило, по схеме раскладки нагревательных секций обогрев ендов обычно объединяется с обогревом желобов, и, с целью предотвращения накопления снега, он выполняется в две нитки тем же кабелем, который используется для обогрева желобов.

Примыкания кровли к вертикальным стенам создают условия для накопления снега, и здесь же весьма вероятны протечки. В зависимости от общей схемы укладки секций обогрев примыканий рекомендуется выполнять в одну или две нитки.

Водометы в парапетах – весьма опасные места, способствующие накоплению льда. Рекомендуется обогревать дно водомета и площадку перед водометом не менее 1 м², исходя из мощности 300 Вт/м.

Обогреваемые воронки – готовые изделия, встраиваемые в водоприемные воронки. Они обычно имеют мощность 50 Вт. В отдельных случаях проходимость воронок обеспечивается пропусканием в них петли кабеля на глубину до теплой зоны.

Участки плоских кровель, как уже отмечалось выше, рекомендуется обогревать бронированными резистивными кабелями, исходя из удельной мощности 250 – 300 Вт/м². Причем большие мощности относятся к кровлям, на которых могут быть большие заносы. Стандартный шаг укладки бронированных кабелей колеблется от 100 до 120 мм. Минимальный радиус изгиба одножильного кабеля – 80 мм, двухжильного – 120 мм, что достигается применением специальных зажимов.

Карнизы, расположенные ниже желобов, служат источником снежных и ледяных глыб, срывающихся с крыш. Для удаления снега на карнизах укладку выполняют или вдоль карниза (при ширине карниза до 300 мм) или по всей площади. В этом случае могут использоваться как саморегулирующиеся, так и армированные и бронированные кабели.

Капельники, в зависимости от конструкции самого капельника, обогреваются в одну или две нитки саморегулирующимся или бронированным кабелем.


Управление системой «Теплоскат»

Алгоритм управления антиобледенительными системами должен соответствовать физическим процессам образования наледи на кровле.

В комплект к «крышному» термостату прилагаются датчик температуры наружного воздуха и датчик осадков. Датчик осадков представляет собой элемент с двумя электродами, оснащенный подогревателем весьма малой (5 Вт) мощности. При попадании снега на поверхность датчика он плавится, а образовавшаяся из снега вода изменяет сопротивление между электродами и система получает сигнал о наличии осадков.

В некоторых случаях находят применение датчики присутствия влаги для лотков или водостоков, основанные на том же принципе. Их применение позволяет определить момент ухода воды с горизонтальных частей кровли (лотки и желоба), после чего их можно отключить. Это делает систему весьма экономной в эксплуатации.

Обогрев кровли – это долгосрочное вложение в дом. Установка системы «Теплоскат» увеличивает запас прочности здания, что позволяет вам экономить на дальнейшем ремонте и эксплуатации (в частности, не требуется ручная очистка и сбивание сосулек). Обогрев кровли с помощью антиобледенительной системы «Теплоскат» – эффективное и оптимальное решение для современных загородных домов, дач и коттеджей.