Пристрій системи обігріву водостоків покрівлі

Зміст

  • 1 Звідки з’являються лід і бурульки
  • 2 Для чого встановлюють системи антизледеніння
  • 3 Робота системи антизледеніння
    • 3.1 Місця підігріву
    • 3.2 Потужність
    • 3.3 Датчики і прилади управління
    • 3.4 Виконавчі елементи
  • 4 Вибір кабелю, що гріє
    • 4.1 Резистивний тип
    • 4.2 Зональні кабелі
    • 4.3 Саморегулюючий нагрівальний кабель
  • 5 Складові частини системи обігріву для водостоку
  • 6 Експлуатаційні характеристики гріючих кабелів
  • 7 Монтаж нагрівального кабелю

Прожити в Росії зиму не побачивши бурульок поки можна тільки теоретично. А от закриті тротуари для пішоходів через обмерзання дахів зустрічаються все рідше, так як обігрів покрівлі та водостоків стає все більш популярним.

Давайте подивимося, чи потрібен, а якщо так, то який обігрів для даху вашого будинку, її зовнішніх конструкцій та водостоків.

Звідки з’являються лід і бурульки

Навіть якщо питання здається вам простим – не поспішайте відповідати. Так сніг, так тане вдень і замерзає до ранку. Перше, що слід з’ясувати, побачивши бурульку – чи піднімалася температура на вулиці вище нуля. Утворення льоду і постійне зростання бурульок на карнизах протягом всієї зими вказує на огріхи в теплоізоляції покрівлі. Сніг і лід рясно танути в підігріваються місцях поверхні покрівельного покриття. Випав сухий сніг не відразу дасть замерзнути талій воді, і вона пройде під ним по всій покрівлі до карниза, замерзнувши тільки на самому краю або у водостоку. Індикатором місця витоку тепла з-під даху буде найбільша гірлянда бурульок у період водохресних морозів.

Як і будь-яка система, теплоізоляція може бути відмінною, але не може бути ідеальною. Останнім часом в приватних будинках облаштовується не холодний горище, а тепла мансарда, що призводить до більш різкого перепаду температур між шарами покрівельного пирога і зниження ступеня термоізоляції. В результаті при випаданні снігу температура поверхні покрівельного покриття буде трохи вище, ніж у атмосфери, а вентиляція під шаром снігу набагато гірше, ніж на відкритій поверхні. Це непогані умови для утворення абсолютно не потрібного конденсату і зледеніння даху.

Навіть коли сумнівів у якості покрівельної теплоізоляції немає, бурульки будуть. Природа обов’язково застосує свої методи побудови внепроектных крижаних конструкцій. Прямі промені сонця при невеликому морозі, короткочасна відлига, добові коливання навколо нуля температури повітря – невеликий, але ефективний набір прийомів щодо організації полою, вирощування бурульок. Зазвичай за зиму в залежності від регіону трапляється від кількох десятків до сотні таких ситуацій.

Для чого встановлюють системи антизледеніння

На те й зима, щоб був сніг, крига, бурульки. Нехай будуть. Але тільки там, де не заважають, не загрожують і не руйнують з любов’ю збудований будинок.

Основна загроза від бурульок зрозуміла – падіння на перехожих з великої висоти кристалізованої води необхідно виключити в принципі. Крім цього, масивні крижані брили можуть прихопити з собою частину покрівельного покриття, водостічної системи, розбити вимощення.

Механічні великі пошкодження від бурульок небезпечні, але не єдині негативні наслідки безконтрольного танення снігу і замерзання талої води. Не відразу проявляються і тому потребують превентивних заходів протидії руйнування покрівельних конструкцій, що викликаються фізичними властивостями води:

  • три агрегатних стани в діапазоні природних кліматичних температур;
  • зміна обсягів при переході з одного стану в інший;
  • практично неможливе стиснення в рідкому стані.

Детальніше процес руйнування виглядає так:

  • Сніг підтанув, по схилу даху тала вода протекла до місця кристалізації. Верхній шар матеріалу покриття покрівлі відчуває в момент кристалізації руйнівне зусилля на молекулярному рівні. Якщо покриття допускає проникнення вологи, порушується внутрішня структура покриття. Примітка: покрівельні матеріали піддають випробуванню в намочену стані на відсутність зовнішніх дефектів при стократному перехід температури через точку танення льоду.
  • Лінія крижаної кірки утворює бар’єр, перед яким буде накопичуватися і застоюватися тала вода. Чим більше полій, тим вище рівень води перед нею, а в підсумку, особливо при невеликих кутах ската покрівлі – протікання під покрівельне покриття.
  • Вологе повітря над місцем танення снігу по поверхні покрівлі переміщується, потрапляючи повітряні зазори, в тому числі не мають гарної вентиляції. При зниженні температури волога залишається в таких місцях надовго, погрожуючи цвіллю дерев’яних конструкцій та іржею металевим.
  • Найбільший збиток може бути нанесений водостічній системі. Лід в жолобах і трубах збільшує навантаження на опорні кронштейни і викликає якщо не злам, то, як мінімум їх деформацію. В обмеженому просторі труб та лійок перехід води у твердий стан супроводжується збільшенням обсягу. В цей час лід здатний розірвати матеріал елементів конструкції водостоку.
  • Якщо не брати в розрахунок людини з мітлою та лопатою, негайно очищаючого сніг з даху, можна запобігти руйнування тільки розплавивши лід у потрібний час у потрібних місцях, використовуючи локальні конфігуровані джерела тепла. Поки що такий спосіб можливий виключно із застосуванням обігрівають кабелів. Мабуть, з цих причин захист даху і водостоків від обмерзання називають системою кабельного обігріву покрівлі з водостічних підігрівом.

    Робота системи антизледеніння


    Принцип побудови систем антизледеніння заснований на початковому визначенні для підігріву:

    • місць впливу;
    • виділяється потужності;
    • конфігурації виконавчих елементів;
    • датчиків і приладів управління.

    Розглянемо пристрій контуру антизледеніння у цьому ж порядку.

    Місця підігріву

    Самим критичним місцем для утворення криги і її шкідливих наслідків є край покрівлі від карниза до внутрішнього периметра несучої стіни. Саме на цей, найбільш холодний взимку ділянка даху стікається і намерзає тала вода. На цьому рубежі закінчується підігрівається, нехай і через теплоізоляцію, площа покрівлі. Перед цією лінією скупчуються на снегозадержателях для рясного танення особливо великі снігові маси. Тут зароджуються бурульки, високі полою, сюди піднімається остигає надмірно вологе повітря з відкритих вікон.

    Можливо, що обігрів карнизів вашого будинку не потрібен, якщо кут ската становить 450 і більше. Якщо кут менше, потрібно підігрів карнизних звисів від нижнього краю до снігозатримувачів або внутрішнього периметра несучої стіни.

    Наявність в конструкції даху ендови потребує укладання петлі кабелю, що гріє до 2/3 довжини ендови по обох схилах на відстані 0,1 м один від одного.

    У контур антизледеніння обов’язково включаємо ринви і воронки водостоку.

    Потужність

    Оскільки для запобігання обмерзання потрібно забезпечити позитивну температуру на площі ймовірного утворення льоду, потужність визначимо також для площі. Це питання трохи складніше. Слід взяти до уваги, що танення і кристалізація – це не миттєве перетворення, а тривають процеси. Нам потрібно:

    • забезпечити стікання води на нижній ділянці покрівлі, в жолобах, трубах не допускаючи її замерзання;
    • у разі наявної полою ліквідувати її треба при настанні сприятливих погодних умов максимально швидко.

    Витрата енергії вимагає фінансових витрат, тобто довго тримати включеною потужну систему підігріву накладно, та й добові коливання температури навряд чи дозволять. Варіант з періодичним включенням потужної системи обігріву може виявитися надмірною по вартості кабелю. Мабуть, це той випадок, коли визначальним фактором буде регіональна практика. Однак навіть для самих суворих умов експлуатації не варто застосовувати підігрів понад 400 Вт/м2, перевищення може погано відбитися на покрівельному покритті. Є обмеження і на температуру, до якої може піднятися температура – +1000С, але зазвичай виробники обмежуються 65-850С, залишаючись в рамках температурного класу безпеки Т5.

    Потужність гріючих елементів варіюється в діапазоні 5-150 Вт/м. Беручи до уваги, що найбільш небезпечно промерзання водостоків, фахівці-теплотехніки та практики рекомендують розраховувати обігрів за аналогією з водопроводом, прокладених по повітрю, тобто, застосовуючи потужність 30-55 Вт/м для пластикових жолобів і 55-70 – для металевих. Для водостоків з металу можна застосовувати потужність до 100 Вт/м.

    Мінімально необхідна потужність погонного метра обігрівального елемента для жолобів може прийматися по довжині ската над жолобом – від 20 Вт/м при 5 метрів до 50 Вт/м і вище при схилах більше 25 метрів.

    Найбільша кількість теплової (і електричної) енергії потрібно для підігріву талої води або льоду, прилеглих до кабелю. Тепловіддача в такій ситуації може досягати близько 200-300 ват на квадратний метр поверхні дотику при різниці в температурі між нагрівачем і водою в 1 градус. Коли вода стече, повітря зможе відводити від кабелю в таких же умовах лише 5-15 вт тепла. Розрахунок повинен враховувати кліматичні особливості регіону, кут, довжину ската даху, способи управління системою. При самостійному розрахунку рекомендують орієнтуватися на потужність 200 Вт/м2.

    Для досягнення потрібної потужності обігрівальний елемент укладають «хвилею» або в декілька ліній, не допускаючи перетину і граничних радіусів вигину.

    Пристрій системи обігріву водостоків покрівлі

    Датчики і прилади управління

    Для ефективної й економної роботи системи обігріву важливі в першу чергу температурні умови зовнішнього середовища. Робота при температурах нижче -150С вкрай неефективна, якщо навіть потужність дозволить забезпечити стікання частини води на карнизному ділянці або по водостоку. Включати підігрів покрівлі при температурах повітря вище +50С теж зазвичай позбавлене сенсу. Саме в такому діапазоні температур працюють датчики антиобмерзання покрівлі, водостоку.

    Виконавчі елементи

    Важливий для управління такою системою ще один параметр – вологість в місцях підігріву. Погодьтеся, що витрачати електроенергію на розігрів сухих труб, жолобів, карнизів нераціонально. Але якщо обігрів працює в єдиному режимі, то для ліквідації бурульок на одній ділянці доведеться задіяти всі елементи. Однак, існує тип нагрівальних кабелів, що визначає в кожному місці необхідну потужність виходячи з температури, наявності снігу, води саме на цій ділянці. Пора розібратися з технологією і типами елементів обігріву.

    Вибір кабелю, що гріє

    Робочий нагрівальний елемент будь антикригової покрівельної або водостічної системи – кабель, всередині якого проходить струмопровідна жила зі сплаву з високим опором, гріюча нитка або нагрівальна матриця. Оскільки подібні вироби застосовуються не тільки для покрівельних конструкцій, при виборі моделі звертайте увагу на цільове призначення. Виробників антиобледенительных конструкцій обігріву водостоків досить багато, є вітчизняні. Звичайно, звертаючи увагу на вартість системи в цілому, а не окремих елементів, радимо уважно ознайомитися з умовами гарантії для зазначеного терміну експлуатації. Недотримання умов монтажу нагрівального ланки або умов експлуатації часто призводить до виходу з ладу обігріву водостоків, покрівлі вже через один-два сезони замість обіцяних 10-15 років. На вибір моделі незалежно від принципу роботи можуть вплинути такі характеристики, як мінімальний радіус вигину, максимальна довжина кабелю або стандартний не уменьшаемый розмір ланки.

    Гарною рекомендацією буде згадка про опірності зовнішньої ізоляції ультрафіолетового випромінювання. Така властивість істотно продовжує життя лежить на даху або у воронці водостоку кабелю.

    Вага і діаметр кабелів не настільки значний, щоб враховувати їх в розрахунках міцності. Навантаження 0,15 кг на метр і діаметр 2-3 см впишуться в будь-яку покрівельну конструкцію.

    Розберемося у відмінностях між типами обігрівачів, основні з яких визначаються можливістю адаптації до умов зовнішнього середовища, здатність продовжувати роботу при локальних дефекти.

    Резистивний тип

    Найбільш економічний варіант створення систем антизледеніння. Проте вважається найбільш дорогим по експлуатаційним витратам енергії – не адаптується до локального стану середовища. Перегорання в одному місці відразу виводить з ладу всі ланка. При використанні для обігріву водостоків резистивного типу виходять найбільш прості конструкції, однаково виділяють потужність по всій довжині ланки. До речі, вкорочувати ланки не рекомендується – перегорять або порушиться ізоляція.

    Пристрій системи обігріву водостоків покрівлі

    Зональні кабелі

    Самий стійкий до поломок варіант конструкції обігріву водостоків і покрівлі. Перегорання або обрив гріючої нитки відіб’ється тільки на невеликому по довжині ділянці. Економічністю витрати енергії конструкція не відрізняється, локальної адаптацією не має, за вартістю відноситься до середньої цінової категорії.

    Пристрій системи обігріву водостоків покрівлі

    Саморегулюючий нагрівальний кабель

    Викликає найбільші суперечки і обговорення варіант – обігрів водостоків саморегульованим кабелем.

    Пристрій системи обігріву водостоків покрівлі

    Незважаючи на привабливість назви, рекомендуємо звернути увагу і зіставити наступні позиції:

    • різниця у вартості антизледеніння водостоків при застосуванні даного типу обігріву і резистивного;
    • ставлення декларованої економії електроенергії в процесі експлуатації в перерахунку на грошові витрати до подорожчання конструкції;
    • ступінь необхідності локальної регулювання кабелю у разі конкретної покрівлі та водостоку на вашому домі.

    Функція, звичайно, дуже красива, безумовно застосовна, але виграш отримають можливо власники значних за масштабами будівель в районах з найбільш частими переходами температур через точку замерзання води, рясними снігопадами. По ряду відгуків, система все-таки вимагає ручного втручання в управління.

    Але ось яку проблему точно зніме така технологія – значні пускові струми при включенні.

    Складові частини системи обігріву для водостоку

    Проектуючи обігрів покрівлі та водостоків визначимо склад обладнання, елементи конструкції антикригової системи.

    Зі схемою розташування виконавчих елементів обігріву водостоків, покрівлі ми визначилися раніше. Потужність обігріву на ділянках розрахована. Тип обігрівачів обраний. На останньому етапі проектування, треба обрати виробника, оскільки для виключення порушень умов гарантії краще використовувати вироби, дотримуватися методик того, хто дає гарантії. Обмеження у виборі практично не відчуваються завдяки безлічі доступних на ринку великих брендів.

    До складу виробів обов’язково включаємо кріпильний матеріал для дахів, ринв і комплектуючі кронштейни, при необхідності троси для установки обігріву у водостоках. Над частиною даху, яка прилягає до воронок водостоків, бажано встановити добірні деталі для посиленого обігріву цієї ділянки покрівлі.

    Електросхема обігріву обов’язково буде включати блок підведення електроенергії напругою 220 або 380 вольт в залежності від вимог виробника. Застосування захисних пристроїв відключення обов’язково. Використання резистивних або зональних типів обігріву зажадає від ПЗВ пропуску пускових струмів, що в три рази перевищують номінальні робочі.

    Блок передачі електроенергії повинен управлятися датчиками. У мінімальному випадку це датчик температури зовнішнього повітря. У максимальному варіанті можлива установка датчиків опадів, вологості або навіть невеликий метеостанції.

    Просунуті системи управління обігрівом можуть не тільки відключати несправні ланки, але і контролювати їх поточний стан.

    Останніми в проекті схеми будуть розподільні або монтажні коробки, підводять напругу безпосередньо до обігрівати ланкам покрівлі, жолобів, труб водостоків або призначені для датчиків. Для герметичного введення кабелів в коробки потрібні муфти відповідного діаметру.

    Пристрій системи обігріву водостоків покрівлі

    Експлуатаційні характеристики гріючих кабелів

    Головною характеристикою під час експлуатації кабелів обігріву водостоку і покрівлі термін їх служби. Виробники визначають його в 10-15 років, але тільки при дотриманні умов встановлення, експлуатації. Нарікання з боку користувачів, звичайно, трапляються. Більшість претензій відноситься до поломки нагрівальних елементів. Тому настійно рекомендуємо бути уважними до вимог не тільки монтажу, але й експлуатації.

    Характеристики виділеної потужності і температури обігріву можуть з часом погіршуватися в результаті природного старіння, але оскільки спочатку вони вище заявлених виробником, до закінчення гарантійного періоду функції антиобмерзання покрівлі та обігріву водостоків будуть виконуватися не гірше розрахункових за проектом.

    Економічну вигоду від застосування обігріву водостоку передбачити або порахувати досить важко, оскільки кожна зима відрізняється від попередніх, але те, що ви забудете про походи на дах для боротьби з бурульками і не доведеться міняти ринви і труби водостоку, це точно.

    Через 10-15 років можна виміряти електричні параметри обігрівають ланок. Цілком можливо збільшення тривалості терміну служби без заміни.

    Монтаж нагрівального кабелю

    Основним етапом установки гріючих кабелів і системи обігріву покрівлі та водостоків слід вважати уважне вивчення інструкції з монтажу даної виробником виробів, деталей і пристроїв. Перевіряйте порядок дій, вживані матеріали, інструменти перед початком робіт. Якщо в інструкції або рекомендації виробника є вимоги до кваліфікації персоналу, що виконує монтаж або проект – постарайтеся не позбавити себе гарантій.

    Температура нагріву кабелю може виявитися занадто високою для цілісності матеріалу труби водостоку або жолоби, особливо у випадках, коли виробник рекомендує кріплення безпосередньо до труби або жолобу, а не на кронштейнах або на тросах. Перед установкою обігріву слід переконатися в термостійкості матеріалів, які використовуються для жолобів і труб водостоку.

    Перед підключенням силового електроживлення, обов’язково проведіть вимір параметрів ізоляції ланок і переконайтеся у відсутності коротких замикань.

    Пристрій системи обігріву водостоків покрівлі

    Поділитися з друзями
    Ремонт та вироби своїми руками