Обогрев кровли и водостоков

Главная » Применение нагревательного кабеля » Обогрев кровли и водостоков


Лёд на кровле?

Образование наледи на кровле и ее элементах приводит к весьма неприятным последствиям:

  • повреждение элементов кровли, крыши, желобов, водостоков и т.д.;
  • протечки;
  • снижение ресурса элементов конструкции кровли из-за нерасчетных нагрузок;
  • повреждение фасадов;

Необходимо понимать, что именно лед, а не снег оказывает негативное воздействие на элементы кровли.

Механизм образования наледи на кровлях, желобах и водостоках.

Лед образовывается на крыши по двум причинам:

  1. Естественный перепад температур, например, от плюсовых днем до отрицательных ночью (от +2oCдо –5oC, например). Днем начинается таяние снега на кровле и желобах, но вода не успевает полностью уйти с кровли и водостоков, и при снижении температуры замерзает, образую ледяные “дамбы”. При последующих циклах изменения температуры вода скапливается на этих “дамбах”, и процесс образования ледяных форм принимает лавинообразный характер.
  2. Из-за плохой теплоизоляции кровля выделяет тепло, растапливая снег. Талая вода начинает стекать по естественному пути, но попадая на холодные участки (козырьки, желоба, водостоки) замерзает. Постоянное таяние на кровле приводит к резкому увеличению ледяных форм.

Для борьбы с образованием льда на кровлях с успехом применяют  Кабельные Системы  Обогрева (далее КСО) кровли, часто называемые системы "Крыша без сосулек".

Назначение антиобледенительной системы обогрева кровли.


Основная задача системы обогрева кровли – не дать образоваться ледяным формам на поверхности кровли. Наиболее эффективным методом достижения этой цели - создать возможность талой воде сойти по своему естественному пути с поверхности кровли и водостоки. Хотя многие полагают, что предназначение системы – «что бы на кровле не было снега», это совсем не так. Для подобной задачи требуется больше кабеля и мощности, поскольку таяние льда требует большого количества тепловой (а значит и электрической) энергии. Крыша остаётся без сосулек не потому, что системы топит их, а потому, что не даёт образовываться.

Принцип действия кабельной системы обогрева кровли.
Для предохранения от образования сосулек и наледи нагревательный кабель прокладывают по пути естественного схода воды и в критических местах, где возможно образование льда:

  • ендовы;
  • мансардные окна;
  • водосточные желоба и лотки;
  • водосточные трубы на всю длину;
  • водосточные воронки и зоны вокруг них;
  • капельники;
  • карнизы;
  • водометы;

Греющий кабель прокладывается так, что бы полностью гарантировать уход воды с поверхности кровли и ее элементов. Необходимо понимать, что недостаточно только установить обогрев желобов, и не предусмотреть обогрев водосточных труб. Ведь в этом случае вода из желоба будет замерзать в трубе.

Нагревательный кабель включается в определенном температурном диапазоне, например от +2oС до –7oС. Ниже –10oС таяние на кровле, как правило, уже не происходит. Если же у вас вода появляется и при значительно более низких температурах, значит, теплоизоляция вашей кровли очень слабая, или кровля имеет серьёзные конструктивные недостатки, и решить эту проблему с помощью КСО приведёт к большим тратам. Эффективным способом снижения затрат на эксплуатацию системы является использование метеостанции, имеющей в своём составе датчики осадков и влажности. Метеостанции включают систему не только при достижении границ рабочего температурного диапазона, но только если при этом ещё присутствуют осадки или на кровле идёт таяние снега. Очень важным моментом является выбор места установки датчиков влаги и настройка их чувствительности.

При проектировании кабельных систем обогрева кровли необходимо представлять насколько серьёзны проблемы крыши, какой необходим рабочий температурный диапазон. Очевидно, что для работы системы при температуре -8oC и -15oС необходимо разное количество тепла, а значит и разное количество или типы греющего кабеля.  

Состав антиобледенительной системы обогрева кровли.

Для обогрева кровель могут использоваться все типы нагревательных (греющих) кабелей – резистивный, зональный, саморегулирующийся и кабель с минеральной изоляцией. Главные требования – стойкость к УФ-излучению, влаге, механическая защита, стойкость к перепадам температуры и минимальная погонная мощность от 25 Вт/м.

Саморегулирующийся нагревательный кабель, не смотря на высокую по сравнению с резистивным и зональным кабелям стоимость, имеет явные эксплуатационные преимущества перед другими видами кабеля.

  1. Экономичность.
    Мощность саморегулирующегося греющего кабеля меняется в зависимости от температуры и среды (воздух, вода, лёд), в которой находится кабель. Так как сопротивление греющей матрицы,  а значит и мощность зависти от её температуры, то это означает, что в средах с большим теплосъёмом ( вода, лёд)  где матрица остывает сильнее, мощность кабеля будет больше. Максимальную мощность саморегулирующийся кабель выделяет именно в момент растапливания снега, льда и в воде, на сухих же участках  мощность саморегулирующегося греющего кабеля значительно ниже. Разница может составлять от 70 до 100 процентов. Это обеспечивает весьма ощутимую экономию электроэнергии.

    Мощности саморегулирующихся нагревательных кабелей Fujikura Heattracer

    Наименование
    Погонная мощность при 10 (С0)
    на воздухе

    Погонная мощность при 0 (С0)
    во льду
    PGC-5   16   30    
    PGC-8   25   50    
    PGL-5   16   30    
    PGL-10   33   55    

    ВНИМАНИЕ ! Обратите внимание какую именно мощность вам указывают в предложении. Некоторые недобросовестные монтажные организации для потребляемой мощности указывают мощность кабеля при +10°С. В реальности же система будет потреблять гораздо больше электроэнергии.

  2. Надёжность.
    При эксплуатации на поверхности кровли и водосточных трубах могут образовываться пробки из грязи, листвы и пр. При сходе снежных лавин или падении ледяных образований, могут повреждаться крепления греющего кабеля, и нитки кабеля могут перехлестнуться. Резистивный нагревательный кабель в таком месте может перегореть. Саморегулирующийся кабель в  месте перехлёста  снизитмощность без повреждений.

  • Управляющая часть;

Для автоматического включения системы в момент выпадения осадков применяются терморегуляторы, включающие систему в заданном температурном диапазоне, или метеостанции, учитывающие наличие влаги и осадков. Последние значительно дороже, поэтому их использование может быть оправдано на больших объектах, но они обеспечивают значительную экономию электроэнергии; Неправильная настройка управляющей автоматики, или некорректная установки чувствительных элементов может приводить к серьёзным нарушениям в работе системы обогрева кровли. Как минимум система не будет полностью предотвращать образование льда.

  • Электрическая часть

Силовые и управляющие кабели, щит управления, монтажные коробки, автоматы защиты, УЗО и т.д. Этой части необходимо уделять немалое внимание. Экономия на элементах этой группы может сильно снизить время безотказной работы системы обогрева кровли. Например монтажные коробки изготовленные из дешёвого ПВХ пластиката через несколько сезонов полностью теряют герметичность. В них попадает большое количество влаги, что приводит к окисливанию контактов, и отключению греющих контуров.

  • Монтажные элементы

Различные виды монтажных лент, защит, скоб предназначенных для крепления нагревательного кабеля на элементах кровли, герметики, полимерные ленты, заклёпки и пр. Экономия на этой группе также сильно снижает срок безотказной эксплуатации систем обогрева кровли. Обычная монтажная лента для тёплого пола в условиях кровли приходит в полную негодность за 5...6 лет. Дешёвые герметики теряют свои свойства за 3...4 года. . 

Почему обогрев кровли не работает?

  • Использование нагревательного кабеля, непредназначенного для работы на кровлях (выход кабеля из строя). Например некоторые кабели с ПВХ изоляцией теряют работоспособность через 3...5 лет;
  • Отказ саморегулирующегося нагревательного кабеля. При работе с кабелями таких марок, как Fujikura, Raychem, Nelson, отказ кабеля по причине производственного брака практически равен нулю. Наиболее вероятная причина отказа – неправильное муфтирование;
  • Ошибки при проектировании системы (заниженные потребные мощности, неправильное распределение греющих контуров,  и т.д.);
  • Некачественный монтаж системы (некачественное муфтирование, крепление нагревательного кабеля и т.д.);
  • Пониженное напряжение в сети. При этом мощность кабеля будет ниже расчетной, что может привести к неправильной работе системы;
  • Сбои питания. При отключении питания вода, которую растопила система, начинает замерзать и образовывать ледяные дамбы. После включения кабельной системы обогрева кровли с правильно подобранной мощностью контуров не сразу, но растопит все ледяные образования, если же мощность была выбрана по минимуму, то ситуация может ухудшиться;

Проектирование и монтаж кабельных систем обогрева кровли требует большого практического опыта, поэтому данные работы должны выполнять специализированные организации.

Типы антиобледенительных систем обогрева кровель.
Системы обогрева кровель можно разделить на несколько типов. В зависимости от используемого кабеля.

  • Cистемы обогрева на основе резистивного кабеля.
    “+”
    Меньшая стоимость по сравнению с остальными типами. Стоимость резистивного кабеля меньше стоимости саморегулирующегося кабеля, но это частично компенсируется более высокой стоимостью работ при монтаже резистивного кабеля, и большим количеством крепёжных элементов, так как количество кабеля всегда больше, и его необходимо чаще крепить. В среднем стоимость системы на резистиве будет на 20% меньше стоимости аналогичной системы на основе саморегулирующегося кабеля.
    -
    1. БОльшее потребление электроэнергии, так мощность резистивного кабеля постоянна, а мощности количество кабеля выбирается из соображений работы в наихудших условий, то вне зависимости от нагрузки, система будет работать на максимальной мощности. 
    2. Меньшая надёжность. Главным недостатком резистивного кабеля является возможность его перегрева. На кровле это может произойти по различным причинам, например в желобе кабель может закрыть нанос из листьев или хвои, если дом находится в лесу, Но самым слабым местом являются водосточные трубы. Посторонние предметы попадаю в трубу могут вызывать перехлёст ниток кабеля. Неквалифицированные монтажники могут недостаточно хорошо зафиксировать кабель (рекомендуемое расстояние между точками крепления в жёлобе — 25...30 см ).
  • Системы обогрева на основе саморегулирующегося кабеля.
    “+”
    1. Энергопотребление саморегулирующегося кабеля меньше, чем у резистивного за счёт того, его мощность зависит от температуры окружающей среды и наличия осадков ил воды. Суммарная же потребляемая мощность саморегулирующегося кабеля будет ощутимо меньше. 
    2. Надёжность. Саморегулирующийся кабель не склонен к перегреву, и не боится перехлёста или наносов грязи. Особенно важным этот аспект становится для больших зданий, где не ограничивается доступ на крышу, и возможно попадание посторонних предметов в водосточные трубы, и для домов, находящихся среди деревьев.
    -
  • Комбинированные системы
    Представляют разумный компромисс при снижении стоимости. В водосточных тубах закладывается саморегулирующийся кабель, в остальных частях системы — резистивный кабель. И по стоимости и по энергопотреблению комбинированные системы стоят между системами на основе саморегулирующегося кабеля и резистивными системами.

Специфика использования зонального нагревательного кабеля.


В некоторых случаях, таких как водосточные трубы малого диаметра, или небольшие капельники, требующие одной нитки обогрева, использование зонального нагревательного кабеля может обеспечить ощутимый экономический эффект. Его стоимость будет меньше, чем у саморегулирующегося кабеля, а энергопотребление меньше, чем у двух ниток резистивного (необходимо помнить, что использование в условиях регионов с большими снеговыми нагрузками неэффективно ).

Кабели и теромрегуляторы, используемые для обогрева кровель, желобов и водостоков.


Кабели используемые для систем обогрева кровель должны быть стойки к воздействию ультрафиолета, влаги и перепадам температурам. Мощность кабеля подбирается исходя из размеров элементов желобов и водостоков. Следует учитывать, что большие снеговые и ветровые нагрузки требуют бОльшей мощности на единицу длины элемента кровли. Коттеджное строительство, жилое и коммерческое строительство.

Гражданское и коттеджное строительство.


Возможно использование широкого спектра саморегулирующихся, зональных и резистивных кабелей. В зависимости от необходимой погонной мощности используются саморегулирующиеся нагревательные кабели Fujikura PGC-5, PGC-8, PGL-5-2XX, PGL-8-2XX, PGL-10-2XX. Зональные кабели — Thermopads CTL ZH 30. Резистивные кабели — iQ-Therm.

Промышленный обогрев.


При проектировании и монтаже систем обогрева промышленных и энергетических объектов необходимо учитывать высокие требования к надёжности систем, и специфические требования конкретных объектов (возможность попадания химически агрессивных жидкостей, взрывоопасные зоны и пр...), большие площади водосбора, более высокие потребные погонные мощности нагревательных кабелей и т.д. . Рекомендуемые кабели — саморегулирующиеся Fujikura серии PGL, с мощностью не менее 25 Вт/м@10C на воздухе, резистивные кабели iQ-Therm, Thermopads HC-3/EX-HC-3, кабели с минеральной изоляцией типа КВЭН.
Для взрывоопасных зон необходимо использовать кабели Fujikura PGL, EX-HC-3 и кабели с минеральной изоляцией КВЭН. В местах, где присутствуют агрессивные вещества, необходимо использовать кабели с внешней изоляцией из фторполимера, например кабели Fujikura серии PGL-X-SJ