Греющий кабель для водостока и крыши: выбор и монтаж в системе антиобледенения

Целесообразность использования системы

Обычная картина обледенения крышиАнтиобледенение водостоков

Проблемы, связанные с обледенением кровель отнюдь не разовые, поэтому с ними приходится бороться постоянно. Для установки на своей крыше подобной системы антиобледенения, прежде всего, не мешало бы разобраться, что же представляет эта система.

Перечень причин, которые говорят о пользе антиобледенительной системы

1. Ледяные образования постоянно наращивают массу и давят на крышу. Это может привести к преждевременному износу и повреждениям кровельного материала.
2. Из-за обледенения кровельной кромки во время оттепели на крыше скапливается вода, которая способствует преждевременному разрушению кровельного материала, а также приводит к порче потолков и стен квартир верхнего этажа. Вблизи водостоков части фасада разрушаются гораздо быстрее.
3. Каждое лето приходится чистить крышу от накапливающегося там из-за обледенения кровельной кромки мусора, что приводит к преждевременной порче кровельного материала.

Что собой представляет антиобледенительная система

Система антиобледенения кровли. Монтаж

• Система антиобледенения крыш и водостоков представляет собой комплекс принадлежностей, позволяющих избавляться ото льда и снега на крыше и сопряжённых с ней устройствах.
• Устройство включает в себя кабель для нагрева снега и льда, который имеет определённую длину, регулирующуюся муфтовым соединением. Кабель готов для подключения к сети с напряжением 220В и частотой тока 50Гц.
• В комплект системы входят также терморегулятор, УЗО и магнитные пускатели.
• Монтажные коробки для подсоединения и разветвления кабелей.
• Для крепежа системы в комплект входят саморезы, дюбели, заклёпки, скобы, монтажная лента, клипсы, тросы и качельный крюк.

Типы кабелей для системы обледенения

Кабель системы ENSTO

Системы антиобледенения кровли выпускают много производителей, и для примера мы рассмотрим финскую систему концерна ENSTO. Эти кабели снабжаются штепсельной вилкой, не требуют обязательного подключения к терморегулятору и могут быть установлены непосредственно в трубе с питьевой водой. Номинальная мощность этого устройства 9Вт/м, при максимальном напряжении 230В.

Саморегулирующиеся нагревательные кабели

Саморегулирующиеся кабели с разъёмом

В данном кабеле тепловыделяющим элементом служит пластиковая матрица. Особенность этого кабеля заключается в том, что он самостоятельно реагирует на температуру окружающей среды и работает именно в том режиме, который нужен для данного случая. Кабель, в зависимости от потребности, может производить от 6 до 90Вт/м.

Кабель распределяет тепло таким образом, что нагрев происходит в зависимости от потребности каждого отдельного участка, к тому же он плоский, что способствует хорошему прилеганию к поверхности, и обеспечивает большую производительность. Саморегулирующийся кабель стоит несколько дороже резистивного, но за качество всегда надо было платить больше, зато впоследствии такой кабель окупается за счёт экономии электроэнергии.

При монтаже такого кабеля на крыши антиобледенение может регулироваться длиной кабеля, то есть, его можно резать непосредственно по месту установки, начиная от 20 см и заканчивая длиной 50-100м (зависит от типа кабеля). У кабелей такого типа есть одна приятная особенность: во время работы его мощность превышает номинальную в 1,5-2 раза, так как он находится в воде.

При установке саморегулирующихся греющих кабелей для кровли следует учитывать такой факт, что пусковая мощность этого устройства может в 2-3 раза превышать мощность номинальную. Это должно быть отражено в сопроводительной технической документации и учтён тип пускателей.

Резистивные нагревательные кабели

Кабель нагревательный. Резистивный

В резистивных кабелях тепло выделяют металлические жилы, закрытые теплоустойчивым пластиком. Тепловыделение кабеля составляет 20-30Вт/м, зависит от окружающей среды и является одинаковым по всей длине кабеля. Эти кабели очень прочные и их сложно повредить, но их проблема состоит в фиксированной длине секции. Приходится приспосабливать кабель к длине водостока или периметру кровли.

Проектирование и расчёт системы антиобледенения

Разработать систему обогрева крыши — задача далеко не самая простая, тем более что в каждом конкретном случае подход требуется индивидуальный. Заниматься проектированием должны специалисты. Но с общими положениями расчёта будущему владельцу ознакомиться всё-таки следует. Хотя бы для того, чтобы не стать жертвой недобросовестного поставщика, пытающегося продать неоправданно дорогую систему.

Итак, в общем случае делают примерно следующее:

Разрабатывают схему укладки греющего кабеля. Если крыша «холодная» (то есть хорошо утеплена) и пологая, можно ограничиться подогревом водосточной системы. На «тёплой» крыше обогреву подлежит ещё и край кровли, граница которого определяется следующим образом: вверх по скату откладывают 30 см от линии пересечения плоскостей наружной стены и ската. На крышах со значительным уклоном ввиду высокой вероятности обрушения снежной массы эту границу нужно отнести ещё выше на 15–20 см. Если крыша плоская, то кабель укладывают вдоль периметра и у сливных воронок.

При большом угле наклона скатов предусматривают также укладку греющего кабеля зигзагом между кромкой кровли и снегозадержателем, который на такой крыше должен устанавливаться в обязательном порядке (ввиду высокой вероятности соскальзывания снежной массы)

Особое внимание следует обратить на места, где стыкуются две части ската с разным уклоном — это долины (сточные грани) на плоских кровлях и ендовы на двускатных. То же можно сказать и про то место, где крыша примыкает к стене

Здесь наледи образуются особенно часто. Кабель нужно укладывать в виде вытянутой петли на 2/3 высоты ендовы или долины. В случае примыкания крыши к стене кабель нужно укладывать в 5 – 8 см от последней, при этом расстояние между нитками вытянутой петли должно составлять 10 – 15 см.

Если крыша водостоком не оборудована, кабель на её кромке располагают по схеме «капающая петля» (при большом уклоне) или «капающая грань» (при малом уклоне). Идея состоит в следующем: петлю подвешивают так, чтобы вода с неё капала прямо на землю. Для укладки по схеме «капающая петля» кабель должен иметь припуск 5 – 8 см.

Вдоль жёлоба шириной до 15 см укладывают одну линию кабеля. Лежащий в жёлобе кабель должен быть заведён «капающей петлёй» длиной 30 – 40 см в воронку водосточной трубы. Так же поступают и при монтаже системы на плоской кровле.
В водосточную трубу также запускают одну или две нитки в зависимости от её диаметра. В нижней части водосточной трубы число витков следует увеличить, поскольку она является более холодной, чем верхняя. На кровле кабель укладывается зигзагообразно. Шаг зигзага определяется так: для мягкой кровли из расчёта необходимой удельной мощности (Вт/кв. м), для жёсткой — в соответствии с рисунком кровельного покрытия.

Если средств на закупку саморегулирующегося кабеля в нужном количестве недостаточно, можно применить его только в части системы. Наиболее уместным можно считать использование такого кабеля для обогрева водостока, кровельную же часть можно оснастить дешёвым нерегулируемым кабелем.
Далее выбирают местоположение монтажных (соединительных) коробок, так чтобы они были доступны для технического обслуживания. Чаще всего их располагают на кровле рядом с греющим кабелем. Этот элемент можно закрепить где-нибудь под козырьком или на ограждении (на парапете). При наличии чердака можно поместить коробки туда.

Определяют необходимую погонную и общую мощности.

Ориентировочная мощность обогрева для различных элементов кровли составляет:

• для жёлоба шириной до 150 мм: на «холодной» крыше — 30 – 60 Вт/м, на «тёплой» — 100 Вт/м;
• для жёлоба шириной свыше 150 мм: 200 Вт/кв. м;
• на кровле (карнизный свес): на «холодной» крыше — до 150 Вт/кв. м, на «тёплой» — 200 – 250 Вт/кв. м;
• в ендовах: 250 – 300 Вт/кв. м;
• на плоских кровлях вокруг сливных лотков, расположенных в зоне примыкания к парапету: 40 – 80 Вт/кв. м.

Если водосточная система собрана из пластмассовых деталей, обогревающие её кабели могут иметь суммарную погонную мощность не более 17 Вт/м. Для крыш с мягким кровельным покрытием максимально допустимая погонная мощность составляет 20 Вт/м.

Далее подсчитывают общую длину греющего кабеля и определяют количество цепей с учётом того, что длина одной цепи не может превышать 120 – 150 м (зависит от марки кабеля). Каждая цепь должна подключаться через отдельное УЗО.

В последнюю очередь проектируют щит управления с учётом количества цепей и потребляемой ими электрической мощности

Кабельный обогрев кровли и водостоков

Зимний период и межсезонье в нашей стране суровы, а коммунальные службы не всегда торопятся с очисткой крыш от снега и наледи. Но эта проблема легко решаема. Достаточно установить кабельный обогрев кровли и водостоков, чтобы избежать не только преждевременной порчи крыши, но и случайных жертв падающих сосулек. Система обогрева кровли кабелем – эффективный способ борьбы с обледенением, промерзанием крыш, водосточных конструкций.

Для каких типов кровли подходит антиобледенительная система

Кабельный обогрев кровли может быть установлен на крышу любого типа: скатную, плоскую, теплую, холодную.

Основная проблема зданий с плоской крышей – замерзание воронок и труб для водостока. Это чревато затоплением поверхности кровли талой водой, ее протеканием на этажи строения. Дефекты, трещины, образующиеся на трубах в результате систематических промерзаний, могут привести к их разрыву. Во избежание этого достаточно установить подогревающий кабель для водостока, который не позволит замерзнуть воронкам и обогреет трубы по всей длине.

Скатные крыши, оборудованные подвесными желобами, тоже требуют монтажа аниобледенительной системы. Чтобы предотвратить сползание снежной шапки и падение сосулек, термокабель для обогрева кровли укладывается по краю крыши, а также в желобе и трубах.

При монтаже рекомендуется учитывать, утеплена ли конструкция крыши. Потери тепла холодной кровли – минимальны. Достаточно установить кабельный обогрев водостоков и желобов, чтобы избежать неприятных последствий таяния снега.

Теплая кровля, напротив, требует дополнительного обогрева. Карнизы, ендовы, мансардные окна, свесы, примыкания должны быть оборудованы кабельной системой обогрева кровли.

Виды греющего кабеля

В антиобледенительных системах применяется провод для обогрева водостоков и крыши следующих типов:

1. Резистивный. Чаще всего используется для обогрева скатных крыш. Эластичен, равномерно нагревается по всей длине. Минус этого подогревающего кабеля для водостока – невозможность регулирования тепла. Перед покупкой необходимо выяснить точную длину, требуемую для укладки, так как разрезать кабель нельзя. Плюс – невысокая стоимость.

2. Зональный. Имеет более сложную конструкцию. Греющая часть термокабеля для обогрева водостоков состоит из двух токопроводящих жил, замыкающихся на проводники через равные промежутки. Эффективен при обогреве края скатной крыши и желобов. Его плюс – возможность нарезки без ухудшения качественных характеристик. Минус кабеля для подогрева водостока – цена, которая выше, чем у резистивного. При перехлесте кабелей есть опасность перегрева, ведущего к выходу системы из строя.

3. Саморегулирующийся. Главное достоинство – отсутствие возможности перегрева. При снижении температуры воздуха сопротивление кабеля усиливается, количество выделяемого тепла увеличивается. Чем выше температура, тем меньше сопротивление. Саморегулирующийся провод для обогрева водостоков и крыши можно разрезать, используя фрагменты на самых промерзаемых участках. Поскольку его стоимость достаточно высока, возможность использования отрезков позволит снизить затраты при покупке. Однако обогревающий провод для водостока, цена за метр которого варьируется, в зависимости от производителя, быстро окупает себя.

Системы электроснабжения, управления и защиты

Основным компонентом антиобледенительной конструкции является система электроснабжения, состоящая из электрокабелей, распредкоробок, заземляющих устройств. Обязательный элемент системы – соединительная коробка. Коммутация подогревающих кабелей для водостока с электрическими осуществляется через распредкоробки. Уровень защиты соединительной коробки не должен быть менее IP 65.

В систему управления обогревом входят управляющая аппаратура и ШУО (шкаф управления обогревом). Аппаратура собирает данные, необходимые для контроля обогрева, управляет датчиками температуры, влажности, осадков, терморегуляции, выполняет другие функции, обеспечивающие безопасную и бесперебойную работу кабельного обогрева кровли крыши и водостоков.

ШУО предназначен для размещения в нем управляющего электрооборудования. Его основные функции:

— автоматическое управление антиобледенительной системой;

— защита от коротких замыканий;

— автоматическое отключение при возникновении неполадок;

— визуальное отображение текущего состояния системы

Проектирование обогревающей системы

Проектирование системы снеготаяния включает в себя выбор мест обогрева, расчёт необходимой мощности кабеля, а также составление чертежей, схем или эскизов. Документация должна содержать данные о типе и количестве нагревателей для каждой зоны, местах установки датчиков и особенностях электрических соединений.

Выбор зон для обогрева

На первом этапе изучают чертежи крыши, при помощи которых определяют количество и тип обогреваемых зон. Специалисты рекомендуют включать в систему снеготаяния следующие места:

1. Стыки смежных скатов (ендовы). Кабель укладывают в виде длинной петли, которой покрывают от 1/3 до 2/3 высоты разжелобка в его нижней части. Ширина изгиба зависит от удельной мощности кабеля и составляет от 10 до 40 см.

   Стыки смежных скатов кровли оборудуют греющим кабелем, уложенным на 2/3 их высоты

2. Карнизы крыш с пологими скатами. Если кровля имеет уклон до 30 градусов, то кабель укладывают зигзагом в нижней части ската, захватывая весь карниз и 30-сантиметровый участок выше проекции стены здания. Если угол кровли составляет менее 12 градусов, то обогревом оборудуют участки, примыкающие к воронкам.

   Рядом с воронками греющий кабель укладывают на площади 1 кв. м

3. Водосточные трубы. Нагреватель укладывают в стояк, сооружая петлю, которую крепят к его стенкам. При стоке в ливнёвку петлю делают более длинной с учётом глубины промерзания грунта.

   Для обогрева лотков и водосточных труб нагревательный кабель укладывают двумя параллельными линиями

4. Воронки. На плоских участках кровли кабель монтируют так, чтобы он охватывал зону шириной до 0.5 м и заводят его в водораспределитель ниже уровня чердачного перекрытия. Для воронок, которым оборудуют стояки, дополнительный обогрев не требуется, поскольку будет достаточно обогрева жёлоба.

5. Для обогрева примыканий и парапетов будет достаточно одной секции кабеля, проложенной вдоль конструкции.

   Различные способы раскладки кабельных нагревателей позволяют сделать защиту от снега и льда более эффективной

6. Лотки и желоба требуют укладки двух параллельных линий по нижней части водораспределительных элементов.
7. Водомёты плоской кровли. Нагреватель монтируют по дну и в радиусе до 0,5 м от их входного проёма.

Кроме того, греющий кабель укладывают по периметру мансардных окон, в метровой зоне вокруг водосборников, а также на пути оттока воды. Чтобы обеспечить работоспособность ливневой канализации, необходимо продумать обогрев магистрали вплоть до сточного коллектора.

Обогревом оборудуют не только кровлю и водостоки, но места стоков, а также элементы дренажной системы

Не требуют установки нагревателей скаты крыш с уклоном более 45 градусов, поскольку снег сходит с их поверхности естественным способом. Тем не менее для обеспечения работоспособности водосточной системы все её элементы следует оснастить греющим кабелем согласно изложенным выше правилам.

Расчёт необходимой мощности

Расчёт мощности обогревающего кабеля проводят исходя из площади отдельных зон, нуждающихся в монтаже системы снеготаяния. Для вычисления этого значения руководствуются данными, полученными на практике:

• в водосточные трубы диаметром менее 100 мм — 28 Вт/м. То же самое для оборудования лотков шириной до 100 мм;
• в водосточные трубы диаметром более 100 мм — 36 Вт/м. Такое же значение для укладки в лотки шириной более 100 мм;
• в ендовы — от 250 до 300 Вт/кв. м (рекомендуется укладка до 2/3 высоты в нижней части стыка);
• вдоль желобов — от 200 до 300 Вт/ кв. м;
• на капельниках и вдоль карнизов — от 180 до 250 Вт/кв. м.

На плоских поверхностях предусматривают монтаж кабеля зигзагом, не превышая радиус изгиба, рекомендуемый изготовителем. По схеме укладки определяют длину кабеля и, основываясь на полученных данных, вычисляют суммарную мощность системы снеготаяния.

Перед установкой нужен подробный чертёж с указанием мест обогрева и способа прокладки греющего кабеля

Установка коммутирующих устройств

Для контроля и управления системой обогрева крыш и водостоков используют унифицированные модули, конструкцией которых предусматривается подключение питающего провода, нагревателей, а также датчиков температуры и влажности. Блок управления монтируют в удобном для контроля и управления месте. Сигнальные сенсоры устанавливают с учётом необходимости их осмотра и обслуживания.

Контроль и управление системой «антилёд» осуществляется при помощи разнообразных датчиков, подключённых к электронному термостату или метеостанции

Варианты для разных конструкций

Архитектура современных домов может быть очень замысловатой. Встречаются не только здания с необычными фасадами и планировкой, но и крыши нестандартной формы. Среди возможных вариантов – плоская, односкатная, двускатная, щипцовая, многощипцовая, вальмовая, шатровая, мансардная, купольная, сферическая, фигурная. Встречаются даже вогнутые кровли.

Играет роль и другая классификация: холодные, теплые и горячие крыши.

В качестве жилых помещений обычно используются мансарды под высокими двускатными крышами и кровлями мансардного типа. Минимальный уклон встречается только у плоских крыш. Снег на них тает очень активно, даже если на улице -10 и ниже. Водяной контур для мансардных крыш неэффективен. В качестве антиобледенительной системы лучше использовать саморегулирующийся кабель с мощностью выше 20 Кв/м. Альтернативный вариант – отделка кровли изнутри рулонной ИК-плёнкой. Это одновременно поможет сохранить тепло внутри жилого помещения в мансарде.

Обогрев плоской крыши самый сложный. Помимо того, что снег с ровной поверхности никуда не скатывается и активно тает, некуда сливаться и образующейся жидкости. При минимальном уклоне она просто остается лужей на поверхности кровли, поэтому необходимо обустройство сливных воронок. Воронки тоже нуждаются в обогреве. Система водоотвода может быть двух типов: традиционная с использованием сливных отверстий и гравитационно-вакуумная.

В первом случае вода уходит в сливные отверстия самостоятельно, это происходит медленно и требует хоть какого-то уклона крыши. Во втором жидкость буквально всасывается в сливную систему за счет наличия сифонов.

Для плоской крыши подойдёт ИК-обогрев и комбинированная система. Плёнкой оборачиваются участки труб сливной системы, чтобы не промерзали, а кабель монтируется по поверхности кровли в нескольких местах. Или же трубы и кровля с нижней стороны оборудуются ИК-плёнкой. Мощность системы нужна максимальная.

Состав системы антиобледенения

Эта система состоит из следующих компонентов:

1. Греющий кабель. Похож на обычный токопроводящий кабель, только в составе имеется жила из материала с высоким электрическим сопротивлением. При пропускании через неё электротока энергия последнего превращается в тепло.
2. Муфты для греющего кабеля: соединительные и концевые (заглушки).
3. Крепёжные элементы.

4. Метеостанция. Так называется набор датчиков — температуры и влажности — позволяющих автоматизировать работу системы. Есть модели, в которых для регистрации таяния и осадков применены отдельные датчики. Не оборудованную метеостанцией систему антиобледенения включать и выключать приходится вручную: при наличии осадков — включаем, при отсутствии таковых — выключаем. Это, во-первых, усложняет жизнь пользователю, а во-вторых, приводит к перерасходу электроэнергии.

5. Распределительная система: включает в себя кабели — силовой (для подключения греющего кабеля к электросети) и сигнальный (подключение датчиков к терморегулятору), а также монтажные коробки.
6. Щит управления.

В состав щита входят несколько устройств:

• выключатель автоматический (ВА): если система 3-фазная, то по одному на каждую фазу;
• контактор 4-полюсный или магнитный пускатель;
• устройство защитного отключения (УЗО), срабатывающее при утечках тока от 30 мА;
• лампа сигнальная;
• ВА для цепи управления терморегулятора;
• терморегулятор: подаёт питание на греющий кабель при определённой температуре, обычно от -8 до +3 oC.

Как работает система антиобледенения водостоков ↑

Антиобледенение крыши сводит образование наледи на нет. Действительно, наледь образуется чаще в самых «неблагоприятных» в этом смысле местах крыши, скажем, ендовах, желобах, сливных трубах и т. д. На этих участках по ходу движения талой воды укладывают нагревательный кабель, который питается от электросети с напряжением 220–230 В.

Процесс нагрева управляется через специальный терморегулятор, работающий в автоматическом режиме. На кровле устанавливают один или несколько датчиков, которые и передают команды на этот терморегулятор. Датчики могут быть самыми разными:

• температуры и осадков,
• влажности воздуха и наличия воды.

Когда в атмосфере создаются условия, которые могут быть причиной образования льда, скажем, как это часто бывает, выпадение в холодный период года осадков или капельное таяние снега во время оттепели на основной части кровли термостат «разрешает» подачу электроэнергии, и от греющего провода начинает выделяться тепло. При этом образуется вода, которая свободно и беспрепятственно начинает стекать по желобам и трубам вниз. Термостат сегодня нередко заменяют программируемым терморегулятором – своего рода домашней метеостанцией.

Структура: греющая, распределительная

Она включает несколько функциональных подсистем.

• электробезопасность;
• механическая прочность;
• стойкость к атмосферным осадкам и солнечным лучам.

Важная составная часть «греющей» подсистемы – это различные крепежные элементы, которыми нагревательные элементы фиксируют в заданном месте на крыше и в водосточных конструкциях.

• Распределительная сеть. Это комплект, в который входят силовые и информационные (сигнальные) провода и распределительные коробки – в них проходит коммутация проводов. Эта подсистема отвечает, во- первых, за электропитание «греющей» части и, во-вторых, за передачу информационных сигналов, которые были получены от датчиков, щитка управления.
• «Сердце» антиобледенительной системы.В автоматической системе управления задействованы датчики влажности и температуры, специальные терморегуляторы, защитная и пускорегулирующая аппаратура.

Как установить антиобледенительную систему самостоятельно

Монтаж системы антиобледенения кровли – это далеко не так просто, как может показаться на первый взгляд. Поэтому, не обладая элементарным и электротехническими знаниями, лучше не браться за подобную работу. Чтобы устройство работало правильно, необходимо доверить монтаж специалистам.

При наличии навыков в проведении подобных работ, монтаж системы антиобледенения кровли можно выполниться самостоятельно. Для этого следует придерживаться таких этапов:

1. Монтируем два греющих провода в водосточные трубы. Необходимо выбирать такие модели, потенциал мощности которых превышает 20 ватт на погонный метр. Если же водосток имеет большое сечение, то мощность кабельных изделий должна составлять 30 ватт.

2. Устанавливаем в желоба одну или две греющие нити. Мощность каждой из них должна составлять в пределах 250-3—ватт на каждый «квадрат».

3. Монтируем кабель на ендовах сверху и снизу. Нить обогрева должна покрывать около 70% площади ендовы. На каждый квадратный метр конструкции должно приходиться не менее 250 ватт мощности кабеля.

4. На той линии, где вода сходит с капельника, прокладывается минимум две кабельные нити. Для экономии можно обойтись и одной, но в таком случае система антиобледенения крыш может работать неэффективно.

5. При помощи монтажной ленты осуществляется фиксация кабелей в трубах. Для этого можно использовать специально предназначенные термоусаживаемые трубки. Лучше использовать монтажную ленту с большей толщиной, что обеспечит более длительный срок ее службы.

6. В воронке трубы закрепляем кабель посредством ленты, оснащенной заклепочными элементами. Соединять кабель с кровлей необходимо посредством специального герметика.

Сама система электрообогрева монтируется следующим образом:

1. Подготавливаются кабельные секции необходимого размера. Их соединяют при помощи муфт, после чего закрепляют на нужных участках.

2. Установка монтажных коробок.

3. Для каждой из таких секций необходимо определить показатель изоляционного сопротивления.

4. Устанавливаются сигнализаторы термостата.

5. Укладывается сигнальный и силовой кабели и монтируется щит управления.

Далее необходимо осуществить настройку термостата, установив желаемые показатели. После этого прозваниваются все узлы системы и провода, а также проводятся необходимые пусконаладочные работы.