Как правильно сделать обогрев кровли?

Как правильно сделать обогрев кровли?

Всем известно, что эксплуатация кровли в зимний период намного проблематичней, чем в летний. Это объясняется тем, что из-за отрицательных температур и большого количества осадков на некоторых участках крыши образуется наледь, сосульки и снеговая шапка.

Чтобы предотвратить самопроизвольное соскальзывание наледи и снега со скатов, часто недостаточно специальных снегозадержательных конструкций, поэтому приходится прибегать к периодической механической чистке.

Из-за низкой температуры окружающей среды, а также чередования заморозков и оттепелей в течение зимы своевременно избавиться от снега на крышах часто не удается. Это в свою очередь вызывает опасность падения снеговых масс и глыб льда на проходящих в непосредственной близости от дома людей.

Чтобы свести к минимуму травмирующую кровельное покрытие механическую чистку и сделать эксплуатацию дома безопасной, применяется электрический обогрев кровли, об устройстве которого мы расскажем в этой статье.

На каких кровлях образуется больше снега и льда?

Как правило, кровля частного дома – это скатная конструкция, состоящая из двух или более скатов, расположенных под углом 30-50 градусов к основанию. Конструкция крыши специально разработана таким образом, чтобы как можно эффективнее отводилась талая или дождевая вода, а также лучше сходил снег.

Опытные мастера отмечают, что активнее наледью и сосульками покрываются следующие виды кровли:

1. Кровли теплого типа. Специалисты отмечают, что теплая кровля, в которой производится термоизоляция скатов и отопление мансардного этажа, более склонна к обледенению в зимний период. Это объясняется тем, что из-за высокой температуры нижней поверхности кровельного материала, снежная шапка на скате начинает таять, а при заморозках становится ледяной коркой.
2. Кровли с металлическими покрытиями. Кровельные материалы на основе металла, к примеру, металлочерепица или профнастил, обладают более высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому из-за перепадов температуры они чаще покрываются льдом, чем крыши, покрытые черепицей, шифером или битумной черепицей. По этой же причине образование льда происходит внутри металлических водостоков.
3. Кровли с низким уклоном. Со скатов с уклоном более 45 градусов снежные массы легко соскальзывают самостоятельно, а на пологих скатах снег скапливается, а в местах, где он соприкасается с кровельным материалом образуется ледяная корка.

Важно! Если у крыши есть хотя бы один фактор риска обледенения, необходима система обогрева кровли. Применение этого простого и недорого устройство поможет значительно упростить и обезопасить эксплуатацию кровельной конструкции, а также увеличить срок ее службы.

Причины возникновения проблемы

При правильном выборе уклона крыши, соблюдении технологии ее устройства и использовании качественных материалов ни на ее поверхности, ни в желобах и водосточных трубах наледь образовываться не должна в независимости от погодных условий.

Чаще всего проблема образования наледи возникает из-за огрехов при монтаже. Обычно кровельные мастера выявляют следующие причины образования наледи на крыше:

• Некачественная термоизоляция. Самой распространённой причиной обледенения крыши является недостаточная или некачественная теплоизоляция скатов. Если мансардный этаж отапливается, а скаты не утеплены, поверхность кровли нагревается, снег на ней тает даже при отрицательных температурах, а на кровельных свесах образуются сосульки.
• Суточные колебания температуры. Даже в зимний период светит солнце, поэтому из-за нагрева солнечными лучами снег на поверхности кровли подтаивает. Вечером при более низкой температуре вода превращается в лед.

Учтите! Если проблема обледенения крыши возникает по причине некачественной термоизоляции ската, самый очевидный выход – дополнительной утеплить его термоизоляционным материалом толщиной не менее 150 мм. В остальных случаях, чтобы навсегда забыть о надели и сосульках, выполняется электрический обогрев кровли.

Опасности обледенения

Проблему с обледенением решают, организуя обогрев крыши с помощью электрических термокабелей. Если с сосульками и наледью не бороться, возникают следующие опасности:

1. Увеличение нагрузки на стропильный каркас. Сырой снег, а особенно лед весят достаточно много, поэтому зимой увеличивается нагрузка на стропильный каркас конструкции. Ендова, кровельный свет и места прилегания к вертикальным поверхностям, где скапливается основная масса снега, страдают от этого больше всего. Избавляться от снега необходимо, чтобы крыша не обрушилась.
2. Повреждение кровельного материала. Когда ледяная корка, образовавшаяся на поверхности ската из-за перепадов температуры, начинает соскальзывать вниз, она царапает и повреждает кровельное покрытие. Каждая царапина от воздействия воды становится очагом коррозии.
3. Возникает опасность стихийного падения снеговой массы со ската. Если вовремя не очистить крышу, то снег и лед с нее может обрушиться в любой момент. Это создает угрозу проходящим мимо людям и припаркованным машинам.

Важно! Подогревая кровля саморегулирующимися проводами не покрывается льдом. Термокабели при необходимости подогревают поверхность кровельного материала, постепенно растапливая снежную шапку, а затем эвакуируя талую воду в специальную водосточную систему.

Система обогрева и ее функции

Обогрев кровли – это система поддержания температуры на поверхности кровельного материала, состоящая из нагревательных элементов, датчиков воды и осадков и реле управления, которые необходимо закрепить вдоль водосточных желобов, ендов и всех участков, где скапливается снег.

Кабельный обогрев крыши поддерживает заданную температуру, обеспечивая равномерное и постепенное таяние снега, а также направление его в водосточную систему. Функции электрического обогрева крыши следующие:

• Предотвращает образование сосулек вдоль кровельного карниза.
• Не дает закупориться водосточной системе, благодаря чему талая вода без потерь направляется по желобам в ливневую канализацию.
• Снижает нагрузку на стропильный каркас конструкции, предотвращая деформацию или обвал ската.
• Полностью заменяет механическую чистку поверхности крыши, то есть нагревательные провода полностью растапливают снежную шапку.
• Продлевает срок службы кровельного покрытия, минимизируя механическое воздействие на его поверхность.
• Автоматизирует эксплуатацию. Благодаря датчикам, фиксирующим температуру, влажность и наличие осадков, происходит автоматический запуск работы системы без участия человека.

Обратите внимание! Если металлическая кровля эксплуатируется в местности с холодным климатом, необходим обогрев кровли. Монтаж системы решает проблему обледенения скатов, про предотвращает нарастание сосулек. Чтобы определить необходимое количество греющих используют расчет мощности обогрева. Мощность системы должна соответствовать среднегодовым температурам зимой, количеству осадков и площади кровельных скатов.

Устройство

Поддержание постоянной температуры на поверхности кровельного покрытия может осуществляться с помощью кабеля, который питается от электрической сети и передает тепло окружающей среде. Система обогрева состоит из трех частей:

1. Нагревательная. В нагревательную часть системы входит электрический кабель для обогрева, который укладывают вдоль водосточных желобов, воронок, ендов. Одна или две волнистых линии термокабеля способны полностью растопить снег. Во укладки монтажа нагревательных проводов из можно резать на куски нужной длины, изгибать, придавать любую форму. У резистивного кабеля есть преимущество – он более компактный и удобный в установке.
2. Распределяющая. Распределяющая часть устройства состоит из элементов монтажа, различных датчиков, фиксирующих состояние окружающей среды, а также распределительных коробок. Задача такой системы распределить свою мощность, передать питание нагревательному проводу, обеспечить передачу сигналов от датчиков к управляющему блоку и обратно.
3. Управляющая. В управлении устройством учувствуют терморегуляторы, пусковая и предохранительная системы, а также щит управления. Самой совершенной считается саморегулирующаяся система обогрева, но установки такой конструкции требуются специальные саморегулирующееся кабеля.

Помните! Обогреваемой частью крыши обязательно должны стать кровельные свесы, ендовы, водосточные воронки, желоба. Длины провода должно хватить, чтобы уложить его широкими петлями в 1 или 2 ряда.

Как выбрать систему обогрева

Такие системы различаются в первую очередь по типу нагревательного элемента. Возможны варианты с использованием кабеля или плёночных обогревателей. Второй способ имеет много общего с системой «тёплый пол». Важное отличие в том, что плёнка должна располагаться внутри кровельного пирога, потому что она не рассчитана на серьёзные нагрузки и слабо приспособлена к механическим повреждениям.

А вот кабель наоборот, может находиться на поверхности кровельного материала. Но провод может укладываться и внутрь. Это используется обычно при устройстве системы обогрева плоских крыш, а ещё при строительстве многоэтажек. Для обогрева водосточных желобов и труб используется исключительно кабель.

Характеристики разных видов нагревательных элементов

Саморегулирующийся провод

Это матрица с изоляцией из полимера и двумя жилами проводов внутри. Также сюда входит металлическая оплётка и дополнительный слой изоляционного материала. Если снаружи становится теплее, то количество токопроводящих путей внутри матрицы уменьшается и вследствие этого температура нагревателя понижается. Достоинств у такого вида нагревателя много.

Во-первых, монтаж кабеля выполняется быстро и не требует большого опыта.

Во-вторых, сама матрица устойчива к перехлёстам и точечным нагревам, благодаря системе саморегуляции температуры.

В-третьих, использовать такой кабель можно в комплексе с абсолютно любыми кровельными материалами.

Важным плюсом является то, что система выбирает оптимальную температуру и тем самым предотвращает потребление лишней электроэнергии. Возможна установка таких нагревателей без использования датчиков погоды, а также с помощью саморегулирующегося кабеля можно отапливать водостоки.

Резистивный провод

Нагрев происходит из-за сопротивления проводника. Такой кабель может быть двухжильным и одножильным. Изоляция изготавливается из слоя полимера, а на более качественных моделях используется нихромовая сердцевина.

При установке такого кабеля нужно обратить внимание на то, что и начало, и конец каждого провода должны обязательно сходиться в одной точке. Существует один довольно серьёзный минус такой системы обогрева: в случае точечного повреждения полностью весь антиобледенительный комплекс выходит из строя.

Монтаж производить неудобно, потому что резистивный кабель нельзя резать. Такой способ подходит для обогрева больших площадей кровли.

Плёночный нагреватель

Представляет собой гибкую плёнку, с жилами из карбонового проводника. Греет такой материал всей поверхностью, так как токопроводящие полосы расположены часто и по всей площади нагревателя. Очень удобно перевозить и хранить, потому что продаётся такая плёнка маленькими рулонами.

Крепится этот материал только под кровельное покрытие, поэтому использовать его можно только в случае реконструкции крыши или же в процессе строительства. Монтаж такого обогревателя стоит доверить специалистам. При возникновении местных повреждений, система обогрева не выходит из строя, но теряет эффективность.

В процессе ремонта всегда есть возможность заменить повреждённый участок плёночного нагревателя. Хотелось бы отметить, что плёнка очень безопасна, она не самовоспламеняется. Равномерный прогрев поверхности даёт хорошую экономию электроэнергии.

Рекомендации

При выборе материалов стоит обратить внимание на их стоимость. Дороже всего использовать плёночный обогреватель. Саморегулирующийся кабель стоит немного дешевле, а самый бюджетный вариант – это резистивный провод. Но хотелось бы отметить, что обогрев кровли с использованием саморегулирующегося кабеля более экономичен и в перспективе даст неплохую выгоду.

Также обратите внимание на то, что установка антиобледенительной системы на поверхность кровли возможна только при наличии снегозадержателей. Иначе вся сеть будет просто сорвана при обильном снегопаде. Различные усовершенствования и опции делают весь комплекс более дорогим, но выбор остаётся всегда за вами. Помните, что заказывать отопительную систему для кровли следует, исходя из особенностей именно вашей крыши.

Обустройство электрического обогрева

Итак, самое простое и популярное решение проблемы – прогреть карнизы змейкой. На 1 метр карниза нужно будет установить 6-8 метров кабеля, чтобы достигнуть мощности около 180 Вт/м на этот же квадрат.

Есть и более экономное решение, разработанное некоторыми современными фирмами: под кабель монтируются листы меди или стали, что менее эффективно. Такой установке достаточно работать с мощностью 30 Вт/м, т.к. тепло будет распределяться от кабеля уже на 25-30 см. А всего энергопотребление будет снижено в 6-8 раз, что довольно существенно для частного дома. Заметим, что такие обогревательные системы еще и на порядок пожаробезопаснее.

Суть работы системы

Состоит система обогрева кровли из таких элементов:

1. Кабель нагревательный.
2. Автоматика.
3. Дополнительные элементы для крепления.
4. Электрораспределительная сеть.

Сердце нагревающего кабеля – это греющая матрица, и разные производители дают разный ее срок службы.

Подбор необходимого оборудования

Сложная автоматическая система предполагает расположение в самых критических местах датчиков, которые смогут отслеживать температуру и автоматически включать обогрев тогда, когда есть опасность образования наледи. Причем отслеживать они могут не только температуру, но и влажность.

Вот почему автоматическая система хоть и выходит дороже обычного резистивного кабеля на 20%, зато экономит саму электроэнергию. А вот для вопроса, какой кабель лучше – резистивный или саморегулирующийся – однозначного ответа нет. Дело в том, что на крышах простой конструкции устанавливать резистивный кабель экономически выгоднее, ведь сложной автоматики для него не нужно: просто настраиваем кабельную систему на нужный диапазон температур.

А вот крыши с разными скатами, мансардными окнами и другими конструктивными элементами резистивная система уже не эффективна – нужна саморегулирующая. Хотя еще саморегулирующийся кабель можно резать на куски прямо во время монтажа, почему и всю нагревательную систему с ним намного проще спроектировать. Конечно, нередки и такие ситуации, когда на одной крыше необходимо комбинировать целых две системы ради достижения желаемого результата.

Схема подключения обогрева для крыши и водостоков

При правильном выборе крутизны уклона скатов, крыши из гибкой черепицы не нуждаются в уборке снега. Однако, в районах с высоким уровнем осадков, частыми оттепелями и заморозками снежные пласты превращаются в ледяные глыбы, которые забивают водосточную систему, деформируют верхние слои кровельного пирога. Кроме того, сход льда может привести к серьезным травмам проходящих под карнизом людей.

Чтобы избежать протечек, порчи покрытий и других нежелательных явлений, рекомендуется установка систем обогрева. Их установка делается после укладки верхнего слоя кровельного пирога и монтажа водостоков.

Необходимость установки систем обогрева определяется крутизной скатов, типом помещений под чердаком, конфигурацией водостоков. Наледь и большие скопления снега образуются на крышах следующих типов:

• Кровлях над отапливаемыми мансардами или чердаками. Теплый воздух поднимается вверх и нагревает покрытие. Снег, лежащий на теплой поверхности, частично тает, на финишном покрытии образуется ледяная корка. При хорошей теплоизоляции системы обогрева на таких крышах настраивают на непродолжительную работу. Этого достаточно, чтобы обеспечить таяние снега и удаление влаги по водостокам.
• Кровлях с небольшим уклоном. Пологие скаты – места скопления снега и льда. Установка систем подогрева на таких крышах настоятельно рекомендуется. Кроме того, необходимо предусмотреть водосборные воронки и усиленную гидроизоляцию в наиболее проблемных местах.
• Крышах комбинированного типа. Многоскатные кровли с плоскими горизонтальными площадками, башнями, внутренними углами также сильно подвержены образованию наледи. Водостоки на таких крышах должны обеспечивать удаление воды, также рекомендуется установка электрического обогрева для ускорения скорости таяния снега.

Крыши над нежилыми холодными чердаками не нуждаются в установке антиобледенения. Это необходимо только в районах с высоким уровнем осадков, а также при небольшом уклоне. Нагревательные элементы устанавливают вблизи карнизов, в желобах и водосточных трубах.

Опасности обледенения

Скопления снега и льда ведут:

• К увеличению нагрузки на несущие конструкции, другие элементы кровли. Под весом снежной и ледяной шапки может сломаться стропильный каркас, повредиться и деформироваться основание и финишное покрытие. • К механическим повреждениям верхнего слоя. Сход обледенелого снега может повредить и сорвать гонты, содрать минеральную крошку с поверхности гибкой черепицы. • К травмам людей и повреждению автотранспорта. Внезапное падение сосулек и ледяных глыб может нанести серьезные повреждения прохожим и представляет опасность для припаркованных и приезжающих машин. • К разрыву водосточных труб и скоплению воды на крышах. Замерзая, вода сильно расширяется, повреждая трубы и желоба. Плотины изо льда препятствуют своевременному оттоку воды, способствуют протечкам в местах стыков, примыканий к кровельным элементам.

Проводить регулярную чистку снега не всегда возможно, кроме того, при уборке механическим методом легко повредить битумную черепицу. Установка системы антиобледенения продлевает срок службы кровли и снижает расходы на ремонт.

Состав системы обогрева кровель

Системы антиобледенения состоят из следующих элементов:

Жилы нагревательного элемента выполнены из металла с высоким электрическим сопротивлением или полупроводникового материала. Различают резистивные и саморегулирующиеся кабели. Нагреватели первого типа имеют постоянную температуру. Полупроводниковые греющие кабели изменяют сопротивление в зависимости от собственной температуры.

Эти элементы формируют сигнал на включение системы при заданной температуре и обнаружении влаги.

Устройство обеспечивает задание температуры включения, времени и режимов работы. Очевидно, что при -100 С работа обогревателей нецелесообразна. Терморегулятор настраивают на включение при температуре таяния снега на поверхности и по сигналу от датчика воды.

К ним относятся герметичные кабельные муфты специального исполнения, распределительные коробки, крепежи, УЗО и другие устройства.

Существуют различные виды антиобледенителей, от простейших греющих кабелей с ручным включением до устройств, которые интегрируются в системы “умный дом” и могут управляется в полностью автоматическом режиме или с мобильного приложения.

Требования к системам обогрева крыш

При проектировании систем антиобледенения необходимо учесть следующие требования:

• Греющие кабели должны быть сертифицированы по стандартам пожарной безопасности. Для систем антиобледенения выбирают нагревательные элементы для наружной прокладки. Они имеют герметичную оболочку и армирующую оплетку.
• Система должна комплектоваться УЗО или дифавтоматами для защиты от токов утечки и коротких замыканий.
• Система должна иметь датчик и настраиваемый регулятор включения и отключения в зависимости от температуры воздуха и поверхности покрытия.
• Нагревательные элементы устанавливают по всему пути удаления воды, включая сборные лотки и водосточные трубы.
• Все электрические элементы системы обогрева кровли должны иметь степень пылевлагозащищенности не менее IP66.

Греющие элементы располагают на плоских участках, на стыках скатов крыш сложной конфигурации. В большинстве случаев достаточно установки греющих кабелей вдоль карнизов, в водосточных трубах и внутри лотков.

Суммарную мощность подбирают по таблице

Места расположения греющих кабелей	Суммарная мощность греющего кабеля на кровле над неотапливаемым чердаком. Вт/м2, Вт/ м	Суммарная мощность греющего кабеля на крыше над теплым помещением Вт/м2, Вт/м	Удельная мощность греющего кабеля Вт на погонный метр
Вдоль карниза и ендовых	180-300	300-400	15–50
Пластиковые лотки	30-40	40-50	15–50
Металлические желоба	30-40	50-70	15–50
Водосточные трубы	40-50	50-70	15–50

В таблице приведены примерные значения для умеренной климатической зоны. При проектировании антиобледенения необходимо учитывать среднегодовой уровень осадков и суточный перепад температур.

Монтаж антиобледенения

Вдоль карниза кабели укладывают змейкой, высота одного витка составляет 50-120 см. При этом важно не повредить токоведущие жилы, радиус изгиба должен составлять не меньше 5 см. Шаг витков выбирают, исходя из тепловой мощности нагревательного элемента. Нижнюю часть петли спускают в водосточный желоб. При отсутствии лотка нижний край витка должен выступать за край свеса на 5-6 см. Талая вода будет стекать непосредственно с кабеля.

На дно водосточного желоба также укладывают нагревательный элемент. Нижние края витков и кабель, расположенный в лотке, соединяют хомутами.

Самые проблемные места на сложных кровлях – ендовы и внутренние углы на местах стыков скатов. Там монтируют 2 линии кабеля на длину не менее 2/3 от общей высоты. Это предотвратит появление ледяных плотин, препятствующих стоку влаги.

При небольшой удельной мощности кабеля или ширине водосборных лотков больше 20 см, количество линий в желобах или лотках можно увеличить. Тепловая мощность нагревательных элементов в этих местах должна быть 50-70 Вт на каждый метр.

Воронки и водосточные трубы также подвержены образованию наледи. При обильном таянии снега с последующими заморозками возможен их разрыв и деформации. Трубы до 10 см защищают одной линией греющего кабеля, который помещают внутрь. Водостоки большего диаметра требуют прокладки 2 линий. В нижней части трубы и в водосборной воронке греющий провод укладывают витками по периметру, эти места требуют дополнительного подогрева.

Фиксация кабеля вдоль карниза осуществляется при помощи специальных клипс или алюминиевой монтажной ленты с хомутами, которые крепятся саморезами или кровельными гвоздями. Места фиксации обрабатывают герметиком.

Для монтажа кабеля на мягких кровлях предпочтительно воспользоваться лентой с битумным клеящим слоем. Такое монтажное изделие надежно фиксируется к гонтам и исключает появление протечек.

Кабель внутри водосточной трубы закрепляют к стенкам металлическими скобами. При длине трубы больше 3 м используют несущий трос, который защищает линию от обрыва. Для фиксации греющего кабеля внутри желобов используют специальные монтажные зажимы, которые закрепляют по краям лотка.

Подключение кабеля к силовой линии осуществляется через распределительную коробку или термоусадочную муфту. Класс защиты электроустановочного изделия должен быть не менее IP66. Коробки монтируют на стене под карнизным свесом.

Защита от коротких замыканий и токов утечки обеспечивается УЗО или дифференциальными автоматами с уставкой срабатывания не больше 30 мА. Размещаются элементы защиты в распределительном щитке. После выполнения монтажа систему антиобледенения тестируют. При этом проверяют корректную работу датчиков температуры, управляющего блока, срабатывание защиты.

Внимание! При монтаже систем обогрева крыши требуется четко следовать общим правилам электробезопасности и требованиям производителя греющего кабеля. Система антиобледенения поможет избежать множества проблем и сэкономить на ремонте крыш.

Компания RUFLEX проводит распродажу гибкой черепицы,ендовых и подкладочных ковров из прежних коллекций

Источник https://krovlyakrishi.ru/obsluzhivanie/ochistka-ot-snega/obogrev-krovli.html

Источник https://www.ruflex.ru/encyclopaedia/articles/obogrev-krovli-i-vodostoka/

Источник

Источник