Обогрев кровли и водостоков: технология монтажа системы

Здравствуйте дорогие друзья!

Сегодня мы поговорим об опасности льда на крышах. Мало кто знает, но ежегодно только в Москве от сосулек погибает больше 300 человек, и калечится больше тысячи. В основной группе риска как всегда – маленькие дети. А ведь существует инженерное решение, повсеместное использование которого решило бы эту проблему раз и навсегда. И имя ему – греющий кабель для водосточных труб. В сегодняшней статье предлагаю познакомиться с ним поподробнее.

Что это такое и зачем он нужен

Греющий кабель – это провод, по которому проходит электрический ток. Энергия электрического тока преобразуется в тепловую, количество которой напрямую зависит от сопротивления материала кабеля и от силы тока.

Предназначен для предотвращения образования наледи на системах водостока.

Когда необходим обогрев

Обогрев водостока необходимо осуществлять в межсезонье — когда выпадает первый снег и весной, в начале таяния. Температура на улице в это время колеблется от -5 до 3?С. Именно в это врем образовывается наледь и сосульки.

Кроме того, в загородных усадьбах часто возникает необходимость прогрева наружных водопроводных и канализационных труб.

Почему скапливается лед

Лед на кровле и в водостоках скапливается по нескольким причинам:

• Температурные скачки. Снег, лежащий на кровле сначала подтаивает, а потом замерзает в виде сосулек;
• Неправильно рассчитанный угол ската крыши;
• Не прочищенные водостоки. Листва и грязь забивают сливные отверстия, что препятствует нормальному оттоку воды;
• Теплая кровля мансарды. Разница температур внутри и снаружи помещения и приводит к образованию конденсата, который промерзает и образовывает наледь.

Предотвратить образование сосулек поможет устройство систему обогрева кровли и водостока. С ее помощью решаются следующие задачи:

• Удаление наледи;
• Предотвращение порчи кровли из-за скопления воды;
• Предотвращение резких температурных скачков;
• Уменьшение снеговой нагрузки;
• Очистка кровли;
• Продление срока службы всего кровельного пирога.

Как работает система обогрева водостоков ?

Принцип работы системы обогрева водостока основывается на использовании тепловой энергии, которая образуется при прохождении электричества через гибкий кабель, имеющий определенное сопротивление.Монтаж обогрева осуществляется в тех местах, где имеется малейшая возможность образования льда. Как правило, прокладка нагревательных элементов проводится на кровле, по желобам и стоякам. Тепло способствует таянию снега и препятствует замерзанию воды в водосточной системе при похолодании ниже 0°С.

Греющий кабель для кровли и водостоков используется для выполнения таких задач:

• устранение избыточного давления на кровельную систему снежными и ледяными массами;
• предотвращение возможности формирования сосулек и глыб льда на краях скатов крыши;
• круглосуточный отвод талой воды с крыши;
• недопущение образования ледяных пробок и заторов в каналах для отвода воды;
• автоматическое очищение кровли от избытка снега без применения физических усилий;
• продление срока эксплуатации системы водоотведения.

Электрообогрев водостоков с использованием современного регулирующего оборудования позволяет полностью исключить участие человека в работе систем. Правильный выбор приспособления, его грамотнаяустановка и настройка способствуют тому, что обогрев желобов и водостоков , кровли и дренажа будет проводиться качественно и экономно. Учитывая стоимость электроэнергии, этот фактор следует принять во внимание.

Преимущества и недостатки

Как любое инженерное решение, греющий кабель имеет ряд плюсов и минусов.

Достоинства:

• Быстрый равномерный прогрев;
• Долгий срок службы- минимум 10лет;
• Безопасность и экологичность;
• Конфигурацию системы можно легко менять;
• Достаточно низкое энергопотребление.
• Устойчивость к внешним воздействиям.

Недостатки:

• Необходимость точного грамотного расчета;
• Стоимость хорошего кабеля достаточно высока.

Как выбрать греющий кабель?

Нагревательный кабель для водостока имеет следующие особенности: резистивный не реагирует на температуру внешней среды, саморегулирующий в свою очередь изменяет степень нагрева в зависимости от температуры окружающей среды, что позволяет без контроля включения и выключения регулировать расход энергии.

ВАЖНО!

Оба вида нагревающего кабеля имеют свои плюсы и минусы. Что касается стоимости, то резистивный проводник обойдется вам дешевле. Однако саморегулирующий удобен в эксплуатации за счет своих свойств поддерживать оптимальную температуру, и делать экономичным расход электроэнергии.

Приступая к монтажу греющей системы, вы должны иметь четкое представление о том:

• как устроена крыша;
• что собой представляет водоотводная система;
• какой вид греющего кабеля лучше подойдет именно вам;
• каковы климатические особенности вашей местности;
• количество выпадаемых осадков, смена температурного режима.

Можно обратиться к специалистам. Только грамотно смонтированная система не даст сбоев при дальнейшей эксплуатации.

Виды кабелей для обогрева

Существует 2 вида обогревательного кабеля.

Резистивный

Традиционный, простой и недорогой. Представляет собой медный провод высокого сопротивления, покрытый изолирующим слоем. Вся длина изделия нагревается равномерно. В идеале защитить провод слоем теплоизоляции.

Резистивный кабель выполняется в двух вариантах – последовательный и зональный. Зональный – усовершенствованная версия последовательного. В его конструкции -2 жилы, через равные промежутки соединенные специальной проволокой. Эти промежутки образовывают независимые зоны, и если одна прогорает, другие продолжают работать в штатном режиме. Если перегорает последовательный кабель- его восстановить уже не получится.

Основные достоинства резистивного кабеля — низкая, простота укладки и эксплуатации, быстрый нагрев.

Важный нюанс- нагрев кабеля распределяется по всей длине равномерно, но температура его в разных участках кровли- разная. Например, в сильный мороз холоднее будет часть провода, расположенная под открытым небом, а та, что находится внутри трубы- будет теплее.

Саморегулирующийся

Отличается более сложным устройством. Внутри — 2 провода, помещенные в специальную матрицу.

Матрица регулирует сопротивление жил в зависимости от температуры воздуха. Вся конструкция обернута несколькими слоями изоляции и покрыта оболочкой, защищающей от внешних воздействий. Чем теплее на улице- тем меньше греется провод, и наоборот.

Этот вариант хоть и дороже, зато надежнее резистивного, он не перегорает, не дает перегрева, его можно делить на участки нужно длины.

Экранирование

Экран – защитная оболочка из алюминиевой или медной фольги. Служит дополнительным источником распределения тепла, но основная его функция- предотвращение удара током человека, проводящего ремонтные работы.

Конструкция экранированного проводника сложнее, а соответственно и цена выше.

Чаще всего на рынке встречается дешевый неэкранированный вариант. Для его безопасной эксплуатации обязательно необходимо устройство защитного отключения (УЗО).

Мощность и продолжительность работы

Мощность кабеля зависит от его температурного класса.

• Низкотемпературный. Нагрев до 65С, мощность до 15 Вт/м;
• Среднетемпературный проводник. Нагревается до 120С, мощность 10-33Вт/м;
• Высокотемпературный. Самый мощный – до 95Вт/м, нагревается без проблем до 190С. Рассчитан на промышленные предприятия и трубы больших диаметров.

Рационально для разных коммуникаций подбирать провод подходящей мощности, ее занижение приведет к плохому прогреву, а завышение – к повышенному расходу электроэнергии.

Выбор мощности кабеля в зависимости от диаметра труб водостока:

• Наружный диаметр трубы (D) от 15 до 25 мм – мощность 10Вт/м:
• D25-40мм- 16Вт/м;
• D40-60мм — 24Вт/м;
• D60-80мм -30Вт/м;
• D 80-300мм- 40Вт/м;

Срок службы

Срок службы кабеля зависит от условий эксплуатации и материалов, из которых он выполнен.

Можно привести сроки службы изделий разных производителей к общему знаменателю:

• Резистивный — в стяжке служит до 50 лет, в других условиях- в среднем 15;
• Саморегулирующийся – «живет» до 20 лет.

Особое внимание следует уделить выбору производителя.

Сделать самому или купить

Ассортимент греющих кабелей в магазинах очень велик. Но существует несколько способов сделать провод своими руками. Приведу пример устройства кабеля «домашнего изготовления»:

1. Берем двужильный медный провод в двойной изоляции и блок питания на 300Вт (подойдет компьютерный), кроме того, для замеров параметров понадобиться датчик температуры.
2. Замыкаем провод на 5В выход блока питания.
3. Через 10 минут температура кабеля достигнет примерно 50 С- , для обогрева водостока этого вполне достаточно.

Обогрев холодной крыши

Особенность холодной кровли в том, что монтаж происходит вместе с вентиляцией и теплоизоляцией. Такого рода устройства есть на нежилых чердаках. Такой принцип не дает теплу проникать на поверхность, поэтому снег не превращается в лед.

Принцип обогрева кровли находится в укладке греющего кабеля, именно для этого он прокладывается на крыше и в водостоках. Сила тока в кабелях от 20 до 70 Вт. Такой мощности хватает, чтобы вода стекала и не замерзала в трубах.

Советы по выбору

Плюсом самодельной системы является дешевизна составляющих (вся оборудование в среднем- не дороже 1000рублей), и к тому же кабель легко ремонтировать, он не перегорит, не расплавится. Блок питания при необходимости очень легко заменить.

Минусы — отсутствие автоматизированности процесса, необходимо регулировать температуру вручную и периодически проверять блок питания.

Поэтому промышленный вариант все-таки проще. Профессионалы рекомендуют устанавливать комбинированную систему обогрева. В ней резистивный кабель располагается на участках с одинаковой температурой (скат кровли и тп), а саморегулирующийся — в желобах, ендовах, трубах.

Можно сделать ручное включение резистивной части системы для удобства.

Технология укладки системы антиобледенения крыши

Где должна располагаться нагревательная система водостока? Ответ прост: там, где больше всего вероятность образования наледи. Карнизы, желоба, водостоки, края скатов, изгибы крыши – вот те места, которые требуют обязательной защиты в зимний период:

Важный нюанс: греющий кабель эффективен при температуре до -15 градусов. В случае больших морозов, электрическая система антиобледенения – только пустой расход энергии.

Информация от профи:

1. Крайние 100-120 см ската кровли – места, где наибольшая вероятность образования льда. Эта область и должна защищаться греющим кабелем. Его укладывают на кровельный материал «змейкой». На шифер, металлочерепицу и прочие твердые волновые материалы кабель укладывается в каждую нижнюю часть волны. Верхний край ленты обогрева (верхние витки провода) должен быть расположен на 30 см выше несущей стены дома:

2. Стыки, углы и ендовы прокладываются проводом, сложенным вдвое на 2/3 высоты ската крыши. Но! Нахлеста кабеля быть не должно, иначе он быстро перегорает:

3. В водосточных трубах и желобах провод прокладывается в две и более нити, с одинаковым расстоянием между ними. Особое внимание уделяется воронке водостока, так как это место слива талой воды. Здесь необходимо сделать петлю по диаметру внутренней стороны воронки:

Изготовление и установка кабеля своими руками

Чертеж и схемы

Независимо от того, сделан был греющий провод своими руками или приобретен в магазине- установить его самостоятельно вполне возможно.

Для примера приведу несколько готовых схем для разных участков кровли (чуть ниже по тексту: рис.1, рис.2, рис .3).

Расчет размеров

Изначально измеряем диаметр труб и подбираем мощность провода. Следует отметить- если крыша надежно теплоизолирована- кабеля мощностью 25-40 Вт/м будет достаточно. Если кровля –холодная, выбирайте изделие не менее 40-50 Вт.

Есть еще одна формула для точного расчета, в ней длина кабеля складывается с длиной обогреваемого пространства и умножается на 2. Полученное число и есть необходимая мощность.

Полученную величину мощности следует сравнить со значением, рекомендуемым исходя из физико-технических показателей используемого материала:

• для пластиковых водостоков -минимум 20 Вт на погонный метр;
• для металлических водостоков -минимум 25 Вт;
• для деревянных водостоков – минимум 18 Вт.

Если кабель в системе аниобледенения укладывается методом спиральной обвязки трубы, его длину нужно высчитывать по следующей формуле:

Общая длина = длина трубы x спиральный фактор.

Величина шага спирали определяется в зависимости от диаметра трубы по специальным таблицам.

Далее следует начертить точную схему всех элементов системы. По этому чертежу будут выполняться все этапы работ.

Рис.1. Укладка кабеля по краю кровли:

Рис.2. Укладка в водосточных желобах и трубах:

Рис.3. Размещение в ендовах:

Основные достоинства греющего кабеля

Электрический саморегулирующий кабель заметно выделяется от своих «собратьев» за счет следующих достоинств:

1. Экономичность.
2. Невысокая мощность потребления.
3. Надежность и долговечность.
4. Отсутствие рисков перегрева и перегорания.
5. Простота монтажа.
6. Кабель можно нарезать на куски необходимой длины непосредственно на месте монтажа.

Кабельная система против обледенения водостоков легко монтируется, имеет автоматический блок управления и не требует демонтажа в летнее время

Недостатки греющего кабеля:

• Разморозка водосточных труб при низких зимних температурах требует достаточно высокого значения стартового электротока.
• Долгий период разогрева.
• Высокая цена.

Особенности монтажа

Монтаж системы обогрева кровельных коммуникаций следует выполнять с учетом нижеперечисленных правил и в следующей последовательности:

1. Необходимо позаботится о наличии регулятора изменения температуры, блока питания с температурным датчиком, датчика контроля осадков;
2. Подготавливается провод необходимой длины, согласно замерам и схемам. В идеале проводить монтаж кабеля перед устройством верхнего слоя кровли и чистовой отделкой;
3. Кабель связывается в пучки с помощью специальных зажимов, после-укладывается в лотки и трубы. Кабель на краю крыши монтируется зигзагом, крепится при помощи специальных зажимов;
4. В желобах и трубах крепят греющий кабель при помощи монтажной ленты, полосами поперек. Если обогреваемая водосточная или канализационная труба длиннее 6 м провод сначала крепится к металлическому тросу в оболочке, а затем вся конструкция опускается в трубу;
5. Для нагрева водосточных труб, укладывают одновременно 2 штуки необходимой мощности. Монтаж осуществляется сверху и снизу.
6. Место крепления провода необходимо осмотреть на предмет наличия острых краев и лишних предметов;
7. Фиксируются датчики термостата;
8. Устанавливается панель управления;
9. Выполняются пусконаладочные работы.

Особенности установки

Различные конфигурации крыши и водостока требуют индивидуального подхода к выбору мест расположения греющих кабелей и форме теплового контура.

Рекомендуем ознакомиться: Трубы ПНД для обустройства водопровода

Основные места установки греющего кабеля:

• горизонтальные и наклонные жёлоба водостока,
• водосточные трубы,
• свесы крыши,
• места примыкания к смежным стенам,
• ендовы – стыки скатов крыши,

Способы укладки кабеля в разных местах расположения отличаются: на плоскостях формируется змейка, на узких и длинных участках протягивают прямые нити.

Кроме греющего кабеля для устройства полноценной системы антиобледенения потребуются:

• блок питания и “холодный” кабель в двойной оплётке для подачи питания на тепловой контур;
• терморегулятор для регулировки температуры в контуре;
• узел защитного отключения для предотвращения возгорания в случае нарушения целостности самого кабеля или его оплётки;
• муфты для соединения участков контура;
• крепежи;
• герметик.

В желобах водостока

В желобах кабель протягивают в две нити параллельно с отступом 10-15 см.

При ширине трубы до 10 см в ней протягивают одну нить, при увеличении диаметра на каждые 20 см прибавляют ещё по одной нити.

Уложенные нити необходимо зафиксировать монтажной лентой, стальными зажимами или уложить в пластиковые клипсы. Фиксирующие элементы размещают через каждые 25-50 см.

На концах трубы, чтобы увеличить площадь обогрева, закрепляют кабель по спирали или делают свисающую петлю для стока воды.

Места крепления фиксирующих элементов (стальных скоб или монтажной ленты) к частям водостока обрабатывают силиконовым герметиком, чтобы предотвратить протечки.

По краю крыши

Способ размещения нагревательного элемента на краю крыши зависит от формы кровли и кровельного материала, наличия или отсутствия водостока. По поверхности кровли вдоль свеса укладывают змейку из нагревающего кабеля.

Змейка укладывается согласно рисунку кровельного материала:

• по волновым материалам – нижние точки змейки крепятся в нижних точках волны кровли, верхние точки змейки – на гребнях кровельного материала;
• по листовым материалам кабель протягивают вдоль каждого шва по обе стороны от него, а нижнюю часть змейки тянут горизонтально по водосточному желобу, получается контур в виде буквы “Ш”.

Рекомендуем ознакомиться: Особенности двухтрубной разводки системы отопления дома

При этом ширина контура подбирается таким образом, чтобы занять участок, наиболее подверженный образованию наледи. Обычно достаточно 35-40 см, но в случае небольшого угла наклона крыши или наличия мансардного этажа, ширину змейки можно увеличить.

Обратите внимание! При отсутствии водосточных желобов, кабель монтируют так, чтобы нижний конец в виде петли свисал с крыши, тем самым обеспечивая возможность воде, не попадая на стены, стекать вниз.

В местах примыкания крыши к стенам и на ендовах

Участки, где кровля образует вогнутый угол, наиболее подвержены скапливанию снега и дождевой воды. При малейшем нарушении герметичности покрова влага проникает внутрь конструкции. К таким зонам риска относятся места примыкания кровли к стенам и вогнутые стыки скатов крыши – ендовы.

Чтобы талая вода не задерживалась, вдоль соединения от нижней точки протягивают греющий кабель в две нити, не доходя трети до верхнего края. В ендовах кабель протягивают по обе стороны линии соединения, в примыканиях стены и кровли – в 5-8 см от стены. Расстояние между параллельными кабелями – от 10 до 15 см.

Частые ошибки и проблемы при установке

Установить систему обогрева несложно, но при сборке встречаются распространенные ошибки:

• Кабель нельзя крепить при помощи саморезов, стальных полос, проволоки, виниловой ленты, скотча. Всегда необходим герметик и монтажная лента;
• Неправильно подобранная мощность – чревата либо большими расходами, либо неэффективностью системы;
• Провода нельзя скручивать, произойдет замыкание;
• Любое соединение должно бы тщательно заизолировано от влаги;

Часто встречающиеся проблемы:

• Неисправность автоматического выключателя;
• Неисправность устройства защитного отключения;
• Некачественная заделка кабеля в оплетке;
• Низкое напряжение, отсюда — снижение мощности нагрева;
• Механические повреждения;
• Перегрев (резистивный вариант);

Обслуживание

Обслуживание системы сводится к контролю ее работы, периодической проверке всех датчиков и визуальному осмотру целостности.

Современные обогреватели водостока оборудованы специальными термореле со светодиодными лампочками. Если лампочка горит, значит идет нагрев, отключилась – необходимая температура достигнута. Если нагрев не происходит — ищите причину неисправности. Основные причины перечислены в предыдущем пункте.

Видеоматериал о монтаже греющего кабеля

Более подробно об основных принципах монтажа системы антиобледенения вы можете почерпнуть из видео-сюжета:

Подведем итоги. Монтаж системы против наледи сам по себе не сложен. Однако определенные навыки в работе с электрикой обязательны. Знание дела и практические советы, которые мы попытались передать в этой статье, безусловно, помогут вам, как при самостоятельном монтаже системы обогрева водостока, так и для контроля работы наемных мастеров. Желаем вам качественной и легкой работы!

Советы специалистов

Несколько полезных советов:

• Кабель может прокладываться и внутри и снаружи трубы. Обычно трубы диаметром больше 40мм обвязываются саморегулирующим кабелем снаружи. Если диаметр трубы меньше — подойдет использование внутреннего резистивного;
• Не лишним будет попросить у производителя гигиенический сертификат (особенно важно при нагреве труб с питьевой водой);
• Новый кабель с пищевой оплеткой может в начале использования издавать резкий запах — это не страшно;
• Перед покупкой – уточните уровень потребления энергии
• Если планируется открытая прокладка — желательно наличие уф/защиты. При внутренней укладке – необходима водонепроницаемая оболочка.

Дополнительные рекомендации

После монтажа проводов и датчиков их нужно регулярно проверять и осматривать на предмет наличия повреждений. Некоторые современные модели обогревателей труб и кровель оснащены термореле со светодиодами. Если загорается лампочка, значит, нагрев происходит стабильно, если она отключилась — нужная температура была достигнута.

Эксперты рекомендуют прокладывать провода с наружной и внутренней стороны трубы. При покупке кабелей желательно попросить продавца, чтобы он предоставил все необходимые санитарно-гигиенические сертификаты. Это особенно актуально, если подбирается система антиобледенения для труб водоснабжения.

После покупке шнура следует учитывать, что после вскрытия упаковки он может издавать специфичный запах. Это нормальное явление. Запах постепенно выветрится сам.

Если система будет прокладываться снаружи и не будет иметь дополнительной защиты, лучше брать провода с покрытием, устойчивым к воздействию ультрафиолетового излучения. Если укладка выполняется внутри, кабель должен иметь прочную и герметичную оболочку.

Соблюдая эти советы, можно приобрести качественное и долговечное изделие. При нежелании самостоятельно устанавливать систему обогрева кровли и водостока можно обратиться к услугам специалистов.