Обогрев кровли и водостоков: цели и средства

Тематика этой статьи — обогрев кровли и водостоков: монтаж, выбор оборудования, области, которые нуждаются в установке нагревательных элементов.

Кроме того, мы выясним, какова потребность крыш в тепловой мощности и, главное, для чего их обогрев необходим.

Цели

Основная цель монтажа нагревательных элементов на крыше — борьба с обледенением.

Откуда на кровлях берется лед?

1. В оттепели и межсезонье нижний и верхний пики уличной температуры зачастую оказываются по разные стороны от нулевой отметки. Соответственно, днем снег на крыше подтаивает, ночью же благополучно замерзает.
2. Если под кровлей располагается эксплуатируемый утепленный чердак или мансарда, неизбежны утечки тепла. При недостаточно эффективной теплоизоляции они могут быть достаточно большими, чтобы снег таял при температурах существенно ниже нуля.

Примечание: крыши, на которых снег и лед тают при температуре до -10, характеризуются как «теплые» и для предотвращения обледенения требуют более эффективного обогрева.
Если лед на кровле тает при более низких температурах (так называемая «горячая» крыша), ее обогрев делается неэффективным: при тех морозах, при которых обледенение будет возможным, использование разумной тепловой мощности окажется недостаточным для таяния льда.

Чем плохо обледенение?

О, проблем оно создает достаточно много.

• Сосульки по краям крыши опасны для прохожих и транспорта. Они часто достигают внушительных размеров и массы. А теперь представьте себе падение многокилограммового куска льда с заостренными краями с высоты 10-30 метров. Ничего хорошего тем, кто внизу, оно не обещает, верно?
• Лед образуется не только на самой кровле, но и в желобах, и в вертикальных водосточных трубах. В результате создания запруды вода начинает затекать под кровельный материал. Результат — гниющие стропила, отсыревший утеплитель и залитый чердак.
• Наконец, заполненные льдом водостоки делаются слишком тяжелыми для штатного крепления. Его обрыв означает необходимость дорогостоящего ремонта. Про опасность для прохожих тоже не стоит забывать.

Средства

Каким образом организуется обогрев водостоков и кровли? Вариантов, собственно, немного: для этой цели используется греющий кабель. Давайте углубимся в подробности.

Типы кабеля

Для целей, о которых мы говорим, применяется кабель двух типов:

1. Резистивный.
2. Саморегулирующийся.

В чем разница?

Резистивный

Резистивный — это предельно простой нагревательный элемент, представляющий собой проводник с довольно высоким удельным сопротивлением в изолирующей герметичной оболочке.

Разумеется, возможны вариации:

• Токоведущих жил может быть одна или две. В первом случае контур должен представлять собой замкнутое кольцо; во втором кабель может прокладываться произвольно.
• Изоляция из поливинилхлорида зачастую усиливается дополнительными оболочками или оплетками из фторопласта, стеклоткани и т.д.
• Кабель с текущим по нему током — это потенциальный источник наведенной индуктивности во всех расположенных неподалеку контурах. Разумеется, бытовой технике такое соседство может не понравиться. Проблема решается внедрением под оболочку дополнительной оболочки из алюминиевой фольги или медной оплетки.

Стоимость погонного метра такого кабеля начинается всего от 80-90 рублей.

Относительная дешевизна, однако, компенсируется рядом недостатков:

• Резистивный кабель после подачи питания греет с постоянной удельной мощностью по всей длине, нужно это или нет. Большая часть тепла бесполезно рассеивается в окружающем пространстве.
• Двужильный кабель нельзя резать, поскольку он представляет собой замкнутый контур. Одножильный может быть незначительно укорочен. Впрочем, и здесь нас ждет подвох: при существенном уменьшении длины упадет суммарное сопротивление контура, а, значит, вырастет ток. Отсюда — увеличение потребляемой мощности и вероятный перегрев, вплоть до расплавления оболочки.
• Перехлест кабеля с большой вероятностью опять-таки приведет к расплавлению оболочки: слишком большое количество тепла не будет успевать рассеиваться.

Саморегулирующийся

Существенная часть перечисленных проблем успешно решена в конструкции саморегулирующегося кабеля. Что он представляет собой?

Две токоведущих жилы по всей длине разделены вставкой из полимера с высоким коэффициентом теплового расширения, в который подмешан мелкодисперсный порошковый проводник (как правило, в этой роли выступает угольная пыль).

Как это помогает автоматической регулировке температуры?

• При нагреве полимерная вставка расширяется. При этом увеличивается расстояние между проводящими частицами и… правильно, увеличивается удельное сопротивления. Ток, текущий через полимер, падает, нагрев уменьшается.
• При падении температуры вставка уменьшается в размерах с сопутствующим этому процессу падением сопротивления, ростом тока и усилением нагрева.

Что в результате?

1. Резать кабель можно в любом месте. Длина проводников не оказывает никакого влияния на степень нагрева: греют ведь не они, а полимерно-угольная вставка.
2. Перехлесты не страшны: при перегреве участок кабеля просто снизит потребляемую мощность.
3. Обогрев крыши и водостоков делается куда более экономичным. Нагревательный элемент динамически снижает потребление электроэнергии, когда в нагреве нет необходимости (например, под теплыми солнечными лучами на просохшей крыше или в полностью оттаявшем водостоке).

Зоны укладки

Где монтируется греющий кабель?

• По краю скатов. Там он препятствует обледенению краев кровли и появлению сосулек. Практикуется как укладка кабеля в одну линию над самым краем, так и монтаж змейкой шириной до метра.

Совет: в снежных регионах над зоной обогрева не помешают снегозадержатели — расположенные параллельно краю ската препятствия, мешающие быстрому сходу большой массы снега.
В противном случае и греющий кабель, и водостоки могут пострадать.

• В ендовах — внутренних углах, в которых сходятся смежные скаты. Ширина зоны обогрева в них обычно от 40 до 100 сантиметров.

• В желобах. Понятно, что при отрицательных температурах вода будет намерзать в них с вполне предсказуемым результатом.
• В водостоках. Один или два кабеля провешиваются по всей длине, снизу доверху. Разумеется, свисать за пределы водостока он не должен: к сожалению, вандализм никто не отменял.
• Для кровель с хорошей теплоизоляцией рекомендуется рассчитывать мощность кабеля, исходя из 250-350 ватт/м2.
• Так называемые «теплые» крыши поднимают планку до 400 ватт на квадрат.
• В желобах и водостоках «холодных» кровель потребность в тепле — 30-40 ватт на погонный метр.
• В пластиковых водостоках «теплых» кровель используется кабель мощностью 40-50 ватт/метр.
  
• Сочетание металлического водостока и кровли с плохой теплоизоляцией наиболее требовательно: каждый метр требует до 70 ватт тепла.

Удельная мощность

Заключение

Как всегда, видео в этой статье предложит вам дополнительную информацию на интересующую вас тему. Успехов!