Эта статья посвящена обогреву кровель. Мы выясним, зачем нужны соответствующие системы и как они устроены.
Кроме того, нам предстоит узнать, где именно монтируются элементы обогревающих систем и от каких значений тепловой мощности можно отталкиваться при их проектировании.
Зачем это нужно
Один из привычных атрибутов зимнего и весеннего городского пейзажа — массивные сосульки, свисающие с края кровли и с водостоков. Откуда они берутся?
Причины их появления две:
- Оттепели и межсезонье характеризуются суточным колебанием температуры воздуха около нулевой отметки. Днем на солнце снег интенсивно тает, ночью же замерзает.
- Для так называемых «теплых» крыш характерно таяние снега даже при низких (до -10С) температурах. Причина избыточного нагрева кровли — в утечках тепла из эксплуатируемого чердака или мансарды под ней.
Собственно, именно с обледенением кровли все системы обогрева и призваны бороться: они растапливают лед и обеспечивают беспрепятственный отток талых вод.
Чем плох лед на крыше?
- Самое очевидное следствие обледенения — опасность падения сосулек и ледяных наростов. Падение куска льда с острыми краями с пятнадцати — двадцатиметровой высоты способно, сами понимаете, наделать много бед.
- Замерзшие водостоки часто обрываются под тяжестью льда. Это не только опасно для прохожих: восстановление водостоков обходится в весьма значительные суммы.
Обратите внимание: сход большой массы снега с крыши тоже способен повредить горизонтальный участок водостока.
Для решения этой проблемы на скатах крыш монтируются снегозадержатели — установленные поперек ската искусственные препятствия.
- Ледяные пробки в водостоках препятствуют отводу воды, которая в результате затекает под уложенные с уклоном элементы кровли.
- Наконец, как известно, при застывании вода расширяется. Когда это происходит в порах и трещинах мягкой кровли, между элементами черепичного, шиферного или металлического покрытия, результат предсказуем: рано или поздно мы получим течь.
Очевидное решение — периодическая чистка крыш. Решение, однако, небезупречно: работы на высоте при обледенении крыши крайне опасны, да и саму кровлю при этом довольно легко повредить.
Устройство систем обогрева
Несмотря на выдвинутую некогда мэром Питера инициативу срезать ледяные наросты лазером, эта идея не прижилась. Свое право на существование подтвердила многолетней практикой использования куда более простая в реализации схема — укладка во всех проблемных областях герметично изолированного нагревательного кабеля.
Текущий через проводник с высоким сопротивлением электрический ток обеспечивает нагрев оболочки — слабый, абсолютно безопасный для любых кровель, включая рубероидные, но достаточный для таяния льда и снега.
Зоны укладки
Где монтируются системы обогрева кровли?
- По краю крыши. Греющий кабель не дает образовываться на нем ледяным наростам: они превращаются в воду и безвредно удаляются через водостоки. Нагревательный элемент может прокладываться одной линией вдоль края или змейкой.
Полезно: уложенный на краю ската кабель часто защищают от случайных повреждений и мусора оцинкованным стальным листом и другими кровельными материалами с достаточно высокой теплопроводностью. Решение вполне рациональное, но часть мощности при этом рассеивается впустую.
- 22222222Сами водостоки, разумеется, тоже нуждаются в обогреве — и горизонтальные, и вертикальные участки. Иначе постепенно намерзающая вода быстро сузит их просвет до нуля.
- Еще одно проблемное место — ендовы ( внутренние углы между смежными скатами). И там зачастую образуются опасные для состояния кровли ледяные наросты.
Типы кабеля
Если принцип действия одинаков у всех греющих кабелей, то в деталях их устройство может различаться довольно заметно.
Резистивные
Эта реализация наиболее проста: одна или две проводящих жилы защищены изоляцией — вот и все устройство.
Резистивный греющий кабель довольно дешев; однако при его покупке стоит учесть несколько нюансов.
- Двужильный кабель имеет фиксированную длину и подбирается по требуемой электрической мощности. Резать его нельзя: вы лишите нагревательный элемент перемычки между двумя жилами, и восстановить его с сохранением герметичности будет непросто.
- При изменении длины одножильного кабеля будет меняться и его электрическое сопротивление, а вслед за ним — ток при постоянном напряжении и степень нагрева.
- Резистивный кабель греет с постоянной мощностью по всей длине. При перехлесте (например, при сходе большого количества снега и повреждении крепления) он может перегореть.
Саморегулирующиеся
Этот тип нагревателей заметно дороже; однако их качества окупают разницу в стоимости с лихвой. Как устроен саморегулирующийся кабель?
Внутри герметичной оплетки две токоведущих жилы разделены по всей длине вставкой из смеси полимера с высоким коэффициентом температурного расширения и угольной пыли.
При нагреве вставка расширяется; при этом благодаря увеличению расстояния между частицами токопроводящего угля ее сопротивление растет, а текущий через нее ток уменьшается. Вслед за ним уменьшается и тепловая мощность данного участка. При охлаждении процесс инвертируется.
Что мы получаем благодаря такому устройству?
- Экономичность. Кабель греется сильнее там, где холодно. Участки, находящиеся в тепле, существенно снижают потребляемую мощность.
- Отказоустойчивость. При перехлесте или просто хорошей теплоизоляции участок кабеля просто перестанет греться.
Удельная мощность
На какие значения электрической мощности стоит ориентироваться?
- Для поверхности кровли с хорошей теплоизоляцией достаточно мощности в 250-350 Вт/м2.
- Для «теплой» крыши удельная мощность вырастает до 400 Вт/м2: льда на ней образуется куда больше.
- Для водостоков кровель с хорошей теплоизоляцией потребность в тепловой мощности равна 30 — 40 ваттам на погонный метр.
- У «теплых» крыш значения больше: 40-50 ватт для пластиковых водостоков и 50-70 — для металлических.
Обратите внимание: не стоит пугаться чрезмерного расхода электроэнергии. Обогрев крыши в среднем работает не больше трех недель за год. При использовании саморегулирующегося кабеля и систем термоконтроля средняя потребляемая мощность значительно ниже номинальной.
Заключение
Будем считать, что наше знакомство с необычной системой обогрева состоялось. Видео в этой статье предложит вам дополнительную информацию по данной тематике. Успехов!