монтаж систем антиобледенения кровли
Монтаж системы обогрева кровли и водостоков: опыт российского застройщика
Сколько раз за российскую зиму температура наружного воздуха переходит через нулевую отметку? Например, в московском регионе это случается от тридцати до пятидесяти раз. Такие перепады сказываются отрицательно не только на здоровье человека, но и на состоянии наших домов. Особенно от переходов температуры через 0°С страдают кровли
«Болезнь нулевой отметки» выражается в том, что на карнизах кровли и в водостоках происходит активное льдообразование, которое создает угрозу для жизни людей (сосульки и резкий сход больших масс снега), а также может привести к поломке водосточных желобов и труб. Особенно много снега скапливается на геометрически сложных кровлях, с множеством ендов (внутренние углы, образованные двумя скатами крыши), мансардных окон и т. д. Наиболее эффективный на сегодняшний день способ избежать появления льда на кровле — установить систему кабельного обогрева. О том, как это осуществляется на практике, мы хотим рассказать на примере одного из частных домов Подмосковья.
Этапы монтажа системы обогрева кровли и водостоков можно посмотреть здесь.
Составляющие системы:саморегулирующийся кабель Nexans Defrost Pipe-30 (290 м), силовой кабель Nexans NYM 5 х 1,5 мм (85 м), кабель ПВС 4 х 0,75 мм (25 м), метеостанция EBERLE 52487 (Германия), дополнительное оборудование
Общая мощность системы:10 кВт
Первым делом — проект
Получив от хозяина дома план кровли, инженеры компании приступили к созданию проекта. Вначале обозначили так называемые зоны обогрева, к которым относятся участки наибольшего скопления снега и наледи. Для данной кровли зонами обогрева стали подвесные желоба, ендовы и водосточные трубы.
Греющие кабели должны быть установлены на всем пути талой воды — от горизонтальных желобов и лотков до выходов из водостоков
Следующий этап проектирования — определение типа нагревательного кабеля. В нашем случае использовали саморегулирующийся кабель Nexans Defrost Pipe-30 (Норвегия), способный изменять свою погонную мощность (выделяемое единицей длины тепло) в зависимости от изменения температуры окружающей среды. Для управления системой выбрали не терморегулятор (его применяют тогда, когда оборудование имеет небольшую мощность), а метеостанцию (EBERLE 52487, Германия), поскольку система энергоемкая.
Далее определили места установки электрических соединительных коробок, а также рассчитали длину нагревательных секций в желобах, ендовах и водосточных трубах с учетом их геометрических характеристик. Сложные системы антиобледенения необходимо разбивать на отдельные участки с токами утечки в каждой части, поэтому кабель разделили на три равных отрезка (контура), чтобы избежать перекоса фаз по напряжению.
Особое внимание при проектировании уделяют расчету мощности системы, максимальных пусковых токов, отдельных участков цепи и выбору защитных автоматов. Расчет производится с учетом погонной мощности применяемого нагревательного кабеля (Nexans DP-30 имеет мощность 33 Вт/м при +5°С). Для крыши с неутепленным чердаком и металлических подвесных желобов рекомендуется погонная мощность 40–50 Вт/м. Для саморегулирующегося кабеля значение пускового тока выбирают по нижнему значению рабочего диапазона системы обогрева (-10°С), и у нас он равен 17 А на каждую фазу.
На расположение зон образования наледи влияют такие факторы, как особенности конструкции крыши (с утепленным или неутепленным чердаком), ориентация здания относительно сторон света, местная роза ветров, а также материал кровли
Составляющие системы подогрева кровли
В систему антиобледенения кровли входят три составляющие: греющая часть, распределительная и информационная сеть, устройства управления, каждое из которых выполняет свою задачу.
Греющая часть состоит из нагревательных кабелей и элементов для их крепления на кровле. Находясь в снежном или ледовом плену, нагревательный кабель развивает максимальную мощность, а в воде и при потеплении существенно ее уменьшает. Задача греющей части — растопить снег и наледь и полностью удалить влагу с кровли и водостоков.
Распределительную и информационную сеть составляют силовые и информационные кабели, распределительные коробки и крепежные детали для них. Ее функция — обеспечить питание всех элементов греющей части и провести информационные сигналы от датчиков до щита управления.
Система управления включает в себя шкаф управления, специальные терморегуляторы, датчики температуры, осадков и воды, пускорегулирующую и защитную аппаратуру. Задача системы управления — включение и выключение оборудования в соответствии с заданными погодными параметрами.
Монтаж системы
Согласно проекту нагревательный кабель нарезали на фрагменты. На его концах установили концевые и соединительные муфты (для подключения к силовому кабелю). Затем оцинкованную монтажную ленту нарезали на сегменты (скобы) для укладки в желоба. Скобы изогнули в соответствии с формой желоба и закрепили при помощи заклепок с шагом 0,3–0,5 м.
На данном доме скобы поместили во все желоба и ендовы. На ендовах их монтировали следующим образом: выкручивали металлические болты, держащие кровельное покрытие, а потом устанавливали крепежный элемент. Там, где не было возможности закрепить скобы таким способом, делали отверстие в верхней «волне» кровельного покрытия, а затем монтировали элементы с применением силиконового герметика и саморезов. На отрезках монтажной ленты есть специальные «усики», в которые укладывают нити кабеля. Они фиксируют кабель, чтобы тот не разбегался по желобу, а в водосточной трубе — не «улетел» вниз.
При монтаже системы обогрева площадок кабель укладывают внутрь бетонной поверхности, а при монтаже системы антиобледенения кровли он остается снаружи
Если желоб имеет ширину до 100 мм, то достаточно одной нитки нагревательного кабеля, если больше 100 мм, как в нашем случае (120 мм), то используют две нити. Кабель должен не только обеспечить свободный сток талой воды, но и предотвратить нарастание снежной массы и перетекание ее через стенку желоба.
По две нити нагревательного кабеля поместили также в ендовах и водосточных трубах. В ендовы кабель укладывали на 2/3 их длины (от карниза), так как снег скапливается в основном внизу, и греть верхушку ендовы нет смысла. В водосточной трубе кабель крепили в двух точках — в верхней части и в нижней. Поскольку высота трубы 9 м, то указанный способ монтажа допустим. А вот для водостоков выше 10 м применяют специальный трос, который крепят внутри трубы, а уже к нему — кабель. Следующий этап монтажа — установка датчиков метеостанции. Датчик температуры наружного воздуха закрепили на северной стене здания, под свесом кровли. Он будет работать в соответствии с заданной температурой наружного воздуха — от +3 до −10°С. Датчик влажности установили в самое низкое место дна желоба.
Виды нагревательного кабеля
Для устройства систем антиобледенения кровель можно использовать как резистивный, так и саморегулирующийся кабель, однако более эффективным специалисты считают саморегулирующийся. В отличие от резистивного, его можно резать прямо на объекте на фрагменты любой длины в пределах допустимых величин (от 2 до 120 м), что заметно упрощает монтаж. Ему не страшны случайные перекрещивания нитей (например, в водосточных трубах) или засорение желобов листвой. Благодаря ступенчатой характеристике погонной мощности (а проще говоря — способности саморегулирующегося кабеля подстраиваться под различную среду, в которой он пребывает) можно значительно сократить расход электроэнергии.
Система управления
Шкаф управления (ШУ) с размещенными в нем электрическими приборами и автоматами установили внутри дома (на чердаке) после монтажа нагревательного кабеля. Назначение ШУ — обеспечить включение и отключение системы обогрева, а также аппаратов защиты при возможных коротких замыканиях или превышении допустимых показаний. Прокладку силового кабеля NYM и контрольного кабеля ПВС от ШУ осуществляли раздельно в коробах. Трассу силового кабеля по периметру здания до мест установки распределительных коробок провели под краем кровли. Распределительные коробки, предназначенные для подключения нагревательных секций, смонтировали под свесом кровли. После выполнения монтажных работ провели приемо-сдаточные испытания — проверили сопротивление изоляции греющих и распределительных кабелей, протестировали УЗО. Убедившись, что показания соответствуют заданным параметрам, систему перевели на рабочий режим.
Сервисное обслуживание
Система антиобледенения кровли требует регулярного сервисного обслуживания, и на этом лучше не экономить. По окончании холодного сезона необходимо протестировать оборудование, проверить целостность кабеля. А в начале осени — очистить желоба от попавших туда листьев, хвои, веток. Если их не убрать, то в месте скопления мусора резистивный кабель перегорит, поскольку невозможно будет обеспечить достаточный отвод тепла. Для саморегулирующегося кабеля это не так опасно. Он не перегорит, но будет потреблять больше электроэнергии, чем необходимо. Поэтому очистка желобов должна производиться при любом типе кабеля. Во время этой работы нельзя применять предметы, которые могут повредить кабель. Лучше использовать мягкие щетки или веник. После очистки желобов следует проверить состояние изоляции саморегулирующегося кабеля для выявления поврежденных участков и состояние системы управления. Затем проводят пробное включение, а после проверки настроек терморегуляторов — рабочее включение. Система остается в ждущем режиме.
Монтаж обогрева кровли и водостоков — подключение системы антиобледенения своими руками.
Все мы сталкиваемся в зимне-весенний период с проблемой наледи на крышах домов.
В связи с тем, что температура в это время года очень часто переходит через нулевую отметку (в обе стороны), такие перепады и приводят к образованию кусков льда и сосулек.
Ты не знаешь, где и когда тебе может прилететь сверху. И хорошо, если эта глыба упадет на припаркованный автомобиль, а не на вашу голову.
С этой же бедой сталкиваются не только частники, но и городские службы. Например, в одной только Москве общая протяженность всей кровли больше, чем длина экватора!
Основные места скопления наледи это:
Решать данную проблему можно и нужно превентивно именно летом. Зимой на крыше особо не полазаешь.
Помогают в этом системы антиобледенения кровли и водостоков, выполненные на основе греющего кабеля.
Как это все выглядит в общем виде? Кабель раскидывается по водостоку и краям крыши, “холодные” концы от него заводятся в распредкоробки на стенах. По периметру и на кровле размещаются датчики температуры, влажности и осадков.
Кабеля от них тоже заводятся в общую коробку под козырьком. А оттуда вся проводка спускается в щиток управления с автоматикой.
Удовольствие хоть и недешевое (от 100 000 рублей для небольшого частного дома), но эффективное.
Как подобрать материалы и все правильно смонтировать, не переплачивая за лишнее? Здесь все будет зависеть от теплоизоляции вашей крыши.
Если с ней все хорошо, теплый воздух изнутри дома просто не сможет пробраться наружу, крыша не будет нагреваться, а значит сосулькам просто не из чего будет образовываться.
Теплоизоляция и энергоэффективность, что называется рулят. 
А вот при некачественной теплоизоляции крыши, снег начинает таять даже при относительно низких температурах воздуха (-10С).
В такой ситуации вода будет стекать к нижнему краю и водостокам.
Там же и будет замерзать, превращаясь в куски льда. Здесь уже потребуется проложить кабель для комплексного обогрева:
Его оболочка изготавливается из специального теплостойкого светостабилизированного ПВХ пластиката. Данный материал не боится воздействия ультрафиолета и жестких климатических условий.
Есть два вида такого кабеля:
Для обычного дома вполне сгодится второй вариант. Он имеет постоянную мощность и помимо недорогой цены, более надежен, чем саморегулирующийся.
Как подсчитать нужный метраж кабеля? Для этого умножьте на два общую длину желоба и сливной трубы (при монтаже двух ниток обогрева).
После чего рассчитайте высоту укладки кабеля на крыше и прибавьте расстояние от конца кровли до дна желоба.
С учетом рекомендуемого шага укладки в 10-15см вы и получите длину нагревательной секции и всей системы анти-обледенения.
Какой мощности выбирать кабель? При ширине желоба до 15см достаточно будет проложить одну нитку мощностью в 30-40Вт/м.
Если другой мощности не нашли, закладывайте большее количество ниток.
Для желобов шире 15см потребуется уложить две нитки кабеля. Мощность та же самая – 30-40Вт/м.
Давайте рассмотрим весь цикл монтажа системы обогрева кровли и подключение автоматики для дома с крышей, имеющей плохую теплоизоляцию. То есть, когда требуется выполнить антиобледенение не только водостоков, но и самой крыши.
Для монтажа системы анти-лед вам понадобятся следующие материалы:
Это контрольный кабель, которым будут подключаться датчики.
Они должны иметь степень защиты IP55.
С чего начинается монтаж? Первым делом на земле отмерьте кабель по монтажной ленте. Расстояние между лентами выбирайте от 30 до 50см.
Тут же вымеряется спуск в водосток и монтируется тросик.
После этого на крыше прикручиваете крепежные клипсы или ленту.
Чтобы не было течи, не забывайте обработать места входа саморезов герметиком.
Шаг между верхним и нижним рядом клипс – 60см.
Забудьте про хомутики, которые часто используют для прокладки кабеля по стенам в доме.
Для отдельных видов кровли выпускаются специальные лепестки на защелках. С ними даже дырявить ничего не придется.
Есть еще метод крепежа с применением самоклеющейся герметизирующей ленты на алюминиевой основе.
Как уверяет производитель, лента имеет высокий уровень адгезии, является термостойкой и долговечной. Но все-таки большинство предпочитают сквозной крепеж кабеля, считая его более прагматичным и надежным.
Перед монтажом нагревательного кабеля обязательно проверяйте его сопротивление и целостность жил мультиметром.
Данные по сопротивлению должны быть указаны в паспорте на изделие.
Если все в порядке, укладываете кабель волнами согласно закрепленных клипс на скате крыши.
После чего, холодный конец заводится в монтажную коробку под коньком.
Секции для водостока также прозваниваются. Как между рабочими жилами, так и с защитным проводником.
Между заземляющим защитным проводником и рабочими жилами изоляция должна достигать нескольких мегом.
Такую проверку осуществляют уже не мультиметром, а мегомметром.
После всех проверок, желоб тщательно очищается от грязи и мусора.
Внутри него закрепляется монтажная лента. Чаще всего это делается на заклепках.
Но есть и бесклепочное крепление.
Лучше всего применить комбинированный вариант. Через каждые 1,0-1,5м заклепываете ленту, а посреди этих отрезков укладываете пластиковые распорки, которые просто раздвигают кабель между собой.
Горизонтальный участок кабеля укладывается в желоб, а вертикальный при помощи тросика спускается вниз по водостоку.
Обратите внимание, если у вас дома есть домашние питомцы, они очень любят погрызть такой кабель, провокационно выглядывающий из трубы.
Тросик вертикального участка кабеля подвешивается на крючок.
Данный трос обязателен при высоте труб свыше 4м. Кстати, при прокладке кабеля в ендове, также зачастую применяют несущий трос.
Он воспринимает всю механическую нагрузку, защищая оболочку от повреждения.
Вместо тросика в водостоке можно использовать цепь. Она должна быть оцинкованной, дабы не ржавела от постоянного соприкосновения с водой.
Кабель через специальные распорки просто одевается на отдельные звенья.
Последнее звено сверху подвешивается на распорный прут или шпильку.
Сама шпилька должна не просто лежать поперек отверстия в водостоке, ее желательно закрепить.
Например, за ту же монтажную ленту.
Они выполняют защитную функцию. В случае неработоспособности системы, лед очень быстро налипает на кабель в водостоке, увеличивая его массу в несколько раз.
И чтобы его не порвало от такой нагрузки и требуется дополнительный несущий элемент.
После укладки все холодные концы кабелей заводятся в монтажную коробку.
Весь процесс повторяется на всех скатах крыши.
Если у вас есть пристройка без водостоков (гараж), на нем также размещается кабель, но таким образом, чтобы его петли свисали на несколько сантиметров вниз (5-8см).
Это так называемая схема “капающая петля”.
Переходим к подключению автоматики. Для управления все системой антиобледенения кровли и водостоков вам понадобятся следующие комплектующие:
Либо их можно заменить на один диффавтомат с таким же током.
Для перевода системы в ручной и автоматический режимы.
Мозги всей системы.
Самая простая схема состоит из одиночного терморегулятора на одну зону.
Ее используют при обогреве малых площадей.
Грубо говоря, подключили один термодатчик и выкрутили ручку регулятора (РТ 330 или другого) на нужную температуру, например, ноль градусов цельсия.
Получается, что при возникновении этой температуры, система антиобледенения будет самостоятельно запускаться и топить лед.
Схема простая, но имеет свои недостатки. Данная система не будет понимать, идет за окном снег или нет.
А значит очень часто будет бесполезно греть вашу крышу, сжигая лишние киловатты в никуда. Такой способ хоть и дешевый, но не очень экономный.
Поэтому давайте рассмотрим более рациональный вариант, с применением полноценной программируемой метеостанции и комбинацией всех датчиков.
В щитке управления монтируете все вышеперечисленные элементы. В качестве термостата возьмем модель от Spyheat SMT 527D.
Первым делом от щитка до каждой рапредкоробки, ранее установленных на стенах, необходимо протянуть трехжильный кабель питания ВВГ.
Сечение кабеля выбирайте исходя из общей мощности обогрева кровли.
Каждый кабель отдельной секции маркируется и подключается на свой автомат.
Кстати, некоторые специалисты целенаправленно отказываются от соединения силового кабеля питания с нагревательным кабелем в уличных распредкоробках. Вместо этого они монтируют переходные герметичные муфты.
С чем это связано? Коробки очень часто затекают, в результате появляются утечки по току.
А вследствие того, что в одной коробке зачастую соединяют сразу несколько секций, при утечке и срабатывании УЗО, ваша система становится полностью неработоспособной.
При стыковке разных секций через независимые муфты такого не происходит.
Помимо силовых кабелей в распаечную коробку на стенке прокладывают и контрольный 7-ми жильный кабель КВВГ. Он подключается к проводам от датчиков.
Каждая жила контрольного кабеля с обоих сторон подписывается в зависимости от вашей марки терморегулятора. Для нашей выбранной модели SMT 527D маркировка будет следующей.