Обогрев крыши: зачем нужен и как сделать всё правильно

Системы обогрева кровли пока считаются ноу-хау, но немало организаций и владельцев частных домов уже успешно используют их. Сегодня не все понимают целесообразность установки обогревающего кабеля, большинство уверены, что «греть улицу» невыгодно. На самом деле обогрев кровли позволяет сэкономить на обслуживании и ремонте крыши. Как же это получается? Давайте разбираться.

Как избежать образования сосулек и наледи на крыше

В зимнее время никого не удивишь рядами сосулек под крышей. Но если дети воспринимают их как украшение и развлечение, то для взрослых наледь — настоящее стихийное бедствие. Каждый год немало жителей многоэтажек страдает от упавших сосулек. Кроме того, из-за наледи ухудшается гидроизоляция крыши, а кровельный материал разрушается быстрее. Даже своевременная чистка кровли не улучшает ситуацию, ведь во время работы неизбежно повреждается внешний слой кровли.

Сосульки под крышей представляют реальную опасность для проходящих людей и припаркованных рядом машин

Избежать такой прискорбной участи можно несколькими способами:

1. Обеспечить правильную вентиляцию чердака. Если температура крыши будет не выше, чем у воздуха, снег на ней не станет превращаться в лёд и образовывать сосульки. Охладить крышу можно, добавив на фронтонах или скатах вентиляционные отверстия, чтобы холодный воздух свободно проникал на чердак. Этот метод используют только при хорошем утеплении перекрытия, иначе тепло из помещения будет быстро теряться через потолок. Кроме того, даже правильно обустроенная вентиляция часто не приносит ожидаемого результата.
2. Провести работы по утеплению крыши. Ещё один способ оставить крышу холодной — не позволить нагретому чердачному воздуху поднять температуру кровельного материала. Для этого кровлю изнутри обшивают мембранами, закладывая между ними утеплитель. Этот путь требует значительных затрат времени и денег, поскольку хорошие материалы обойдутся довольно дорого. Кроме того, ошибки в монтаже теплоизолятора и системы вентиляции могут привести к появлению плесени на чердаке и в доме. При умеренном климате правильное утепление способно почти полностью устранить вероятность появления наледи, исключением могут стать только дни с особенно неблагоприятной погодой. В более холодных регионах иногда приходится намеренно устраивать утечки тепла, чтобы на крыше скапливалось меньше снега.
3. Обработать кровельный материал химическим средством — эмульсией против обледенения. Подобные составы наносят на поверхность самолётов, чтобы на них на большой высоте не скапливался лёд. Средство эффективное, но обходится слишком дорого. Кроме того, защитную плёнку необходимо обновлять несколько раз за зиму, а сам технологический процесс требует участия специалистов. Из-за таких нюансов химические средства против обледенения на крышах обычно не используются.
4. Оборудовать электроимпульсную систему против обледенения. Она была разработана в шестидесятых годах прошлого века для нужд авиации. Нагревательный блок системы состоит из индукторов (электромагнитных катушек без сердечника), закреплённых под свесами кровли. Когда на катушки подаётся короткий импульс, в них создаются кольцевые токи, которые как будто ударяют по кровельному материалу. В результате такой обработки наледь на кровле превращается в крошку и осыпается вниз. Эта система не способна предотвратить образование наледи, зато не требует постоянных затрат энергии. К сожалению, из-за высокой стоимости компонентов такие системы также используются крайне редко.
5. Смонтировать систему обогрева кровли и водостоков. Активный обогрев нужен тогда, когда предыдущие методы не могут дать положительных результатов из-за особенностей климата, сложного строения крыши, высокой цены или других факторов. Чаще всего это случается в регионах, где температура часто меняется с положительной на отрицательную и обратно. Кроме того, обогрев — единственный способ предотвратить появление наледи в водостоках и снизить таким образом вероятность зимних протечек.
   

   Система антиобледенения кровли работает за счёт нагрева кабеля при прохождении по нему электрического тока, который включается вручную или по сигналу от установленных на крыше датчиков

Если вы уверены, что ваша крыша качественно утеплена и на ней обустроена правильная вентиляция, но сосульки продолжают появляться, единственное решение — активный обогрев. Конечно, он потребует определённых затрат электроэнергии, зато не придётся самолично очищать снег и лёд, а также рисковать быстрым разрушением крыши и здоровьем окружающих.

Что такое система обогрева кровли

Система обогрева кровли, антилёд или система снеготаяния — это комплекс нагревательных элементов, датчиков и исполнительных устройств, которые не допускают образования на крыше наледи и сосулек. Как правило, крыша обогревается не полностью, а только в самых уязвимых местах: по краям скатов, вдоль ендовы, по всей длине водоотводов. Выше снегозадержателей монтировать обогрев нецелесообразно, так как это потребует слишком больших затрат энергии, а также снизит эффективность теплоизоляции крыши за счёт снежной шапки. Кабели располагают поверх кровельного покрытия, поэтому добавить антиобледенительную систему можно в любое удобное время после окончательной отделки кровли, демонтаж её элементов не потребуется.

Кабель обогрева кровли обычно прокладывают по краям ската, при этом его можно прикрепить к снегозадержателям пластиковыми стяжками

Хорошая система обогрева способна:

• предотвратить падение снега и льда на людей, машины, клумбы и т. д.;
• уменьшить нагрузку на стропильную систему и перекрытия, которая обычно увеличивается из-за наледи;
• защитить от разрушения водосток, который часто трескается после замерзания скопившейся воды;
• продлить срок службы кровельного материала, избавив его от неблагоприятных условий эксплуатации;
• избавить хозяев дома от необходимости ручной очистки кровли от снега и наледи.

Кабельная система обогрева способна спасти тёплые кровли, на которых снег тает при температуре -10^о С. Если ваша крыша украшается сосульками в более холодное время, монтаж кабеля целесообразен только после хорошего утепления.

Устройство системы обогрева крыш

Стандартная система обогрева крыши состоит из трёх основных компонентов.

1. Блок обогрева. Представляет собой одну или несколько линий нагревательного провода или плёнки, которые монтируются на кровле и в водоотводной системе на весь период эксплуатации. Требования к элементам блока обогрева:
   • устойчивость к повышенным и пониженным температурам, резким перепадам;
   • стойкость к повышенной влажности;
   • способность переносить механические нагрузки, в том числе удары и вес наступившего человека;
   • устойчивость к воздействию ультрафиолета;
   • пожаробезопасность (особенно если кровельный материал или конструкция крыши способны поддерживать горение).
2. Блок информации и распределения. Предназначен для передачи энергии из сети в блок обогрева, распределения питания между элементами системы, обеспечения работы контролирующих датчиков. Монтируется рядом с блоком обогрева: на парапете, ограждении, под козырьком или свесом кровли, на чердаке.
3. Блок управления. Состоит из терморегуляторов, датчиков погоды, контрольной панели, пусковых и защитных устройств и регуляторов, с помощью которых пользователь устанавливает необходимый режим работы. В системе из саморегулирующихся проводов блок управления имеет более простое устройство. В частности, в нём можно отказаться от погодных датчиков.
   

   В состав блока управления входит контрольная панель, с помощью которой можно задавать основные режимы работы системы подогрева кровли

Как выбрать систему обогрева кровли

Системы антиобледенения кровли в первую очередь различаются видом нагревательного элемента — это может быть кабель или плёнка (аналогично тёплому полу). Специалисты чаще делят такие системы по способу монтажа — на оборудование для скрытой и наружной установки. Снаружи монтируют только нагревательный кабель, плёнка не выдержит жёстких условий. Но под кровельный материал можно размещать и плёнку, и кабель. В частности, так поступают при монтаже кабельного обогрева на плоских эксплуатируемых крышах многоэтажек.

Если система антиобледенения устанавливается под кровельным покрытием, то в качестве её греющего элемента можно использовать как кабель, так и плёнку, расположенные по определённой схеме

Водосточные желоба и трубы обогреваются только кабелями открытого монтажа, поскольку иначе обеспечить своевременное снеготаяние невозможно.

Таблица: отличия и особенности нагревательных элементов системы обогрева кровли

Если вы не хотите портить внешний вид крыши или опасаетесь за сохранность кабельной системы антиобледенения, смонтируйте кабель между элементами обрешётки.

Помимо конструкционных особенностей крыши и характеристик обогревателей следует учитывать и стоимость системы антиобледенения. Самый дорогой тип — плёнка, на втором месте будет саморегулирующийся кабель, на третьем — резистивный. Но не стоит использовать последний вариант только потому, что он самый дешёвый. Ведь при долгосрочной эксплуатации саморегулирующийся кабель окажется более выгодным и окупит свою повышенную цену за счёт существенной экономии потребляемой электроэнергии.

Не используйте систему антилёд открытого монтажа (кабельную), если на крыше нет снегозадержателей. Проигнорируете правило — кабель сорвёт с крепежей уже после первого схождения снега с крыши.

Монтаж и обслуживание систем обогрева кровли

Перед укладкой кабеля следует определить, в какой зоне крыши необходим обогрев. Как правило, это места максимального скопления снега и наледи: ендовы, кровельные свесы и водостоки. Если обогревать только одну зону и проигнорировать другую, эффективность подогрева значительно снизится, а вероятность разрушения необогреваемых фрагментов возрастёт в несколько раз. Например, если не обогревать водосточные трубы, растаявшая на скатах вода не сможет попасть в ливневую канализацию, соберётся в трубах и разорвёт их. Определившись с обогреваемыми зонами, можно рассчитать длину необходимого кабеля с учётом запаса на дуги, соединения и допустимые размеры фрагментов.

При подсчёте требуемой мощности системы обогрева крыши пользуйтесь правилом: для жёлоба диаметром 10–15 см нужна мощность 30–60 Вт/м², для большего диаметра — 200 Вт/м2. В полимерный водосток нельзя монтировать кабель мощностью больше 17 Вт на погонный метр.

Мощность и другие технические характеристики нагревающего кабеля обычно указываются на его изоляции

Норматив мощности обогревающей системы кровли составляет 18–22 Вт/м для резистивного кабеля и 15–30 Вт/м для саморегулирующегося. Расчётная удельная мощность на единицу площади крыши составляет 150–300 Вт/м².

Рекомендованы следующие расчётные параметры работы элементов системы:

• для датчика температуры воздуха — включение при температуре от 0 до +3 ^оС, выключение — при температуре более +3 ^оС;
• для датчика температуры и влажности воздуха — включение при температуре от 0 до +3 ^оС одновременно с присутствием воды на контрольном участке.

Размещение погодных сенсоров требуется продумать так, чтобы они располагались на пути талой воды.

Какой кабель ставить на обогрев крыши

Если вы твёрдо решили отбросить вариант с плёночным обогревом, выбор придётся делать из саморегулирующихся и резистивных кабелей. При покупке саморегулирующегося кабеля главное — учесть климатические условия своего региона. Если зимы у вас не слишком холодные, будет достаточно среднетемпературного кабеля с маркировкой НТМ, НТА, НТР. Для более холодных мест подойдёт высокотемпературный провод под маркой ВТС или ВТХ.

Кабели с маркировкой, начинающейся на букву «Н», предназначены для стандартных условий эксплуатации, а изделия, обозначение которых начинается на «В», имеет смысл ипользовать в регионах с морозными зимами

С резистивным нагревательным кабелем всё не так просто. Существуют разновидности, не слишком отличающиеся ценой, но заметно разные по строению и свойствам. Специалисты выделяют:

• одножильный резистивный кабель. Это самая дешёвая разновидность. Именно такие проводники требуется сводить в одну точку при монтаже. Срок службы изделия невелик, зато наличие металлической оплётки под изоляцией гарантирует безопасность людей, даже когда возникает пробой. Выбирайте этот вариант только для нежилых зданий либо для крыш с очень большой площадью;
  

  Одножильный резистивный кабель является самым дешёвым и используется на крышах хозяйственных построек или очень больших зданий

• двужильный резистивный кабель. Имеет две равноценные жилы либо один нагревательный (с высоким сопротивлением) и один питающий (с низким сопротивлением) провод. Поскольку цепь замыкается за счёт дополнительного провода, конец кабеля не требуется подводить к началу укладки, что заметно облегчает монтаж и предварительные расчёты. У двужильного кабеля также снижено электромагнитное излучение, поэтому он лучше подходит для жилых домов. Стоит он дороже одножильного, но оправдывает дополнительные затраты благодаря экономии на длине (не нужна возвратная петля);
  

  Из-за наличия двух токопроводящих жил такой кабель имеет не круглое, а овальное сечение

• секционный или зональный кабель. Самая совершенная разновидность резистивных нагревательных элементов. Представляет собой два параллельных проводника с низким сопротивлением (только для передачи тока), соединённых со спиралью высокого сопротивления (для нагрева). При этом спираль (обычно нихромовая проволока) подсоединяется точечно то к одному, то к другому проводнику. Получается, что кабель состоит из подключённых параллельно (а не поочерёдно как у других кабелей) секций. При этом сопротивление и степень нагрева каждой зоны регулируется независимо. Это особенно удобно для сложных крыш, где расположенные неподалёку участки по-разному нагреваются солнцем.
  

  Зональный резистивный кабель состоит из двух жил с небольшим сопротивлением, соединённых спиралью из нихромовой проволоки

Максимально эффективная и доступная система антиобледенения состоит из комбинации резистивных кабелей для крыши, дополненных датчиками температуры, и саморегулирующихся кабелей для водостоков.

Для сложных крыш (на одних участках скапливается вода, на других сложно вычистить листья, а третьи прогреваются солнцем даже зимой), одно- и двужильный резистивный кабель не подходит. Целесообразнее использовать зональный резистивный либо саморегулирующийся кабель. Система обойдётся дороже, зато прослужит намного дольше.

Водостоки следует оборудовать только саморегулирующимися кабелями, иначе вы рискуете слишком большими затратами при эксплуатации и быстрым выходом системы из строя.

Не покупайте резистивный нагревательный кабель для дачи. Он не способен регулировать нагрев и будет либо даром использовать электроэнергию при любой погоде, либо не помешает образованию наледи (когда выключен). Резистивные кабели, не дополненные метеодатчиками и системой контроллеров, требуют вашего регулярного вмешательства, поэтому используйте их только в тех зданиях, где можете контролировать их работу.

Зарубежные производители делают кабели, рассчитанные на работу при напряжении 240 В, а отечественные — 220 В. Поэтому при покупке иностранных комплектующих снижайте расчётную мощность на 10%, так как указанной по паспорту мощности в наших условиях он выдать не сможет.

Крепление греющего кабеля к кровле

Зафиксировать на крыше нагревательный кабель можно с помощью:

• растяжек;
• монтажной планки;
• кронштейнов с химической системой крепления;
• специального скотча и герметика (для временной фиксации на период монтажа).

Для крепления кабеля на дне водосточных желобов и внутри водосточных труб из жести применяются дугообразные крепежи на заклёпках. Если пробивать стенку трубы нежелательно или невозможно, в водостоках располагают тяжёлую цепь, к звеньям которой кабель крепится пластиковыми стяжками.

Видео: инструкция по монтажу кабеля на пластиковые фиксаторы

Последовательность укладки кабеля на крышу:

1. Очистите водостоки и поверхности кровли от листьев и мусора. Установите в желобах и на крыше крепёжные ленты для кровельного кабеля.
   

   При установке греющего кабеля в металлический водосток удобно пользоваться просекателем

2. Смонтируйте на стене под свесом соединительную коробку, наденьте на холодный конец кабеля защитную гофротрубку и зафиксируйте кабель внутри коробки.
   

   Монтаж кабеля по стене выполняется в защитной гофротрубе

3. Разложите кабель внутри водосточных желобов, используя для фиксации подвижные усики крепёжной ленты.
   

   При укладке кабеля желательно следить, чтобы шаг крепления был постоянным

4. Фрагмент кабеля, который будет подогревать водосточную трубу, прикрепите к цепи пластиковыми стяжками. Подготовленный кабель опустите в трубу, пока в нижнем раструбе не покажется петля кабеля. Закрепите сегмент вверху и повторите процедуру с каждой вертикальной трубой.
   

   Если сделать отверстия в водосточной трубе невозможно, обогревающий кабель закрепляют к цепи на стяжки и опускают в трубу

5. Нижний край зафиксируйте двумя пластиковыми или металлическими стяжками.
   

   Нижняя петля крепится к трубе пластиковыми или металлическими стяжками

6. Разложите петли нагревательного кабеля на выбранном фрагменте крыши, фиксируя их усиками монтажной ленты. На крутых скатах стоит дополнительно перестраховаться и добавить точечные пластиковые крепления.
   

   Ни в коем случае не используйте ленту для тёплых полов, только специальная кровельная лента может обеспечить долговечную фиксацию кабеля

7. Установите датчик температуры воздуха на северной стороне здания рядом с распределительной коробкой.
   

   Датчик температуры воздуха устанавливается на северной стороне здания около монтажной коробки

8. Проверьте сопротивление всех используемых проводов (норма указана в паспорте) и работоспособность датчиков. Соберите систему, ориентируясь на инструкцию производителя.
   

   Все соединения проводов должны быть уложены в герметичную монтажную коробку и закрыты от прямого контакта с окружающей средой

9. Внутри обогреваемого строения смонтируйте электрощиток управления системой. Сразу после подключения удостоверьтесь в работоспособности системы, установите рабочий разброс температур на термодатчике.
   

   На внутреннюю сторону дверок стоит приклеить схему, по которой была собрана система — это облегчит дальнейшее обслуживание и ремонт

Монтировать кабельный обогрев крыш рекомендуется летом или в начале осени, но не зимой.

Особенности работы с резистивным кабелем

Укладка резистивного кабеля имеет свои особенности и нюансы:

1. Замерьте сопротивление каждой секции, поочерёдно подключая их к сети (схему уточняйте в инструкции производителя). Убедитесь, что показатели соответствуют паспортным данным. После укладки потребуется повторить измерения. Отличия в цифрах укажут на повреждение кабеля в процессе монтажа. Такую систему вводить в эксплуатацию нельзя.
2. Составьте подробный план укладки кабеля с учётом каждой петли. Убедитесь, что длины кабеля достаточно для возврата второго конца в исходную точку. Высчитайте шаг и высоту петли, чтобы расстояние между фрагментами было постоянным. При необходимости сделайте шаблон петли из картона и/или поставьте мешки на крыше.

Отрезки резистивного провода не должны соприкасаться. Чтобы избежать контакта, используйте разделители. Расстояние между разделителями должно составить 25–30 см.

Особенности укладки саморегулирующегося кабеля

Так же, как и укладка резистивного, монтаж саморегулирующегося кабеля обусловлен определёнными особенностями:

1. Саморегулирующийся кабель допускается нарезать фрагментами от 30 см до 150 м, поэтому монтаж можно начинать без подробных расчётов. Желательно уложить кабель цельным куском на каждом скате, ведь соединения — самое слабое место системы.
2. Рекомендованная высота петли такого кабеля — 30–35 см, шаг — 15–25 см. Но если в инструкции от производителя указаны иные цифры, ориентируйтесь на них. Чтобы обеспечить равномерный нагрев крыши, старайтесь сохранять выбранную высоту и шаг петли на протяжении всего ската.
   

   Высоту петель и шаг их расположения желательно сохранять одинаковыми на протяжении всего ската

Укладка греющего кабеля в водостоках

В водосточных трубах кабели любого вида обычно укладываются одной петлёй, в которой начало и конец сходятся в одном месте. Для этого берётся отрезок провода, вдвое превышающий длину жёлоба/трубы, с запасом 7–10%. Начало и конец петли должны размещаться в месте, где реже всего скапливается опавшая листва, мусор и вода. Ведь именно там ставится и соединительная коробка с подводом к датчикам влажности и температуры. Само соединение всегда тщательно гидроизолируется, но правильный подбор места монтажа поможет снизить возможные риски для техники и увеличить срок её службы.

Видео: монтаж нагревающего кабеля в водостоке своими руками

Как смонтировать щит управления системой подогрева кровли

Подключения контроллеров является ещё более ответственным этапом, чем крепление кабеля на крышу. Поэтому к нему стоит привлечь профессионального электрика. Но если вы твёрдо уверены в своих силах и имеете опыт работы с электрическими приборами и щитками, работу можно провести самостоятельно.

Управляющим элементом системы является контроллер, который включает или выключает подогрев в зависимости от показаний подсоединённых к нему датчиков

При сборке щита вам понадобится:

• входной двухполюсный автомат, способный отключить питание системы в нештатной ситуации (если в доме трёхфазный ввод, автомат также должен быть также трёфхазным);
• четырёхполюсный контактор;
• УЗО (устройство защитного отключения) для обогрева мощностью от 30 А (уточните мощность всей системы и подбирайте устройство под неё);
• отдельные однополюсные УЗО для датчиков температуры и влажности;
• УЗО на 30 мА для защиты от удара током утечки;
• метеосенсоры влажности и температуры. При необходимости можно добавить датчики осадков и таяния;
• терморегулятор (стандартный температурный диапазон — от -8 — +30 ^оС) со своим защитным автоматом (УЗО);
• сигнальные диоды/лампочки.

Потребуются также силовые кабели и сигнальные провода для соединения элементов щита, монтажные коробки (количество зависит от сложности системы и количества скатов), соединительные муфты, концевики, изолирующие материалы (изолента, трубочки-кембрики, термоусадочные трубки) и герметики.

Неисправности и ремонт обогрева кровли

Чтобы не приходилось заниматься ремонтом, требуется правильно ухаживать за крышей, которая снабжена противообледенительной системой:

• крыши с резистивными кабелями особенно боятся засорения, в месте скопления мусора кабель может просто перегореть. Поэтому в период листопада особенно тщательно (но осторожно) убирайте листву не только со скатов, но и с водостоков;
• если один из погодных датчиков вышел из строя, постарайтесь заменить его как можно быстрее. Ведь сенсоры влажности и тепла не только помогают сэкономить энергию, но и предотвращают перегрев и порчу кабеля;
• в конце осени обязательно проверяйте работоспособность всех элементов системы. Если у вас уложен саморегулирующийся кабель, особенно внимательно проверьте все УЗО, так как они могут выйти из строя из-за высоких пусковых токов в кабелях.

Если вы будете придерживаться всех правил, система антилёд прослужит не меньше 15 лет. Но если неполадки уже произошли, придётся разбираться с их причинами.

Таблица: возможные неисправности системы антилёд и способы их устранения

Всё ещё сомневаетесь в необходимости системы обогрева кровли для вашего дома? Тогда попробуйте подсчитать, сколько времени и средств вы тратите на чистку крыши от снега и ремонт покрытия, оцените, устраивает ли вас температура на чердаке. Возможно, именно нагревающий кабель способен сделать вашу жизнь проще и комфортнее.

Похожие записи:

Фронтон двускатной крыши, в том числе его виды, а также как правильно рассчитать и сделать

Обогрев кровли и водостоков: монтаж эффективной системы снеготаяния своими руками

Пресс для разглаживания ткани — зачем он нужен в бытовых условиях