Обогрев кровли. Защита от сосулек.

Защита крыш от сосулек

Применение кабельных систем отопления для очистки водостоков и кромок крыш ото льда является самым сложным, как для расчетов и проектирования, так и для монтажа и эксплуатации.

Основные причины возникающих сложностей заключаются в следующем:

1. Существует большое разнообразие конструкций крыш и водоотводных устройств, каждая из которых имеет свои особенности в плане установки кабельных систем.

2. Практически невозможно определить установленную мощность кабельной системы - величину обогрева кровли "паразитным" теплом здания, выходящим на кровлю через верхние перекрытия. Этот параметр зависит от целого ряда факторов, которые к тому же могут меняться в течение зимнего сезона.

3. Кабель, работающий на крыше, подвержен воздействию неблагоприятных внешних условий, так как устанавливается обычно на открытых участках. Такими условиями являются солнечный ультрафиолет, механические нагрузки и резкие перепады температуры. К тому же разные участки нагревательного кабеля часто работают в условиях, сильно различающихся по тепловому режиму, что в свою очередь требует запаса по рабочей температуре и максимальной удельной мощности для используемых типов кабелей.

Рассмотрим картину тепловых потоков для типичной конструкции с чердаком:

Тепло, поступая через верхнее перекрытие и чердачное пространство, достигает кровли. Таким образом, происходит нагрев кровли, что при небольших отрицательных температурах наружного воздуха может привести к положительной температурена поверхности самой кровли. В результате происходит таяние снега на кровле и образуется сток талой воды в водосток, который в свою очередь лишен "паразитного" подогрева. В холодном водостоке вода замерзает, образуя сосульки и наледь.

Задача системы снеготаяния - освободить водосток и сопроводить талую воду до земли.

Система снеготаяния должна работать до тех пор, пока существует вероятность образования сосулек, то есть пока не прекратится таяние на кровле.

Процесс таяния на кровле отсутствует в двух случаях: при низкой отрицательной температуре (в среднем ниже -10°С) или при отсутствии снега.

Возможна вероятность наступления ситуации, когда на кровле идет процесс таяния, но не происходит образование наледи и сосулек из-за положительной температуры наружного воздуха.

Все эти ситуации отслеживает система управления, в которую кроме датчика температуры входят датчики влажности и снега.

Расчетная мощность
Чтобы определить требуемую удельную мощность на 1 м2 кабельной системы, устанавливаемой на кровле, и погонную мощность (Вт/м) для желобов и труб, необходимо знать конструктивные особенности крыши, ее тепловой режим, а также местные климатические условия.

Условно, исходя из теплового режима, крыши можно разделить на три типа:

1. "Холодная крыша". Это хорошо изолированная крыша с низким уровнем теплопотерь через поверхность, часто с проветриваемым под кровельным пространством. Наледи, как правило, образуются, когда снег начинает таять на солнце. При этом минимальная температура таяния - не ниже -5°С. Если для таких крыш необходима система снеготаяния, ее мощность должна быть минимальной, и часто установку осуществляют только в водосточной системе.

2. "Теплая крыша". Это плохо изолированная крыша. На таких крышах снег тает и при достаточно низких отрицательных температурах воздуха. Талая вода стекает вниз к холодному краю и к водостокам, где намерзает и образует сосульки. Минимальная температура таяния - не ниже -10°С. К этому типу относят большинство крыш старых административных зданий с чердаком. Для "теплых крыш" необходима комплексная система снеготаяния (установка на кровле, в желобах и водостоках). В таких случаях используют нагревательные кабели с повышенной погонной мощностью (25 - 30 Вт). Устанавливаемая мощность в желобах и на кромке "теплых крыш" должна быть выше, чем на холодных. Это обеспечит эффективность работы системы даже при низких отрицательных температурах.

3. "Горячая крыша". Это плохо изолированная крыша, у которой чердак часто используется в технических целях или как жилое помещение. На таких крышах снег тает и при очень низких отрицательных температурах воздуха (ниже -10°С).Поэтому проектирование и монтаж кабельной системы представляет значительные трудности и успех далеко не всегда предопределен.

Для установки на крышах используют кабели с погонной мощностью 18 - 35 Вт/м. Если нагревательный кабель укладывают на крыше с мягким покрытием (например, рубероид или его аналог) или устанавливают в пластиковых желобах или водосточных трубах, то максимальную погонную мощность следует ограничить до 20 Вт/м. Кроме того, крепление нагревательного кабеля в пластиковых желобах и трубах рекомендуем выполнять на широкой металлической ленте, чтобы исключить прямой тепловой контакт нагревательного кабеля с пластиковой поверхностью.

Поверхность кровли и ендовы
Необходимость установки кабельной системы на поверхности кровли может возникнуть в нескольких случаях:

1. Наличие желобов настенного типа (этот случай рассмотрен выше);

2. Отсутствие специальных водоотводных устройств на краю крыши ("неорганизованный сток");

3. Наличие ендов - внутренних углов c вероятностью скопления снега.
Характерные примеры конструкций кабельных систем в случае наличия неорганизованного стока и больших ендов приведены на рисунках.

Крепление кабеля производят с помощью монтажной ленты Devifast™ аналогично креплению в желобах.

Важным моментом является защита кабеля от механических повреждений.

На поверхности кровли в течение зимы скапливается снег, который, подтаивая и уплотняясь, к весне образует снежно-ледовый пласт.

При установившейся положительной температуре воздуха такой пласт сползает целиком, представляя серьезную опасность для кровельных конструкций и проходящих внизу людей.

Таким образом, предотвращение механических повреждений нагревательного кабеля является частной задачей защиты от сползания снежно-ледовых масс.

Основной способ защиты - установка мощного снегоотбойника перед кабельными дорожками.

Конструкция снегоотбойника должна быть увязана с силовыми элементами крыши. Специализированные фирмы поставляют готовые элементы снегоотбойников под конкретную конструкцию кровли.

На крышах с желобами настенного типа обычно сам желоб выполняет функцию снегоотбойника (если имеет достаточно прочную конструкцию). В этом случае необходима защита нагревательного кабеля путем закрывания его листами металла, аналогичными материалу кровли.

Преимущества указанного способа:
1. Нагревательный кабель защищен от механических повреждений и от солнечного ультрафиолета;

2. Система становится "невидимой", и это может быть положительно с точки зрения общего дизайна здания, а также защиты от вандализма;

3. Удобство очистки водостоков от листьев и мусора;

Недостаток указанного способа:
Недоступность нагревательного кабеля для визуального осмотра и сложности при ремонте.

Особого внимания требуют ендовы - внутренние углы, образованные стыком двух скатов сложной кровли. Для ендов характерно скопление больших объемов снега, даже при значительных углах наклона.