Обогрев водостоков и кровли в зимний период

Для чего необходим греющий кабель

Ситуация с сосульками и кусками надели, которые падают вниз, снося на своем пути все, что попадается, встречается нередко. Избежать трагедии можно двумя путями:

постоянно чистить крыши зданий и сооружения от снежной массы;
установить греющий кабель для крыши.

Второй вариант проще по всем показателям, но есть у него одно требование – присутствие электроэнергии, как источника питания. То есть получается так, что проходящий внутри кабеля электрический ток превращается в тепло. Кабель нагревается и подтапливает снег. Вода потихоньку стекает по водосточной системе, не образуя сосулек и наледи.

Виды греющих кабелей

Сегодня производители предлагают две разновидности кабелей для обогрева кровли: резистивный и саморегулирующийся.

Резистивный

Этот кабель был первым изобретением в системах антиобледенения. По сути, это медная жила в пластиковой оплетке, сверху которой уложен экранирующий провод в виде сетки (она же выступает и в качестве заземления). Сверху еще один защитный пластиковый слой.

Резистивный нагревательный кабель Источник kak-sdelat-kryshu.ru

Работает эта разновидность, как обычный проводник, в котором чем больше сопротивление, тем больше выделяется тепловой энергии. Из школьного курса физики показываем формулу электрического сопротивления:

R = S,

где p – плотность металла, L – длина проводника, S – площадь сечения кабеля.

Получается так, что чем длиннее кабель, чем плотность используемого при изготовлении металла выше, но меньше сечение жил, тем больше кабель будет выделять тепла. При точности вышеобозначенных параметров сопротивление будет на всю длину прокладываемого участка одинаковое. А значит, резистивный проводник выделяет тепловой энергии по всей длине в одинаковом количестве.

Для системы антиобледенения крыш это не самый лучший показатель. Все дело в том, что уложенный проводник подвергается воздействию снега и наледи по длине не одинаково. На каком-то участке слой снега большой, какая-то часть вообще без снежного покрытия. А тепло уходит на всем протяжении проводника одинаково. То есть кабель не может сам среагировать на нагрузки, изменяя количество выделяемого тепла. Поэтому на некоторых участках тепло расходуется впустую. Это основной недостаток греющих кабелей для водостоков и крыш.

Резистивный кабель может не справиться с возложенной на него задачей Источник stemedcaucus2.org

Резистивный кабель сегодня производится двух видов: последовательные и зональные. Отличаются они друг от друга конструктивными особенностями.

Последовательные

Это одна жила в пластиковой оплетке, как было описано выше, иди двухжильное изделие, в котором по двум жилам протекает ток в разных направлениях. Таким способом нивелируется электромагнитное излучение. То есть увеличивается безопасность эксплуатации под напряжением.

Чтобы увеличить длину обогреваемого участка, куски греющего кабеля соединяют последовательно. При этом, обратите внимание на формулу, уменьшается сопротивление проводника, а значит, снижается и его теплоотдача.

Зональные

Это двужильные провода, жилы которых соединяются между собой нихромовой нитью. Она намотана по спирали вокруг проводов, соединяясь поочередно то с одной жилой, то с другой. Соединение производится через специальные так называемые контактные окна. Таким образом греющий кабель для кровли делится на зоны теплоотдачи.

Плюс этой разновидности – возможность нарезать проводник на участки, которые будут работать самостоятельно. К тому же в связке с другими зонами при повреждении одной из них остальные будут работать.

Двужильный кабель для обогрева кровли Источник hi.decorexpro.com

Саморегулирующий кабель

Если посмотреть на конструкцию греющего кабеля саморегулирующегося для обогрева кровли, то от резистивного двухжильного он практически не отличается. Единственное дополнение – матрица, к которой соединяются две жилы. Матрица – это полупроводниковая прослойка, реагирующая на изменяющуюся температуру окружающего воздуха. При этом в первую очередь меняется ее сопротивление: чем выше температура, тем ниже сопротивление. Соответственно меньше выделяется тепла.

Получается так, что проводник сам регулирует подачу электрического тока на тот или другой участок в зависимости от температуры воздуха или снега. Это дает возможность дополнительно сэкономить на потреблении тока.

Единственный минус – высокая цена. Она в 2-4 раза выше, чем у резистивного.

Саморегулирующий нагревательный проводник Источник farfors.ru

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на проведении расчетов и выполнении электротехнических работ любой сложности под ключ.

Виды нагревательных кабелей

Модельный ряд греющих кабелей невелик, выделяют всего два типа:

резистивный – нагревающийся равномерно по всей длине;
саморегулирующийся – реагирующий на изменения температуры окружающей среды.

Резистивные кабели

При замыкании электроцепи такой кабель нагревается равномерно из-за однородного состава нагревающей жилы.

Типы резистивных кабелей:

Одножильный последовательный – имеет примитивную конструкцию: провод, закрытый экранирующей оплёткой и полимерной оболочкой. Оплётка выполняет роль заземления и снижает уровень электромагнитного излучения. Внешняя оболочка защищает провод от механического воздействия и служит для изоляции.
Двужильный последовательный – состоит из двух изолированных жил, проводящих ток в противоположных направлениях, экранирующей оплётки и изолирующей оболочки. Такое строение кабеля позволяет нивелировать электромагнитное излучение.
Зональный – состоит из двух изолированных параллельных жил и нихромовой спирали, оплётки и внешней изоляции. Изоляция токопроводящих жил имеет окна, через которые нагревающая спираль замыкается то на первой, то на второй жиле, образуя независимые зоны выделения тепла.

Рекомендуем ознакомиться: Как самостоятельно заделать трещину на чугунной канализационной трубе

Последовательные кабели нельзя нарезать, так как при этом меняется сопротивление нагревающих жил и уровень нагрева. Эти кабели дешёвы, просты и удобны в монтаже, так как благодаря простоте конструкции обладают гибкостью. В эксплуатации тепловой контур малоэффективен и подвержен перегреву, так как нагревается везде одинаково. Вышедший из строя кабель восстановить уже не удастся.

Зональный кабель немного дороже последовательного, но перегрев одной зоны не грозит отключением – ток течёт по параллельной зоне. В монтаже удобен, его можно нарезать на куски, но с учётом того, что длина отрезков кратна длине тепловыделяющей зоны. В противном случае тепловыделяющая зона окажется разомкнута и греться кабель не будет.

Система антиобледенения

Обогрев водостоков и крыши – это не только греющий кабель. В состав системы дополнительно входят:

провод, подающий питание на греющий элемент;
блок питания;
терморегулятор и УЗО;
крепежные изделия;
соединительные муфты.

Эффективность работы системы зависит от терморегулятора. Этот прибор регулирует подачу электрического тока в зависимости от температуры окружающей среды. Поэтому в конструкцию дополнительно устанавливают температурные датчики. Самый простой терморегулятор – двухдиапазонный. Он работает только на включение и выключение системы антиобледенения.

Провод с терморегулятором для обогрева кровли и водостоков Источник fishing-caravan.ru

Более продвинутый вариант – так называемая метеостанция. Она отслеживает не только температуру, но и другие параметры, к примеру, влажность воздуха, которая влияет непосредственно на образование наледи на крышах. Работают метеостанции на основе запрограммированных параметров, отсюда неплохая экономия потребляемого напряжения – до 80%.

Причины образования наледи

Рассмотрим несколько подробнее процесс появления сосулек на свесе кровли и льда в водосточном жёлобе. Существуют две причины:

Разница между дневной и ночной температурами. Проявляется это обычно в весеннюю пору года. Днём под действием солнечной энергии присутствующий на крыше снег тает и стекает в водосточную систему. Ночное понижение температуры вызывает образование наледей. Если они достигнут больших размеров, труба может не выдержать их вес и просто поломаться.
Эксплуатация тёплой кровли. Речь в данном случае речь идёт о мансардных крышах. Даже зимой они подвержены образованию наледей. Ведь под кровлей находится отапливаемое помещение, а его тепло провоцирует прогрев поверхности крыши. Вследствие этого снег тает, и вода стекает по свесу крыши, а достигнув более холодную карнизную часть кровли или попав в такой же холодный водосток, она превращается в лёд.

Организация так называемой холодной крыши в сочетании с грамотным обустройством кровельного пирога (достаточная толщина утеплителя и правильно устроенный вентиляционный зазор) позволяет предотвратить прогрев настила крыши зимой. Альтернативой, а в некоторых случаях дополнением такого технического решения является использование греющего кабеля для водосточных труб, свесов и желобов кровли.

Греющий кабель поможет избавиться от наледи на крыше и в водостоке

При выборе кабельной системы обогрева необходимо учитывать следующие факторы:

архитектурные особенности крыши;
климат региона проживания;
наличие/отсутствие мансардного или чердачного помещения;
тип материала покрытия крыши;
структуру пирога кровли.

Необходимо учитывать, есть утеплительный слой на кровле или нет, и качество этого утепления в целом.

Важно! Монтаж греющего кабеля для водостоков и водосточных труб позволяет полностью исключить образование наледи не только на компонентах водосточной системы, но и на других местах, которые характеризуются высокой степенью вероятности её появления. При этом работоспособность организованного водостока будет обеспечена на весь период, в течение которого возможны осадки в виде снега, и образование льда.

Монтаж системы антиобледенения

Итак, можно сделать заключение, что греющий кабель саморегулирующий для кровли – оптимальный вариант, но дорогостоящий. Что касается способов монтажа, то все представленные разновидности здесь не отличаются друг от друга.

На краю свеса укладка производится змейкой, ширина которой варьируется в пределах 60-120 см. Если кровля покрыта металочерепицей или профнастилом, то монтаж производят по каждой нижней волне.

Монтаж провода на краю свеса змейкой Источник liderbudowlany.pl

На ендовах кабель укладывают двумя параллельными участками вдоль элемента крыши. Расстояние между ними 30-50 см.
То же самое касается горизонтальных желобов водосточной системы и вертикальных трубных стояков.

Монтаж внутри желоба водосточной системы Источник proroofer.ru
Необходимо обратить внимание на то, как надо уложить кабель в приемной воронке – это элемент между желобом и трубой, а также в сливном патрубке, расположенном в самом низу трубного стояка. Эти два элемента больше остальных подвергаются нагрузки со стороны талой воды. Поэтому внутри них греющий кабель укладывают кольцами или в виде падающей капли.

Монтаж греющего кабеля внутри приемной воронки в виде падающих капель Источник kareliyanews.ru

Особенности установки

Различные конфигурации крыши и водостока требуют индивидуального подхода к выбору мест расположения греющих кабелей и форме теплового контура.

Рекомендуем ознакомиться: Особенности сооружения дымохода конвектора своими руками

Основные места установки греющего кабеля:

горизонтальные и наклонные жёлоба водостока,
водосточные трубы,
свесы крыши,
места примыкания к смежным стенам,
ендовы – стыки скатов крыши,

Способы укладки кабеля в разных местах расположения отличаются: на плоскостях формируется змейка, на узких и длинных участках протягивают прямые нити.

Кроме греющего кабеля для устройства полноценной системы антиобледенения потребуются:

блок питания и “холодный” кабель в двойной оплётке для подачи питания на тепловой контур;
терморегулятор для регулировки температуры в контуре;
узел защитного отключения для предотвращения возгорания в случае нарушения целостности самого кабеля или его оплётки;
муфты для соединения участков контура;
крепежи;
герметик.

В желобах водостока

В желобах кабель протягивают в две нити параллельно с отступом 10-15 см.

При ширине трубы до 10 см в ней протягивают одну нить, при увеличении диаметра на каждые 20 см прибавляют ещё по одной нити.

Уложенные нити необходимо зафиксировать монтажной лентой, стальными зажимами или уложить в пластиковые клипсы. Фиксирующие элементы размещают через каждые 25-50 см.

На концах трубы, чтобы увеличить площадь обогрева, закрепляют кабель по спирали или делают свисающую петлю для стока воды.

Места крепления фиксирующих элементов (стальных скоб или монтажной ленты) к частям водостока обрабатывают силиконовым герметиком, чтобы предотвратить протечки.

По краю крыши

Способ размещения нагревательного элемента на краю крыши зависит от формы кровли и кровельного материала, наличия или отсутствия водостока. По поверхности кровли вдоль свеса укладывают змейку из нагревающего кабеля.

Змейка укладывается согласно рисунку кровельного материала:

по волновым материалам – нижние точки змейки крепятся в нижних точках волны кровли, верхние точки змейки – на гребнях кровельного материала;
по листовым материалам кабель протягивают вдоль каждого шва по обе стороны от него, а нижнюю часть змейки тянут горизонтально по водосточному желобу, получается контур в виде буквы “Ш”.

Рекомендуем ознакомиться: Монтаж внутренней и наружной систем канализации в частном доме

При этом ширина контура подбирается таким образом, чтобы занять участок, наиболее подверженный образованию наледи. Обычно достаточно 35-40 см, но в случае небольшого угла наклона крыши или наличия мансардного этажа, ширину змейки можно увеличить.

Обратите внимание! При отсутствии водосточных желобов, кабель монтируют так, чтобы нижний конец в виде петли свисал с крыши, тем самым обеспечивая возможность воде, не попадая на стены, стекать вниз.

В местах примыкания крыши к стенам и на ендовах

Участки, где кровля образует вогнутый угол, наиболее подвержены скапливанию снега и дождевой воды. При малейшем нарушении герметичности покрова влага проникает внутрь конструкции. К таким зонам риска относятся места примыкания кровли к стенам и вогнутые стыки скатов крыши – ендовы.

Чтобы талая вода не задерживалась, вдоль соединения от нижней точки протягивают греющий кабель в две нити, не доходя трети до верхнего края. В ендовах кабель протягивают по обе стороны линии соединения, в примыканиях стены и кровли – в 5-8 см от стены. Расстояние между параллельными кабелями – от 10 до 15 см.

Видео описание

Видео по монтажу нагревательного провода на крышу и в водосточном жолобе:

Подключение нагревательного кабеля

Эту операцию надо проводить аккуратно.

Удаляют пластиковую изоляцию.
Вдоль разрезают экранирующую оплетку, сворачивая ее в жгут.
Срезают нижний изоляционный слой.
Матрицу срезают на длину 3 см.
Жилы питающего кабеля также очищаются от изоляции.
Производят соединение жил парами с помощью термотрубки. Это пластиковая трубочка, в которую с одной стороны вставляют жилу нагревательного проводника. Его вытаскивают с противоположной стороны трубки и соединяют с жилой питающего провода. Соединение производится пайкой. Затем термотрубка натягивается на стык и нагревается феном. Она расширяется, становится мягкой, а после охлаждения уменьшается в размерах, сжимая жилы между собой. Термотрубка выполняет функции изоляции.

Использование термотрубки и фена в соединении двух проводов Источник sosyalforum.org

Таким образом соединяются по две жилы. А затем их две сразу зажимают гильзой, которая будет защищать соединение от механических нагрузок.

Питающий провод соединяют к сети переменного тока напряжением 220 вольт. Между точкой подключения и проводом устанавливают УЗО. Этот прибор будет защищать всю систему от блуждающих токов, которые появляются, если была нарушена изоляции одного из элементов системы антиобледенения. То есть даже при прикосновении к проводам человека ток не ударит.

Обратите внимание, что антиобледенение является системой с заземлением. Поэтому свернутая в жгут экранирующая оплетка соединяется с заземляющей жилой питающего провода точно так же, как и проводка. При этом две жилы (ноль и фаза) соединяются одной гильзой, заземляющий контур другой.

Что касается подключения к сети, то для системы антиобледенения не требуется сложностей. Потребляет она электроэнергии мало, так что обычной розетки будет достаточно. Хотя и другие варианты не под запретом. К примеру, к распределительному щиту через автомат.