Давно известно, что весенние оттепели с заморозками часто преподносят неприятные сюрпризы. Идешь по улице, никого не трогаешь, а тебе на голову сосулька…
До недавнего времени боролись с этой напастью архаичным способом — лопатой да ломом.
Помогать-то это, конечно, помогает, но кровле наносится немалый урон, очень велики трудозатраты, а эффективность способа не велика. Но появились новые технологии и положение стало меняться к лучшему.
Откуда что берется?
Процесс образования наледей и сосулек примитивно прост (в отличие от борьбы с ними).
Выпал снег, местами его сдуло ветром, в этих местах от солнца крыша стала нагреваться, снег начал таять, стекать, дотек до края, где холоднее, частично стек, а частично замерз.
Вот так даже на идеальной, абсолютно теплоизолированной крыше начинает образовываться наледь.
Сначала она забивает водосток и желоб, а затем начинают образовываться и сосульки. Потом оттепель — и сосульки посыпались вниз.
Дальше уже — повезет, не повезет, но кому нужны такие вариации на тему русской рулетки.
Понятно, что идеальных крыш не бывает, на любой самой теплоизолированной кровле всегда в большей или меньшей степени идет снизу подогрев.
Сегодня специалистами принята такая классификация. Крыши, на которых снег тает при температуре -50 °С и выше, считаются «холодными», -100 °С и выше — «теплыми», а когда снег тает при температуре ниже -100 °С, крыши считаются «горячими». Деление это, конечно, относительное.
При тонком слое свежевыпавшего снега крыша вполне может быть «холодной», но выпал снег слоем 0,5 м (а ведь это такое одеяло) и сразу превратил ее в «горячую».
Очевидно — чем теплее крыша, тем больше возникает сосулек, поэтому первый и главный способ борьбы с ними — надежная теплоизоляция крыши, особенно при наличии мансарды.
Влияет на процесс образования наледей и форма крыши. Для украинского климата с постоянными оттепелями, с точки зрения предотвращения образования сосулек, оптимальной считается скатная крыша с углом наклона не менее 300° (оптимальный угол для схода снега) максимально простой формы.
Но при существующем многообразии архитектурных форм и обычном желании заказчика иметь что-то более привлекательное, с точки зрения внешнего вида, проектировщики создают крыши сложной формы, которые оснащают антиобледенительными системами.
Благодаря этим устройствам вода не замерзает на водостоках и желобах, а стекает на землю, и устанавливают их на крышах любой формы, при этом, чем сложнее форма крыши, тем сложнее получается и антиобледенительная система.
Кабели, кабели…
Основа таких систем — нагревающие кабели, которые прокладываются всюду, где может образовываться наледь.
Эти кабели должны отвечать целому ряду требований.
Они должны быть устойчивы даже к самым агрессивным атмосферным осадкам, солнечной радиации (в первую очередь к ультрафиолетовому излучению), механическим нагрузкам и ударам, биологическому воздействию бактерий и мхов.
Они должны быть негорючими, иметь двухслойную изоляцию и металлическую экранирующую оплетку.
Нагревающие кабели бывают двух видов — резистивные и саморегулирующиеся.
Резистивные кабели, наиболее доступные по цене (2-5 $/м), это кабели с пос
тоянным неизменным сопротивлением по всей длине.
Они состоят из металлической жилы, выделяющей тепло, изоляции, медной оплетки и оболочки.
Основные производители кабелей, представленные на российском рынке: NOKIA (Финляндия), DE-VI (Дания), ALCATEL (Норвегия), CIELHIT (Испания), KIMA Heating Cable (Швеция) и ССТ (Россия).
Эти кабели бывают одножильные и двухжильные. Последние удобнее в монтаже, так как их можно подсоединять только с одной стороны, но несколько дороже.
Недостатки резистивных кабелей обусловлены их фиксированным сопротивлением по всей длине.
Во-первых, каждая секция кабеля определенной конструкции имеет определенную длину.
Это затрудняет проектирование системы, т. к. желоба, водостоки и лотки имеют совершенно разную длину.
Впрочем, благодаря очень широкому модельному ряду кабелей эту трудность удается обойти.
Во-вторых, условия работы отдельных частей кабеля могут быть совершенно разными, а тепловыделение одно и то же.
Один кусок кабеля может лежать под толстым слоем снега, второй — на чистой крыше, третий — под грудой опавшей листвы.
Датчики, реагируя на влагу под снегом, включают систему, но эффективно работает только одна часть кабеля, остальные греют воздух, попусту расходуя электроэнергию.
Так как резистивные кабели широко применяются и в отопительных системах «теплый пол», то некоторые фирмы унифицировали эти два вида кабелей и выпускают универсальные резистивные кабели, предназначенные как для теплых полов, так и для анти-обледенительных систем. Унификация выглядит по меньшей мере спорно — укладывать в пол кабель, устойчивый к кислотным дождям и прочим воздействиям — просто перевод денег на ненужную в этом варианте дорогую оболочку кабеля, а ставить на крышу кабель, не выдерживающий атмосферных и других влияний, — опять же перевод денег, так как относительно быстро потребуется замена кабеля.
Разновидностями резистивных кабелей являются кабели зональные и бронированные. Они отличаются рядом полезных качеств, но имеют ограниченное применение, в основном на производственных помещениях для длинных водостоков.
Тепловыделяющий элемент зональных кабелей представляет собой отрезки проволоки с относительно высоким сопротивлением, спирально намотанных на две изолированные токоведущие жилы. Концы каждого отрезка проволоки подсоединены к токове-дущим жилам, длина каждого отрезка (зоны) по кабелю примерно 10 см.
Необходимой
длины отрезки кабеля нарезают непосредственно на месте укладки. Цена их существенно выше цены резистивных кабелей [~7 $/м), а особых преимуществ они не имеют.
Бронированные кабели, устанавливаемые компанией ССТ, изготавливаются только в России, так как на всем пространстве бывшего СССР при строительстве любых сооружений «защите от дурака» приходится придавать чуть ли не приоритетное значение. Они отличаются огромной механической прочностью и низкой ценой (~3 $/м).
Из-за малой гибкости в основном их используют на очень длинных желобах и водостоках, где возможны значительные механические нагрузки.
В саморегулирующихся кабелях (самрегах) источником тепла служит тепловыделяющая матрица — специальный состав из полимера и графита, расположенный между двумя токоведущими жилами.
Сопротивление, а значит, и теплоотдача этой матрицы зависит от ее температуры. Низкая температура матрицы — высокое сопротивление — высокая теплоотдача. Высокая температура — малое сопротивление — малая теплоотдача.
Можно сказать, что каждый участок кабеля приспосабливается к окружающей температуре. К достоинству «самрегов» относится и то, что нарезать их можно любой длины — от 20 см до ЭО м, производя нарезку прямо на месте.
Основной их недостаток — высокая цена (10-25 $/м), но надо принимать во внимание и то, что удачно спроектированная система довольно быстро окупит все затраты за счет гораздо более экономного расхода электроэнергии.
Во всем мире эти кабели выпускает лишь несколько фирм: RAYCHEM, THERMON (США), ISOPAD (Германия], HEATTRACE [Великобритания) и KIMA Heating Cable (Швеция].
Система управления
В антиобледенительную систему, помимо нагревательных кабелей, входят распределительная сеть, подводящая питание к нагревательным кабелям, и система управления.
Для небольших крыш в качестве системы управления используется термостат, просто включающий систему в заданном диапазоне температур (например от -50 °С до +30 °С).
Эти термостаты дешевы, но не годятся для сложных кровель.
В этом случае уже нужен программируемый терморегулятор, иногда называемый «мйни-метеостанцией», включающий датчики температуры, влажности и осадков, настраиваемые с учетом местного климата
111 особенностей кровли.
А в особо сложных Случаях система управления может включать и несколько «мини-метеостанций». На панели терморегулятора устанавливают диапазон температур, при котором система должна включаться при угрозе возникновения наледи.
Если температура соответствует заданному диапазону и датчики зафиксировали появление осадков или влаги, терморегулятор включает систему.
Когда же температура воздуха меняется, или пропадает влага, или прекращаются осадки, нагрев кровли отключается и система переходит в режим ожидания.
Датчики осадков представляют собой просто два электрода, проводимость между которыми меняется при выпадении осадков.
Располагают эти датчики на открытых участках крыши.
Датчики темпе-эатуры размещают с затененной стороны здания, а датчики влажности — в лотках или желобах, они регистрируют наличие воды на горизонтальных участках кровли. При оснащении всеми эти устройствами система включается лишь по мере необходимости.
Еще надо отметить и необходимость оснащения системы устройством защитного отключения [УЗО], спасающим при повреждении нагревательного или распределительного кабеля.
Особенно это важно при установке системы на металлической кровле, так как подобная неисправность с учетом того, что вода хороший проводник, может привести к воистину убийственным результатам, причем при нахождении в месте, весьма далеком от поврежденного кабеля.
Рекомендации
И резистивные и саморегулирующиеся кабели выпускают в очень широкой номенклатуре.
Они различаются мощностями и другими характеристиками, и только высококвалифицированный специалист может рассчитать и спроектировать антиобледенительную систему, учитывающую геометрию и материал кровли, наличие теплоизоляции и мансарды, расположение и длину водостоков и желобов и еще множество только профессионалу ведомых важных факторов.
Только специалист может определить: требуется ли покрывать кабель защитной мастикой «бунгалит», заодно обеспечивающей герметизацию водостоков и желобов (протечки в них тоже приводят к образованию сосулек), или необходимо покрыть кабель защитным слоем жести, или можно его оставить совсем без защиты.
И уж, конечно, только специалист может грамотно спроектировать систему управления, которая, собственно, и превращает уложенные кабели в антиобледенительную систему.
На сегодняшний день на отечественном рынке не так уж много компаний, специализирующихся на установке этих систем.
Наиболее известны российские фирмы «СЭМРИС», «СЕЛХИТ», «ССТ», «БЕТА-ЛАЙТ» и датская фирма «DE-VI», использующие различные кабели и комплектующие и опирающиеся в своей работе на самые совершенные технологии.