Обогрев водостоков и кровли: системы антиобледенения своими руками

Успех самостоятельного монтажа антиобледенительной системы зависит от правильного выбора составляющих и грамотного размещения элементов. Разбираемся, какие провода выбрать, в каких местах их укладывать, какая нужна мощность и как рассчитать необходимое количество материалов.

Антиобледенительная система предотвращает накопление снега, образование наледи на кровле и элементах водосточной системы, обеспечивает надлежащую работу водосточной системы в зимний и весенний сезоны.

Пока снег чист, большинство солнечных лучей он отражает, но стоит появиться минимальному налету пыли, как поглощение тепла вырастает в разы. Снег начинает плавиться снизу. Корка льда необратимо утолщается. Процесс принимает серьезный масштаб весной, когда днем воздух прогревается до +5, а ночью — минус 5–10. Зимой солнцу помогают теплые участки кровли — подтапливают снег, талая вода превращается в лед под воздействием низких температур. Растопить лед не так просто, как снег — тепловыделения кровли на это не хватает. Зато его достаточно для образования еще большей корки льда.

Антиобледенительная система нагревает засыпанные снегом участки. Талая вода уходит по водостокам. Основная задача защиты от обледенения — обеспечение свободного отвода талых вод. Кабели прокладывают по всему их пути.

Составляющие системы обледенения

Система состоит из кабеля, распределительных коробок, информационной и распределительной сети (датчики и провода, подводящие питание и передающие информацию на БУ), блока управления.

Дополнительные детали (для монтажа):

• строительный фен;
• монтажная лента;
• комплект КТУ;
• муфты для установки кабелей в трубы;
• хомуты для фиксирования кабелей на трубах;
• зажимы для фиксирования кабелей в желобах;
• клей (полиуретан) для крепления стройматериалов.

В комплект КТУ входят концевая муфта, трубки, соединяющие жилы и оплетку, термоусаживаемые трубки. Нужен ли комплект, решают после выбора кабеля: иногда его муфтируют на заводе-изготовителе, и эта деталь из комплекта уже не требуется. Трубки и монтажную ленту продают отдельно.

Монтажная лента бывает самоклеящейся адгезивной, алюминиевой, медной. Металлические ленты предпочтительней, поскольку передают тепло от кабеля к обогреваемой поверхности, повышая эффективность системы. Алюминиевая — оптимальный вариант (медная дороже в несколько раз).

Если длина водосточной трубы около 6 м, понадобится стальной трос и хомуты: кабель надо опускать в трубу с тросом (во избежание провисания провода под собственной тяжестью).

Нагревающую часть системы оснащают УЗО. Если система разбита на секции, УЗО нужно для каждой (можно использовать автоматы 10 мА).

Выбираем обогревающий кабель

Для обогрева кровли и водостоков применяют резистивные (латынь: resistere — сопротивляться) кабели. Нагрев происходит за счет высокого сопротивления, трансформирующего электрическую энергию в тепловую. Сопротивление бывает постоянным или переменным, значит, кабель — нерегулируемым или саморегулирующимся. Во многих магазинах его делят на резистивный и саморегулирующийся. В таком случае под резистивным надо понимать кабель постоянного сопротивления.

Нерегулируемый

Нерегулируемый кабель бывает одножильным и двужильным. Одножильный можно даже не рассматривать:

1. Необходимость подключения с обоих концов создает сложности и в проектировании, и в монтаже.
2. Кабель нельзя резать — если купили 150 м, надо уложить все 150 м и вернуться обратно в точку подключения.

Двужильный кабель не создает сложностей. Подключение двух концов в одной точке не требуется. Но это единственный плюс, и то относительно одножильного. Нерегулируемый кабель работает на полную мощность вне зависимости от того, сколько нужно тепла. В случае неисправности кабель не подлежит ремонту — менять придется всю секцию. Антиобледенительную систему придется разбивать на множество секций, что значительно усложнит и проектирование, и монтаж.

Саморегулирующийся

Саморегулирующийся кабель состоит из двух жил, матрицы, изоляции, экранирующей оплетки, внешнего защитного слоя. Матрица — основополагающая составляющая. Она реагирует на изменение температуры — это свойство полупроводников: при нагреве сопротивление повышается (сила тока меньше — нагрев меньше), при охлаждении — снижается (сила тока больше — нагрев больше).

Надо ли оснащать термостатами и датчиками систему, основанную на саморегулирующихся кабелях? Необходимо: достигнув нужной температуры, кабель не отключается — он продолжает поддерживать эту температуру, расходуя электроэнергию (хоть и с минимальной мощностью), когда это не требуется. Чтобы система не работала вхолостую, в нее внедряют термостаты и реле, по мере необходимости включающие и отключающие подачу тока.

Кабель с постоянным сопротивлением ощутимо дешевле, но куда менее экономичнее, чем саморегулирующийся. Кабель надо купить один раз, а счетчик электропотребления тикает перманентно.

Производители предлагают готовые секции, их надо лишь подключить. С такими секциями можно смонтировать смешанную систему: использовать кабели обоих типов, установив саморегулирующиеся на сложных участках, а нерегулируемые — на простых, где перекрещивание проводов невозможно технически. Но нужно ли? Саморегулирующийся кабель был очень дорогим, когда только появился. Сейчас разница не столь существенна.

Проектируем систему

У специалистов проектирование системы начинается с изучения чертежей, предоставленных заказчиком, причем на этих чертежах обогреваемые зоны кровли должны быть указаны. Теоретически все схемы должны остаться на руках у владельца дома, после того как строители закончат свою работу (или сам владелец, без чертежей кровлю не строят).

На втором этапе необходимо сформировать список опасных участков, наиболее подверженных обледенению. Затем определить высоту здания и крыши, ширину и площадь крыши, уклон кровли, диаметр и длину водосточных труб, размеры желобов и лотков.

Стандартные зоны обогрева

В обогреве нуждаются:

1. Ендовы и другие стыки (окна, аттики и проч.).
2. Карнизы.
3. Капельники.
4. Элементы водосточной системы: водометы, желоба, лотки, воронки, трубы, отводы.
5. Элементы дренажной системы: водосборные и дренажные лотки, расположенные под водосточными трубами.
6. Зоны соединения желобов и труб.
7. Тепловыделяющие участки поверхности.

Вокруг воронок предусматривают метровую (1 м²) зону обогрева. Мансардные окна обкладывают кабелем по периметру и по пути оттока воды.

Кабель прокладывают по всем элементам водосточной системы. Если есть ливневая канализация, обогревают путь воды до коллектора, кабель опускают ниже точки промерзания грунта.

Обогрев лотка и водосточной трубы

Расчет мощности

Определив обогреваемую площадь, вычерчивают схему раскладки и по ней рассчитывают количество кабеля, общую мощность системы. Приводим цифры, обоснованные практикой. Кабель укладывают:

• вдоль желобов — из расчета 200–300 Вт/м²;
• в водосточные трубы (диаметр до 100 мм) — кабель минимум 28 Вт/м²;
• в водосточные трубы (диаметр более 100 мм) — кабель минимум 36 Вт/м²;
• в ендовы (на 2/3 снизу) — 250–300 Вт/м²;
• в лотки (ширина до 100 мм) — кабель минимум 28 Вт/м²;
• в лотки (ширина более 100 мм) — кабель минимум 36 Вт/м²;
• вдоль кромки карнизов — 1 кабель из расчета 180–250 Вт/м²;
• на капельниках — 1–3 кабеля из расчета 180–250 Вт/м².

На карнизах кабель укладывают зигзагом, соблюдая минимальный изгиб, указанный в инструкции. Расчет прост: по раскладке определяют, сколько нужно кабеля, по его количеству — общую мощность системы.

Раскладка кабеля в ендове и на карнизах

Управление

Система управления — готовый модуль. К нему подсоединяют провода от датчиков температуры и осадков. Датчик осадков — греющийся элемент с 2 электродами. Снег, попадая на теплый датчик, тает, талая вода меняет сопротивление между электродами — на блок управления поступает сигнал об осадках. Для большей экономии применяют датчики влаги, работающие, как датчики осадков. Их устанавливают в лотках и желобах. Когда вода уйдет с этих участков, система отключит секции (применимо в многосекционной системе).

Подключение датчиков к БУ: 1 — датчик температуры; 2 — блок управления; 3 — датчик осадков; 4 — датчик воды; 5 — греющий кабель

При секционной конфигурации возможно использование независимых реле, отвечающих за работу секции длиной до 30 м.

Проводим пуско-наладочные работы

До ввода в эксплуатацию системы антиобледенения нужно провести испытания на функционирование. Поскольку система в основном работает в режиме ожидания и включается при необходимости, ее проверка летом бесперспективна. В теплое время года можно только проверить управляющую аппаратуру, да и то придется имитировать осадки (на датчики по-простому капают водой).

Испытания надо проводить в начале осени. Этапы проверки:

• проверка сопротивления изоляции;
• проверка аппаратуры;
• пробное включение;
• настройка термостатов;
• рабочее включение.

Сопротивление кабеля и изоляции проверяют мегаомметром (если его нет, надо приобрести: систему необходимо периодически проверять). УЗО проверяют путем нажатия тестовой кнопки «Т». На термостате выставляют минимальное и максимальное значения температур. Эксплуатация системы при температуре ниже –20 °C не имеет смысла, поскольку в морозы осадки не выпадают.

Рекомендуем проводить проверку ежегодно ранней осенью: при наличии повреждений кабеля лучше их обнаружить заранее — до того, как использование системы станет необходимостью.

Важно! Прокладка кабеля на карнизах не отменяет необходимости установки снегозадержателей.

Самостоятельная установка антиобледенительной системы не настолько сложна. Основная трудность — работа на крыше. Рекомендуем ознакомиться с правилами безопасности и неукоснительно их соблюдать.