Греющий кабель для водостока и крыши: выбор и монтаж в системе антиобледенения

В зимние оттепели и периоды межсезонья работа водосточных систем подвергается риску. В желобах и трубах происходит образование наледи, которая способна быстро нарастать и формировать целые ледяные пробки. Они замедляют работу водосточной системы, а иногда и полностью ее блокируют.

Ко всему прочему намерзший лед увеличивает вес водостоков, приводя к их обрушениям и разрывам. Избежать подобных последствий можно при помощи систем антиобледенения, основным элементом которых является греющий кабель для водостока и кровли.

Функции греющего кабеля

Начнем с главных понятий. Что такое греющий кабель? Это проводник тока, способный преобразовывать электрическую энергию в тепловую. Количество выделяемого тепла зависит от силы тока и сопротивления токопроводящего материала. Если вспомнить курс школьной физики, то окажется, что такой способностью обладает любой проводник. Но! Для кабеля электропроводки подобный тепловой эффект является нежелательным, поэтому за счет конструкции его стараются снизить. А для греющего кабеля – наоборот. Чем больше тепла он будет способен преобразовать из электроэнергии, тем лучше.

В системе антиобледенения греющий кабель выполняет важнейшую функцию нагрева элементов водостока и кровли, благодаря чему образование наледи, сосулек и снежных навесов становится невозможным.

Электрообогрев предотвращает:

• образование сосулек на водостоках и краях кровли;
• закупорку водостоков льдом;
• обрушение или деформацию желобов под весом льда, сосулек и снежных масс;
• разрыв труб под воздействием льда.

Почему образуется наледь на крыше?

Есть две главных причины:

1. Если днем тепло, снег начинает таять. Образовавшаяся вода стекает по желобам. Ночью, когда температура понижается, оставшаяся вода превращается в лед. Такой перепад в температуре зимой и весной наблюдается в черте города. При скоплении большого количества домов воздух всегда теплее. Металлические водостоки, бывает, покрываются толстой корой льда, который отодрать от желоба, не сломав его, очень трудно.
2. Причиной образования льда являются и сами крыши, особенно если кровля мансардного типа. От исходящего из дома тепла, снег тает. Вода, стекая на карниз, охлаждается и вновь замерзает. Спровоцировать таяние снега может ненадежная или не по технологии выполненная теплоизоляция. Через щели и ненадежные стыки в теплоизоляционном материале внутреннее тепло выходит наружу, разогревая снег. Он превращается в воду, а потом в лед.

Чтобы избавится раз и навсегда от этой проблемы, и защитить водосточную систему, необходимо наладить обогрев водосточных труб. Существует ряд систем антиобледенения.

Причины образования наледи

Те, которые сдерживают сход снега с кровельного покрытия и тепловые кабели, что служат для нагрева водостоков. Их главная функция – освободить кровлю от ледяной корки, не дать образоваться опасным сосулькам.

Современные ливневые водоотводы обязательно должны быть оборудованы системой антиобледенения кровельной поверхности. Что она из себя представляет?

Эксплуатационные характеристики греющих кабелей

Электрические кабели для обогрева водоотводов и кровли работают в сложных условиях – под воздействием влаги, отрицательных температур, механических нагрузок. Поэтому необходимо, чтобы кабели обладали следующим набором характеристик:

• герметичностью оболочки и стойкостью к атмосферной влаге;
• стойкостью к УФ-излучению;
• способностью не изменять свои свойства при высоких и низких (отрицательных) температурах;
• высокой механической прочностью, позволяющей противостоять нагрузкам от снега и льда;
• безопасностью, связанной с высокими электроизоляционными свойствами.

Поставляются кабели в бухтах или готовых греющих секциях – отрезанных фрагментах фиксированной длины с муфтой и питающим проводом для подключения к сети.

Секции – более удобный вариант, монтировать который проще. Кабель в бухтах, как правило, применяют для водоотливов и кровель сложной конфигурации, для которых стандартные секции не подходят.

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.

• 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.

Виды греющих кабелей

Системы антиобледенения способны работать на базе двух типов греющих кабелей: резистивных и саморегулирующихся. Разберем особенности каждого из них.

Тип #1. Резистивные кабели

Самый обычный, традиционный вариант, характеризующийся одинаковой выходной мощностью по всей длине и одинаковым тепловыделением. Для обогрева водостоков применяют резистивные кабели c тепловыделением 15-30 Вт/м и рабочей температурой до 250°С.

Резистивный кабель для обогрева водостоков имеет постоянное сопротивление и нагревается одинаково по всей своей поверхности. Степень нагрева зависит только от силы тока, без оглядки на внешние условия. А эти условия для разных частей кабеля могут отличаться.

Например, один участок провода может находиться под открытым небом, другой – в трубе, третий – скрываться под листвой или под снегом. Чтобы предотвратить появление наледи на каждом из этих участков нужно разное количество тепла. Но резистивный кабель не может самоподстраиваться и изменять степень своего нагрева. Любая его часть будет иметь одинаковую мощность и степень нагрева.

Поэтому часть тепловой энергии кабеля будет расходоваться впустую, на обогрев тех частей трубы и кровли, которые и так находятся в «теплых» условиях. За счет этого потребление электричества резистивным кабелем всегда сравнительно высокое, но частично непродуктивное.

В зависимости от конструкции, резистивные кабели подразделяются на 2 типа: последовательные и зональные.

Последовательные кабели

Строение последовательного кабеля очень простое. Внутри его, по всей длине тянется сплошная токопроводящая жила, покрытая сверху изоляцией. Жила – это медный провод.

Чтобы он не стал причиной негативного электромагнитного излучения, поверх провода размещают экранирующую оплетку. Дополнительно она выполняет роль заземления. Внешний слой резистивного кабеля – это полимерная оболочка, служащая для предотвращения короткого замыкания и защиты от внешних условий.

Особенностью последовательного кабеля является то, что его общее сопротивление равно сумме сопротивлений всех его кусков. Поэтому при изменении длины провода меняется и его тепловая мощность.

Так как процесс теплоотдачи нельзя отрегулировать, требуется постоянный контроль за кабелем, включающий уборку скопившегося мусора. Листва, ветки и другой мусор могут привести к перегреву и перегоранию кабеля. Восстановлению он не подлежит.

Последовательные кабели могут быть одножильными и двужильными. В одножильном проводнике имеется одна жила. В двужильном – две жилы, идущие параллельно и проводящие токи в противоположных направлениях. В результате происходит нивелирование электромагнитного излучения, за счет чего двужильные кабели являются более безопасными.

Последовательные резистивные кабели имеют следующие сильные стороны:

• доступная цена;
• гибкость, дающая возможность размещать кабель на поверхностях различной конфигурации;
• простой монтаж, при котором нет необходимости задействовать «лишние» детали.

К недостаткам относятся стабильное тепловыделение, не зависящее от погодных условий, и выход из строя всего кабеля при самопересечении или перегреве в одной точке.

Зональные кабели

Кроме обычного резистивного кабеля существует его усовершенствованная версия – кабель зональный (параллельный). В его конструкции имеется две параллельно расположенные изолированные токопроводящие жилы. Вокруг них – накрученная спиралью нагревающая проволока с высоким сопротивлением.

Эта спираль (обычно нихромовая) через контактные окна в изоляции замыкается поочередно то к первой, то ко второй жиле. Образуются независимые друг от друга зоны тепловыделения. При перегреве и перегорании кабеля в одной точке выходит из строя только одна зона, остальные продолжают работать.

Так как зональный греющий кабель для кровли и водостоков представляет собой цепочку из независимых тепловыделяющих участков, существует возможность нарезать его на фрагменты непосредственно на месте укладки. При этом длина нарезаемых кусков должна быть кратна величине тепловыделяющей зоны (0,7-2 м).

Преимущества использования зонального кабеля:

• доступная цена;
• независимые зоны тепловыделения, наличие которых позволяют не бояться перегрева;
• несложный монтаж.

Среди недостатков выделяют стабильное тепловыделение (как и у последовательного кабеля) и то, что величина нарезаемых для монтажа кусков зависит от длины обогревающей зоны.

Тип #2. Саморегулирующиеся кабели

Этот тип кабелей обладает большими возможностями в системе обогрева водостоков и кровли.

Его строение более сложное, чем у резистивного аналога. Внутри элемента находятся две токопроводящие жилы (как у двужильного резистивного кабеля), соединенные полупроводниковой прослойкой – матрицей. Далее слои располагаются так: внутренняя фотополимерная изоляция, экранирующая оболочка (фольга или оплетка из проволоки), пластиковая наружная изоляция. Два слоя изоляции (внутри и снаружи) делают кабель устойчивым к ударным нагрузкам и повышают его диэлектрическую прочность.

Основной отличительной деталью саморегулирующегося кабеля является матрица, меняющая свое сопротивление в зависимости от температуры окружающего воздуха. Чем выше температура окружающей среды, тем больше сопротивление матрицы и меньше нагрев самого кабеля. И наоборот. В этом и проявляется эффект саморегуляции.

Кабель автоматически и самостоятельно регулирует потребляемую мощность и степень нагрева. При этом каждый участок кабеля работает автономно и независимо от других участков подбирает под себя степень нагрева.

Кабель с эффектом саморегуляции стоит дороже резистивного в 2-4 раза. Но он имеет и множество преимуществ, наиболее заметные из них такие:

• изменение степени нагрева в зависимости от условий окружающей среды;
• экономичный расход электроэнергии;
• невысокая потребляемая мощность (около 15-20 Вт/м в среднем);
• долговечность, связанная с отсутствием риска перегрева и перегораний;
• несложный монтаж на любой кровле;
• возможность нарезки на подходящие куски (длиной от 20 см) непосредственно на месте укладки.

Кроме высокой цены к недостаткам данного варианта можно отнести долгий нагрев, а также высокую величину стартового тока при низких окружающих температурах.

Конструкция системы антиобледенения

Как уже было отмечено, кабель является главным (греющим) элементом системы антиобледенения водостоков и крыш. Но не единственным. Для сборки полноценно работающей системы применяют следующие компоненты:

• нагревающий кабель;
• подводящий провод, использующийся для подачи напряжения (он не нагревается);
• крепежи;
• соединительные муфты;
• блок питания;
• УЗО;
• терморегулятор.

Продуктивность работы нагревательной системы во многом зависит от терморегулятора. Это устройство позволяет включать и выключать нагревательные секции (кабель), ограничивая их работу в заранее зафиксированном диапазоне погодных условий. Определять их величину терморегулятор может за счет специальных датчиков, которые устанавливаются в местах наибольшего скопления воды.

Обычный терморегулятор характеризуется наличием датчика температуры. Как правило, для небольших систем, применяют двухдиапазонный терморегулятор с возможностью настройки температуры включения и выключения кабеля.

Более эффективно контролирует работу системы специализированный терморегулятор, именуемый метеостанцией. Он содержит несколько датчиков, фиксирующих не только температуру, но и ряд других параметров, влияющих на образование наледи. Например, влажность воздуха, наличие остаточной влаги на трубах и кровле. Метеостанции работают в режиме установленных программ и позволяют экономить до 80% электроэнергии.

Установочные работы

Монтаж обогрева кровли делается пошагово. Для начала нужно наметить участки прокладки проводов, при этом необходимо учитывать повороты и другие факторы.

Если повороты очень крутые, то кабель разрезается на мелкие части и крепится с применением муфт. На фото показано как правильно устанавливать кабель для обогрева кровли.

Монтаж нагревательного кабеля

Для монтажа системы антиобледенения, греющие кабели прокладывают:

• на краю кровли;
• в ендовах;
• по линии пересечений кровли и смежных стен;
• в горизонтальных желобах;
• в вертикальных водосточных трубах.

Особенности укладки кабеля в этих зонах имеют свои отличия и особенности.

На краю кровли

В этой зоне кабель укладывают змейкой так, чтобы она оказалась выше края наружной стены на 30 см. Высота змейки при таком раскладе оказывается 0,6, 0,9 или 1,2 м.

При монтаже кабеля на металлочерепице, виток провода укладывают в каждой нижней точке волны. Монтаж на металлической фальцевой кровле требует иного подхода. Кабель поднимается по первому шву на нужную высоту, затем спускается к водосточному желобу с другой стороны этого же шва. Проходит по желобу, доходит до следующего шва и повторяет цикл заново.

Если на скатной кровле нет желобов, то на ее грани могут формироваться значительные ледяные наросты и сосульки. Чтобы этого не случилось, кабель укладывают по одной из двух возможных схем: «капающая» петля или «капающая» грань.

Схема «капающей» петли предполагает, что тающая вода будет стекать и капать непосредственно с кабеля. Для этого кабель монтируют змейкой так, чтобы он свисал с края крыши на 5-8 см.

Схему «капающей» грани организовывают по похожему принципу. Только кабель закрепляют на грани кровли (капельнике), прокладывая его традиционно змейкой.

В ендовах и местах пересечения крыши и стены

Наледь легко образуется в ендовах и других местах на стыке скатов кровли. Кабель здесь прокладывают в 2 нити, вдоль стыка, на 2/3 его длины. За счет этого образуется непромерзающий проход, через который могут стекать талые воды.

Похожий метод устройства непромерзающего прохода используется для мест пересечения крыши и стены. Здесь кабель также укладывают в 2 нити на 2/3 высоты ската. Расстояние от кабеля до стены – 5-8 см, а расстояние между его нитями – 10-15 см.

В желобах

В горизонтальном желобе кабель укладывают по всей длине в одну или несколько параллельных нитей. Количество нитей зависит от ширины желоба. Если в лоток шириной до 10 см достаточно положить одну нить кабеля, то в лоток шириной 10-20 – уже две нити. Для более широкого желоба (более 20 см) их количество увеличивают, добавляя по одной нити на каждые следующие 10 см ширины. Укладывают кабель так, чтобы между нитями оставалось пространство 10-15 см.

Для крепления кабеля в желобах применяют монтажную ленту или специальные пластиковые клипсы. Также существует возможность изготовить крепления в нужных количествах самостоятельно – из стальной ленты, которой легко можно придать форму зажима. Зажимы и элементы монтажной ленты закрепляют на стенках желобов саморезами. Образованные в результате отверстия герметизируют силиконовым герметиком. Между элементами крепления соблюдают расстояние 0,3-0,5 м.

В водосточных трубах

Наледь часто формируется в сливных воронках, закрывая путь для стока талой воды с крыши. Поэтому укладка кабеля является здесь обязательной. В трубу с диаметром до 10 см помещают одну нитку кабеля, с диаметром 10-30 см – две нитки. На входе в трубу кабель закрепляют к стенкам при помощи стальных скоб.

В верхней и нижней части трубы необходим усиленный подогрев, который осуществляют путем укладки дополнительных нитей кабеля – в виде «капающей» петли или нескольких спиральных витков.

Если длина трубы превышает 3 метра, для спуска кабеля и его фиксации используют цепь или трос с крепежными элементами. Цепь (трос) подвешивают на ввинченный в деревянные элементы кровли крюк или металлический прут, закрепленный на желобе.

Как можно обогреть водостоки

Климат многих регионов тяжело назвать мягким, зимние месяцы обычно достаточно суровые, снежные, температура может опускаться до довольно низких значений. При этом сильному влиянию оказываются подвержены кровли зданий, на которых скапливаются большие массы снега и наледи, а это чревато целым рядом проблем: на краях крыш образуются сосульки, опасные для здоровья и жизни человека, снег и лед на кровле способствуют тому, что конструкция крыши может разрушаться.

Обогрев водосточной системы своими руками необходим, чтобы растапливать снег и наледь.

Для того чтобы избежать подобных неприятностей, рекомендуется обогрев водостоков посредством специальных кабельных систем, которые позволяют растопить снег и лед в желобах и водосточных трубах, отвести талую воду на безопасное расстояние от дома и его фундамента.

Установка таких систем для кровли – достаточно сложное и затратное дело, но это полностью себя оправдывает. Многие предпочитают удешевлять работы, укладывая кабель только на поверхность крыши, считая, что этого вполне достаточно, но это далеко не так. Часто снег и лед полностью забивает желоба и водосточные трубы, и талая вода может только принести вред крыше, ей некуда спускаться, да и водосточные трубы, забитые льдом, могут просто лопнуть.

Обогрев водостоков может осуществляться несколькими методами, которые отличаются не только способом укладки кабеля, но и его типом. Такая система может быть уложена своими руками, но ее расчет и проверку перед запуском лучше всего доверить профессионалам, которые смогут гарантировать безопасность работы кабельного электрического обогрева.