Обогрев плоской кровли – Рекомендации по применению противообледенительных устройств на кровлях с наружными и внутренними водостоками для строящихся и реконструируемых жилых и общественных зданий, Приказ Москомархитектуры от 27 февраля 2004 года №3

Виды обогрева плоской кровли

Система обогрева плоской кровли выбирается в соответствии с особенностями здания, видом кровельного покрытия, конструкцией водостоков, климатическими условиями. Это может быть либо обогрев кровли здания, либо обогрев водостоков.

Кабельный обогрев кровли

Электрический обогрев кровли аналогичен по принципу действия системе «теплый пол», разница в характеристиках применяемого кабеля. Могут использоваться как резистивные, так и саморегулирующиеся кабели с учетом их особенностей. При установке резистивного кабеля потребуется дополнительно установить систему управления, включающую датчики температуры и устройства коммутации.

Система электрообогрева позволяет уменьшить или полностью растопить снежную массу. Но при большой площади крыши она требует существенных затрат электроэнергии.

Обогрев водометов

При этом виде водостока необходимо осуществлять обогрев участка кровли рядом с водометом площадью в 1м², лоток водомета под парапетом кровли и водосточную трубу по всей её длине, поскольку водосточные трубы размещены снаружи здания. Требуемое количество греющего кабеля определяется из расчета не меньше 250 Вт/м².

Обогрев воронок

При такой системе водостока существует два варианта:

• установить при строительстве обогреваемые воронки, которые выпускаются их производителями;
• установить систему обогрева греющим электрическим кабелем.

Кабель устанавливается вокруг воронки на площади до 0,5 м², в самой воронке на глубину от 0,5 до 1,0 метра.

Обогрев водостоков — хорошее решение для кровель большой площади, поскольку экономичнее обогрева кровли.

Важно! Обогреваемые водостоки не избавляют от необходимости очистки крыши от снежных заносов.

Так что лучше выбрать систему обогрева плоской кровли заранее, еще на стадии проектирования.

Плоские кровли технические решения снеготаяния и антиобледенения

Плоские и эксплуатируемые кровли высотных зданий, обширные крыши коммерческих и промышленных объектов представляют собой нелегкую задачу с точки зрения организации системы антиобледенения и снеготаяния. Пути ее решения могут быть разные и зависят они от конкретного объекта. Однако некоторые общие принципы существуют, и о них пойдет речь в нашей статье.

Рис. 1. Плоские кровли требуют особого подхода, так как неквалифицированный рабочий с лопатой способен быстро привести в негодность даже самую дорогостоящую мягкую кровлю

В современном строительстве подогрев кровли рассматривается не только как часть вопроса ресурсо- и энергосбережения, снижения эксплуатационных затрат и увеличения срока службы здания, но и как часть архитектуры. С одной стороны, жилые и офисные здания стремительно устремились ввысь, а с другой – постепенно в городском строительстве все большее распространение получают объекты с плоскими эксплуатируемыми кровлями с внутренней ливневой канализацией. Иногда на такие кровли выносится технический этаж, делаются смотровые, вертолетные площадки для службы МЧС, обустраиваются зоны отдыха.

Масштабы городского строительства в подобном архитектурном стиле приобретают массовый характер, и сразу встает вопрос об эксплуатации данных кровель в зимний период. Задуваемый ветром снег скапливается во всех проблемных местах, образуются сугробы и наледь, что очень затрудняет эксплуатацию кровли. Утилизация снега с эксплуатируемой кровли представляет большую проблему, поскольку механическая очистка снега влечет за собой сброс его на землю, а это недопустимо.

В то же время за городом возводится множество коммерческих и промышленных объектов, огромные площади кровли которых также требуют особого подхода, так как неквалифицированный рабочий с лопатой способен быстро привести в негодность даже самую дорогостоящую мягкую кровлю, отремонтировать которую будет стоить владельцу здания огромных средств (рис. 1).

Варианты технических решений

Система кабельного обогрева

Рис. 2. Система кабельного обогрева плоской кровли

Сегодня многим известны кабельные (электрические) системы подогрева кровли различных производителей, достаточно хорошо себя зарекомендовавшие (рис. 2). Тем не менее напомним, что система антиобледенения представляет собой сложную электротехническую систему, предназначенную для защиты в зимнее время крыш и водосточной системы от снега и наледи.

Наибольшее распространение данная технология получила в настоящее время на скатных кровлях, где ее применение особенно актуально в роли защиты людей и фасадов зданий от риска падения вниз ледяных и снежных глыб. Но не менее активно используется она и на плоских крышах. При этом для каждого объекта система обледенения проектируется индивидуально.

Система снеготаяния по принципу «теплый пол»

В отличие от технологии кабельного обогрева система «теплый пол» на кровле – явление совершенно новое. Принцип работы системы прост: в кровельный «пирог» закладывают трубы, в которые закачивают антифриз. Подогрев системы может происходить от разных источников: от центральной системы отопления или от автономной системы.

Недостаток такой системы – создание дополнительной нагрузки на кровлю и коммуникации. Кроме того, существует риск, что трубы могут потечь.

Плоские кровли из наплавляемых рулонных материалов

Система кабельного подогрева

Рис. 3. Главная задача системы антиобледенения – обеспечить отвод талой воды

Главная задача системы антиобледенения – обеспечить отвод талой воды (рис. 3). На крышах с внешней системой водоотвода прогреваются площадка вокруг парапета и водосток целиком.

Типовое решение кабельного обогрева для плоской кровли с внутренним водостоком представляет собой систему нагревательных кабелей, которые обеспечивают непрерывный сток воды. Нагревательный кабель должен быть уложен по всему периметру и в сточных гранях плоской крыши. В зависимости от общей схемы укладки кабеля рекомендуется также предусмотреть обогрев участков примыканий кровли к вертикальным стенам, поскольку там создаются условия для накопления снега и образования протечек.

Как и на всякой другой кровле, на плоских крышах кабель устанавливается в местах наибольшей концентрации талых и дождевых вод – в районе водосточных воронок. Возможно применение обогреваемых воронок. Это готовые изделия мощностью 50 Вт, встраиваемые в водоприемные воронки. В других случаях проходимость воронок обеспечивается пропусканием в них петли кабеля до теплой зоны.

Единственная проблема в применении данной системы может возникнуть из-за недостатка мощностей для ее работы на кровлях больших площадей (в среднем требуется порядка 300-400 Вт тепла на 1 м2). Применение системы обогрева только вокруг водосточных воронок снижает мощность, потребляемую системой. Однако следует учитывать, что в таком случае сохраняется необходимость механической уборки снега в снежные зимы, так как на остальной площади кровли он все равно скапливается.

Еще одна трудность – подведение электрического питания, поскольку система, как правило, устанавливается на крыши, изначально на нее не рассчитанные. Для этого выполняется внешняя проводка по крыше, которая закладывается в гофрированные трубы или кабель-каналы.

В кровельный «пирог» кабель закладывать нельзя, поскольку это может привести к потере им герметичности.

Система «теплый пол»

Возможности применения системы «теплый пол» в конструкциях плоских кровель из наплавляемых рулонных материалов показаны на рис. 4 и 5.

Рис. 4. Система подогрева «дышащих» кровель. 1 – железобетонная плита перекрытия; 2 – гидроизоляция кровли рулонным битумным материалом; 3 – утеплитель; 4 – арматурная сетка; 5 – тепловая труба; 6 – выравнивающая стяжка; 7 – основной кровельный ковер

При устройстве подогрева «дышащих» кровель (см. рис. 4) трубы системы снеготаяния укладываются на слой минераловатной теплоизоляции, в цементно-песчаную стяжку. Немаловажным моментом при устройстве подогреваемых кровель такого типа является создание уклонов, которые принимаются в соответствии с нормами проектирования зданий и сооружений. Как правило, уклон составляет от 2 до 10 % .

В инверсионных кровлях (см. рис. 5) на стяжку, выполненную на бетонном перекрытии и создающую необходимые уклоны, настилается гидроизолирующий ковер. Поверх гидроизоляции плотно друг к другу укладываются полистирольные плиты теплоизоляции с торцевым ступенчатым исполнением и фильтрующий слой из синтетических волокон (геотекстиль). Для неэксплуатируемых кровель по геотекстилю устраивается пригрузочный слой из гравия толщиной не менее 50 мм. В этом слое и укладываются трубопроводы системы снеготаяния.

Эксплуатируемая кровля и вертолетные площадки

Система кабельного подогрева

Рис. 5. Система снеготаяния в инверсионных кровлях. 1 – железобетонная плита перекрытия; 2 – уклонообразующая цементно-песчаная стяжка; 3 – гидроизоляция кровли рулонным битумным материалом; 4 – утеплитель; 5 – фильтрующий слой; 6 – арматурная сетка; 7 – тепловая труба; 8 – пригрузочный слой из гравия

На эксплуатируемых кровлях помимо обогрева водосточной системы возможна укладка кабеля под плитку, в бетонно-песчаную стяжку. При этом, чтобы не повредить кабель при его закладке, необходимо соблюдать особую осторожность. Нагревательный кабель после укладки засыпается тонким слоем песка (20–30 мм), на который в дальнейшем укладывают тротуарную плитку. Толщина плитки обычно составляет 60–100 мм. Поскольку общая толщина слоя над кабелем достигает 100–130 мм, для более эффективной работы системы снеготаяния желательно увеличивать установочную мощность на 10–15 %.

Это решение имеет свои достоинства и недостатки, основным из которых является высокая потребляемая мощность всей системы. Так как часть выделяемой энергии поглощается плиткой и стяжкой, а на больших высотах еще и «сдувается» ветром, при расчете кабельной системы закладывается большая мощность, чем обычно. Выделяемая им мощность выбирается из расчета не менее 400 Вт/м2.

На крышах многоэтажных зданий и вертолетных площадках меньшая выделяемая мощность кабеля приведет к тому, что по всей площади кровли может образоваться «ледяной каток». Если средняя площадь кровли около 2000 м2, легко рассчитать, что общая потребляемая мощность составит не менее 800 кВт. Такого запаса нет ни у одного здания. Работа метеостанций в таких условиях ожидаемого результата не даст. Можно включать систему секционно и поочередно, но эффективность работы системы будет очень низкой.

В стяжку рекомендуется закладывать резистивный кабель, поскольку у него нет свойства «старения матрицы» и он имеет небольшие пусковые токи (необходимы значительные дополнительные мощности). Перед монтажом кровельного покрытия все ветки кабеля «прозванивают» поскольку потом для его замены площадку придется вскрывать.

Система «теплый пол»

Рис. 6. Система «теплый пол на эксплуатируемой кровле». 1 – железобетонная плита перекрытия; 2 –Уклонообразующая цементно-песчаная стяжка; 3 – гидроизоляция кровли рулонным битумным материалом; 4 – утеплитель; 5 – фильтрующий слой; 6 – арматурная сетка; 7 – тепловая труба; 8 – гравий фракции 10–20 мм; 9 – песок; 10 – плиты тротуарные.

Как и в случае с кабельной системой подогрева в качестве пригрузочного, защитного и одновременно эксплуатационного, слоя на эксплуатируемой кровле с системой подогрева «теплый пол» используется настил из тротуарных или керамических плит. Подогрев кровли (трубы контуров системы снеготаяния) монтируются в слое песчано-гравийной (песчаной, цементо-песчаной и т.п.) засыпки толщиной не менее 30 мм (рис. 6).

При использовании плоской кровли для стоянки (проезда) транспорта или для вертолетных площадок особое значение приобретают вопросы устойчивости к нагрузкам и долговечности тепло- и гидроизоляционных слоев. Поэтому, как правило, применяют экструзионный (дорожный) полистирол (слой теплоизоляции), поверх которого дополнительно укладывают технологический гидроизоляционный слой (например, полиэтиленовую пленку).

Экспериментальная система с устройством снегоплавилен

Рис. 7. Обогрев «зеленой кровли». 1 – железобетонная плита перекрытия; 2 – уклонообразующая цементно-песчаная стяжка; 3 – гидроизоляция кровли рулонным битумным материалом; 4 – утеплитель; 5 – фильтрующий слой; 6 – арматурная сетка; 7 – тепловая труба; 8 – гравий фракции 10–20 мм; 9 – противокорневой слой; 10 – растительный слой.

Как один из вариантов организации системы обогрева вертолетных площадок и эксплуатируемых кровель на высотных зданиях, компания «Вам-элит» разработала оригинальное решение с устройством снегоплавилен на основе воздуховодов. Ее суть проста. Специальные теплосьемники монтируются в вентиляционных шахтах. Теплый воздух, выходящий из вытяжной вентиляции в вентиляционную шахту, преобразуется и равномерно распределяется по контурам, проложенным по всей площади эксплуатируемой кровли. Контуры представляют собой специальные трубы, по которым циркулирует жидкий теплоноситель. Температура циркулирующей жидкости позволяет поддерживать поверхность кровли в определенном температурном диапазоне и не дает задерживаться на кровле снегу и наледи. Недостаток такой системы – низкий КПД работы, что вызывает у скептиков насмешку. Однако это тепло из «воздуха». Потребляемая системой мощность соизмерима с работой двух электрических чайников.

Обогрев плоской кровли

Водостоки на плоской кровле бывают двух типов — внутренние и внешние. Внутренние водостоки представляют собой воронки, по которым вода стекает в канализационную систему, а внешние, так называемые водометы — небольшие отверстия в парапете, через которые вода уходит за пределы периметра. В зимнее время водостоки могут забиваться снегом или льдом, что приводит к скоплению воды, преждевременному износу кровельного покрытия и протечкам. Эта проблема решается обогревом водостоков и прилежащих к ним частей кровли специальным электрическим кабелем.

Особенности борьбы с обледенением плоской кровли промышленных зданий

Задача борьбы с обледенением кровли промышленных зданий во многом отличается от борьбы с обледенением кровли жилых построек. В производственных помещениях температура может быть очень высокой, что даже при хорошей теплоизоляции приведет к более сильному нагреву кровли, и снег на ней может таять не только при температуре чуть ниже нуля, но и при сильных морозах, образуя значительные массы воды.

Второе существенное отличие заключается в том, что на крышах производственных зданий постоянно производятся различные работы, и это предъявляет особые требования к удобному расположению греющих и токоподводящих кабелей, прочности и защищенности всей системы антиобледенения.

Третье отличие связано с требованиями к надежности системы. В случае ее отказа в жилом доме на верхнем этаже могут возникнуть протечки, что приведет лишь к неудобствам жильцов и относительно небольшому материальному ущербу. Прорыв скопившейся массы воды в производственное помещение может вызвать серьезную аварию, а если производство связано с ядовитыми, радиоактивными или химически агрессивными веществами, то ущерб невозможно будет оценить лишь в материальном эквиваленте. Там, где требования к надежности крайне высоки, система может быть даже продублирована.

При какой температуре необходим обогрев кровли

Обогрев водостоков и прилежащих к ним частей кровли необходимо производить при температурах, когда возможно таяние снега и замерзание воды. Верхняя граница температур обычно составляет от +2°С до +5°С, а нижняя зависит от особенностей климата, попадания солнца, теплоизоляции кровли, температуры внутри здания и может варьировать в очень больших пределах — от нуля до -30°С. В каждом конкретном случае она определяется индивидуально при проектировании системы, так как от этого зависит не только настройка терморегуляторов, но и требуемая мощность.

Существует и более радикальное решение этой проблемы — обогрев всей поверхности кровли с целью полной очистки, который производится при наличии снега и льда независимо от температуры. Это решение требует больших энергетических затрат и высокой мощности нагревателей, требования к которой возрастают по мере понижения температуры воздуха. Поэтому оно применяется редко, только тогда, когда лежащий на крыше снег может причинить ущерб конструкциям или мешать работе оборудования, например, системе вентиляции и кондиционирования.

Обогрев воронок и водометов

Для того, чтобы вода могла стекать в воронку, необходимо прогреть и пространство вокруг нее. На жилых домах обычно ограничиваются небольшой площадкой порядка 0.5 м², а в системах антиобледенения промышленных зданий обогревают целую дорожку, ориентируясь на наклон поверхности, чтобы вода с крыши могла беспрепятственно стекать к воронке. Но основное внимание следует уделить обогреву самой воронки, проложив снаружи и внутри ее верхней части кабель в несколько рядов, так как именно там обычно образуется ледяная пробка. К водомету тоже необходимо сделать прогреваемую дорожку для стока воды шириной около полуметра, но особое внимание следует обратить на внешний край водомета, так как на нем могут образовываться опасные сосульки. Стоит также определиться, куда будет стекать вода за пределами периметра. Возможно, для нее придется установить водосточные желоба и трубы, которые тоже необходимо обогревать.

Виды кабелей, используемых для обогрева плоской кровли

Для обогрева водостоков и участков плоской кровли промышленных зданий используют саморегулирующиеся и резистивные кабели мощностью от 20 до 50 Вт/м. Саморегулирующиеся кабели, которые меняют свое сопротивление в каждой точке в зависимости от температуры, удобно использовать на сложных нелинейных участках, так как их можно укладывать с разным шагом, допуская даже пересечения. Например, на внутренних поверхностях воронок и водометов. К таким кабелям относятся Lavita RGS-CR, ELEKTRA SelfTec PRO. Саморегулирующиеся кабели Lavita RGS-CT и FreezStop-S10 от ССТ с оболочкой из фторполимера обладают повышенной химической стойкостью и могут работать там, где в воде и воздухе присутствуют агрессивные вещества. На ровных поверхностях можно использовать резистивные кабельные секции — ELEKTRA TuffTec, НСКТ, ТСОЭ и МНТ от ССТ.

Управление системами обогрева плоской кровли промышленных зданий

Выбор датчиков и терморегуляторов для системы управления обогревом плоской кровли промышленных зданий во многом зависит от конкретных условий. Если под кровлей не размещено горячих производств, и температура в помещении соответствует комнатной — можно воспользоваться типовой схемой управления с уличным датчиком температуры воздуха и терморегулятором с фиксированным или регулируемым диапазоном включения в стандартных пределах, например, ETF-744/99 и ETR 1447 от OJ Electronics.

Для горячих цехов, на кровле которых снег может таять и в сильный мороз, необходимы терморегуляторы с большими возможностями регулирования нижнего предела включения обогрева, так как обычно он ограничен -15°С. Например, РТМ-2000, позволяющий устанавливать нижний предел вплоть до -50°С. В условиях нестабильного и переменчивого климата, когда снег может пойти летом, а зимой — дождь, ориентироваться только на температуру воздуха недостаточно. Для этого существуют мини-метеостанции, работающие с датчиками осадков, влажности и температуры поверхности кровли, например, ETR2 и ETO2.

Большинство терморегуляторов и контроллеров, как правило, рассчитаны на ток нагрузки, не превышающий 16 А, поэтому для управления нагревательными секциями мощностью более 3.6 кВт необходимо использовать реле-повторители, электромагнитные пускатели или полупроводниковые твердотельные реле.

Обогрев кровли промышленных зданий

Назначение

Система обогрева кровли промышленных зданий предназначена для обеспечения длительной и безопасной эксплуатации кровли, а, следовательно, и самого здания, защиты его фасадов от разрушения, защиты кровли от протечек, обеспечения нормальной работы системы ливневой канализации, своевременного отвода талой воды с элементов кровли, а также защиты людей от схода снега и льда и падения сосулек в осенне-зимне-весенний период.

Для многих зданий промышленных предприятий система обогрева кровли жизненно необходима, т.к. напрямую влияет на производственный процесс (например, попадание талых вод вследствие повреждения кровли в помещение электрощитовой или помещение, где складируется готовая продукция, образование наледи перед цеховыми воротами, падение сосулек с кровли производственного цеха на тротуар, где ходят люди и т.д.).

Типы обогреваемых зданий

• Административно-бытовые здания (административные здания, здания бытового назначения, медпункты, столовые и т.д.)
• Производственные и цеховые здания
• Энергетические здания (ТЭЦ, трансформаторные подстанции, котельные и т.д.)
• Складские помещения и гаражи

Обогрев административно-бытовых зданий

Такие здания имеют, как правило, сложную конфигурацию кровли, несколько этажей, большое количество водостоков, большую протяженность водосборных лотков, наличие ендов и других элементов кровли, поэтому система обогрева таких зданий довольно сложная.

В зависимости от типа кровли «мягкая» или металлическая применяют кабель мощностью 24-30Вт/м или 30-40Вт/м.

Количество кабеля для таких зданий довольно значительное, поэтому в качестве автоматики управления рекомендуется применять специализированные метеостанции с датчиками температуры, осадков и влажности.

Обогрев производственных и цеховых зданий

Производственные здания обычно представляют собой прямоугольные помещения большой протяженности. Кровля производственных помещений может быть «мягкой» или из металла.

Для зданий с кровлей из металла обогревают обычно водосточные трубы и водосборные лотки при их наличии, а также край кровли и/или капельники. Используется кабель мощностью 40Вт/м.

Для зданий с «мягкой» кровлей (рубероид, бикрост, мембранная кровля) обогреваются водоприемные воронки, система ливневой канализации внутри здания. Используется кабель мощностью 30Вт/м.

Обогрев энергетических зданий

К энергетическим зданиям относятся ТЭЦ, трансформаторные подстанции, котельные и др. Особенностью таких зданий является обеспечение бесперебойной работы установленного в них оборудования. Соответственно само здание должно иметь длительный срок службы, высокую надежность и т.д. К системе кабельного обогрева кровли таких зданий также предъявляются повышенные требования: возможность работы нагревательного кабеля при высоких температурах, стойкость оболочки кабеля к химически активным веществам и т.д.

Здания ТЭЦ – достаточно сложные сооружения, состоящие из нескольких зданий с разной высотой, и имеющие кровлю различного устройства. Обогрев кровли таких зданий достаточно сложная задача, требующая индивидуального подхода. Для таких зданий осуществляется обогрев всех «проблемных» зон, где возможно скопление наледи и снега.

Трансформаторные подстанции – это, как правило, небольшие здания с «мягкой кровлей». Задача системы обогрева кровли таких зданий – обеспечение беспрепятственного стока талых вод в осенне-весенний период. Для трансформаторных подстанций осуществляется обогрев края кровли и капельников, используется кабель мощностью 24-30Вт/м.

Котельные представляют собой достаточно большие здания с расположенной рядом либо выходящей через кровлю трубой для удаления продуктов сгорания. В районе трубы в зимний период образуется конденсат и талые воды, возникающие при нагреве снежных масс, которые нужно отводить во избежание повреждения кровельного покрытия. Для кровли котельных осуществляется, обогрев пространства вокруг трубы, а также пути отведения талых вод. Кроме того, может быть организован обогрев края кровли, капельников и водосточных труб, а также мест с большим скоплением снега и наледи. Используется кабель мощностью 30-40Вт/м с оболочкой, устойчивой к химически агрессивным веществам и продуктам сгорания.

Обогрев складов

Складские помещения — это помещения большой площади с высотой в 1-3 этажа. Кровля складов и складских комплексов выполнена из «мягкого» покрытия или из металлических листов.

Для таких зданий для любого типа кровли обогревают, как правило, водосточные трубы, водосборные лотки, край кровли и/или капельники. В некоторых случаях для «мягкой» кровли при организации системы водоотведения, проходящей внутри здания, осуществляется обогрев водоприемных воронок и ливневок. Для кровли из металла применяется кабель мощностью 30-40Вт/м, для «мягкой» кровли – 24-30Вт/м.

Бесплатный расчет обогрева кровли

• Рассчитаем требуемую мощность
• Подберем кабель и крепления, подходящий для Вашего объекта
• Порекомендуем удобную систему управления

Спасибо, наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время

Заполните обязательные поля

Расчеты будут отправлены на Ваш e-mail, внимательно проверьте данные при отправке.

Другие статьи на тему

Срок службы греющего кабеля. Защита от UF-лучей

Снег на кровле. Обогревать или чистить – что выгоднее?