Як прогнати з даху - Діда Мороза
Настання зими в наших широтах означає не тільки холоди та снігопади, а й відлиги – щорічно протягом кількох місяців температура багаторазово "скаче" через нульову позначку. Всім відомо, що під час подібних температурних коливань на покрівлі активно утворюється льоду, з карнизів та водостоків повисають метрові бурульки, водостічні труби забиваються льодом. Те саме відбувається і в міжсезоння, коли після сильних та затяжних дощів ударяє мороз. За певних погодних умов вага бурульки лише за одну добу може збільшитись на пару десятків кілограмів. Здається, мало хто захоче, щоб цей важкий "дамоклів меч" висів над його головою.
Насправді причин утворення криги на дахах та водостічних системах лише дві. Перша – втрати тепла через покрівлю, друга – різкий перепад температур від плюсових до мінусових під час відлиг. Освіта криги на даху відбувається в діапазоні температур, що залежить від особливостей покрівлі, наприклад, від +3 до -7С, причому нижня межа діапазону може знижуватися до -10, -15С при великих теплових потоках з поверхні покрівлі. Внаслідок танення снігу під впливом сонячних променів і висхідних теплових потоків під снігом на даху утворюється тала вода. Спливаючи по поверхні покрівлі, тала вода накопичується на краю даху, що стикається з холодним повітрям, і знову замерзає. Поступово виростає бурулька, водостоки та жолоби забиваються льодом, шлях талої води перекривається, і вона шукає іншу дорогу – причому іноді й у внутрішні приміщення. Страждають верхні поверхи будинку та частини фасаду поблизу водостоків та ліній стиків площин даху. Через накопичення льоду зростає механічне навантаження на елементи покрівлі, кронштейни кріплення водостічних труб тажолобів, що неминуче призводить до скорочення терміну їхньої служби, а отже, до збільшення витрат на відповідні ремонтні роботи. Таким чином, збитки від зледеніння обчислюються величезними сумами, часом порівнянними із коштами, що йдуть на спорудження нової покрівлі. Не кажучи вже про те, що мальовничий на вигляд крижаний конус, що звисає з даху, представлятиме цілком реальну загрозу для всіх мешканців будинку. Підраховано, що бурулька вагою 2 кг, падаючи з висоти п'ятиповерхового будинку, розвине швидкість близько 60 км/год, а при падінні на об'єкт вона чинитиме тиск у 7 атмосфер – це цілком порівняно з ударом молотком або навіть невеликою кувалдою.
Вважається, що чим простіше дах і крутіший ухил її схилів, тим менша загроза зледеніння покрівельного покриття. Кращою для сходу снігу в умовах середньої смуги України фахівці називають простий скатний дах з ухилом не менше 30 0 . Наявність холодного горища, що провітрюється, відсутність жолобів і водовідбійників - також сприятливий фактор. Однак навіть на холодних покрівлях з нежитловими горищами може йти процес танення снігу з утворенням криги, тому що в холодних горищних приміщеннях найчастіше знаходиться обладнання, що виділяє тепло, прокладені труби, які, як правило, погано ізольовані. За ідеєю за допомогою вентиляції тепле повітря має видуватися. Але в реальній ситуації під покрівлею можуть виникати застійні зони, де тепле повітря накопичується та гріє ділянки покрівлі. Мансардні вікна, башточки, горизонтальні майданчики, внутрішні розжолобки (розжолобки), сполучення та кишені, утворені виступаючими частинами – все це сприяє формуванню снігового покриву на даху і, як наслідок, веде до утворення льоду та бурульок на покрівлі та водостічних системах.
Пропонується безліч варіантів вирішення цієї проблеми, алебільшість їх далекі від досконалості. Так, фізичне видалення льоду нерідко проводиться за допомогою лопати та брухту, а то й циркулярної пили, які можуть пошкодити покрівлю, карнизи та водостоки. Такий же недосконалий і метод "розстрілу" крижаних мас із брандспойтів сильним струменем гарячої води під тиском від 50 до 100 атмосфер. Одним із найпрогресивніших способів є видалення бурульок ультразвуком. Спосіб заснований на формуванні в спеціальному пристрої потужного ультразвукового імпульсу, що впливає на бурульки, що утворилися, і що призводить до руйнування і подальшого контрольованого її падіння на поверхню тротуару. Перевага методу – у малій споживаної потужності, витрачається видалення бурульок. Недолік же полягає в досить великій початковій вартості системи - близько 200 євро на 1 погонний метр карнизу, що захищається - правда, при масовому застосуванні системи зазначена вартість може знизитися в кілька разів. Крім того, дана система не оберігає дах та водосток від утворення льоду. Практично те саме можна сказати і про інший високотехнологічний спосіб - видалення бурульок за допомогою лазера. Нарешті, і для зменшення зчеплення з дахом нависаючих сніжно-льодових мас використовують спеціальний електроімпульсний прилад, який був призначений для захисту літаків від зледеніння. У цьому випадку до карнизів і водостічних воронок підводяться дроти передачі імпульсу, частота і регулярність якого виставляються по необхідності. При подачі електричного імпульсу наростаюча величина струму викликає утворення магнітного поля, що притягує або відштовхує (в межах пружної деформації) частина покрівельного покриття, що знаходиться в зоні датчика індукції. Величину струму підбирають із умови руйнування льоду в межахпружної деформації та мікровібрації покрівлі.
У всіх трьох описаних вище випадках при проведенні операцій з видалення бурульок потрібен додатковий контролюючий персонал або проведення дорогих організаційно-технічних заходів для забезпечення безпечного видалення бурульок з даху будівлі. Тому найбільш ефективним на даний момент вважається установка кабельних систем антиобмерзання для дахів і водостоків. Їх використання дозволяє виключити скільки-небудь помітне утворення льоду у ринвах, ринвах, на краю покрівлі та в інших місцях її найбільш ймовірної появи. Треба розуміти, що системи захисту від снігу та льоду водозбірних жолобів, карнизів, дахів та зливової каналізації є найскладнішими на відміну від інших систем антизледеніння. Вони вимагають більш трудомісткого і точного розрахунку проектуванні, т.к. кожна система водостоків має свої особливості та різноманітності у конструкції. До того ж нагрівальний кабель, що знаходиться у водостічній системі та жолобах, укладений на відкритих ділянках, тому він більше схильний до впливу несприятливих умов.
Система антизледеніння призначена для забезпечення незамерзаючих проходів, необхідних для безперервного стоку талої води. Основне завдання такої системи – протягом зими та міжсезоння супроводити воду, що утворюється на даху, до рівня землі, не давши їй замерзнути на елементах покрівлі та у водостоках, а заодно виключити протікання, пошкодження обробки фасаду, водостічних труб, жолобів та їх кріплення. Причому функціональне призначення системи – це запобігання утворенню льоду, але не очищення даху від снігу, як іноді думають власники котеджів. Сніг як такий не страшний для даху. До того ж в умовах української зими необхідні мінімальні енергетичні витрати нарозтоплення снігу на покрівлі становлять 250 Вт на квадратний метр. Якщо розрахункову потужність помножити на площу поверхні покрівлі, то вийдуть значні цифри. Тому принцип дії антиобмерзальних систем: "краще нагріти талу воду, не давши їй замерзнути, ніж розтопити лід, що вже утворився", що дуже розумно, оскільки в цьому випадку потрібно набагато менше потужності, отже, меншим буде і витрата електроенергії.
На щастя, областей покрівлі, на яких відбувається зростання льоду не так багато. Це водостічні труби та жолоби, розжолобки, крапельники, примикання до теплих стін, іноді мансардні вікна, для старих покрівель – розухилки. Щоб визначити зони утворення льоду, фахівцеві, як правило, потрібно побувати на об'єкті – за проектними кресленнями чи схемою можна зробити лише попередній розрахунок. Причому огляд у літній період не завжди дозволяє з абсолютною точністю позначити зони та інтенсивність утворення льоду. Сукупність різних факторів, таких як тепловиділення покрівлі, орієнтація будівлі щодо сторін світла, локальна троянда вітрів, рельєф, наявність об'єктів, що екранують - таких як високі дерева або близькі будинки - надає значний вплив як на кількість снігу на даху, так і на процес його танення . Навіть у симетричної покрівлі потреба у кількості тепла, необхідного на топлення льоду, може виявитися різною для, здавалося б, однакових ділянок. Найефективнішим способом боротьби з льодом вважається створення проекту будівлі або споруди з уже передбаченими і закладеними в кресленні антизледенювальними системами, проте нерідко доводиться вносити корективи вже в процесі експлуатації системи. Як випливає з назви, як елемент, що нагрівається в кабельних антиобмерзальних системахвикористовуються спеціальні кабелі, що укладаються у водостоках та жолобах. Завдяки цьому сніг, що підтанув, не перетворюється на лід, а у вигляді талої води стікає на землю. Серед таких систем можна зустріти як досить прості конструкції, так і значні інженерно-технічні комплекси. Однак у будь-якій з них провідну роль грають саме нагрівальні кабелі. Їхній найважливіший технічний параметр – потужність на одиницю довжини або питоме тепловиділення. Кабель прокладають і закріплюють в місцях передбачуваного зледеніння - по краю даху і крапельника, в розжолобках, навколо конструкцій, що виступають (ліхтарі, труби, мансардні вікна і т. д.), а також вздовж всієї системи водостоку. На плоских дахах та дахах з малим ухилом (до 30 0 ) нагрівальний кабель зазвичай монтують або по всій поверхні, або на приймальних водостічних лійках і ділянках, що прилягають до водостоків.
Нагрівальні кабелі бувають кількох видів. Найбільш поширені типи кабелів: резистивні та саморегулюючі.
Резистивні кабелі мають постійний постійний опір по всій довжині і складаються з тепловиділяючої металевої жили, ізоляції, мідної обплетення та зовнішньої оболонки. Вони недорогі, але при цьому секції однієї конструкції мають певну довжину і однаково гріють на різних ділянках покрівлі, що не дуже ефективно. Проте, загалом, резистивні системи мають дуже широким попитом.
Існують такожармовані резистивні кабелі – їх особливість у тому, що вони мають підвищене тепловиділення 30 Вт/м. До того ж плоска форма кабелю сприяє кращій передачі тепла снігу або металевій поверхні покрівлі.
Як окремий різновид у класі резистивних кабелів можна згадати і так званізональні кабелі. Вони мають безлічнагрівальних зон і може бути використаний шматками. Нарізуючи їх, ви не ризикуєте порушити роботу всього ланцюга. Зональні кабелі іноді називають «квазісаморегулюючими», оскільки в процесі укладання їх можна по необхідності різати на шматки, кратні по довжині зоні, що гріє, безпосередньо на об'єкті. Тим самим зменшується витрата кабелю.
Основа саморегулюючих кабелів - полімерна матриця (напівпровідник), яка здатна не просто виділяти тепло, але і регулювати інтенсивність його виділення. Кабель, що саморегулюється, відрізняється підвищеною "живучістю" навіть у найекстремальніших умовах. Потрапляючи під «гніт» у замкнутих просторах, він не втрачає працездатності. У цьому випадку він просто перестає нагріватися на небезпечній для своєї життєдіяльності ділянці. Саморегулюючі кабелі дорожчі за резистивні, проте при розумному проектуванні вартість систем на їх основі перевищує вартість системи на резистивних кабелях лише на 20-30%, оскільки необхідно менше розподільчих кабелів, при цьому дуже економно використовується кабель, що гріє. Крім того, саморегулюючі системи надійніші та економічніші – довгий термін експлуатації кабелю з високим енергозбереженням повністю окупає витрати при його встановленні.
Форма даху, складність виконання, поєднання різних несучих конструкцій жодним чином не є перешкодою для встановлення антиобмерзаючої системи. Не створюють труднощів та габарити даху – системи однаково добре функціонують як на малих, так і великих площах.
Встановлення антиобмерзального захисту покрівлі обійдеться замовнику недешево, проте за свої гроші він отримає в повному розумінні слова "дах без бурульок". Остаточна вартість системи безпосередньо залежить від двох факторів: складності форми площі, що обслуговується іелектронні прилади. До того ж, складна форма покрівлі не завжди дозволяє спроектувати ідеальну топографічну схему укладання кабелю. У результаті монтажникам доводиться випробувати практично кілька варіантів схем, що, звісно, тягне подорожчання робіт. Однак витрати на встановлення системи кабельного електрообігріву з часом окупаються – щоб переконатися в цьому достатньо підрахувати, скільки обходяться виклики альпіністів, а також вартість можливого ремонту покрівлі та її елементів, щоб оцінити доцільність встановлення кабельної системи обігріву, що справно працює протягом десяти-двадцяти років.
Редакція дякує компанії "Ceilhit" за надані матеріали та ілюстрації.