В категории: Актуални статии, Брой 1-2/2012, Електроинсталация, Отопление, Покриви, Хидроизолация

Топлият плосък покрив и ледените висулки

Има теми за статии, които като че ли падат от небето и от само себе си намират място в списанието. Както снежните преспи и поледицата по пътищата са неизбежни през зимата, така не може да се избяга от актуални теми като ледените висулки от покривите например. Като изключим извадилите късмета да попаднат под обстрела на падащите от висините ледени снаряди, повечето хора възприемат ледените сталактити като естествена зимна украса. Вторачени в леда под краката си, малцина се замислят, че висулките над главите им често се съпровождат от обледеняване на по-малки или по-големи участъци от мазилката върху фасадата – сигурен предвестник за неизбежното след една-две зими разрушаване на мазилката до основи. А след нея идва ред и на вече незащитения тухлен зид. Изпълнилият улуците и водосточните тръби лед руши и тях, като неминуемо се нарушава водоплътността на съединенията. Често връзката между края на покривното покритие и улука, изпълнена с полички от ламарина или мушама на битумна основа, се пропуква под натиска на леда и започва да пропуска вода даже и при обикновен дъжд. Натискът от разширяващия се лед може да наруши не особено здравите съединения на колената на водосточните тръби и оттам рано или късно по фасадата ще започне да протича вода.

Няма покриви, които да са естествено предпазени от запълване на улуците със сняг и лед през зимата, от които да не провисват по-малки или по-големи ледени висулки. Има покриви обаче, които са обременени още при строителството им. Това са т.нар. „топли“ плоски покриви, които се срещат при много постройки в градовете и доста по-често при малки едно- или двуфамилни вилни сгради. Във всички строителни справочници вместо „топлите“, настойчиво се препоръчва другият вид плоски покривни конструкции, т.нар. „студен“ покрив, чиято схема също сме показали. Те имат един-единствен недостатък спрямо „топлите“ – известно оскъпяване поради наличието на втора носеща стоманобетонна плоча. Пространството между двете плочи се вентилира свободно. Така температурата под и над покрива е практически еднаква, а проникналите от сградата водни пари се извеждат през вентилационните отвори. По всички останали, предимно експлоатационни, показатели, „студените“ покриви определено са по-подходящи.

Да се върнем обаче на нашия показан и на снимката случай, който определено е най-неблагоприятният – „топъл“ плосък покрив с външно отвеждане на водата, т.е. с улук в неговия край. На всичко отгоре конструкторът не е предвидил и козирка, която повече или по-малко да предпазва фасадата от намокряне.

Какво се случва с такъв покрив през зимата, при това неизбежно? Върху него ляга дебела снежна покривка, а улуците се задръстват и постепенно изцяло се изпълват със сняг. Това се случва при всички видове покриви. При нашия обаче съвсем скоро се забелязва обилно образуване на ледени висулки, препълване на улуците с лед и постепенното им обледеняване и от външната страна поради подлизване на преливащата през улука вода. Тази вода намира пътища и достига до мазилката, например около водосточната тръба, намокря я, след което замръзва. Така в сградата прониква допълнително количество влага, която може да избие и откъм вътрешната страна на фасада, а мазилката неизбежно започва да се рони и пада на парчета. По съседските покриви също тук и там се образуват висулки, но много по-малко и без описаните катастрофални за фасадата и отводнителната система на покрива последици.

През „топлия“ покрив, особено когато таванските помещения са обитаеми, преминава непрестанно повече или по-малко количество топлина (също и водни пари!) откъм вътрешността на сградата, в резултат на което непосредствено над покривното покритие се образува тънък слой от вода. Тя започва да се стича под снега по наклона към улука. Дори и при големи студове този процес не спира, защото дебелият слой сняг служи като топлоизолация, а отделената от сградата топлина поддържа водата в течно състояние. В края на покрива обаче преминаващото през плочата количество топлина вече е недостатъчно и достигналата този участък вода замръзва. Съвсем сигурно същото се случва и с водата, достигнала улука и водосточните тръби. Само за няколко дни в края на покрива се образуват ледени бабуни, които препречват пътя на водата, а улуците и водосточните тръби изцяло се изпълват с лед. Той постепенно „преминава“ в опасни не само за сградата, но и за хората висулки. Под тежестта на леда улуците се деформират, нарушава се хидроизолацията между края на покривното покритие и тях. Стичащата се от покрива вода започва да прелива и да подлизва под и зад улуците, като омокря стената. Мократа мазилка замръзва и се руши. Често запълнената плътно с лед водосточна тръба се оказва проводник, по чиято външна повърхност водата се стича и така, вместо да я отвежда в канализацията, тръбата спомага за омокрянето на големи участъци от фасадата. Насъбраната от ледената бариера вода се задържа и може да намери пролука, през която да проникне в сградата, т.е. покривът да прокапе.

Типичен пример за „топъл“ плосък покрив са и терасите, които често се врязват в покрива на малки вилни сгради. Помещението под тях е обитаемо. Колкото и добре да е изолиран таванът, през него преминава достатъчно количество топлина, за да предизвика описаните вече явления.

Показаната на схемата конструкция на „топъл“ покрив може още малко да се влоши, ако липсва козирка, както се вижда на снимката. В случая козирката донякъде предпазва фасадата от намокряне и обледеняване. Ако тя липсва, фасадата в никакъв случай не може да се опази от намокряне, обледеняване и разрушаване на мазилката.

За частично преодоляване на конструктивните недъзи на „топлите“ плоски покриви се препоръчва вътрешно отвеждане на водата, като водосточните тръби се свързват към канализацията и по възможност се прокарват през отопляеми сервизни помещения. Така отделяната от канализационната система топлина възпрепятства заледяването и запушването на водосточните тръби.

С две думи спасение от леда и ледените висулки няма, ако не си помогнем сами. Решението е да се монтира електрическа противообледенителна система, която да обхваща всички критични места на покрива, в които може да се задържи вода и тук тя да замръзне – улуци, водосточни тръби, улами, често ивицата в близост до улука. В нашия случай – показаната на снимката покривна тераса, както и при типична малка сграда, места, които трябва да се отопляват през зимата са улуците и водосточните тръби.

Решението също е добре известно на читателите на „Направи сам“, защото от близо 10 години насам представяме различни решения и новости в отоплителните и нагревателни системи DEVIheat с марката DEVI на датския концерн Danfoss. Причината за вниманието, което им обръщаме, е очевидна. Това са системи, способни по най-добрия начин да решават проблеми, били те за основно или допълнително подово отопление в обитаеми и най-вече жилищни сгради, за предпазване на открити площи и покривни конструкции от обледеняване, за предотвратяване замръзването на тръбопроводи за вода или други течности. Електричеството като най-чист източник на топлинна енергия, поне при потребителя, позволяващ пълно автоматизиране на процесите има редица безспорни предимства. Освен това нагревателните системи на DEVI вече десетилетие са без конкуренция в нашата страна, т.е. без алтернатива. В условия на свободно пазарно стопанство това е много рядко срещано явление.

В тази статия ще фокусираме вниманието си единствено върху предпазване от замръзване на водата в улуците и водосточните тръби чрез използване на най-подходящите и актуални към днешна дата (февруари 2012 г.) материали на DEVI. Нагревателните кабели на DEVI се произвеждат по специална технология с прецизен контрол на качеството, което гарантира тяхната голяма дълготрайност. У нас те се продават с фабрична гаранция от 10 години.

Източникът на топлина в нагревателните системи DEVIheat са нагревателни кабели DEVIflex. Освен тях за същата цел се използват и саморегулиращите се нагревателни кабели DEVIiceguard 18.

Тук ще разгледаме изграждане на противообледенителна покривна система с нагревателни кабели DTCE-20 и DTCE-30. Те се различават единствено по своята отоплителна мощност – съответно 20 W/m и 30 W/m, като за климатичните условия на нашата страна се препоръчва специално кабелът DTCE-20. Той е двупроводен – двата съпротивителни проводника са свързани електрически в единия му край, а в другия, т.нар. студен край, посредством обикновен трижилен електрически кабел се свърза с електрическата мрежа. Електрическите съединения в двата края на кабела са сигурно защитени от проникване на влага и други повреди, като са „опаковани“ в херметично затворени муфи. Използването на двупроводен кабел силно улеснява монтирането му в нагревателната система, защото не е необходимо неговите краища да се събират на едно място. Кабелът е екраниран с метална оплетка, покрита с тънко алуминиево фолио. Това елиминира излъчването на електромагнитно поле от него. Поради монтирането му на открито, неговата повърхностна обвивка е допълнително подсилена срещу влиянието на ултравиолетовите лъчи. Той е механично устойчив на нагряване при температури до 70 °С. Кабелът DTCE-20 представлява готово изделие. Той не бива да се реже за скъсяване или удължаване. Дължината му се подбира според необходимата за конкретния случай отоплителна мощност. Произвежда се в 12 размера с дължина от 12 m до 170 m и съответно с нагревателна мощност от 250 W до 3382 W (при захранващо напрежение 220 V).

За предпазване от обледеняване на метални или пластмасови улуци и водосточни тръби за нашите условия се препоръчва отоплителна мощност 30–40 W/m при „студени“ покриви и 40–50 W/m при „топли“ покриви. Максималната стойност за пластмасовите улуци е 40 W/m, а при металните – 50 W/m. За водосточните тръби и от двата вида максималната нагревателна мощност е 50 W/m. За постигане на посочените отоплителни мощности най-често е достатъчно във всеки улук и водосточна тръба да се поставят по два успоредни кабела DTCE-20. Използва се един-единствен кабел, който се прокарва така, че да обхожда двукратно улука и водосточните тръби. Във водосточните тръби кабелът се спуска до края им, след което се огъва (U коляно) и връща обратно до улука и продължава по него. Така електрическите връзки са сведени до минимум и сигурността на отоплителната инсталация е най-висока. В райони с по-ниски средни температури през зимата кабелът може да се положи трикратно или пък да се използва по-мощният DTCE-30 при двукратно полагане.

Кабелите в улука се закрепват с помощта на специални пластмасови скоби, единият край на които е оформен така, че да обхваща ръба на улука. Те се поставят на разстояние около 50 cm една от друга. Във вътрешността на водосточните тръби двата успоредно разположени кабела се закрепват с помощта на друг вид пластмасови скоби, чиято задача е да ги държат на разстояние един от друг, както и от повърхността на тръбата. Тези скоби се закрепват също през разстояние 50 cm една от друга в спусната в тръбата верига или стоманено въже (и двете с подходящо антикорозионно покритие), които поемат и натоварването на кабела. При дължина на водосточната тръба до 0,5 m кабелът може да се спусне свободно без да бъде носен от верига или въже. И в този случай трябва да се използват пластмасовите скоби, които осигуряват необходимата дистанция.

Когато кабелите се монтират в студено време, те са доста твърди (корави), което затруднява работата. Проблемът се решава лесно, като в развито състояние кабелът за кратко се включи в електрическата мрежа, докато се затопли и омекне. Все пак не се препоръчва монтиране на кабелите при температури, по-ниски от –5 °С. Кабелите не бива да се огъват прекалено силно – минималната кривина на огъване е равна на шесткратния диаметър на кабела. Също така нагревателният кабел не бива да бъде подложен на опъване. Максималната сила на опън не бива да надхвърля 25 kg. Свързването на нагревателния кабел DTCE-20/ DTCE-30 към електрическата мрежа става задължително през терморегулатор, който включва нагревателната система, само когато са налице условия за замръзване на водата.

За управление на покривни нагревателни системи най-подходящи са терморегулаторите devireg 316 и devireg 850. Devireg 316 е най-често използваният терморегулатор за сравнително малки нагревателни системи с обща дължина на улуците около 30 m примерно. Диапазонът на регулиране е -10 °C до +50 °C. Понеже терморегулаторът е универсален, подходящ е и за управление на подови отоплителни системи и се доставя стандартно със сензор NTC. За управление на покривни нагревателни системи се препоръчва той да бъде заменен с въздушен температурен сензор с повишена устойчивост спрямо атмосферните влияния (IP44).

За по-големи нагревателни системи вече се рентира използването на терморегулатор devireg 850. С микропроцесорното си управление този е най-съвършеният от цялата гама на DEVI. Макар че е около четири пъти по-скъп, благодарение на „интелигентното“ управление на системата той неминуемо се изплаща от икономията на електроенергия. Може да работи с 1 до 4 сензора, всеки от които измерва поотделно влагата и температурата на въздуха. Така терморегулаторът включва захранването на системата само когато са налице и двата фактора за образуване на лед – отрицателна температура и наличие на влага от сняг или дъжд. При по-малки системи може да се инсталира само един сензор, а при по-големи и сложни – до 4, което прави системата по-сигурна, а управлението й по-прецизно и икономично. Терморегулаторът има и редица други предимства, като едновременно управление на две нагреваеми зони например (северен и южен скат на покрива или едновременно покрив и стълбище пред входа на сградата) и др., за които може да прочетете повече в посочените тук статии.

Последният въпрос, който всеки естествено ще си зададе, е за цената, която трябва да се плати, за да се осигури безпрепятственото отвеждане на водата от покрива през зимата и да се забрави за ледените висулки. Веднъж – еднократно за монтиране на системата, и след това за нейната експлоатация. За пример ще вземем малка вилна сграда (https://napravisam.net/?p=17043) с двускатен покрив и дължина на всеки от улуците 9 m. Водосточните тръби също са две с дължина по 8 m всяка. За изграждане на противообледенителната нагревателна система са необходими:

» Кабел DEVIflex DTCE-20 – 68 m. Избира се най-близката дължина 70 m.

» Пластмасови скоби за улука – 36 бр.

» Пластмасови скоби за водосточна тръба – 32 бр.

» Терморегулатор devireg 316 – 1 бр.

Електрическата мощност на системата при кабел с дължина 70 m е 1,4 kW. Общата цена на материалите е 643 лв. с включен ДДС.

Понеже споменахме за кабела DEVIiceguard 18, ще добавим няколко думи и за него. Особеното е, че той има способността да се саморегулира, т.е. чрез промяна на вътрешното си съпротивление да променя количеството на отдаваната топлина. При температура на околната среда 0 °С електрическата мощност на кабела е 18 W/m, при –20 °С тя е 21 W/m, при 20 °С – 15 W/m. Кабелът не е лимитиран на фабрично произведени дължини и от макарата може да се отреже толкова, колкото е необходимо, като краят се затваря в муфа. В редица случаи използването на този кабел опростява монтирането на нагревателната система. Въпреки че е саморегулиращ се, което също така го предпазва от прегряване, за най-пестеливото разходване на електроенергия се препоръчва включването му към електрическата мрежа също да става през терморегулатор.