Газеты постоянно пестрят гневными статьями о гибели и травмах граждан от падающих сосулек. Мэры городов регулярно выпускают специальные приказы о своевременной уборке крыш. Прокуроры систематически возбуждают уголовные дела по статье «халатность». А коммунальщики, проклиная зимы, ломами сбивают смертельную наледь с крыш . Но гневных статей меньше не становится …
И так до бесконечности. Можно ли разорвать этот круг, и еще заработать? Конечно! В этом уверены молодые люди из Питера, города, который по некоторым оценкам является одним из самых травмоопасных, если говорить о сосульках.
Виртуальные борцы с сосульками
«Нельзя допустить, чтобы вода превратилась в убийцу», - рассказывает Игорь Кузнецов, молодой инженер-электрик и поясняет, что образование сосулек происходит из-за того, что на крышах, особенно в точках водостока, одновременно сосуществуют зоны положительной и отрицательной температур. Под действием солнечной энергии, или теплопотерь с чердаков, происходит локальное таяние снега. Через короткое время талая вода вновь замерзает, превращаясь из снега в лёд.
Игорь Кузнецов и его помощница Ева Моисеева вначале были энтузиастами. На их глазах от падающей сосульки пострадал человек, и молодые люди озаботились этой проблемой. Потом они организовали фирму «Виртуальный антиобледенитель», и теперь пытаются с помощью интернет-консультаций заработать деньги.
«О сосульках-убийцах обычно вспоминают зимой, - говорит Ева. - Летом у коммунальщиков другие проблемы».
Итак, сосульки. Самые опасные из них - это те, что образуются из-за плохой теплоизоляции чердаков. Здесь картина следующая:на улице мороз минус тридцать, а чердачное тепло находит «окна» в кровле и растапливает снег. Но талая вода вновь мгновенно замерзает.
На холодной кровле почти не бывает сосулек
Сосульки сперва выглядят маленькими и не кажутся опасными, но час за часом наледь накапливает огромную массу, и, отрываясь от кровли, летит вниз смертоносным грузом, разрушая карнизы и водостоки. В среднем такие сосульки весят до двухсот и более килограмм, и, падая даже с небольшой высоты, например с подъездного козырька, они не оставляют попавшему под такой "обстрел" человеку шансов на спасения.
Есть несколько вариантов решения этой проблемы, которые можно превратить в бизнес. Первое — охладить чердак до уличной температуры, то есть тщательно теплоизолировать надпотолочные перекрытия последнего этажа, и открыть все чердачные окна. Это метод эффективен при переводе отопления «сверху» «вниз» для домов довоенной постройки.
Второй - обить крышу изнутри качественным теплоизолятором. По словам Евы Моисеевой, ТСЖ и управляющие компании с неохотной идут на крупные траты по теплоизоляции. Кроме того, стопроцентно не гарантируется защита от так называемых капельных сосулек, которые образуются под действием солнца.
Золотая крыша
Другой способ борьбы с сосульками — монтаж электрических систем антиобледенения кровли и водостоков. Но у него есть один очень существенный недостаток — эффективно работают такие системы лишь при температуре не ниже минус пяти градусов Цельсия. При сильных морозах такие системы либо вовсе не эффективны, либо требуют колоссальных затрат электроэнергии. Хотя в южные регионах подобное оборудование вполне применимо.
Что до финансовой части, то электронагревательные провода и матрицы могут похвастаться невысокой стоимостью. Так, популярные саморегулирующиеся греющие кабели метровой длины стоят порядка 700 рублей. Вот только потребуется их много, поэтому такое электрическое антиобледенение по всей крыше обойдется в копеечку. Например, специалисты одной питерской фирмы оценили установку такой системы в 200 тысяч рублей для одного дома. Если приплюсовать к этому расходы на электрическую энергию, затраты впечатляют. Но, как говорят установщики подобных систем, заказчики есть, пусть и не много, но их вполне хватает для того, чтобы превратить подобную ликвидацию сосулек в бизнес.
Тепловизор и фотоаппарат против сосулек
Есть еще один подход к бизнесу на антиобледенении, нестандартный.
«Еще зимой, в самый пик кампании по противодействию сосулькам, - рассказывает Ева, - мы договариваемся с ТСЖ о проведении специальных изыскательных работ. За пять, максимум десять тысяч рублей».
Во время этих работы молодые люди из «Виртуального антиобледенителя» с помощью тепловизора обследуют кровлю здания, и обнаруживают утечки тепла. Как правило, по площади они составляют не более 5-10 процентов кровли. Это позволяет управляющей компании значительно снизить расходы на теплоизоляцию чердаков, куда на большую сумму, так что платят коммунальщики за такую работу с радостью. .
Далее коммунальщикам предлагают составить карту наледи, то есть фиксируются конкретные места постоянного образования сосулек. С учетом этих данных проектируется система электрического антиобледенения. В итоге затраты на нее сокращаются в разы, так как нет необходимости оборудовать специальной техникой весь периметр здания. Достаточно установить оборудование лишь в некоторых местах.
Ультразвук - разрушитель льда
Бороться с сосульками можно и ультразвуком. «Об этом очень иного говорят, - замечает Ева, - но практически не внедряют, ссылаясь на стартовую дороговизну, хотя это не так».
Фирма «Виртуальный антиобледенитель» советует по периметру кровли, в местах ледообразования, смонтировать жесткий контур из 3-5 мм напряженного стального прута. Также нужен переносной ультразвуковой генератор приличной мощности, с магнитострикционным вибратором на выходе, который по очереди состыковывают со стальными ответвлениями контура и подают мощный ультразвуковой сигнал. Контур на кровле начнет работать как ультразвуковая антенна, разрушая лёд. По мнению специалистов, ультразвук эффективен в сильный мороз, когда лёд хрупок, а контур - напряжён.
Оптимальной частотой ультразвука для разрушения льда является 22 кГц. Считается, что кристаллическая решетка льда не в состоянии «успеть» за сокращением и расширением, вызванными этой частотой. Именно на этой частоте возможен эффект резонанса. Мощность механического ультразвукового генератора должна быть не ниже 2 кВт.
В принципе можно использовать соответствующие аппараты для ультразвуковой сварки. Но кроме частоты и мощности важна и форма колебаний. Стоит остановиться на стоячей волне с характерным чередованием узлов (нулей) и пучностей (максимумов).
Что до самого контура на кровли, то он не требует применения каких-то уникальных материалов и решений. Но, учитывая среду, в которой ему предстоит работать, делать контур необходимо из нержавеющей стали.
Берегись, лёд!
Как еще можно заработать на сосульках? Например, заключить с управляющей компанией договор о периодической осмотре кровель домов и сбивания с них сосулек вручную.
Также оправданной является услуга по установке временных заборчиков в местах интенсивного образования и падения сосулек. По договору с коммунальщиками, предприниматель, решивший заработать на сосульках, монтирует такие заборчики осенью и убирает их весной, когда снега уже не останется.
Однако лучше оказывать подобные услуги в комплексе, а не ограничиваться лишь одной мерой. В этом случае и доход выше и пользы больше. Но пока рентабельность подобных работ не высока. Денег хватает лишь на аренду небольшого офиса и расходные материалы.
«Пока это энтузиазм, - говорят в «Виртуальном антиобледенителе». — Но мы верим, что скоро наш бизнес завоюет признание и от клиентов отбоя не будет. Главное успеть к этому времени накопить практический опыт. Ведь в Швеции подобным бизнесом активно занимаются частные компании, которые год от года только наращивают обороты. Разве мы хуже?»
Александр Ситников
На фоне потепления зим в последнее десятилетие с оттепелями, чередующимися с похолоданием, бороться с образованием сосулек механическими способами стало чрезвычайно сложно. Казалось, еще вчера все ледяные наросты были убраны, но нет – вот они, появились снова.
Немыслимо представить, что коммунальная служба или владелец будут ежедневно сбивать сосульки с крыши. То есть вероятность несчастных случаев от их падения по-прежнему остается высокой, а покрытие теряет свою надежность. Отсюда вывод – необходима правильно организованная защита кровли от сосулек.
Как появляются сосульки: механизм образования
В основе образования сосулек лежит естественный процесс. Таяние осевшего на крышу снега обычно происходит по двум причинам:
- под действием лучей солнца;
- в результате плохой теплоизоляции кровли.
Первый из процессов интенсивно проходит весной: днем крышу согревает солнце, а ночью успевший подтаять снег вновь замерзает от резкой смены температуры.
Зимой в кровлях, отличающихся низкой теплоизоляцией, или с мансардными этажами образование наледи и сосулек может проходить непрерывно. Из-за повышенной теплоотдачи нижние слои снежного покрова крыши подтаивают и стекает в водосток. Там уж талая вода, будучи лишенной , начинает замерзать и образует по краю кровли сосульки.
Со временем собственная масса сосульки увеличивается, и в какой-то момент в месте начала роста значение предела ее прочности оказывается превышенным, и она обрушивается вниз.
Эффективная защита крови от сосулек
Процесс механической очистки снега и сосулек с крыши довольно трудоемкая задача при этом еще чревата повреждением покрытия. Самый оптимальный вариант борьбы с ее обледенением – кабельная защита.
Главное, это не только действенный способ устранения уже имеющихся ледяных наростов, но и их предупреждение.
Преимущества кабельных систем антиобледенения
Подобная защита кровли и водостока отличается определенными достоинствами.
- При установке вмешательство в конструкцию здания не нужно. Она подходит для любой поверхности и не портит облик дома.
- Можно укладывать на кровле и локально, и вдоль периметра.
- Не требуется демонтаж, поэтому ее считают идеальной в условиях сезонности климата.
- Кабельный обогрев изначально призван препятствовать появлению снежных масс, а не растапливать их. При таком подходе уменьшается расход электроэнергии.
- В зависимости от используемого кабеля для защиты от сосулек, полученная дополнительная экономия получается различной.
- Сводит до минимума стоимость , а он может оказаться весьма дорогостоящим.
- Функции управления, благодаря датчикам температуры, влажности и снега, полностью выполняются автономно без всякого вмешательства человека. В частности,
Система будет работать ровно столько времени, пока сохраняется риск образования сосулек, иначе говоря, пока таяние на кровле не прекратится. Сам же этот процесс отсутствует, если наружная температура ниже в среднем -10°С или отсутствует снег.
Компоненты
Антиобледенительная система состоит из:
Греющий кабель
Его монтируют на участках самых вероятных для появления сосулек, точнее, по краю кровли и в водосточной системе: желобах и водостоках. Более точно место прокладки определяют, исходя из типа кровли, ее теплового режима климатических условий того или иного региона. Если в каком-то случае ограничиваются обогревом водостоков и желобов, то в другом кабель обязательно прокладывают и на других участках. В среднем мощность обогрева составляет порядка 40-50 Кв/м, но для каждого случая ее рассчитывают индивидуально. Укладывая кабель в несколько линий, можно обеспечить необходимую мощность.
Крепежные элементы
Специальный крепеж обеспечивает при монтаже кабеля отсутствие отверстий от сверления на кровле или трубе. Например, в случае мягкой кровли или крепление выполняют на специальной металлической ленте, которая к тому же исключает непосредственный тепловой контакт с поверхностью.
Элементы контроля
К ним причисляют датчики осадков, температуры и талой воды. Как только показания датчиков фиксируют превышение допустимых, система запускается. Снежный слой периодически растапливается и отходит по водостокам.
Распределительная сеть
Через нее к источнику электроэнергии подключают греющий кабель.
Пульт управления
Он нужен для контроля работы.
Виды кабеля
Саморегулирующий – прекрасная возможность экономии электроэнергии, поскольку мощность его может изменяться соответственно температуре окружающей среды, причем на различных участках мощность кабеля могла отличаться. Кабель отличается высокой надежностью. Его изоляция из полимерных материалов даже при нахлесте защищает его от перегрева и замыкания, а также от УФ-излучения и механических повреждений. Саморегулирующий просто монтируется и не теряет свойств при нарезании на участки любой длины.
Резистивный чаще используют на открытых площадках, так как мощность у них постоянная. При монтаже необходимо избегать перехлеста, чтобы не вызвать перегрева. Имеет определенные ограничения по минимальной/максимальной длине.
Тепловые режимы конструкции кровли и расчет мощности
При расчете мощности систем антиобеденения берут за основу следующие тепловые режимы крыш:
«Холодная» – имеет низкий уровень теплопотерь и хорошую теплоизоляцию. Наледи на подобных кровлях образуются обычно с таянием снега на солнце. Наименьшая температура таяния – до -5°С. Систему снеготаяния на них устанавливают исключительно в водостоках.
«Теплая» – имеет плохую теплоизоляцию, снег на ней начинает таять при низких температурах воздуха до -10°С. Антиобледенение на подобных кровлях – комплексно, его монтируют в желобах, водостоках и на кровле. в этом случае имеют повышенную погонную мощность (25– 30 Вт). Мощность на их кромках и в желобах устанавливают выше, чем в случае «холодных», чтобы система сохранила эффективность работы при низких температурах.
МОСКВА, 5 фев - РИА Новости. Ученые из Государственного океанографического института Росгидромета (ГОИН) предложили простой и дешевый способ предотвратить образование на крышах сосулек и наледи - достаточно небольшой доработки конструкции крыши, чтобы сделать ненужной борьбу с сосульками, которая каждую зиму создают массу неудобств, причиняет ущерб горожанам и уносит из бюджетов городов России значительные суммы.
Один из авторов разработки, заместитель директора ГОИН Алексей Палей в беседе с РИА Новости отметил, что пока предлагаемые способы борьбы с обледенением сводятся либо к постоянному нагреву крыши, либо к использованию специальных методов удаления сосулек и наледи. Однако это требует больших затрат.
"Самым распространенным методом остается удаление наледи и сосулек вручную с помощью лопат и ломов. От этого страдают крыши, жизнь людей подвергается риску, на оплату этих работ тратят значительные средства. Еще большие суммы уходят на ремонт крыш, пострадавших зимой от шанцевых инструментов. Кроме того, от падающих с крыш домов сосулек часто страдают люди", - говорит Палей.
По его данным, только в Москве крыши нескольких тысяч домов нуждаются зимой в очистке ото льда.
Главный виновник - теплый чердак и лучи солнца
Ученые изучили механизм образования льда на скатных крышах и выяснили, что снег на крышах тает даже в самую холодную погоду из-за тепла, проникающего с чердака, и от солнечной радиации. Вода стекает к краю крыши (свесу), где, контактируя с холодной поверхностью, обдуваемой воздухом, замерзает и образует ледяную "кайму". Здесь лед постепенно накапливается, образуется наледь и из нее начинают "прорастать" сосульки.
Способствует образованию льда и конструкция водосточных труб - изгиб трубы у карниза неизбежно приводит к образованию ледяной пробки. Талая вода начинает течь поверх водосточных труб, образуя мощные сосульки.
Ученые сформулировали три основных направления предотвращения образования сосулек: не дать талой воде попасть на холодный край крыши, снизить интенсивность таяния снега на основной плоскости кровли, снизить массу снега, который может накапливаться на свесах кровли.
Не дать воде замерзнуть
Предложенная учеными ГОИН технология предусматривает простую и не требующую значительных затрат конструктивную доработку крыши: чтобы вода не попала на край кровли, водосточная труба должна "встретить" ее раньше, не обходя выступ карниза, а проходя сквозь него.
"В этом случае талые воды сразу же стекают вниз по водосточной трубе, не попадая на свесы. Установив водосточную трубу вертикально непосредственно на стене, пронизывая все выступающие конструктивные элементы, до системы подземного водостока, мы до минимума сведем время отвода воды, и тем самым снизим вероятность ее замерзания. Кстати, особой оригинальности в предлагаемой конструкции нет. На многих крышах зданий в Чехии и Германии встречаются подобные конструкции", - поясняет Палей.
Водосточные желоба следует установить вдоль теплой зоны поверхности крыши, а водосточные трубы, пронизывающие карниз, должны быть прижаты к теплой стене здания, добавляет он. Трубы должны прямо уходить в систему городского водостока, чтобы исключить замерзание в них талых вод, а также образование луж и наледи на тротуарах.
Разработчики также предлагают снизить интенсивность таяния снега, регулируя температурный режим чердачных помещений. Для снижения накопления снега на свесах кровли они предлагают ряд конструктивных решений, в частности, использование специального покрытия.
Согласно подсчетам ученых, стоимость переоборудования крыши одного типичного пятиэтажного дома в Москве может быть доведена до 1 тысячи рублей на погонный метр кровли.
Разработанная учеными ГОИН технология защищена пятью патентами РФ на изобретение.
Зима - замечательное время года! Сколько радости и взрослым, и детям приносит катание на лыжах и коньках, на санках, да и просто с горки. Зима - это ещё и новогодние праздники с ёлкой, подарками и мандаринами. И если бы не одно «но»… - сосульки. Сосульки - не только забава для малышей, ёлочная игрушка и сверкающая на солнце прозрачная бахрома, «украшающая» кровли, но и вполне серьёзная проблема. Большинство из нас с наступлением холодов всё чаще слышат о несчастных случаях с прохожими, пострадавшими от падения сосулек или льда с крыш домов.
Причины появления сосулек на крышах
Основная причина образования сосулек - большой перепад между температурами наружного воздуха и поверхности кровли. Если через наружные стены и окна тепло просто покидает жилище, то с крышей обстоит совсем другая ситуация. Тёплый воздух, как известно, поднимается наверх, и основной поток тепла, уходящего из здания, проходит именно через крышу. То тепло, которое должно было остаться внутри и согревать нас, вместо этого начинает греть снег, лежащий на скатах. Капли талой воды стекают вниз, уходя из зоны нагрева, где опять замерзают, как и положено воде, при отрицательной температуре. Результат может варьироваться от небольшого оледенения до глыб льда весом в десятки килограммов, которые нависают над землёй подобно дамоклову мечу в ожидании «лётной» погоды.
Самый эффективный способ борьбы с проблемой - это работа над её первоисточником. Если крыша достаточно утеплена, то она пропускает минимум тепла, снег на крыше нагревается слабее, и таяние его будет происходить в заметно меньшем объёме или не будет происходить совсем.
Что и зачем? Сравниваем материалы
Помочь крыше дома удерживать внутри больше тепла призвана теплоизоляция, которую стоит рассмотреть на примере материалов из каменной ваты - и вот почему.
Каменная вата производится из расплава горных пород, сформованных в тонкие волокна. От природы сырья материал сохраняет экологичность, биологическую стойкость, негорючесть и долговечность камня наряду с хорошими акустическими и теплотехническими характеристиками, о которых следует рассказать подробнее.
Коэффициент теплопроводности - основная характеристика теплоизоляции. Чем он меньше, тем эффективнее материал удерживает тепло при сравнении одинаковых по толщине материалов. Его обозначают греческой буквой лямбда (λ), и он имеет размерность Вт/м*°С, или Вт/м*К (эти размерности одинаковы).
С этой точки зрения получается простой вывод: чем толще слой утеплителя и меньше коэффициент теплопроводности, тем меньше тепла будет уходить через крышу.
Коэффициенты теплопроводности материала указываются производителем в документации на материал. Чаще всего эти данные вместе с другими техническими характеристиками можно найти в заключении к техническому свидетельству на продукт. Также достоверным источником могут считаться протоколы теплотехнических испытаний. Данные, опубликованные в брошюрах или на сайте производителя, не должны отличаться от документальных. Для сравнения лучше всего использовать показатель λб. Это коэффициент теплопроводности в условиях работы утеплённой конструкции по влажности, которые охватывают большую часть территории России. Он численно больше (для гидрофобизированной каменной ваты всего на несколько тысячных единиц), то есть хуже своих «собратьев» с другими индексами, но именно λа и λб используют в расчётах проектировщики, чтобы учесть влияние климатических факторов на утеплитель.
Что касается необходимой толщины материала, то нормативные расчёты определяют требуемое сопротивление передаче тепла для крыши или стен, которое надо обеспечить, чтобы не переплачивать за отопление для поддержания комфортной температуры +20°С.
Так, для крыши дома в Москве и области утеплитель из каменной ваты Лайт Баттс СКАНДИК обеспечит требуемые значения сопротивления передаче тепла по нормативам при толщине 200 мм (два слоя по 100 мм). Для Оймякона, знаменитого «полюса холода», не менее 350 мм; для Архангельска, Мурманска, Красноярска рекомендуется использовать толщину утеплителя Лайт Баттс САНДИК около 250 мм; для Краснодара, Сочи, Анапы - около 150 мм. Кстати, здесь нет ошибки: наряду с холодными регионами, здания, расположенные в традиционно курортных городах, также нуждаются в утеплении. Во-первых, потому что зимой там тоже бывает сравнительно холодно. Во-вторых, летом теплоизоляция выполняет функцию предотвращения излишнего перегрева внутренних помещений. Она способна заметно снизить нагрузку на системы кондиционирования, особенно те, которые работают по инверторному принципу.
От слов к делу. Состав конструкций мансарды и чердака
Утеплённая мансарда - это жилое помещение, расположенное на чердаке дома под крышей. Оно получило своё название по имени знаменитого французского архитектора Франсуа Мансара, который первым стал использовать чердачное пространство для жилых целей ещё в середине 17 века.
Конструктивно мансардная кровля - каркасная конструкция, состоящая из стропил, обрешётки, покрытия кровли и внутренней отделки. Утеплённая мансарда включает следующие слои из следующих слоев последовательно по направлению от тёплого помещения к холодному наружному воздуху:
- Внутренняя обшивка. Как правило, листовые материалы (гипсокартон) или вагонка.
- Пароизоляция. Чаще всего используются специальные полиэтиленовые плёнки толщиной 0,2 мм. «Золотое правило» утепления гласит, что пароизоляцию следует ставить всегда с наиболее тёплой стороны (под утеплителем). Установка плёночного материала поверх утеплителя (близко к холодному наружному воздуху) неизбежно создаст барьер для выходящего снизу пара, который не упустит возможности сконденсироваться на пароизоляции в виде капель влаги.
- Слой утеплителя. Так как конструкция каркасная, то применяют утеплитель из каменной ваты малой плотности. Такой утеплитель имеет хорошие теплотехнические показатели и предназначен для установки враспор в каркас по следующей схеме: поджал и поставил (у утеплителя Лайт Баттс СКАНДИК для этой цели даже есть специальный Флекси-край). Волокнистая структура утеплителя из каменной ваты делает его хорошим звукопоглощающим материалом, что уменьшит шум падающего дождя на кровлю с покрытием из металла.
- Ветрогидрозащитная (диффузионная) мембрана. Она устанавливается поверх утеплителя с холодной стороны конструкции и защищает его от воздействий ветра и капель влаги, так или иначе попадающих в подкровельное пространство. Этот материал не похож на плёнку, он должен хорошо пропускать пар в одну сторону (из конструкции наружу) и не пропускать воду и ветер в другую. В линейке продукции ROCKWOOL есть двухслойная гидроветрозащитная мембрана, предназначенная именно для кровель.
- Вентилируемый зазор. Позволяет высыхать воде, попавшей или сконденсировавшейся на поверхности ветрогидрозащитной мембраны. Толщина вентзазора составляет 4-5 см. Он создаётся дополнительной обрешёткой (контробрешёткой), которая крепится поверх основной, где стоит утеплитель.
- Кровельное покрытие. Это всё то, чем покрыта кровля, чтобы защитить внутренние пространства дома. Здесь выбор варьируется от штучных (керамическая или битумная черепица) до листовых из металла и рулонных материалов. Материал закрепляется на контробрешётку.
- Пароизоляционная плёнка по черновым доскам.
- Утеплитель между лагами враспор.
- Двухслойная ветрозащитная мембрана ROCKWOOL для кровель поверх утеплителя.
- Чистовой пол из досок (иногда в конструкции не предусмотрен).
Абсолютного исчезновения сосулек может и не произойти. Это не значит, что утепления недостаточно или оно выполнено неправильно. При чередовании оттепелей и заморозков их появление естественно и вызвано погодными явлениями, на которые человек влиять пока не в силах. Также под нагревом солнечных лучей поверхности кровли тёмного цвета возможно незначительное подтаивание снега, однако образования гигантских ледяных колонн и сталактитов при использовании качественной теплоизоляции крыши ждать уже не стоит.
Следует ещё отметить, что утеплённая крыша не только позволяет решить основную часть проблемы возникновения сосулек для обеспечения безопасности жителей дома. Также приятным «бонусом» будет снижение затрат на отопление, а в самом доме станет более комфортно и уютно.
Екатерина Петрова.
