Альтернативные методы борьбы с сосульками. Российские ученые разработали способ избавить крыши от сосулек
Крыша должна быть надёжной, прочной, не протекающей и, в идеале, без сосулек. Причиной образования последних, вопреки распространённому мнению, является не только переменчивая зимняя погода, но и неправильно эксплуатируемая, спроектированная и смонтированная крыша. Существует несколько основных способов избежать образования сосулек, которые должны дополнять друг друга. Сразу оговоримся, что в этой статье речь пойдёт только о скатных крышах , минимальный угол наклона которых составляет 15?.
Главный «рецепт»
Правильный кровельный «пирог» - главное условие отсутствия большого количества наледи и сосулек на крыше . На начальном этапе создания проекта будущего дома необходимо решить проблему наличия либо отсутствия жилой зоны в подкровельном пространстве. От этого зависит как форма стропильной системы, так и конструкция «пирога».
Холодный чердак
Если под кровлей нет помещения, где необходимо сохранить положительную температуру, чердак является «компенсатором» тепла , выделяемого из дома. В этом случае не нужно делать пароизоляцию самой крыши и «пирог» будет простым и дешёвым. Пароизоляционный барьер будет монтироваться в перекрытиях между подкровельным пространством и верхним жилым этажом.
Кровельный пирог для металлочерепицы. Холодный чердак.
Когда чердак используется как холодный склад (описанный ранее вариант + необходимость периодического доступа в это помещение), место выхода на крышу будет потенциально являться источником влаги из-за поднимающегося пара. Отличным выходом из сложившейся ситуации будет установка чердачной лестницы с утеплённой крышкой люка.
Жилая мансарда
Если Вы планируете сделать жилую мансарду с комфортной температурой, то должен быть:
А. Грамотно спроектирован . В нём обязательно должны быть следующие слои: пароизоляция, гидроизоляция, прослойка воздуха для обеспечения нормальной вентиляции, утеплитель не менее 200 мм (норма для средней полосы России в случае с материалами на основе базальта).
Кровельный пирог для металлочерепицы. Утеплённая мансарда.
B. Правильно смонтирован . Строители должны точно «выдерживать» нормативное расстояние между каждым слоем и чётко следовать инструкции по монтажу для каждого материала. Особенности монтажа каждого покрытия различны и требуют индивидуального подхода. Отдельного внимания заслуживают несущий каркас дома, стропильная система и само кровельное покрытие, подвергающееся пагубному воздействию нашего сурового климата. Поэтому, во избежание неприятных неожиданностей в виде образование наледей и сосулек, лучше доверять кровельные работы мастерам своего дела.
Проблемы эксплуатации
Одной из причин образования наледей и сосулек, свисающих с крыши, является нарушение температурно-влажностного режима (далее ТВР) чердачного помещения. Его нормализация индивидуальна для каждого строения. Главное - максимально снизить количество тепла, поступающего в подкровельное пространство и обеспечить его вентиляцию.
На данном примере наглядно показано, как делать НЕ надо :
Кухня без вытяжки в мансарде - благоприятная среда для появления сосулек
Эффективное средство борьбы со льдом - периодическая чистка кровельного покрытия , в особенности, после обильных снегопадов. Следует отметить, что это требует соблюдения техники безопасности и монтажа дополнительного оборудования (люки, кровельные лестницы), которое часто отсутствует на российских крышах. В связи с этим, организовать такую работу очень непросто.
Знания против льда: кто сильнее?
На сегодняшний день есть ряд инженерных разработок, отчасти позволяющих решить проблему, среди которых благодаря экономичности и технологичности выделяется Патент В.П. Протасова № 59916 . Труба , обогреваемая теплом от стены строения, утепляется при помощи окрашенного в цвет фасада декоративного утеплителя. Монтаж осуществляется так, чтобы она соприкасалась со стеной и получала идущее от здания тепло, вследствие этого вода не будет замерзать и стечёт по трубе, не образовывая сосульки. Следует отметить, что данное изобретение наиболее эффективно в условиях относительно мягкой зимы.
В последние годы всё чаще стали говорить о системах подогрева водостоков . С одной стороны, их установка может решить проблему образования сосулек, с другой, значительно усугубит положение со льдом у подножья дома. В этом случае, вместо сосулек у стен будут образовываться ледяные сугробы, тающие существенно медленнее.
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.
Когда с крыши свисают сосульки, они красиво и нарядно смотрятся, но несут серьёзную опасность. Из-за перепадов температуры могут появляться небольшие наросты и целые глыбы льда, свисающие с карнизов домов. Они представляют угрозу для проходящих мимо людей, а также машин и других предметов, находящихся рядом со стенами здания. Падая с крыш, сосульки могут повредить электропровода. Чтобы предотвратить появления сосулек на холодных крышах, надо организовать хорошую вентиляцию, а если чердачное помещение жилое, то кровлю нужно качественно утеплить.
Причины появления сосулек на крыше
Есть несколько причин, которые приводят к появлению сосулек на крыше дома. Рассмотрим их более подробно.
Как избавиться от сосулек
Если причины появления сосулек не были вовремя устранены, рано или поздно возникает вопрос, как от них избавиться. Справиться с этой задачей в частном доме можно своими руками, а для избавления от сосулек на многоэтажных зданиях лучше всего привлекать специалистов.
Использование современных технологий позволяет выполнять такие работы с минимальным участием человека, что значительно снижает риск получения травм. Но для этого требуется наличие специализированной техники и обученного персонала. При механическом удалении наледи надо быть очень осторожным, так как существует большой риск травмироваться или сорваться с крыши . В этом случае также надо иметь определённый опыт и инструменты.
Во время выполнения работ на крыше дома надо быть предельно осторожным и обязательно использовать страховку
Существует несколько основных возможностей избавления от наледи и сосулек на крыше.
Оборудование для удаления сосулек с крыши
Для того чтобы эффективно бороться с наледью и сосульками, появляющимися на крыше большого дома, надо иметь специальное оборудование и инструменты. С их помощью работать будет не только проще и быстрее, но и безопаснее.
К современному оборудованию, используемому в основном в специализированных компаниях, относятся такие устройства:
- ультразвуковые приборы, которые разрушают лёд при помощи мощного импульса, излучаемого в соответствующем диапазоне;
- лазерные устройства, которые позволяют срезать сосульки при помощи направленного пучка излучения;
- паровые установки, в этом случае сосульки срезаются струёй пара;
- химические препараты, которые быстро растворяют лёд;
- электроимпульсные установки - на поверхность крыши устанавливают индукторы, которые при подаче напряжения образуют магнитное поле и импульсный вихревой ток, за счёт чего происходит кратковременная деформация кровли и удаляются все сосульки.
При проведении механического удаления сосулек в зависимости от типа здания и того, будет ли работа выполняться с земли или с крыши здания, понадобятся следующие инструменты:
- скребки. Они имеют T-образную деревянную, металлическую или пластиковую ручку, за которую легко тянуть, а на конце - затуплённую металлическую пластину;
Телескопическая ручка скребка позволяет удалять снег и сосульки, находясь на безопасном расстоянии от стены дома
- лопата. Чтобы не повредить покрытие, лучше использовать пластиковую или металлическую лопату с прорезиненой лопастью на конце;
- специальные топоры. Они также не должны быть острыми, чтобы во время работы не была повреждена кровля здания;
- ледорубы. Их используют для удаления тех сосулек, которые расположены за пределами крыши;
- крюки и растяжки для удаления больших сосулек. При помощи таких инструментов их фиксируют, после чего спиливают небольшими частями;
- лестница. Она должна быть прочной и надёжно установленной. Вместо лестницы можно использовать гидравлический подъёмник;
Для того чтобы достать до сосулек на крыше высокого дома, можно использовать гидравлический подъемник
- длинная жердь. С её помощью можно сбивать сосульки, не приближаясь к зданию, и удалять их на безопасном расстоянии;
- ножовка, бензо- или электропила. Эти инструменты используются в случае образования больших сосулек, которые не удаётся просто сбить;
- страховочное оборудование. Если работа проводится с крыши, надо обязательно использовать страховку, которая должны быть прочной и надёжной, чтобы обеспечить безопасность людей.
Требования безопасности при нахождении рядом со зданием и на его крыше в зимний период
Во время оттепелей или весной, когда днём снег активно тает, а ночью бывают заморозки, на крышах зданий начинают активно образовываться сосульки. Чтобы не получить травму во время падения сосульки с крыши, надо придерживаться определённых правил:
Чистить крышу самостоятельно нужно с учётом следующих рекомендаций:
Как предотвратить образование сосулек и наледи на крыше дома
Намного проще и дешевле будет предотвратить появления сосулек и наледи, чем постоянно с ними бороться . Есть несколько способов, как не допустить образование льда на крыше, а какой из них выбрать, каждый владелец решает самостоятельно.
Основное условие, при котором наледь на крыше не будет образовываться, - поддерживание отрицательной температуры её поверхности. Это достигается за счёт утепления чердачного помещения или подкровельного пространства, чтобы тепло от дома не попадало на кровельный материал. В таком случае крыша в зимний период будет покрываться снегом, а лёд на ней образовываться не будет.
Основные методы предотвращения появления наледи и сосулек на крыше здания сводятся к следующим мероприятиям.
- Устранение мест, через которые тёплый воздух выходит на крышу. Через потолок, если он плохо изолирован, теряется очень много тепла, которое уходит на холодный чердак. Если есть жилая мансарда, то утеплять её надо ещё более тщательно, так как стены этого помещения непосредственно контактируют с кровельным пирогом. Чаще всего тёплый воздух выходит через зазоры возле труб дымохода, в местах стыков гипсокартонных плит и т. д. Определить такие места проще всего зимой. Достаточно посмотреть на крышу и вы увидите, где более активно тает снег.
Если устранить места потери тепла через крышу, на ней перестанут образовываться сосульки
- Обеспечение необходимой толщины теплоизоляционных материалов. Специалисты рекомендуют, чтобы слой стекловолокна или минеральной ваты составлял 30–35 см. Кроме толщины утеплителя большое значение имеет правильность его укладки. Между собой листы должны быть плотно спрессованы, чтобы нигде не было щелей. Если крыша утеплена правильно, возможность образования сосулек будет сведена к минимуму: они появятся только во время прогревания поверхности солнцем, но это всего на несколько дней.
- Создание качественной вентиляции. При помощи такой системы тёплый воздух эффективно удаляется на улицу, а его место занимает холодный. На чердаке входные отверстия делают над карнизом, а выходные - возле конька. Для того чтобы система вентиляции эффективно работала, её надо правильно рассчитать. Если своих знаний недостаточно, то лучше обратиться за помощью к специалистам. Общая площадь приточных отверстий должна немного превышать площадь выходных отверстий .
- Установка специальных вибраторов. Вибратор может воздействовать на стропильную систему или непосредственно на лёд. В первом случае на стропила устанавливается небольшой электромотор с эксцентриком, который во время работы создаёт незначительные колебания частотой 10–50 Гц, за счёт чего лёд раскалывается и слетает с крыши. Хотя такой прибор имеет небольшие размеры, его достаточно чтобы защитить до 200 м 2 кровли. Для воздействия на лёд используется оборудование, работающее в ультразвуковом диапазоне. На выходе вибратора есть электромагнит, подключённый к металлическому контуру. Когда контур вибрирует, лёд разрушается. Но такая техника стоит дорого, к тому же его довольно сложно устанавливать.
- Снегозадержатели. Эти элементы не предотвращают образование сосулек, но они не дают возможности большим ледяным глыбам падать с крыши. Они их задерживают, те постепенно тают, а вода стекает с крыши.
- Антиобеденительные составы. С их помощью перед началом холодов проводится обработка кровли. Это могут быть фторопластовые, кремнийорганические составы или раствор синтетического каучука. После их нанесения снижается сцепляемость льда и крыши, поэтому вероятность появления наледи значительно уменьшается.
- Электрический подогрев. На нижний край кровли устанавливают специальный тепловой кабель, который не позволяет образовываться льду. На кабель также придётся потратить значительные средства, а для его установки приглашают специалистов. Для того чтобы вода сходила с крыши, необходимо делать и обогрев водостоков. Для устройства снеготаяния могут использоваться два вида кабеля:
- саморегулирующийся. Меняет мощность в зависимости от температуры на улице, поэтому на разных участках она может отличаться, что позволяет экономить электроэнергию. Такой кабель при перехлёстах не нагревается, он надёжно защищён от негативного воздействия ультрафиолета, имеет высокую устойчивость к повреждениям, его можно монтировать участками разной длины, но стоимость его довольно высока;
- резистивный. Он имеет постоянную мощность по всей своей длине, боится перехлёстов, а также имеет ограничения по максимальной и минимальной длине, но стоит значительно дешевле.
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