крыша в снегу

Избавляемся от снега и льда на крыше: самые эффективные меры

Наша страна располагается в различных климатических зонах, где наряду с морозными зимами присутствуют и частые оттепели со снегопадами и последующими заморозками. В таких экстремальных условиях на крышах образуются наледи, сосульки и снеговые наносы значительной толщины, а значит, и немалого веса. Неконтролируемый сход больших масс снега и льда несёт опасность людям, а многотонное скопление снега может разрушить стропильные конструкции. Имеются методы контроля над критической толщиной снежного покрова на крыше, которые помогают своевременно очистить кровлю от снега и льда. А также существуют современные способы борьбы со скоплениями зимних осадков на крышах зданий.

Расчёт снеговой нагрузки на кровлю

Контролировать снеговую нагрузку на крышу зданий необходимо потому, что большой вес льда и снега может привести к разрушению стропильных элементов и кровельного пирога. При больших нагрузках на крышу сооружения становятся очевидными ошибки проектирования и просчёты при монтаже.

Конструкция кровли помимо самого кровельного материала состоит из целого комплекса сопутствующих материалов и элементов: гидроизоляция, пароизоляция, элементы вентиляции, утеплитель и многие другие. Такая многослойная конструкция напоминает слоёный пирог, за что и получила своё название — кровельный пирог.

Снеговая нагрузка
Выход из строя стропильной системы, малый угол наклона скатов приводит к неприятным последствиям

При избыточном скоплении снежных масс на крыше здания возникают риски внезапного схода пластов снега, что ведёт к непредсказуемым последствиям и угрожает здоровью людей. Нужно контролировать и весовую нагрузку на стропильную систему кровли, поскольку чрезмерное давление может деформировать или полностью разрушить каркасную конструкцию. Наиболее вероятному скоплению снежных масс подвержены следующие виды:

  • односкатные или двускатные крыши с углом наклона менее 15о;
  • места стыка односкатных крыш с вертикальной стеной;
  • сложные многощипцовые конструкции в местах стыка плоскостей с различным углом наклона;
  • кровли, выполненные из неметаллических материалов с большим коэффициентом трения;
  • крыши, построенные без учёта розы ветров вашего региона в зимний период.

Перечисленные виды кровли нуждаются в постоянном визуальном или удалённом контроле над толщиной снежной массы, который основан на расчётах веса снега на 1 м2 площади крыши и других методах.

Фотогалерея: скопления снега на крыше

Способы контроля снеговой нагрузки на кровлю

Для эффективного контроля необходимо учитывать предельную нагрузочную способность кровельного материала и стропильной конструкции. Для расчёта снеговой нагрузки существуют специальные калькуляторы, а также СНиП и СП 20.13330.2016, но они сложны в использовании. Приведём упрощённую формулу расчёта полного веса снега: Pполн.=N х Pрасч., где:

  • N — показатель угла наклона скатов крыши, коэффициент скатности при угле наклона менее 25о равен 1, при 25о-60о равен 0,7, а при углах более 60о не учитывается;
  • Pрасч. − весовое значение снежного покрова на 1 м2, кг/м2;
  • Pполн. − полный вес снега на м2 кровли, кг/м2.

Температурные условия и структура осадков не всегда позволяют точно определить вес снега без применения лабораторных исследований, которые обходятся недёшево. Нет необходимости использовать в обычных условиях дорогостоящие данные, может помочь оценочная таблица, которая существенно упростит визуальную оценку снеговой нагрузки на кровлю.

Таблица: вес снега в зависимости от структуры осадков

Тип снег и льда Вес в кг/м3
Пушистый сухой свежий от 30 до 70
Мокрый свежий от 70 до 160
Осевший свежий от 180 до 300
Сухой от 120 до 130
Мокрый от 800 до 950
Ветровой нанос от 200 до 300
Фирн или лёд от 500 до 960

Исходя из формул расчёта и данных таблицы, можно вычислить нагрузку на кровлю и определить необходимость очистки крыши от снега и льда. Если нет данных о нагрузочной способности стропильной конструкции и кровельного покрытия, то необходимо производить периодический визуальный контроль исправности этих элементов.

Снежная нагрузка на крышу
Температурные условия и структура осадков не всегда позволяют точно определить вес снега без применения лабораторных исследований, которые обходятся недёшево

Кроме расчётных и табличных данных существуют другие методы контроля над состоянием снежного покрова на кровлях различных видов. Они заключаются в дистанционном видеонаблюдении или удалённом контроле с помощью компьютеризированной системы с датчиками типа «ТОКВЕС» BBA или иными тензодатчиками. Ввиду высокой стоимости такие системы устанавливают на торговые центры, стадионы и культурно-развлекательные комплексы. Комплект аппаратуры удалённого контроля состоит из следующих компонентов:

  • кронштейна с укреплённым датчиком высоты снежного покрова;
  • блока передачи данных с устройством замера внешней температуры;
  • принимающего устройства, соединённого с компьютером;
  • компьютера с программными средствами для обработки данных и управления системой;
  • монитора для визуализации и манипуляторов.

Преимущества этой системы контроля заключаются в анализе истинной, а не расчётной толщины снежного покрова на различных участках крыши.

К аппаратуре удалённого контроля можно подключить более 120 датчиков, расположенных на крышах разных зданий и сооружений в пределах радиуса действия блоков передачи и приёма данных, а также можно избирательно включать системы обогрева кровли.

Способы очистки крыши от снега

Ручная очистка крыши от скоплений снега и льда требует значительных физических усилий и является опасной для человека. Применение оборудования, в том числе и на основе вибрационных воздействий на кровлю, не даёт ожидаемого результата. Это происходит потому, что индивидуальные архитектурные решения не позволяют использовать механизмы, а вибрация нарушает целостность кровельного покрытия. Применяют следующие способы очистки крыш от снега:

  • механический, при котором используется ручной сброс снега и льда, в том числе и с телескопической вышки на базе автомобиля;
  • химический, с использованием соли и реагентов;
  • способ нанесения гидрофобных плёнок;
  • технический способ, при котором производится регулируемый подогрев кровли и водоотводов;
  • меры профилактического характера, связанные с правильным выбором угла наклона скатов и качественно смонтированной теплоизоляцией кровли.

Использование этих способов очистки связано с работами на большой высоте и является особо опасным видом деятельности. Очень важно соблюдать правила техники безопасности при высотных работах и обеспечивать исполнителей исправным инструментом, спецодеждой и обувью, а также использовать страховочные приспособления.

Очистка крыш от снега
Механический способ очистки крыши от скоплений снега и льда требует значительных физических усилий

Правила очистки кровли от снега

Высотные работы производятся по определённым правилам и нормативам, исполнение которых является обязательным. Безопасные условия труда обеспечиваются наличием исправных лестниц, инструментов, спецодежды, касок и нескользящей обуви. Особое внимание нужно уделить страховочным верёвкам с регулируемой длиной и диаметром от 8 мм, которые крепятся к надёжным опорам первой категории. При механическом способе очистки с ручным сбросом снега и льда существуют отдельные правила, которые заключаются в следующем:

  1. Очистка производится в светлое время суток бригадой не менее трёх человек после инструктажа по правилам техники безопасности для высотных работ.
  2. Место сброса огораживается на расстоянии от 5 до 10 м от зоны падения снега и льда, выставляется дежурный, который обеспечивает безопасный проход людей и имеет голосовую или радиосвязь с высотными рабочими.
  3. Крыша очищается от карниза к коньку без нарушения целостности кровельного покрытия, телевизионных или иных кабелей.
  4. На кровле оставляется слой снега и льда толщиной от 2 до 5 см, который предохраняет покрытие от повреждения.
  5. Свисающие сосульки скалываются специальными кирочками или иными приспособлениями, которые обеспечивают целостность системы водоотвода.

Химические реагенты рассыпаются на кровле с использованием резиновых перчаток, а гидрофобное покрытие наносится на крышу валиком или распылителем в спецодежде с использованием респираторов. Монтаж элементов подогрева кровли и снегозадержателей производится исправным электроинструментом и иным оборудованием (лестницы, муфты, клипсы). Для всех работ обязательно использование каски и страховочные верёвки.

Устройства и инструменты для очистки крыш от снега и льда

При ручной очистке крыш применяются инструменты, обеспечивающие эффективную уборку и не повреждающие кровельный материал. Лопаты используются пластиковые или деревянные без режущих вставок, а для нарезки снега подойдут пилы на длинных черенках. Для удаления сосулек с карниза используют кирки или скребки. При устранении свисающих пластов снега и наледей можно привлекать телескопические вышки, которые позволяют быстро и безопасно выполнить работу. Химическая очистка с использованием соли и реагентов не требует инструментов, но недостатком этого метода является повышенная коррозия металлического покрытия и нарушение работы водоотводящей системы. Нанесение гидрофобных покрытий на чистую крышу производится с применением валиков, кистей и краскопультов, облегчает сход снега с кровли, но не решает проблему обледенения крыши. В ряде случаев используются раздвижные лестницы, гидравлические подъёмники и люльки с электрическим приводом. Наиболее эффективным считается технический метод очистки, который мы подробно рассмотрим в следующей главе.

Фотогалерея: инструменты для работы на кровле

Использование систем антиобледенения

Простейшим способом борьбы со льдом на крыше является правильный выбор угла наклона скатов и профессионально выполненное утепление и вентиляция кровли. Такая пассивная защита выполняется на стадии проектирования и строительства и должна проводиться с учётом преобладающих ветров в регионе, где производится застройка. Учёт этих факторов позволяет сэкономить в будущем значительные финансовые средства. Для существующих зданий используют иные методы защиты кровли от снега и льда.

Способы борьбы с обледенением кровли

С обледенением можно бороться методом высокоэффективной теплоизоляции жилого части здания от подкровельного пространства. При этом способе обеспечивается одинаковая температура внешней среды и чердачного помещения, что делает невозможным льдообразование. Недостатком является то, что при чередовании положительной и отрицательной среднесуточной температуры полностью устранить образование льда на кровле и карнизах невозможно.

Существует ряд методов антиобледенения с применением технических средств, которые щадящим образом воздействуют на кровельный материал и устраняют скопления снега и льда в критических местах крыши. Одним из технических способов является электроимпульсный метод воздействия на свес крыши. Он производится путём подачи кратковременного импульса на индукторы, который преобразуется в механическую вибрацию, что ведёт к разрушению корки льда на кровле. Этот способ, к сожалению, не получил распространения потому, что его воздействие имеет ограниченный характер и не решает задачу антиобледенения всей кровли.

Наиболее продуктивным является температурный способ антиобледенения, при котором используется нагрев кабеля, расположенного на проблемных участках кровли.

Системы антиобледенения кровли

Для борьбы со льдообразованием на крыше зданий широко используется метод температурного воздействия на кровлю и водоотводы. Системы обледенения отличаются по способу управления подогревом, используемым датчикам и контроллерам. Управление может быть ручным или автоматическим, а в некоторых случаях и управляемым дистанционно с применением компьютерной техники. При обогреве крыши, желобов, воронок и водосточных труб используется кабель с постоянным или переменным сопротивлением, нагревом которого управляет контроллер. Экономичность и эффективность достигается применением датчиков, работающих в температурном диапазоне от +5 оС до -10 оС. Сочетание таких технических элементов, обеспечивающих безотказную работу и электробезопасность, даёт следующие преимущества:

  • включение системы происходит при срабатывании датчиков температуры, влажности и при наличии снега и льда, что экономит электроэнергии;
  • контроль над параметрами кабеля осуществляется автономно, что гарантирует постоянную мощность, отсутствие перегрева и обеспечивает электробезопасность;
  • наличие контроллера исключает стартовые токи и перепады напряжения;
  • работа всей системы происходит без участия человека.

Фотогалерея: элементы монтажа системы обогрева кровли

При монтаже нагревательных элементов используются кабели в различном исполнении, которые существенно отличаются по стоимости. Наибольшее распространение получили резистивные кабели разнообразной конструкции. Одножильный кабель состоит из греющей жилы, двойной изоляции и медной оплётки, что экранирует электромагнитные помехи и обеспечивает достаточную защиту от механических воздействий. Двужильный кабель состоит из греющей и возвратной жилы в трёхслойной изоляции. Самым дорогостоящим из резистивных кабелей является секционная модификация, в которой кроме двух жил используется вольфрамовая нить для наиболее эффективного нагрева. Недостатком резистивной системы является обогрев всего кабеля, что ведёт к перерасходу электроэнергии, несмотря на наличие датчиков. Саморегулирующийся кабель лишён этих недочётов и состоит из двух проводников, между которыми расположена полупроводниковая плёнка. Чем меньше внешняя температура, тем больше возникает в плёнке проводящих линий с заданным сопротивлением, а это ведёт к большему нагреву и таянию льда.

Кабель с саморегуляцией обладает устойчивостью к механическим воздействиям и не нуждается в автоматизированных системах контроля потому, что нагревается только на участках с низкой температурой, а это даёт экономию электроэнергии и денежных средств.

Рекомендации по применению противообледенительных устройств на кровлях

Для оптимального использования потенциала системы подогрева кровли необходим тщательный сравнительный анализ цены и качества различных видов оборудования и типов кабеля. Нужно убедиться в укомплектованности аппаратуры противопожарными датчиками, наличием гарантийных обязательствах производителя и сервисных центров в вашем регионе. Для экономии средств можно воспользоваться следующими рекомендациями:

  • кабель монтируется в зоне стыков многощипцовых крыш, ендовах, на свесах и в системе водоотведения;
  • в ряде случаев целесообразно использовать двужильный кабель в один ряд;
  • на критических участках можно использовать саморегулирующийся кабель, а по свесу смонтировать более дешёвый резистивный;
  • в водосточных трубах большой длины необходимо применять тросы или тонкие цепи, чтобы избежать обрыва кабеля;
  • для защиты кабеля от неконтролируемого схода снежных масс нужно устанавливать системы снегозадержания.

Необходимо отметить, что самостоятельный монтаж возможен при наличии определённых знаний и навыков, но отладку системы автоматики следует доверить специалистам.

Видео: монтаж системы антиобледенения крыши

Мы рассмотрели способы очистки кровли от снега и льда, а также виды контроля над величиной снеговой нагрузки на крышу. В статье нашли отражение наиболее популярные способы механической, химической, эмульсионной и технической борьбы со скоплениями снега и льда. Важно учитывать, что можно избавиться от этих проблем ещё на этапе строительства загородного дома или дачи. Для этого по возможности необходимо следовать рекомендациям профессиональных проектировщиков и дизайнеров.