Почему образуются сосульки на крыше. Российские ученые разработали способ избавить крыши от сосулек

К сожалению, зима приносит нам не только радость лыжных прогулок, катание на коньках, подледную рыбалку, Новый год, Рождество, но и проблемы связанные с понижением температуры. Одной из таких неприятностей являются наросты из-за теплоты на чердаке, которые образуют опасные сосульки на крыше. Да и не только на крыше. Резкий перепад температуры воздуха может привести так же к образованию сосулек огромных размеров на деревьях, заборах, отливах окон, проводах и т. д., которые не меньше опасны чем те, что на крыше.

Содержание

  • Причины образования сосулек.
  • Опасные последствия.
  • Борьба с сосульками.

Причины образования сосулек

Причины образования сосулек можно разделить на два вида – естественные образования и искусственные. К естественным причинам относится резкое колебание температур, а именно, днем воздух прогревается до нулевой температуры и выше, а ночью происходит замерзание подтаявшего снега и образовавшегося льда.

Например, снег на крыше даже в морозную погоду, может начинать таять за счет изменения угла падения солнечных лучей. То есть, чем вертикальнее будут падать солнечные лучи, тем больше они приносят тепловой энергии. Ночью вода замерзает, образовывая ледовой налет. В следующий день опять все повторяется, ледовой налет увеличивается и в дальнейшем образовывает сосульки.

Искусственные образования сосулек в первую очередь возникают там, где кровельное покрытие имеет плохую теплоизоляцию. Но даже и при хорошей теплоизоляции этого избежать весьма трудно – разве что применив дополнительные конструкции. Механизм образования сосулек в этом случае очень прост: теплый воздух с чердака, поднимаясь вверх, растапливает нижние слои снега, образовывая при этом водяной слой. Вода, стекая вниз на холоде замерзает, постепенно создавая опасные сосульки на крыше.

Опасные последствия

Опасные последствия, которые таят в себе нависшие сосульки, приводят к травмам людей, а иногда и к летальному исходу. Кроме того, большое количество льда, падающего сверху может повредить электропровода, стоящие внизу автомобили, сломать ветки деревьев и т. д.

Даже упавший лед, который разбивается на мелкие части, может служить причиной травм рук, ног, позвоночника, головы. Поэтому своевременная борьба с этим опасным явлением просто необходима.

Борьба с сосульками

Первое, что приходит на ум в борьбе с сосульками – это сбросить их вместе с еще не растаявшим снегом с крыши. Чем, между прочим, практически повсеместно занимаются наши коммунальные службы. Как это происходит, видели все: огораживается определенный участок около дома, сверху со свистом летят сосульки, осколки от которых разлетаются далеко во все стороны. Не нужно так же забывать, что такой способ, называемый механическим, приводит к повреждению поверхности крыши со всеми вытекающими отсюда последствиями. Нечто похожее происходит и в частном секторе.

Однако, прогресс не стоит на месте и добрался к этому вопросу, предложив весьма эффективные методы по предотвращения образования сосулек на крыше. Остановимся на современной технологии, которая называется «Антилед», благодаря ней лед растапливается, исключая образованию снежной корки. Эта система приемлема как для многоквартирных домов, так и для коттеджей или одноэтажных домов.

Система «Антилед» состоит из следующих элементов:

  • Нагревательный элемент.
  • Терморегулятор.
  • Датчик температуры.
  • Вспомогательные элементы.

В качестве нагревательного элемента применяется резистивный или саморегулирующий кабель. Первый имеет постоянную мощность, второй меняет степени нагрева в зависимости от температуры воздуха. Размещают в местах наибольшего скопления воды: на краю крыши, в желобах и водостоках. Крепятся кабели с помощью вспомогательных элементов, которые представляют собой пластмассовые крепления. Конечно, можно нагревательный элемент можно смонтировать по всей площади крыши, однако стоить это будет очень дорого, да и хлопотно в обслуживании.

Чтобы нагревательный элемент служил долго и эффективно используются терморегулятор и датчик температуры воды. Эти приборы контролируют и включают систему тогда, когда возникает угроза образования льда. Эта автоматика не только сберегает нагревательные кабели, но и существенно сэкономит электроэнергию.

Управлять системой «Антилед»в ручном режиме, чтобы предотвратить опасные сосульки на крыше, крайне недопустимо, потому что это может привести к преждевременному выходу кабелей из строя и перерасходу электричества. Ведь определить момент включения системы «на глаз» невозможно.

1.
2.
3.

Система, предназначенная для обогрева кровли, позволяет предотвращать образование сосулек на крыше и исключает возможность появления наледи в элементах водосточной конструкции. Вариантов создания антиобледенения на кровле множество и при выборе оптимального решения для конкретного здания необходимо учитывать все нюансы. Разумно спроектированное и выполненное утепление крыши с внутренней стороны и система электрообогрева желобов и труб водостока обеспечат длительную эксплуатацию здания без проведения капитального ремонта.

Образование наледи и сосулек, такое как на фото – явление нежелательное и весьма опасное:

  • когда ледовая масса или сосулька падает с крыши дома, она может серьезно травмировать проходящих мимо граждан, повредить припаркованный автотранспорт, разрушить нижерасположенные строения, малые архитектурные формы и другое имущество;
  • замерзшая вода на крыше оказывает на ее поверхность высокую механическую нагрузку, что непременно приводит к повышенному износу кровельного покрытия;
  • лед, застывший в желобах и трубах, в дни, когда наблюдается оттепель, препятствует удалению осадков с кровли, в результате чего возникают протечки, наносящие серьезный ущерб целостности строения - его стенам, потолкам, фасаду, фундаменту и т.д.;
  • очистка крыши от сосулек и наледи должна производиться регулярно, а, как известно, механическая уборка снижает срок службы материала покрытия кровли.

Нагревательные кабеля системы антиобледенения успешно справляются с поставленной задачей, но при условии правильного ее проектирования.

Высокое качество монтажных работ и учет конструкционных особенностей крыши приводят к тому, что:

  • борьба с сосульками на крышах и обледенением становится неактуальной, поскольку они не образуются;
  • обеспечивается полноценное функционирование водосточной конструкции в межсезонье и в зимний период;
  • исключается возможность появления протечек и повреждения элементов системы водоотведения и фасада;
  • материальные затраты в скором времени окупаются, поскольку механическое удаление сосулек с крыш, как и наледи, приводит к необходимости проведения ремонта кровли, а это удовольствие достаточно дорогостоящее.


Скопление снега на крыше может привести к нежелательным последствиям. Во-первых, многократно возрастает нагрузка на несущие конструкции здания, плотность снега может составлять до 700 кг/м 3

Во-вторых, возможны протечки скатных крыш в ендовах, в зонах образования снеговых мешков, настенных и подвесных желобов, а также протечки в результате обледенения кровли и выпадения конденсата на внутренней стороне кровельного покрытия из-за неудовлетворительного температурно-влажностного режима чердачных помещений. А на плоских крышах протечки возможны в местах дефектов и повреждений покрытия.

Наконец, немалую опасность представляют свисающие с крыш карнизы и сосульки. Такие образования появляются на выступающих участках фасада здания, на карнизах, отливах, козырьках балкона, краях крыши. При "благоприятном" стечении обстоятельств за одни сутки вес сосульки может увеличиться на несколько десятков килограммов. Вес некоторых из них может достигать 300 кг. Сосульки могут ломаться и падать вниз, повреждая все, что встречается им на пути. Так в Москве за год от падения льда с крыши погибает 4-7 человека, около 50 получают травмы, наносится ущерб более чем 300 автомобилям. Сосулька весом 2 килограмма, сорвавшаяся с высоты пятиэтажного дома развивает у земли скорость в 60 км/ч.

Почему скапливается снег на крыше и образуется наледь

Снег, выпадая, скапливается как на плоских, так и на скатных крышах. Снег, лежащий на крыше, тает благодаря теплу и теплому воздуху, идущему с чердака из-за недостаточной теплоизоляции и всевозможным щелям, а также выводу вентиляции под крышу. Кроме того сосульки и наледь образуются при воздействии солнечного тепла и перепадах температур с положительной до отрицательной. Поверхность кровли нагревается и растапливает снег, при этом образующаяся вода стекает к краю крыши, который в свою очередь является холодным, и замерзает, образуя ледяную корку. Впоследствии толщина этой корки увеличивается, и из нее вырастают ледяные сталактиты - сосульки.


Также образованию льда способствует конструкция водосточных труб - изгиб трубы у карниза неизбежно приводит к образованию ледяной пробки. Талая вода начинает течь поверх водосточных труб, образуя мощные сосульки.

Как можно бороться с обледенением крыши

Для борьбы с обледенением необходимо изолировать кровлю от внутреннего тепла (для предотвращения образования наледи), либо каким-то способом убрать уже образовавшийся лед. Для этого существует несколько способов:

Правильное устройство крыши с хорошей вентиляцией чердака. Нужно исключить попадание тепла и теплого воздуха в чердачное помещение. Для усиления эффекта охлаждения и проветривания чердака можно использовать чердачный вентилятор. В этом случае кровля не нагревается и не растапливает снег, предотвращая образование сосулек и наледи. Как подобрать вентилятор для чердака описано .

Подогрев кровли. Специальный греющий кабель протягивается по водосточным желобам и трубам. При нагреве кабель растапливает снег и лед, и талая вода стекает по желобам и тубам до земли, не образуя наледи и сосулек. Как спланировать систему обогрева кровли и правильно выбрать кабель описано .

Что же делать когда наледь уже образовалась

Если наледь вызвала протекание воды на чердак, значит крыша у вас «теплая». Попытайтесь быстро ее охладить. Сделать это можно взяв с собой вентилятор и с его помощью направить в место протечки поток воздуха. При этом должны быть открыты слуховые окна. Направленная доза холодного воздуха быстро заморозит протекание. На практике достаточно нескольких минут.

Также для остановки протечки нужно избавится от наледи на кромке крыши. Грубая очистка крыш от наледи небезопасна для здания, но предотвратить дальнейший рост уже образовавшейся глыбы наледи на карнизе крыши, можно использовав старые колготки, заполнив одну их «ногу» солью хлорида кальция. Эту «колбасу» потребуется положить на глыбу, поперек ее. Довольно быстро в ней проплавится канал, и вода, вызывающая протечки и рост глыбы льда, по нему станет стекать с крыши.

Из новинок, хотелось бы отметить электроскребок и таблетки «Snow melt».

Скребок выполнен на длинном шесте (работать им можно с земли), по краям рабочей грани которого маленькие колесики. Такой скребок мгновенно нагревает поверхность (достаточно, чтобы растопить снег, но не причиняя нагревом повреждений черепице), растапливая все на своем пути. Подобные устройства на российском рынке пока встречаются совсем редко, хотя очистка от снега и наледи с ним очень эффективна.

Кроме того, на западе применяют специальные таблетки для проплавления льда. Такие таблетки полезны для очистки замерзших водосточных труб. Вечером ее можно закинуть сверху в водосточную трубу, а на следующее утро она выпадет из нее снизу, оставив после себя канал.




В наших условиях электроскребок заменяется периодическим вызовом бригады альпинистов для очистки крыши, а таблетки интенсивным проливом водосточной трубы горячей водой.

Ключевые слова: антиобледенение, Обогрев труб, обогрев крыши, греющие кабели, удаление наледи и 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.