Ogrzewanie rynien: montaż systemu ogrzewania dachu i rynien własnymi rękami

Wczesną wiosną i późną jesienią wszyscy właściciele domów stają przed problemem oblodzenia połaci dachowych oraz zamarzania wewnątrz rynien wody roztopowej. Jeśli nie zostanie on rozwiązany na czas, bezpieczeństwo ludzi oraz ich mienia będzie zagrożone przez spadające z dachu duże sople i zmarznięte bryły śniegu.

Dobrym rozwiązaniem jest ogrzewanie rynien, które pozwoli zapobiec tworzeniu się lodu. W tym materiale opowiemy o tym, dlaczego warto wyposażyć system rynnowy w ogrzewanie. Opiszemy również, jakie materiały będą potrzebne oraz szczegółowo przedstawimy istotę procesu.

Czy warto ogrzewać rynny?

W miesiącach zimowych w większości regionów na terenie naszego kraju panują mrozy i obfite opady. W rezultacie na dachu gromadzą się duże masy śniegu. Wzrost temperatury powoduje najpierw ich częściowe topnienie, a później aktywne roztapianie.

W ciągu dnia stopiona woda spływa na krawędzie dachu i do rynien. W nocy zamarza, co prowadzi do stopniowego niszczenia elementów dachu i rynien.

Taki obraz jest typowy dla okresu przejściowego. Jeśli nie zostaną podjęte środki, lód i śnieg runą na ziemię. Może to spowodować uszkodzenie elewacji, rynien, zaparkowanych poniżej samochodów.

Na krawędziach dachu gromadzą się sople i konglomerat zmarzniętego śniegu i lodu. Od czasu do czasu odrywają się i spadają, zagrażając bezpieczeństwu znajdujących się poniżej ludzi i ich mienia, integralności systemu rynnowego oraz elementom dekoracyjnym elewacji.

Zapobiec tym wszystkim problemom można tylko poprzez zapewnienie swobodnego odpływu stopionej wody. Jest to możliwe tylko pod warunkiem ogrzewania krawędzi dachu oraz systemu rynnowego.

Zdarza się, że w celu obniżenia kosztów systemu ogrzewania instaluje się go tylko na powierzchni dachu. Właściciel jest w pełni przekonany, że to w zupełności wystarczy.

Jednak tak nie jest. Woda będzie dostawać się do rynien i rur, gdzie pod koniec dnia zamarznie, ponieważ nie ma tam ogrzewania. Rynny zostaną zapchane lodem, więc nie będą w stanie przyjmować wody roztopowej. Ponadto pojawia się ryzyko ich mechanicznego uszkodzenia.

Aby uzyskać dobry wynik, należy zainstalować ogrzewanie dachu i otaczających go rynien. W większości przypadków kabel grzejny montuje się na okapach dachowych, wewnątrz rynien i w lejach, na połączeniach fragmentów dachu, wzdłuż linii koszy dachowych.

Ponadto ogrzewanie musi być obecne na całej długości rur spustowych, w zbiornikach wodnych i kanałach odwadniających.

Specyfika montażu systemu ogrzewania

Sposoby ogrzewania dachów różnych typów mogą się różnić. Chodzi o tak zwane „zimne” i „ciepłe” dachy. Omówimy cechy charakterystyczne każdego wariantu.

Ogrzewanie zimnego dachu

Tak nazywa się dach bez izolacji termicznej na połaciach z dobrą wentylacją. Najczęściej takie dachy znajdują się nad nieogrzewanymi poddaszami. Nie przepuszczają ciepła na zewnątrz, dlatego pokrywa śnieżna na nich nie topnieje przez całą zimę.

Dla takich konstrukcji wystarczy zainstalowanie ogrzewania rynien. Moc liniowa ułożonego kabla powinna stopniowo wzrastać. Zaczyna się od 20-30 W na metr bieżący i kończy na 60-70 W na każdy metr rynny.

Jak ogrzać ciepły dach?

Dach uznawany jest za ciepły, jeśli posiada izolację termiczną. Taki dach przepuszcza ciepło na zewnątrz, dzięki czemu nawet przy ujemnych temperaturach na powierzchni ciepłego dachu pokrywa śnieżna może się topić. Powstała woda spływa na zimne fragmenty dachu i zamarza, tworząc oblodzenie. Z tego powodu konieczne jest zainstalowanie ogrzewania krawędzi dachu.

Tak zwany ciepły dach przepuszcza ciepło na zewnątrz. Dlatego śnieg nad “ciepłymi” obszarami topnieje, a roztopiona woda spływa na “zimne” fragmenty i zamarza.

Realizuje się to w postaci ułożonych wzdłuż krawędzi dachu sekcji grzewczych. Układa się je w pętle o szerokości 0,3-0,5 m. Przy tym moc właściwa powstałego systemu grzewczego powinna wynosić od 200 do 250 W na każdy metr kwadratowy. Instalacja ogrzewania rynien realizowana jest analogicznie do tej stosowanej dla zimnego dachu.

Budowa systemu ogrzewania rynien

Do ogrzewania dachu i rynien najczęściej stosuje się system z kablem grzejnym. Rozważmy jego główne elementy.

Blok rozdzielczy i czujniki

Blok rozdzielczy przeznaczony jest do łączenia kabli zasilających (zimnych) i grzejnych.

W skład węzła wchodzą elementy:

• kabel sygnałowy, który łączy czujniki z blokiem sterowania;
• kabel zasilający;
• specjalne złącza, używane do zapewnienia szczelności systemu;
• skrzynka montażowa.

Blok może być zainstalowany bezpośrednio na dachu, dlatego powinien być dobrze chroniony przed wilgocią.

W systemie mogą być używane trzy rodzaje detektorów: wody, opadów i temperatury. Umieszcza się je na dachu, w rynnach i rurach spustowych. Ich głównym zadaniem jest zbieranie informacji do automatycznego sterowania ogrzewaniem.

Zebrane dane trafiają do kontrolera, który je analizuje, podejmuje decyzję o wyłączeniu/włączeniu urządzenia i wybiera optymalny tryb pracy.

Kontroler i szafa sterownicza

Kontroler – mózg całego systemu, odpowiedzialny za jego działanie. W najprostszej wersji może to być jakieś urządzenie termoregulacyjne. Przy tym minimalny zakres roboczy urządzenia powinien mieścić się w granicach od +3 do -8 stopni C. W takim przypadku sterowanie i przełączanie systemu nie będzie w pełni zautomatyzowane, konieczna będzie ingerencja człowieka.

Do pełnej automatyzacji pracy systemu ogrzewania potrzebny jest kontroler. To urządzenie zbiera i analizuje informacje pochodzące z czujników, a na ich podstawie koryguje pracę systemu.

Bardziej wygodną w eksploatacji opcją jest użycie złożonego elektronicznego urządzenia sterującego z możliwością programowania. Takie urządzenie jest w stanie samodzielnie kontrolować proces topnienia opadów, ich ilość oraz monitorować temperaturę.

Sterownik szybko reaguje na zachodzące zmiany i podejmuje optymalne decyzje, wybierając najlepszy w istniejących warunkach tryb pracy urządzeń grzewczych.

Tablica sterownicza przeznaczona jest do zarządzania całym systemem oraz zapewnienia bezpieczeństwa podczas jego eksploatacji.

Do wyposażenia węzła zazwyczaj używa się następujących elementów:

• trójfazowy wyłącznik wejściowy;
• RCD (czyli wyłącznik różnicowoprądowy);
• stycznik czterobiegunowy;
• lampka sygnalizacyjna.

Ponadto na każdej fazie należy zainstalować jednobiegunowe wyłączniki ochronne, a także zabezpieczenie obwodu termostatu.

Ponadto podczas montażu potrzebne będą elementy mocujące: gwoździe dachowe, wkręty, nity. Potrzebne będą rurki termokurczliwe oraz specjalna taśma montażowa.

Jak wybrać kabel grzejny?

Być może najważniejszym elementem systemu jest kabel grzejny. W praktyce wybiera się między urządzeniami dwóch typów: kablem samoregulującym i rezystancyjnym. Rozważmy wszystkie wady i zalety stosowania obu wariantów.

Cechy kabla rezystancyjnego

Wyróżnia się prostotą zasady działania. Wewnątrz takiego kabla znajduje się metalowy przewodzący rdzeń o wysokiej rezystancji. Po podaniu prądu zaczyna się szybko nagrzewać i oddaje ciepło ogrzewanemu obiektowi. System z kablem rezystancyjnym jest bardzo prosty w obsłudze i nie wymaga dużych nakładów.

Budowa grzejnego kabla rezystancyjnego jest bardzo prosta. Głównym elementem “roboczym” jest żyła grzewcza. Gdy przepływa przez nią prąd, bardzo szybko się nagrzewa.

Głównymi zaletami stosowania kabla tego typu są brak prądów rozruchowych podczas uruchamiania, niski koszt przewodu rezystancyjnego oraz stała moc.

To ostatnie stwierdzenie można uznać za dyskusyjne. Ponieważ w niektórych przypadkach stała moc będzie raczej wadą. Tak się stanie, jeśli różne odcinki systemu będą potrzebować różnej ilości ciepła. Część z nich może się przegrzewać, a pozostałe, przeciwnie, nie otrzymają wystarczającej ilości ciepła.

Do regulowania stopnia ogrzewania systemu z kablem rezystancyjnym koniecznie stosuje się termostaty lub inne urządzenia.

Efektywność i ekonomiczność działania takiego systemu zależy od prawidłowości ich ustawienia, dlatego rzeczywistość często odbiega od oczekiwań. Pod tym względem kabel rezystancyjny znacznie ustępuje samoregulującemu.

Specjaliści zalecają w miarę możliwości układanie strefowego kabla rezystancyjnego. Ten rodzaj charakteryzuje się obecnością nici grzewczej z nichromu. Jego moc liniowa nie zależy od rozmiaru, w razie potrzeby kabel można przeciąć.

Do zalet kabla grzejnego można również zaliczyć prostotę jego montażu i długotrwałą eksploatację.

Kabel samoregulujący i niuanse jego działania

Wyróżnia się bardziej złożoną budową. Wewnątrz takiego kabla znajdują się dwa przewody grzejne, wokół których umieszczona jest specjalna matryca. „Dostraja” ona opór kabla w zależności od temperatury otoczenia. Im jest ona wyższa, tym mniej kabel się nagrzewa, i odwrotnie – im zimniej dookoła, tym lepiej się nagrzewa.

Wewnątrz samoregulującego kabla znajduje się specjalna matryca, która jest w stanie zmieniać opór przewodu grzejnego w zależności od temperatury otoczenia.

Zalet samoregulującego kabla jest wiele. Przede wszystkim, do jego prawidłowego działania nie jest potrzebny montaż zestawu urządzeń sterujących: detektorów i termostatów. System będzie się dostosowywał samodzielnie, przy czym nie dojdzie do przegrzania ani niedogrzania, jak mogłoby się to zdarzyć w przypadku kabla rezystancyjnego.

Przewód samoregulujący można ciąć. Minimalna długość odcinka wynosi 20 cm, a jego parametry eksploatacyjne nie zmienią się wraz z długością. Podczas montażu kable można w razie potrzeby krzyżować, a nawet skręcać, będą działać w normalnym trybie. Instalacja i eksploatacja samoregulującego kabla jest bardzo prosta. Może być zamontowany na zewnątrz lub wewnątrz ogrzewanego obiektu.

System ma również wady. Przede wszystkim jest to koszt. Kabel samoregulujący kosztuje około 2-3 razy więcej niż rezystancyjny. Należy jednak wziąć pod uwagę, że w eksploatacji będzie tańszy. Kolejną wadą jest stopniowe starzenie się matrycy samoregulującej, w wyniku czego z czasem kabel samoregulujący ulega awarii.

Więcej o cechach wyboru samoregulującego kabla przeczytasz dalej.

Obliczenia systemu ogrzewania

Specjaliści zalecają wybierać do systemu ogrzewania dachu i rynien kable o mocy nie mniejszej niż 25-30 W na metr. Należy wiedzieć, że kable grzejne obu typów są używane również do innych celów. Na przykład do instalacji ciepłych podłóg, ale ich moc jest znacznie niższa.

Zanim przystąpisz do obliczeń mocy, musisz określić, w jaki sposób będą ogrzewane wszystkie elementy systemu. Na rysunku przedstawiono przykłady możliwej organizacji ogrzewania rynien i rur spustowych.

Pobór mocy ocenia się w trybie aktywnym. Jest to okres, w którym system pracuje z maksymalnym obciążeniem. Trwa on łącznie od 11 do 33% całego okresu chłodów, który umownie trwa od połowy listopada do połowy marca. Są to wartości średnie, dla każdego regionu są one inne. Moc systemu należy obliczyć.

Aby ją określić, należy znać parametry systemu rynnowego.

Podajmy przykład obliczeń dla standardowej konstrukcji o przekroju pionowej rury spustowej 80-100 mm, średnica rury rynny 120-150 mm.

• Należy dokładnie zmierzyć długości wszystkich rynien do odprowadzania wody i zsumować otrzymane wartości.
• Wynik należy pomnożyć przez dwa. Jest to długość kabla, który zostanie ułożony na poziomym odcinku systemu grzewczego.
• Mierzy się długość wszystkich pionowych rynien. Uzyskane wartości sumuje się.
• Długość pionowego odcinka systemu jest równa całkowitej długości rynien, ponieważ w tym przypadku wystarczy jedna linia kabla.
• Obliczone długości obu odcinków systemu grzewczego sumuje się.
• Uzyskany wynik mnoży się przez 25. W rezultacie otrzymuje się moc ogrzewania elektrycznego w trybie aktywnym.

Takie obliczenia są uznawane za przybliżone. Bardziej precyzyjnie wszystko można obliczyć, korzystając ze specjalnego kalkulatora na jednej z witryn internetowych. Jeśli samodzielne obliczenia są skomplikowane, warto zaprosić specjalistę.

Wybór miejsca ułożenia kabla

Właściwie system grzewczy dla rynien nie jest taki skomplikowany, jednak aby działał maksymalnie efektywnie, należy układać kabel na wszystkich odcinkach, gdzie tworzy się szron, oraz w miejscach spływu roztopionego śniegu.

W koszach dachowych kabel montuje się w dół i w górę, na długości dwóch trzecich kosza. Minimum – 1 m od początku okapu. Na każdy metr kwadratowy kosza powinna przypadać moc 250-300 W.

Na płaskich odcinkach dachu instaluje się ogrzewanie fragmentu pokrycia dachowego znajdującego się bezpośrednio przed zbieraczem wody. Dzięki temu roztopiona woda będzie swobodnie wpadać do rury.

Wzdłuż krawędzi gzymsu przewód układa się w formie wężyka. Krok wężyka dla miękkich dachów wynosi 35-40 cm, na twardych dachach wykonuje się go wielokrotnością wzoru. Długość pętli dobiera się tak, aby na ogrzewanej powierzchni nie powstawały strefy zimna, w przeciwnym razie będzie się tam tworzył szron. Kabel układa się na linii odrywu wody przy okapniku. Może to być 1-3 nici, wybór dokonywany jest w zależności od konstrukcji systemu.

Kabel grzewczy montuje się wewnątrz rynien. Zazwyczaj układa się tu dwie nici, moc dobiera się w zależności od średnicy rynny. Wewnątrz pionów spustowych układa się jedną żyłę grzewczą. Szczególną uwagę należy zwrócić na wyloty rur i leje. Zazwyczaj wymagają one dodatkowego ogrzewania.

Technologia montażu systemu ogrzewania

Proponujemy zapoznać się ze szczegółową instrukcją montażu systemu ogrzewania dachu i rynien własnymi rękami. Proces urządzania systemu grzewczego dla rynien obejmuje szereg standardowych kroków:

Na początku wyznaczamy miejsca, w których będzie ułożony kabel. Należy uwzględnić wszystkie zakręty i ich stopień skomplikowania. Jeśli kąt skrętu jest zbyt ostry, zaleca się pociąć kabel na odcinki o wymaganej długości, a następnie połączyć je za pomocą złącz.

Podczas wyznaczania tras dokładnie oglądamy podłoże. Nie powinno być ostrych występów ani krawędzi, w przeciwnym razie integralność kabla będzie zagrożona.

Wewnątrz rynien kabel mocuje się za pomocą specjalnej taśmy montażowej. Mocuje się ją poprzecznie do przewodu. Taśmę warto wybrać jak najbardziej wytrzymałą.

Kabel rezystancyjny mocuje się taśmą co 0,25 m, a samoregulujący co 0,5 m. Każdy pasek taśmy dodatkowo mocuje się nitami. Miejsca ich montażu są zabezpieczane uszczelniaczem.

Do montażu kabla używa się specjalnej taśmy montażowej. Nie zaleca się stosowania żadnych innych elementów mocujących. Do mocowania taśmy stosuje się nity, uszczelniacz lub piankę montażową.

Wewnątrz rur spustowych do mocowania kabla używa się tej samej taśmy montażowej lub rurki termokurczliwej. Dla odcinków dłuższych niż 6 m dodatkowo stosuje się stalową linę. Do niej mocuje się kabel, aby odciążyć go od obciążenia nośnego.

Wewnątrz lejów kabel grzejny mocuje się na taśmę i nity. Na dachu – na taśmę montażową przyklejoną uszczelniaczem lub na piankę montażową.

Ważna uwaga od specjalistów. Może się wydawać, że przyczepność materiału pokrycia dachowego do uszczelniacza lub pianki jest niewystarczająca do trwałego połączenia. Jednak wykonywanie otworów w materiale dachowym pod nity jest kategorycznie zabronione. Z czasem nieuchronnie doprowadzi to do powstawania przecieków i uszkodzenia dachu.

Wybieramy miejsce dla puszek rozdzielczych i je instalujemy. Następnie dzwonimy i dokładnie mierzymy rezystancję izolacji wszystkich powstałych sekcji. Umieszczamy czujniki termostatu, układamy przewody zasilające i sygnałowe. Każdy czujnik to małe urządzenie z przewodem, którego długość można regulować. Detektory umieszcza się w ściśle określonych miejscach.

W niektórych odcinkach systemu wymagane jest wzmocnienie ogrzewania. Tutaj montuje się większą ilość kabla. Do takich odcinków należy lej rynny, gdzie może gromadzić się lód.

Na przykład, dla czujnika śniegu wybiera się miejsce na dachu domu, detektor wody – w najniższym punkcie rynny. Wszystkie prace wykonujemy zgodnie z instrukcją producenta. Łączymy detektory z kontrolerem. Jeśli budynek jest duży, czujniki można połączyć w grupy, które następnie są kolejno podłączane do wspólnego kontrolera.

Następnie przygotowujemy miejsce, w którym zostanie zainstalowany system automatycznego sterowania. Najczęściej jest to rozdzielnica elektryczna znajdująca się wewnątrz budynku. Tutaj instaluje się kontroler oraz grupę zabezpieczeń.

W zależności od typu kontrolera, niuanse jego instalacji mogą się nieco różnić. Jednak w każdym przypadku będzie on posiadał zaciski do podłączenia detektorów, kabli grzejnych oraz do zasilania elektrycznego.

Na zdjęciu widać, że kabel jest zamocowany w stanie “zawieszonym”. Z czasem naruszenie montażu nieuchronnie doprowadzi do jego zerwania i uszkodzenia systemu ogrzewania.

Instalujemy grupę zabezpieczeń, po czym mierzymy rezystancję wcześniej zamontowanych kabli. Teraz należy przetestować automatyczne wyłączenie ochronne, aby sprawdzić, jak dobrze spełnia ono swoje funkcje.

Jeśli wszystko jest w porządku, programujemy termostat i uruchamiamy system.

Typowe błędy przy montażu systemu

Doświadczeni montażyści wskazują typowe błędy, które często popełniają ci, którzy po raz pierwszy samodzielnie instalują ogrzewanie rynien:

1. Błędy w projektowaniu. Najczęstszym jest ignorowanie specyfiki konkretnego dachu. Podczas projektowania nie zwraca się uwagi na zimne krawędzie, ciepłe strefy, strefy zrzutu wody itp. W rezultacie na niektórych odcinkach dachu nadal tworzy się lód.
2. Błędy w mocowaniu kabla grzejnego: ruchomy przewód, «wiszący» na taśmie montażowej, otwory w poszyciu dachu pod łączniki, użycie taśmy przeznaczonej do montażu ogrzewania podłogowego na dachu.
3. Instalacja plastikowych opasek zaciskowych przeznaczonych do prac wewnętrznych jako elementów mocujących. Pod wpływem promieniowania UV staną się kruche i ulegną zniszczeniu w mniej niż rok.
4. Zawieszanie kabla grzejnego w rynnie bez dodatkowego mocowania na lince. Prowadzi do zerwania przewodu z powodu rozszerzalności temperaturowej i ciężaru lodu.
5. Montaż kabli zasilających, które nie są przeznaczone do układania na dachu. W wyniku tego następuje przebicie izolacji, co grozi porażeniem prądem.

Do błędów można również zaliczyć podłączenie kabla grzejnego w miejscach, gdzie jego użycie nie jest wymagane. Jego praca będzie bezużyteczna, a właściciel będzie musiał za nią zapłacić.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Ciekawe informacje o kablach grzejnych i przydatne porady dotyczące ich montażu przedstawiono w następujących filmach.

Cechy działania samoregulującego kabla grzejnego:

Jak samodzielnie złożyć system ogrzewania rynien:

Montaż systemu ogrzewania konstrukcji przemysłowej:

Praktyka pokazuje, że w chłodne dni konieczne jest ogrzewanie rynien. Pozwala to pozbyć się lodu i gwarantuje ochronę przed nagłym zejściem śniegu. Taki system można urządzić samodzielnie.

Najtrudniejsze będzie jego obliczenie i wybór miejsc, gdzie należy ułożyć kabel grzewczy. Tę część pracy można powierzyć profesjonalistom. Po otrzymaniu obliczeń i projektu dalszy montaż można łatwo zrealizować samodzielnie.

Jeśli chciałby Pan/chciałaby Pani zadać pytanie dotyczące urządzenia ogrzewania rynien, proszę napisać je w bloku poniżej. Tutaj może Pan/Pani również podzielić się ciekawymi faktami na temat artykułu lub swoim doświadczeniem z samodzielnego montażu ogrzewania rynien.