Строительство ломаной крыши: как рассчитать стропила двухскатной конструкции, стропильная система своими руками

Поэтапное строительство ломаной крыши – инструкция

Ломаная крыша – это отличный вариант для тех хозяев частных домов, которые хотят расширить жилую площадь и максимально рационально использовать имеющееся под кровлей пространство. В нашем материале речь пойдет о строительстве ломаной крыши – рассмотрим разновидности конструкций, их достоинства, особенности этапов строительных работ.

Аргументы «за» и «против» ломаных крыш

Любая конструкция крыши целесообразна в той или иной ситуации. Выделить одну разновидность кровли, которая была бы идеальной во всех отношениях, невозможно. Поэтому рассмотрим все аргументы «за» и «против» сооружения крыши ломаного типа.

  • Благодаря такой кровле чердак можно превратить в полноценное жилое помещение, увеличив тем самым общую площадь для проживания.
  • Переделать крышу в ломаную конструкцию можно даже на старых в домах во время их реконструкции.
  • Общий вид здания получается более изящным и совершенным.
  • Наличие дополнительного теплого этажа под крышей позволяет существенно сократить теплопотери в зимнее время.
  • В зависимости от высоты крыши, мансарда может состоять из одного или двух уровней.

  • Чтобы сделать мансардный этаж жилым, необходимо будет провести довольно сложные работы по гидроизоляции и утеплению крыши.
  • В связи с тем, что потолки будут расположены под углом, высота стен несколько сократится.
  • Чтобы обеспечить доступ дневного света, необходимо строить мансардные окна – они обойдутся значительно дороже простых оконных рам.
  • Если наклонные мансардные окна в зимнее время будут засыпаны снегом, доступ света внутрь помещения будет ограничен.

Тем не менее, большинство недостатков могут быть скомпенсированными, при условии корректного монтажа ломаной крыши.

Строительные нормы при возведении крыши ломаного типа

Поскольку построить крышу ломаного типа достаточно сложно, такими работами должны заниматься профессиональные строители либо люди, обладающие определенными навыками и практическим опытом. В то же время, проектированием конструкции все-таки должны заниматься специалисты, так как рассчитать ломаную крышу без специальных технических знаний очень сложно – существует множество тонкостей и нормативов.

Существуют такие технические требования к ломаным крышам:

  1. Высота потолка мансарды должна быть не ниже 2,2 метров.
  2. Внутри помещения необходимо обеспечить качественную вентиляцию во избежание конденсирования влаги и протечек.
  3. Конструкция кровли должна предусматривать дополнительные ожидаемые нагрузки на стены мансарды.
  4. Финишное кровельное покрытие следует выбирать с малой массой и удобное в использовании.
  5. Чтобы сократить теплопотери, которые в мансарде существенно выше, чем на этажах, расположенных ниже, следует предусмотреть качественное утепление.
  6. Во избежание случайного возгорания при контакте с горячей поверхностью или короткого замыкания в электропроводке, все деревянные элементы стропильной системы конструкции ломаной крыши необходимо обработать антипиреновыми пропитками. Защита от плесени обеспечивается антисептическими средствами.

Конструкции стропильной системы

Примечательно, что стропила ломаной мансардной крыши могут быть только 2 типов. При этом весь каркас крыши может быть изготовлен только из наслонных стропил, либо сочетать в себе наслонные элементы на нижних скатах, и висячие – на верхних.

Так как рассчитать ломаную крышу дома необходимо для определения количества материалов, до начала строительства следует выяснить уклоны скатов. При этом верхние скаты могут быть наклонены на 15-30º, а нижние – на 60-70º.

Существует три варианта стропильной конструкции ломаной крыши:

  1. Вдоль стен мансарды устанавливают прямоугольные треугольники, которые для устойчивости скрепляют схватками. Стойки послужат каркасом для стен. Треугольные фермы делаются по типу наслонных стропил. В нижней части их убирают в мауэрлат. Верхняя часть треугольников стыкуется с висячими треугольными фермами, затяжка которых служит балкой перекрытия для мансарды.
  2. По следующей схеме нижняя часть стропильной ноги выходит за пределы внешних стен, а упор делается не на мауэрлат, а на балку перекрытия. При этом обязательна установка подкосов, которые вырубаются в балки перекрытий на глубину, не превышающую 30 % их толщины.
  3. Третья схема предполагает установку аналогичных предыдущим вариантам треугольников в нижней части и замену висячей системы верхних скатов на наслонную. Соединяющая нижние треугольники схватка служит опорой для установки стойки под верхний треугольник.

Строительство ломаной крыши своими руками

Для того чтобы собрать стропильную систему ломаной крыши своими руками, чаще всего используются пиломатериалы из хвойной древесины с влажностью в пределах 18-22 %, пропитанные антипиренами и антисептиками.

Методика сооружения каркаса включает несколько этапов.

Монтаж мауэрлата и балок перекрытий

Толщина таких балок будет зависеть от ожидаемой нагрузки. Как правило, используется брус 100×200 или 150×50 мм. Может быть одиночным или сдвоенным. Влияние в данном случае оказывает расстояние между стропилами ломаной крыши. Перед укладкой мауэрлатного бруса необходимо позаботиться о качественной гидроизоляции – уложить рубероид или толь.

Установка вертикальных стоек

В первую очередь, фиксируют угловые стойки, между которыми натягивают веревку. По ней выставляют все остальные опорные столбы, закрепляя их временными распорками. Отступы между опорами не должны превышать 2 м. При этом высота опор должна превышать уровень потолка мансарды ориентировочно на 10 см.

Монтаж прогонов и ригелей – как рассчитать правильно

На установленные заранее стойки укладывают прогоны и монтируют дополнительные опорные элементы. Данная конструкция в конце будет служить боковой стеной мансарды. Поверх прогонов фиксируют ригели или затяжки. Чтобы они не прогибались, в центральной части под них подставляют временные подпорки. Таким образом, во время установки верхнего участка стропильной системы двухскатной ломаной крыши можно не опасаться, что ригели проломятся под весом стоящего на них человека. Как только все затяжки будут установлены, их скрепляют досками для придания жесткости всей конструкции. Прибивать доски нужно с отступом в 20 см от центра затяжки в любую сторону.

Сборка нижнего ряда стропил

На мауэрлате делают разметку для установки нижних стропилин. Их установка производится с отступом в 1-1,2 м. Чтобы все стропильные ноги были одинаковыми, для их изготовления предварительно делается шаблон с запилом в верхней части балки. Нижние запилы выполняются уже на месте, после чего стропильные ноги фиксируют окончательно. Первыми устанавливают крайние стропильные ноги, а все остальные монтируют по натянутой веревке между ними.

Закрепление верхних стропильных ног

Для этих элементов также предварительно изготавливают шаблон. На крышах больших размеров верхние стропильные ноги стыкуются с коньковым прогоном. А если длина крыши не превышает 8-10 м, достаточно будет одних только подкосов.

Заключительные работы

На финишном этапе сборки каркаса в местах, где будут устанавливаться мансардные окна, стропильные конструкции необходимо укрепить поперечными брусьями. В конце выполняют обшивку фронтона – после этого каркас полностью закончен. Лучше всего заказывать готовые проекты домов у надёжных компаний. Благодаря такому подходу строительство крыши будет выполнено без каких либо проблем.

Изоляционные работы на крыше ломаной конфигурации

На готовый стропильный каркас необходимо уложить кровельный пирог. Первым его слоем будет мембрана для пароизоляции. Она позволяет избежать проникновения влажного пара внутрь утепляющего материала. Следующий слой состоит из утеплителя. Нередко им служит базальтовая вата. Обратите внимание, что для теплоизоляции утепляющий материал может быть уложен в несколько слоев, расположенных внахлест, чтобы устранить возможные «мостики» холода. Если где-либо в утеплителе останутся щели, мансардное помещение будет холодным, поскольку тепло станет быстро утекать из него сквозь крышу.

Материалы для утепления стоит брать с плотностью не менее 35 кг/м 3 , чтобы он мог держать форму и не спрессовываться на скатах с крутым уклоном. При этом использовать более мягкие рулонные утеплители не рекомендуется, поскольку они склонны быстро деформироваться, что приводит к образованию просветов и промерзанию кровли.

Для защиты утепляющего материала от влаги используется гидроизоляционная мембрана. Она выполняет две функции – свободно выпускает пар изнутри, и препятствует проникновению влаги и осадков извне.

Отдельно стоит отметить тот факт, что пространство под кровлей должно качественно вентилироваться. Это необходимо, поскольку из-за разницы во внешней и внутренней температуре, на деревянных конструкциях может скапливаться конденсат, который должен быть удален методом высушивания или естественного выдува. Особенно внимательно следует отнестись к обустройству продухов на ломаных кровлях, имеющих большое количество изломов и ендов. При недостаточной вентиляции в некоторых местах будет скапливаться конденсат, что в конечном итоге приведет к протечкам.

На финальной стадии обустройства кровельного пирога для ломаной крыши выполняется монтаж покрытия. Метод укладки материала будет зависеть от его разновидности.

Стропильная система ломаной крыши: расчет, проектирование и монтаж

Двухскатная крыша с ломаным скатами, угол наклона которых различается в верхней и нижней части, считается одним из наиболее популярных типов кровли в частном строительстве. Не смотря на техническую сложность конструкции такого типа, она применяются при возведении не только фешенебельных коттеджей, но также обычных дачных домиков. В этой статье вы узнаете, что такое стропильная система ломаной крыши, как выполняется расчет, в чем преимущества, а также особенности монтажа.

В классическом понимании ломаная крыша — двухскатная крыша пятиугольной формы, геометрия скатов которой изменена таким образом, что верхняя часть имеет угол 20-30 градусов, а нижняя 50-60 градусов. Ее прародительницей стала традиционна треугольная кровля, которую видоизменили с целью более рационального использования подкровельного пространства, оборудование там жилых помещений или места для складирования вещей, запасов. Сначала строители действовали скорее по наитию, а впоследствии архитекторы, отметившие эффективность применения, стали создавать все больше проектов с кровлей такого типа.

Преимущества и особенности конструкции

Есть ряд причин, по которым в проект дома включается ломаная кровля, чаще всего они вытекают из достоинств:

  • Она позволяет максимально эффективно распорядиться пространством, расположенным под крышей. Там может быть оборудовано полноценное жилое помещение с достаточно высоким потолком, с естественным освещением, которое можно использовать в качестве кабинета, спальни, детской.
  • Она улучшает внешний вид строения, делая более эффектным. При использовании современных кровельных материалов даже самая простая ломаная кровля, вносит «изюминку» в облик строения, делая дизайн эксклюзивным, дорогим.
  • В дом с такой кровлей органично вписывается просторный балкон, благодаря чему подобные проекты пользуются особой популярностью среди заказчиков.
  • Великолепно справляется с защитой от ветра и атмосферных осадков. Склоны сконструированы таким образом, что снег не задерживается на них, а свободно соскальзывает.

Чаще всего застройщики прибегают к сооружению кровли с ломаными скатами в ситуациях, когда мансарда дома будет использоваться для жилья. Это на самом деле проверенный временем, наиболее оптимальных вариант, не лишенный своих особенностей:

  • Высокая стоимость. Для постройки этой конструкции необходимо большое количество высококачественного материала, так что она обойдется значительно дороже простой двухскатной.
  • Техническая сложность, в виду которой осуществить сборку способны профессионалы с высоким уровнем столярных навыков. Для начала строительства нужен сложный расчет и грамотный чертеж. К тому же минимальное количество работников — три человека, бригаде меньшего состава это не под силу.
  • Возможные потери тепла во время отопительного сезона, что приводит к большему расходу дров, газа или электричества.
  • Высокая стоимость установки специальных мансардных окон.

Стропильная система

Стропильная система ломаной кровли — совокупность всех опорных элементов каркаса, количество и сечение которых определяет расчет. Так как подобная кровля имеет сложную геометрию она состоит из множества частей, чем она массивнее, тяжелее, тем больше элементов, тем они должны быть прочнее.

Визуально систему опор можно разделить на две части: верхняя, в форме равнобедренного треугольника, а нижняя — трапеция с большей стороной внизу. Профессионалы советуют использовать висячие и наслонные стропила в комбинации, чтобы конструкция была более надежной.

Вот как она выглядит:

    Верхние наслонные стропила. Изготавливаются из прочных, надежный, ровных досок, не имеющих сучков размеров 50х150 мм или 100х150 мм. Они крепятся под углом, которые определяет расчет, одним концом упираясь в конек, а другим в опорную стройку. Стропила испытывают нагрузку на прогиб, на распирание, которые определит расчет воздействующих сил. Шаг установки варьируется от 60 до 120 см. Крепление выполняется жесткого типа.


Затяжка. Горизонтальная стягивающая балка, изготавливающаяся из бруса прямоугольного сечения. Она служит, чтобы разряжать распирающую нагрузку стропил, связывая между собой стропильные пары. Чем выше расположена затяжка, тем толще она должна быть. А еще она выполняет функции каркаса для потолка мансарды.

  • Бабка. Вертикальная подвеска, связывающая между собой конек с затяжкой, перенося на него вес, минимизируя прогиб. Чтобы сделать бабку необходим брус и специальный подвесной крепеж.
  • Конек. Место встречи двух стропил, которое можно усилить с помощью конькового прогона, в качестве которого используется также брус.
  • Стойки. Вертикальные опоры, которые подпирают верхним концом наслонные стропила, а нижним опираются в балки перекрытий. Чаще всего стойки изготавливают из бруса прямоугольного сечения, длина этого элемента должна составлять предполагаемой высоте потолка плюс 20-30 см. Комфортным считается потолок 2-2,5 м. Стойки будут исполнять роль каркаса для создания мансардных стен.


    Висячие стропила. Они нижней по принципу ползуна крепятся к балкам перекрытия, а верхней упираются в затяжку. Стропильные ноги также выполняются из досок, подвергаются воздействию на прогиб, но не распирание. Длины стропил должно хватать для формирования комфортного свеса, отступающего от стены не менее, чем на 40-50 см. Если ноги недостаточно длинные, свес компенсируют кобылками.

  • Подкосы. Опорные элементы, располагающиеся под углом к висячим стропилам, задача подкосов гасить прогиб стропильных ног, перенося часть веса балку перекрытия.
  • Балка перекрытия. Основа будущего полового перекрытия мансарды, выполненная из бруса.
  • Мауэрлат. Прочный брус квадратного сечения 100х100 мм или 150х150 мм, который кладут в основание кровли для распределения веса равномерно вдоль несущих стен, предотвращать опрокидывание стропил во время порывов ветра.
  • Читайте также:  Сочетания цветов в детской комнате: примеры на фото

    Выбор и подготовка материала

    Как вы понимаете, основным материалом для стропильной системы ломаной крыши является древесина. А это, к сожалению, горючий, не влагостойкий, подверженный гниению материал. Эти качества, безусловно, являются недостатками, которые легко устранить, проведя обработку антипиреном, антисептиков, влагозащитной пропиткой. Обрабатывать дерево для эффективной защиты этими составами необходимо в несколько слоев. Расчет необходимого объема антисептика производят согласно рекомендациям производителя.

    Используйте высококачественный материал из хвойных пород, без сучков. Если они все же есть, уберите, обработайте специальным средством. Нешлифованное дерево следует предварительно ошкурить, кору в обязательном порядке удалить.

    В качестве кровельного материала используется металлочерепица, профнастил, шифер, ондулин, шинглас. Так как конструкция сама по себе массивна, специалисты советуют отдавать предпочтение более легким материалам, чтобы излишне не перегружать стропильную систему. Вес в таком случае станет определяющим фактором при выборе. Обрешетка изготавливается сплошного или решетчатого типа, из необрезной доски или из влагостойкой фанеры. В качестве утеплителя применяются минеральная вата на базальтовой основе или пенопласт. Декоративная обшивка может быть выполнена из сайдинга, блок-хауса или вагонки.

    Нюансы монтажа

    Начинать возведение кровли необходимо, выполнив расчет нагрузки, которой она будет подвергаться. Для этого складывают вес каждого из материалов кровельного пирога, найти который можно в справочной литературе. Затем определяются временные нагрузки от выпадающего снежного покрова. Когда эти показатели складываются, получается такой показатель, как общая нагрузка, который колеблется в районе 40-50 кг/м2. Согласно этим параметрам определяется, каким запасом должна обладать стропильная система, сечение элементов каркаса. Избавить вас от этих вычислений может специальная программа для расчета, доступная для использования в интернете. После этого составляется чертеж, отражающий расположение всех элементов с рассчитанными размерами.

    Дальнейшие действия относятся к собственно монтажу ломаной кровли:

    • Производится закупка всех необходимых материалов. Лучше приобрести их с небольшим запасом, чтобы не оказаться в ситуации, когда чего-то не хватает.
    • Все деревянные элементы распиливаются в размер согласно шаблону. Быстрее всего это сделать болгаркой или циркулярной пилой.


    Нижние стропила, подкосы, стойки на земле соединяются вместе, образуя, так называемые, фермы.

  • Готовые фермы поднимаются на верх для установки.
  • Фермы соединяются затяжками, настилаются верхние наслонные стропила.

  • Создается обрешетка, монтируется утеплитель, укладывается кровельный материал.
  • Фронтоны, свесы обшиваются выбранным материалом, оборудуются оконные проемы.
  • Если расчет выполнен грамотно, стропильная система ломаной крыши является прочной, надежной конструкцией мансардной кровли, которая прослужит не одно десятилетие при условии регулярного контроля за состоянием.

    Видео-инструкция

    Как самостоятельно построить ломаную крышу?

    Использование мансарды вместо полноценного второго этажа позволяет рационально использовать доступное пространство и заметно расширить жилую площадь. Вариантов мансард существует множество; самый популярный из них — это ломаная крыша, являющаяся не только эстетически привлекательной, но и финансово выгодной. При желании построить такую мансарду можно своими руками.

    Пользователи часто ищут :

    Из каких частей состоит ломаная мансарда?

    Первый этап строительства крыши — это проектирование и расчет; независимо от того, заказывается ли проект в специальной организации или планируется сделать чертеж конструкции самостоятельно, в первую очередь необходимо разобраться в том, из каких основных частей состоит ломаная мансарда.

    В сущности, ломаная крыша — это жилой чердак, достаточно хорошо утепленный и защищенный от влаги и шума, чтобы в нем было комфортно обитать. Поэтому и по конструкции она незначительно отличается от обыкновенной двускатной крыши.

    Выделяются следующие основные элементы ломаной крыши:

    • вертикальные стойки ;
    • затяжки — горизонтальные балки;
    • стропила — ребра жесткости, являющиеся скелетом всей конструкции;
    • подкосы — диагональные балки, поддерживающие стропила;
    • мауэрлат — деревянные балки со специальным крепежом, соединяющие конструкцию со стенами дома;
    • коньковый прогон — совокупность верхних элементов стропильной системы;
    • бабки — крепления, обеспечивающие жесткость висячих стропил;
    • схватки — горизонтальные распорки, снимающие часть нагрузки со стропил;
    • обрешетка — каркас для крепления кровельного материала и изоляции;
    • кровля — может делаться из керамочерепицы, разных видов шифера, профлиста и множества других материалов;
    • тепло-, гидро- и шумоизоляция.

    Таким образом, вся конструкция состоит из набора прямоугольных треугольников. Между собой их соединяют деревянными балками. Все описанные элементы легко найти на чертеже ломаной мансарды.

    Технические требования к ломаной крыше

    К ломаным крышам предъявляются следующие требования:

    • высота стен мансарды должна превышать 2,2 м;
    • должна быть обеспечена хорошая вентиляция, чтобы влага не конденсировалась под кровлей;
    • кровельный материал должен иметь небольшую массу;
    • в конструкции должны быть предусмотрены меры против воздействия дополнительной нагрузки на стропильную систему — то есть, элементы крыши должны выдерживать не только собственную массу, но и, например, снег;
    • мансарда теряет тепло быстрее, чем нижние этажи, поэтому теплоизоляции должно быть уделено особое внимание;
    • для обеспечения пожарной безопасности все деревянные балки и элементы обрешетки следует обработать антипиренами.

    Разновидности стропильных систем

    Устройство ломаной крыши очень простое — скат ее как бы разламывается на нижнюю и верхнюю части, каждая из которых устанавливается под своим углом. Чаще всего их монтируют под углом 60–70°, и 15–30° соответственно.

    На основании конструктивных особенностей мансарды можно выделить такие виды мансардных ломаных крыш.

    1. Используется два вида стропил: висячие и наслонные. Балки перекрытия мансарды устанавливаются, немного не доходя до краев стен нижнего этажа. Нижний скат делается из наслонных стропил, которые крепятся к стенам дома при помощи мауэрлата. Из стоек делается каркас стен мансарды. Такие треугольники устанавливаются вдоль стен и связываются схватками. Сверху к ним присоединяются треугольники из висячих стропил, опирающихся на затяжку.
    2. Чтобы увеличить площадь помещения, нижние края стропил можно вывести за пределы дома. В таком случае крепиться они будут не к мауэрлату, а к перекрытию, которое, в свою очередь, удерживается на внешних стенах дома при помощи мауэрлата. Стропила обязательно поддерживаются подкосами. Стойки углубляются в балки перекрытия не более чем на треть их толщины.
    3. Эта стропильная система ломаной крыши отличается тем, что верхние треугольники делаются из наслонных, а не висячих стропил. Затяжки при этом являются опорами для стоек верхних треугольников.

    Расчет ломаной крыши

    Перед началом работы предстоит провести два расчета:

    • определение количества необходимого стройматериала;
    • вычисление несущей способности конструкции.

    Определить, сколько нужно материала, очень просто из-за несложной геометрии ломаной крыши. С несущей способностью разобраться не так просто. Для ее расчета необходимо учесть:

    1. массу кровли;
    2. примерную массу снега;
    3. массу обрешетки;
    4. массу паро-, гидро- и теплоизоляционных материалов;
    5. размеры крыши;
    6. углы установки скатов;
    7. шаг установки элементов стропильной системы и кровельной обрешетки;
    8. дополнительная нагрузка: масса людей и оборудования, окон, вентиляции и т. д.

    На основании этих данных и при помощи специальных программ делается расчет несущей способности. В зависимости от того, какая несущая способность требуется, выбирается площадь сечения используемого в строительстве деревянного бруса. Если что-то не устраивает, проект можно подкорректировать, изменив стропильную систему, выбрав другой кровельный материал, разместив стропила пореже.

    В большинстве программ конструкция ломаной крыши может быть визуализирована — на 3D модели сразу будет видно, как изменения повлияют на внешний вид мансарды.

    Какие материалы нужно подготовить?

    После разработки проекта будет понятно, брус с каким сечением следует использовать, какой кровельный материал лучше выбрать, какой должна быть обрешетка кровли. Придется приобрести большое разнообразие пиломатериалов: брус для формирования мауэрлата, обрезные доски для стропильной системы, доски для обрешетки. Их нужно правильно подобрать, чтобы конструкция получилась долговечной и надежной.

    Советы по выбору пиломатериалов:

    • лучше всего для строительства мансарды подходят хвойные породы дерева — сосна, ель — они достаточно прочные и жесткие, чтобы выдержать всю нагрузку;
    • древесина должна быть хорошо просушена — влажность ее не должна превышать 20%;
    • материал должен быть без сучков, трещин, следов биологического поражения и других дефектов.

    Перед монтажом все деревянные элементы ломаной крыши обрабатываются антипиренами и антисептическими средствами, а также пропитками от гниения. Такую обработку следует периодически повторять, чтобы не пришлось заменять несущие элементы конструкции.

    Кроме основного материала, нужно запастись металлическим крепежом для соединения стропил с мауэрлатом и между собой, изоляционными и кровельными материалами.

    Монтаж крыши

    Монтаж мауэрлата

    Строительство ломаной крыши начинается с установки мауэрлата, к которому будут крепиться концы стропил. Нюансы этого этапа разнятся в зависимости от материала, из которого построен нижний этаж — если стены его каменные, в них заранее нужно пробить отверстия для анкеров и установить крепеж. Шаг между анкерами не должен превышать 2 м.

    На поверхность стены укладывается гидроизоляционный материал. Затем брус размечается, в точках установки крепежа просверливаются отверстия. Мауэрлат надевается на анкера и плотно притягивается гайками.

    Монтаж балок перекрытия

    • сначала ставятся крайние балки с торцов здания;
    • между ними натягиваются бечевки для указания плоскости;
    • устанавливаются промежуточные балки.

    Монтаж стоек

    Стойки нужно выставлять строго вертикально. Принцип работы такой же, как в случае с балками перекрытия — сначала монтируются крайние стойки, затем промежуточные в одной плоскости. Шаг между элементами конструкции не должен превышать 2 м. Фиксируются стойки временными распорками. Высота балок — на 10 см больше планируемой высоты потолков.

    Между стойками устанавливаются прогоны из обрезной доски. В итоге должен получиться готовый каркас для внутренних стен мансарды.


  • Установка затяжек

    Поперечные балки соединяются не со стойками, а с прогонами, при помощи металлических кровельных уголков. Если ширина помещения большая, под каждой затяжкой стоит установить временные распорки, чтобы при хождении по ним при строительстве верхних откосов балки не сломались и не прогнулись.

    Установка стропил

    Сначала монтируются нижние стропила. Ставят их в следующем порядке:

    • намечаются точки монтажа на мауэрлате — шаг между ними должен равняться 1–1,2 м;
    • на стропильных ногах выпиливаются места крепления по шаблону;
    • сначала крепятся крайние стропилины, затем, как и раньше, по бечевке — промежуточные;
    • в соответствии с чертежом устанавливаются подкосы.

    Верхние стропила ставятся так же — по шаблону. Крепятся они к затяжкам и соединяются между собой; продольное соединение коньковой балкой требуется, только если длина мансарды превышает 10 м. В ином случае можно обойтись подкосами, с которыми конструкция ломаной мансардной крыши будет достаточно жесткой.

    Последние этапы работы — обшивка фронтонов и крепление обрешетки для кровли. Во фронтонах следует оставить оконные проемы (не менее 1/8 общей площади внешних стен мансарды).

    Изоляция конструкции

    На готовый каркас останется только уложить кровельный пирог. Первый его слой — это пароизоляция, которая не дает влаге проникнуть в утеплитель. На парозащитную мембрану укладывается теплоизоляционный материал — рекомендуется использовать каменные базальтовые плиты. Укладывают их в несколько слоев со сдвигом стыков, что защитит от возникновения мостиков холода. Размер плит должен быть на несколько см больше шага между балками контробрешетки. Чтобы утеплитель не проседал и не терял своих эксплуатационных характеристик, плотность его должна быть не менее 35 кг/м 3 .

    Сверху утеплитель накрывается гидрозащитной мембраной, которая пропускает пар, но не дает жидкой влаге проникать внутрь помещения. Поверх гидроизоляционного слоя укладывается кровля — особенности ее монтажа зависят от выбранного материала.

    После монтажа кровли останутся только финишные штрихи — установка водоотливов, декоративная отделка. Внутри отделочный материал также прикрепляется к обрешетке поверх теплоизоляции. Ломаная крыша построена. Как видно, сделать это вполне возможно своими руками — только проектирование и расчет, вероятно, придется доверить профессионалам.

    Солнечные батареи для отопления частного дома

    Владельцы загородных коттеджей нередко устанавливают солнечные батареи для отопления дома. Популярность такой конструкции легко объяснить: экономия на топливе и экологически чистая система жизнеобеспечения. При умелом использовании энергии солнца, ветра или воды вполне реально превратить небольшую дачную постройку в современное экожилище. Но для начала стоит разобраться, как это сделать и насколько такие батареи выгодны жильцам.

    • 1. Методы использования
    • 2. Плюсы и минусы
    • 3. Основные виды
    • 4. Установка системы

    Энергию солнечного света применяют уже давно и успешно, поэтому технология не является инновацией. Но пользуются такой услугой чаще всего жители жарких стран и южных широт, так как в теплых климатических условиях добывать такой альтернативный ресурс можно круглогодично. А вот северные регионы, где существует недостаток естественного излучения, используют солнечное отопление только как дополнительный вариант.

    Своеобразными посредниками между солнцем и механизмом, который образует энергию, являются солнечные батареи и специальные коллекторы. Притом эти элементы могут различаться как по назначению, так и по конструкции. Но суть их работы заключается в аккумулировании солнечной энергии для последующего использования.

    Батареи представлены в виде панелей, на одной стороне которых имеются фотоэлементы, а на другой — фиксирующий механизм. Такую конструкцию вполне реально смонтировать самостоятельно, но можно приобрести уже готовые изделия, продающиеся в широком ассортименте.

    Гелиосистема — прибор, который является частью системы отопления. Он представляет собой большой теплоизолированный короб, в который встроен теплоноситель. Такое устройство вместе с батареями закрепляют на приподнятом щите, обращенном к светилу. Разрешается также просто уложить обогревательные элементы на скате крыши.

    Можно значительно повысить эффективность отопительной системы, если поместить батареи на специальные динамические механизмы. Эти устройства работают по принципу системы слежения, то есть поворачиваются в ту сторону, куда направлены лучи солнца.

    Само преобразование осуществляется в трубах, которые расположены внутри коробки. Использовать солнечные батареи для отопления дома зимой вполне реально, но при условии, что солнечных дней в году будет не меньше двухсот.

    Система, позволяющая обогреть дом солнечной энергией, имеет большое количество положительных качеств. Каждое из них довольно весомое, что позволяет жильцам экспериментировать. Главные достоинства батарей заключаются в следующем:

    1. 1. Экологичность. Установка абсолютно безопасна как для жильцов, так и для окружающей среды. Это связано с тем, что для обогрева дома солнечными батареями не используется традиционное топливо.
    2. 2. Автономность. Потребитель совершенно не зависит от цен на электроэнергию или экономической обстановки в стране.
    3. 3. Общедоступность. Чтобы установить систему в частном доме, не требуется никакой разрешительной документации от государственных инстанций.
    4. 4. Экономичность. При использовании коллекторов значительно снижаются затраты на горячее водоснабжение.

    Кроме положительных аспектов существуют и отрицательные моменты. Например, чтобы определить, насколько качественно и эффективно работает система, требуется длительное время (от 3 до 5 лет). В этот период энергии должно быть в достаточно и использовать ее необходимо в активном режиме. К минусам солнечных батарей можно также отнести следующие факторы:

    • высокая стоимость комплектующих деталей, необходимых для подключения и запуска конструкции;
    • количество произведенного тепла полностью зависит от географического положения и погодных условий;
    • жилье нуждается в резервном источнике (газовом или твердотопливном котле).

    Нужно учесть, что для эффективной работы необходимо постоянно следить за чистотой установки, удалять наледь с её поверхности, ремонтировать поломки. Если температурный режим в регионе часто опускается ниже 0 °C, то придется дополнительно утеплять и сам коллектор, и дом в целом.

    Стоит также учитывать, что подобные системы подходят не всем. Например, в регионах, где солнечные дни наблюдаются редко, конструкция вряд ли себя оправдает. Но, несмотря на высокую стоимость, пластины пользуются большой популярностью, поэтому все чаще их можно увидеть на дачных участках и крышах домов.

    Существует два типа батарей: малые и большие фотоэлектрические системы. К первому виду относятся аккумуляторные панели, которые функционируют от напряжения 12—24 В. С их помощью можно смотреть телевизор и включить несколько осветительных приборов.

    Большие установки способны обеспечить электроэнергией весь дом, а при необходимости и полностью обогреть его. Но это относится только к небольшим частным коттеджам, многоэтажные строения они отопить не смогут.

    Что касается комплектации, то она может различаться в зависимости от модели. Как правило, в базовый набор входят:

    • вакуумный солнечный коллектор;
    • специальный контроллер, следящий за эффективностью работы;
    • насос, при помощи которого подается теплоноситель;
    • бак объемом 500—1000 литров для горячей воды;
    • электрический ТЭН либо тепловой насос.

    Все эти детали необходимы для нормального функционирования системы. Как именно их монтировать и использовать, прописывается в инструкции, которая также входит в комплект.

    При оборудовании мощной системы отопления дома с помощью солнечных батарей можно дополнительно обеспечить жилище горячим водоснабжением, а также смонтировать теплый пол. Большая фотоэлектрическая установка вполне справится с этими функциями.

    Перед тем как устанавливать коллекторы, необходимо рассчитать, какая мощность им нужна, чтобы полностью удовлетворить все нужды. При расчете стоит учитывать площадь частного дома, количество проживающих людей, а также расход энергии. Например, для небольшой семьи из трех человек в среднем за месяц потребуется от 200 до 500 Вт/м².

    Если планируется обеспечить жилище горячей водой, то затраты на энергию увеличатся. Для эффективности можно сделать комбинированный вариант системы отопления. В таком случае домочадцы будут застрахованы и не останутся без отопления при аварийных и непредвиденных ситуациях.

    При выборе отопительной системы рекомендуется тщательно изучить ее особенности и возможности. Но сначала нужно рассчитать общую площадь дома и необходимое количество тепла, которое потребуется для его обогрева. Кроме этого, необходимо определиться с местоположением устройства. Но для этого лучше всего обратиться к специалистам, поскольку даже незначительное отклонение может заметно повлиять на ее эффективность. При выборе места нужно учитывать следующие нюансы:

    • конструкцию, которая обеспечивает солнечное отопление, необходимо расположить на южной стороне, так как именно там сосредотачивается наибольшее количество тепла;
    • крыша не должна быть в горизонтальном положении, а иметь небольшой уклон (примерно 45 градусов);
    • само устройство довольно габаритное и тяжелое, поэтому ему требуется прочная стропильная система;
    • деревья и здания, которые расположены вблизи коллекторов, не должны образовывать тень или закрывать солнце.

    Правильная установка значительно увеличивает эксплуатационный срок солнечных батарей. Система в таком случае прослужит около 25—30 лет и окупит себя уже на третий год использования, обеспечив владельцу дома независимость от коммунальных служб.

    Лучше всего выбрать для системы место, которое максимально освещается на протяжении всего дня. Если дом находится в плохом состоянии и на его крыше нельзя закрепить коллекторы, то можно выбрать другое здание.

    Что касается накопителя, то его можно расположить в подвале или на чердаке. Таких элементов может быть несколько, тогда они будут более компактны, а значит, и места занимать станут гораздо меньше.

    Приобретение солнечных батарей хоть и затратное мероприятие, но вполне оправданное. Ведь получаемая энергия бесплатная, а ее источник неиссякаем.

    Солнечные коллекторы для отопления дома: реально ли обогреть ими свое жилище

    Системы отопления в частных загородных домах могут строиться на абсолютно разных источниках энергии. Это могут быть системы, основанные на котлах, нагрев теплоносителя в котором основывается на сжигании различных видов топлива, например газа или жидкой солярки. Котлы могут отапливаться углем или дровяными пеллетами. В любом случае для того, чтобы запустить в действие такую систему отопления придется помимо собственно монтажа отопительных котлов еще и закупать само топливо. А вот эта статья расходов может в определенной ситуации превысить даже расходы на монтаж системы отопления. И вот здесь на помощь могут прийти солнечные коллекторы для отопления дома.

    Солнечные отопительные коллекторы на крыше частного дома

    Плюсы и минусы солнечных коллекторов для отопления дома

    Использование возобновляемых источников энергии в автономных системах отопления предполагает денежные затраты исключительно на приобретение и установку такой системы, а также на ее техническое обслуживание и на необходимый поддерживающий ремонт. Но вот после установки такие системы начинают работать совершенно автономно и абсолютно бесплатно для их владельцев. В самом деле – за солнечные лучи платить ничего не нужно.

    Некоторые потребители выражают сомнение в эффективности установки и применения солнечных коллекторов в средней полосе России, где солнечных дней не так много, как, например, на Кубани. Однако, солнечные коллекторы для нагрева воды могут использоваться не только как основной источник нагрева теплоносителя, но и как дополнительный источник. В этом случае прибор нагрева воды на солнечной энергии будет работать только в то время, когда на небе нет облаков, а в другие периоды можно задействовать классические нагревательные приборы, например газовые котлы.

    Что же касается эффективности использования солнечных коллекторов по соотношению цена-отдача, то рекомендуем вам обратить внимание на северные провинции Китая. Значительное количество домов в этих китайских городах и селах оборудовано солнечными коллекторами для отопления. Климат и солнечная активность в этих местностях не слишком отличается от сопредельных российских областей: например, Хабаровского и Забайкальского краев. Сами понимаете, что климат в Забайкалье, месте, куда ссылали каторжников в царские времена – совершенно не сахарный. Значит, использование солнечных коллекторов для отопления домов даже в российских регионах с самым суровым климатом не только возможно, но и вполне востребовано и экономично.

    Эффективность работы солнечных нагревательных коллекторов

    Стоит отметить, что солнечные коллекторы на сегодняшний момент стали пожалуй наиболее эффективными приборами, использующими солнечную энергию. Если классическая солнечная фотоэлектрическая батарея может показать эффективность всего лишь на уровне до 18 процентов, то солнечный коллектор для отопления достигает завидных показателей КПД до 95 процентов. Разница очевидна.

    Принципы функционирования нагревательных коллекторов

    Одной из основных конструкций солнечных отопительных коллекторов являются устройства вакуумного типа. Исходя из названия очевидно, что такие устройства будут собирать лучистую солнечную энергию и передавать ее для нагрева воды или другого теплоносителя. Собственно так и обстоит в реальности.

    Системы автономного обогрева, имеющие в своем составе солнечные коллекторы состоят из следующих основных составных частей:

    • Собственно солнечный нагревательный коллектор – то есть устройство которое размещается на прямых солнечных лучах и служит для нагрева теплоносителя,
    • Контур теплообмена: система трубопроводов, по которой перемещается горячий теплоноситель, постепенно передавая свое тепло в обогреваемые помещения,
    • Тепловой аккумулятор: это бак для воды, в котором нагретая вода запасается впрок.

    Итак солнечный коллектор, состоящий из труб, в которых находится пока еще не нагретый теплоносителя находится под действием прямых солнечных лучей. Жидкость-теплоноситель (обычно вода, но возможно и специальный антифриз) поступает в коллектор, нагревается там и передается в контур теплообмена, который смонтирован внутри теплового аккумулятора. Нагретый теплоноситель, перемещаясь внутри трубопроводов контура теплообмена нагревает воду в тепловом аккумуляторе. Нагретая вода в баке с функцией аккумуляции тепла хранится вплоть до возникновения необходимости ее использования, например до подачи в контуры отопительной домашней системы и в отопительные радиаторы или в контуры горячего домашнего водоснабжения, например для умывания.

    Циркуляция водоснабжения в отопительном коллекторе

    Поскольку солнечная энергия воздействует на коллектор совершенно бесплатно, то в системе в любой момент времени имеется нагретая вода, которая подогревается постоянно циркулирующим теплоносителем.

    Естественно, что бак теплового аккумулятора должен иметь отличную теплоизоляцию, способствующую сохранению температуры нагретой воды в течении как можно более долгого времени. Это позволит избежать падения температуры воды ночью, когда солнечный нагрев отсутствует или в периоды пасмурной погоды. Для обеспечения бесперебойной работы такой системы в совсем уж облачные или дождливые дни в бак теплового аккумулятора может быть вмонтирован обыкновенный электрический водонагреватель.

    Для того, чтобы теплоноситель постоянно переносил тепло солнечных лучей для нагрева воды – он должен постоянно циркулировать. В системах с солнечными коллекторами циркуляция жидкого теплоносителя может быть принудительной (с подачей насосами) или естественной (смотеком).

    Типы отопительных солнечных коллекторов для дома

    Современная промышленность освоила выпуск различных типов солнечных отопительных коллекторов. Для того, чтобы понять, какой из них может подойти для монтажа системы домашнего отопления или горячего контура водоснабжения в вашем доме – необходимо ознакомиться с их разновидностями. Основных типов насчитывается два: плоские и вакуумные, менее широко распространены воздушные коллекторы.

    Плоский светопоглощающий

    Плоский отопительный солнечный коллектор представляет собой тонкую коробку, внутри которой находится особое вещество, активно аккумулирующее, адсорбирующее тепло. Сверху коробка закрыта стеклом, которое пропускает солнечные лучи. Внутри адсорбирующего слоя, собирающего тепло расположена система трубопроводов, внутри которых перемещается теплоносителя. В качестве теплоносителя в таких системах, как правило используется пропилен-гликоль.

    плоский коллектор в разрезе

    Вакуумный

    Внутри вакуумного отопительного коллектора на месте единственной плоской коробки находятся полые стеклянные или кварцевые трубки, из которых откачан воздух, то есть создан вакуум. А вот уже внутри таких полых трубок располагаются трубки с веществом, адсорбирующем солнечную тепловую энергию. Соответственно трубопроводы с теплоносителем находятся внутри трубок с адсорбером. Солнечные лучи легко проникают сквозь вакуум в промежутке между трубами и нагревают теплоноситель. Однако этот же вакуум препятствует обратной утечки тепловой энергии из адсорбера в окружающее пространство, выступая в роли теплоизолятора.

    Воздушный

    Как уже понятно из названия – такие устройства не имеют теплоизолирующего вакуумного слоя. Следовательно КПД их действия будет ниже, чем у вакуумных коллекторов. Такие устройства рекомендуется устанавливать в местности с большим количеством солнечных дней. Более того, в таких коллекторах теплоносителем является обычный воздух. Он переносится в отапливаемое помещение вентилятором или естественной конвекцией. Работа вентилятора при перемещении воздушных потоков также требует отдельного источника питания Это дополнительная причина того, что данная система имеет более низкий КПД, чем плоские или вакуумные коллекторы. Конечно же, ни о каком горячем водоснабжении в такой конструкции не может быть и речи.

    Как выбрать необходимый тип отопительного коллектора?

    Каждый из типов солнечных отопительных коллекторов имеет свои очевидные преимущества и явные недостатки. При выборе устройства стоит обратить внимание, что плоский коллектор является более прочной конструкцией, а вот вакуумные из-за наличия полых воздушных трубок очень чувствительны к внешним воздействиям. Однако в плоских коллекторах при ремонте замене подлежит вся система адсорбции, при поломке же одной из трубок вакуумного коллектора можно ограничиться только ее заменой.

    Воздушный коллектор, при всех своих недостатках является чрезвычайно простым устройством, и не критичен в воздействию низких температур. Он может работать даже лютой сибирской зимой.

    Плоский коллектор идеален для нагрева воды в диапазоне от 20 до 40 градусов выше, чем окружающая температура, а от вакуумные устройства имеют более высокую степень нагрева теплоносителя. Таким образом в зимних условиях вакуумный коллектор будет более эффективен, да и просто возможен в использовании. Они также лучше сохраняют тепло при работе в пасмурную погоду и хорошо сохраняют тепловую энергию в холодных погодных условиях. Тем не менее общая хрупкость конструкции снижает срок службы вакуумных солнечных коллекторов, которые не дотягивают по этому показателю до плоских устройств. Последние при хорошем изготовлении могут прослужить в вашем доме от 15 до 30 лет.

    Особенности, на которые стоит обратить внимание при выборе коллектора

    Показатель передачи лучистой солнечной энергии солнца в тепловую энергию теплоносителя в вакуумном солнечном коллекторе напрямую зависит от величины трубок этого устройства. Если вакуумная трубка коллектора будет короткая и тонкая, то она не сможет достаточно эффективно аккумулировать вакуумную энергию. Обычно для комплектации вакуумных солнечных коллекторов используются трубки длиной до 2 метров с диаметром около 6 сантиметров. Внутри вакуумной трубки может монтироваться простая прямая или изогнутая U-образная трубка для более эффективного сбора тепла.

    Установка солнечного отопительного коллектора

    Солнечный отопительный коллектор вместе с системой аккумуляции тепла и теплообменным контуром в сборе представляет собой довольно сложную технологическую систему. Комплекты такого оборудования оснащаются подробными инструкциями по установке, также в сети Интернет можно найти подробные видеоуроки. Но перед покупкой и установкой солнечного коллектора необходимо составление проекта отопительной системы. В этот процесс обязательно нужно привлекать специалиста, который произведет необходимые расчеты материалов и оборудования.

    Использование альтернативных источников энергии может существенно снизить затраты на содержание вашего дома, более того, оно может сделать вас независимыми от поставщиков традиционной энергии.

    Солнечные коллекторы для отопления дома: видео

    Честные отзывы о работе солнечных коллекторов различных моделей для отопления дома

    Модель КС 2000

    Время работы — 3 года:

    Модель RKraft

    Время работы — 5 лет:

    Вакуумный коллектор Altek

    1 год эксплуатации:

    Эффективность работы вакуумного коллектора зимой:

    Модель Chromagen

    Опыт эксплуатации — 4 года:

    Модель АТМОСФЕРА СВК Nano

    На рынке с 2013 года:

    Можно ли сделать реально работающий солнечный коллектор своими руками?

    Понравилась статья?
    Сохраните, чтобы не потерять!

    Коллектор отопления распределительный

    Электрокотлы для отопления частного дома: плюсы и минусы

    Какой радиатор отопления лучше выбрать для квартиры?

    Электрокотел для отопления частного дома: виды и расчет затрат

    Солнечные батареи для дома: как выбрать лучшие панели

    Тепловой насос для отопления дома: виды, эффективность, стоимость монтажа

    Солнечный коллектор зимой

    В этой статье: Работает ли зимой солнечный коллектор? Сравнение эффективности работы зимой вакуумного и плоского солнечного коллектора. Плюсы и минусы гелиосистемы. Отзыв владельца. Видео по теме.

    Солнечный коллектор зимой.

    Эффективность использования плоского и вакуумного коллектора зимой.

    В последнее время альтернативные источники энергии вызывают все более живой интерес со стороны наших соотечественников. Наиболее простыми из них в устройстве являются солнечные коллекторы, благодаря чему их доля в нетрадиционной энергетике, особенно бытовой, чрезвычайно велика. Данная статья поможет найти ответ на вопрос: насколько эффективным является солнечный коллектор зимой?

    Как свидетельствует статистика (данные приведены в Википедии), на 1 тыс. россиян приходится примерно 0,2 кв. м применяемых у нас солнечных коллекторов, тогда как в Германии этот показатель составляет 140 кв. м, а в Австрии – целых 450 кв. м. на 1 тыс. жителей.

    Столь значительную разницу нельзя объяснить одними только климатическими условиями. Ведь на большей части России за день поверхности земли достигает такое же количество солнечной энергии, как и на юге Германии – в теплое время эта величина составляет от 4 до 5 кВт*ч/кв. м.

    Чем же вызвано наше отставание? Отчасти оно обусловлено сравнительно низкими доходами россиян (гелиоустановки являются пока довольно дорогим удовольствием), отчасти – наличием собственных крупных газовых месторождений и, как следствие, доступностью голубого топлива.

    Но немалую роль сыграло и предвзятое отношение со стороны многих потенциальных пользователей, считающих установку солнечного коллектора нецелесообразной. Дескать, летом и так тепло, а зимой от подобной системы мало проку.

    Вот какие аргументы выдвигают скептики касательно эксплуатации гелиоустановок зимой:

    Установку постоянно засыпает снегом, так что солнечное излучение достигает её не так уж часто. Если, конечно, владелец не дежурит постоянно на крыше с веником или щеткой.

    Холодный морозный воздух отбирает почти все тепло, накапливаемое коллектором.

    Часто упоминают и всесезонный поражающий фактор – град, который может разнести гелиоустановку вдребезги.

    Чтобы понять, насколько справедливы эти доводы, рассмотрим устройство различных видов солнечных коллекторов.

    Устройство и область применения в быту.

    На сегодняшний день наибольшее распространение нашли плоские и вакуумные солнечные коллекторы.

    Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение (абсорбер), прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя.

    Абсорбер связан с теплопроводящей системой. Он покрывается чёрной краской либо специальным селективным покрытием (обычно чёрный никель или напыление оксида титана) для повышения эффективности. Прозрачный элемент обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов, либо особого рифлёного поликарбоната. Задняя часть панели покрыта теплоизоляционным материалом (например, полиизоцианурат). Трубки, по которым распространяется теплоноситель, изготавливаются из сшитого полиэтилена либо меди. Сама панель является воздухонепроницаемой, для чего отверстия в ней заделываются силиконовым герметикой.

    При отсутствии забора тепла (застое) плоские коллекторы способны нагреть теплоноситель до 190—210°C. Чем больше падающей энергии передаётся теплоносителю, протекающему в коллекторе, тем выше его эффективность. Повысить её можно, применяя специальные оптические покрытия, не излучающие тепло в инфракрасном спектре, эффективность которого может составлять около 95%. Стандартным решением повышения эффективности коллектора стало применение абсорбера из листовой меди из-за её высокой теплопроводности, поскольку применение меди против алюминия даёт выигрыш 4 % (хотя теплопроводность алюминия вдвое меньше, что означает значительное превышение «запаса мощности» по теплопередаче), что незначительно в сравнении с ценой). Также высокая эффективность достигается увеличением площади контакта трубки и медного листа: у формованного листа и паянного соединение она максимальна, у соединения ультразвуковой сваркой – меньше. Используется также алюминиевый экран.

    Возможно повышение температур теплоносителя вплоть до 250—300 °C в режиме ограничения отбора тепла. Добиться этого можно за счёт уменьшения тепловых потерь в результате использования многослойного стеклянного покрытия, герметизации или создания в коллекторах вакуума.

    Фактически солнечная вакуумная труба имеет устройство, схожее с бытовыми термосами. Только внешняя часть трубы прозрачна, а на внутренней трубке нанесено высокоселективное покрытие, улавливающее солнечную энергию. Между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуумная прослойка даёт возможность сохранить около 95 % улавливаемой тепловой энергии.

    Кроме того, в вакуумных солнечных коллекторах нашли применение медные тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При воздействии на коллектор солнечным светом жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагреваясь, превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки (конденсатор), где конденсируясь передают тепло коллектору.

    Использование данной схемы позволяет достичь большего КПД (по сравнению с плоскими коллекторами) при работе в условиях низких температур и слабой освещенности.

    Современные бытовые солнечные коллекторы способны нагревать воду вплоть до температуры кипения даже при отрицательной окружающей температуре.

    В быту гелиоустановки применяются для приготовления горячей воды, в том числе для бань, подогрева бассейна либо в качестве дополнительного источника тепла для системы отопления.

    В промышленности сфера применения таких систем является более широкой: на их основе сооружают опреснители воды, парогенераторы (пар приводит в движение различные машины) и даже электростанции.

    Эффективно ли отопление дома солнечными коллекторами зимой? Ну что же, теперь посмотрим, как различные виды солнечных коллекторов работают в условиях зимы. Напомним, что противники внедрения таких установок выдвигают следующие аргументы:

    Засыпание панели снегом: данная проблема актуальна только для плоско-пластинчатых коллекторов. На трубках вакуумных установок, как показала практика, снег задерживается только в тех редких случаях, когда в силу особых погодных условий на их поверхности образуется изморозь. Если же во время снегопада дует хотя бы слабый ветер (от 3 м/с), панель точно останется чистой.

    Из-за того, что коллектор окружен холодным воздухом, все тепло с коллектора улетучивается: этот аргумент опять же справедлив только в отношении плоско-пластинчатых коллекторов. Действительно, зимой производительность такой установки в сравнении с летней уменьшается пятикратно. В более совершенных вакуумных моделях прослойка вакуума позволяет сберечь до 95% усвоенного тепла. Самые современные модели даже в сильный мороз способны довести воду до кипения.

    Коллектор легко может быть поврежден градом: в заводских условиях коллекторы изготавливаются из высокопрочных материалов. Посмотрите видеоролик, снятый во время испытаний вакуумной трубки на ударную прочность.

    Трубка выполнена из чрезвычайно крепкого боросиликатного стекла которое выдерживает удары града который падает со скоростью 18 м/с и имеет 35 мм диаметре.

    Плюсы и минусы гелиосистемы

    Им присущ более высокий КПД по сравнению с фотоэлектрическими элементами и ветрогенераторами.

    Усваиваемая с их помощью энергия является абсолютно бесплатной.

    Работа солнечного коллектора полностью безвредна для экологии: используемый ресурс – солнечное тепло — является неисчерпаемым и усваивается напрямую, без сжигания чего-либо и загрязнения окружающей среды.

    Теперь укажем слабые места гелиоустановок:

    Коллекторы стоят пока сравнительно дорого

    Из-за переменчивости погодных условий производительность коллектора не стабильна.

    Систему приходится оснащать довольно вместительным баком-накопителем с хорошей теплоизоляцией.

    Отзыв владельца о работе солнечного коллектора зимой.

    Видео о работе солнечной сплит-системы SH-200-24 торговой марки «АНДИ Групп»

    Предлагаем Вашему вниманию всесезонные солнечные коллекторы торговой марки АНДИ Групп

    Система на основе вакумного солнечного коллектора: (объём бака от 200 до 1000л)

    Система на основе вакумного солнечного коллектора: (объём бака от 100 до 500л)

    Количество трубок в коллекторе: 12,15,18,20,24,30 (в зависимости о модели)

    Количество трубок в коллекторе: 15,20,24,30 (в зависимости о модели)

    Альтернативные источники энергии спасут мир! Выбираем солнечный коллектор для отопления дома

    Солнечный коллектор – техническое сооружение, преобразующее энергию солнечных лучей в тепловую.

    Гелиосистемы, основу которых составляют эти устройства, всё чаще можно встретить сегодня в загородных домах.

    Источником тепла при установке такой системы в жилье работает природа, а это означает, что затраты на теплоэнергию для комфортной жизни, в некоторых условиях, практически равны нулю.

    Особенности солнечного коллектора как прибора для отопления дома

    Солнечный коллектор — это устройство, работающее за счёт поглощения солнечного излучения и передачи его энергии с помощью жидкости-теплоносителя.

    Конструкция гелиосистемы состоит из следующих элементов:

    • Солнечный абсорбер(панель).
    • Резервуар-накопитель.
    • Узлы подачи и слива воды.
    • Регуляторы и датчики.

    Принцип работы заключается в улавливании солнечных лучей панелью и преобразование их в теплоэнергию. Накопленная энергия воздействует на жидкость-теплоноситель (воду или антифриз). Теплоноситель поступает к резервуару с водой и отдаёт энергию. Запуск системы осуществляется специальным регулятором.

    Проходя по контуру теплообмена — системе труб, нагретая жидкость отдаёт тепло в воздух. И за счёт этого отапливает помещение. В резервуаре-накопителе из-за подаваемого тепла происходит запас горячей воды впрок. За счёт системы теплоизоляции нагретая солнцем вода хранится до того момента, когда её необходимо будет использовать.

    Для поддержания нужной температуры воды в резервуаре система снабжается специальными датчиками и насосами для принудительной циркуляции. В более простых вариантах циркуляция происходит за счёт естественного самотёка.

    Современные гелиосистемы в настоящее время используются как основные и вспомогательные элементы отопительного оборудования. В качестве главного источника тепла гелиосистема может использоваться исключительно в южных регионах, где солнца достаточно круглый год.

    Установка в доме солнечного коллектора позволяет извлечь следующую выгоду:

    • Приобретение энергонезависимости.
    • Снижение затрат на закупку газа и электричества для отопления и горячего водоснабжения.
    • Доступность.
    • Долговечность. Срок службы одного коллектора не менее 20-25 лет.
    • Отсутствие грязи и отходов.
    • Снижение нагрузки на электросеть дома.

    У гелиосистем есть и некоторые недостатки:

    • Высокая стоимость оборудования. Срок окупаемости системы равен примерно 7-10 годам.
    • Зависимость от климатических условий. В некоторых регионах солнечная энергия поступает не регулярно, поэтому система не сможет работать в нужном режиме. В северных регионах КПД солнечного коллектора слишком низкий, и затраты на установку не окупаются.

    Виды устройств для обогрева: принципы работы и правила установки

    В зависимости от типа абсорбера — солнечной панели, коллекторы делятся на три вида.

    Плоский светопоглощающий

    Панель этой модели представляет собой плоский алюминиевый ящик с чёрной поверхностью и тепловой изоляцией на нижней части. Поверхность покрыта закалённым стеклом и пропиленгликолем. Он поглощает лучи солнца.

    Преимуществом этого вида коллекторов является его низкая стоимость. Недостатком — большая потеря тепла и низкий КПД. Плоский прибор может выйти из строя при понижении температуры воздуха до минус 25 градусов. Эффективность его работы зависит от угла падения солнечных лучей.

    Фото 1. Составные части (указаны стрелками) конструкции плоского светопоглощающего солнечного коллектора.

    Правила установки

    Панель плоского коллектора можно устанавливать на крыше под любым углом, а затем менять его, в зависимости от погоды, для повышения площади поглощения солнечных лучей. Для обеспечения оптимального КПД летом панель устанавливают под углом 55 градусов, зимой — 35 градусов.

    Важно! При монтаже нужно учесть, что на панель не должна падать тень от посторонних предметов выше 20 градусов от нижней кромки. При установке нескольких пластин требования по тени также нужно учесть.

    Панель закрепляют на кронштейнах или на дополнительно установленных профилях. Один из вариантов установки — вровень со скатом кровли. В этом случае панели крепятся на обрешётку крыши. Стыки между ними и кровельным материалом заделывают герметиком. Этот вариант установки возможен только на скатных крышах с углом не менее 30 градусов.

    Монтаж трубок коллектора предусматривает отверстия в крыше. Места нарушения кровли необходимо заделать герметиком. Трубопроводы можно установить на вертикальной стене, тогда сверлить отверстия в крыше не придётся.

    Буферная ёмкость и бак косвенного нагрева устанавливают чаще всего рядом с обычным водонагревателем. Все части системы коллектора соединяются между собой магистральным трубопроводом с резьбовым соединением.

  • Ссылка на основную публикацию