УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ НАЛЕДИ И СОСУЛЕК НА КАРНИЗНОМ СВЕСЕ КРЫШИ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к устройствам для предотвращения образования наледи и сосулек на карнизном свесе крыши, не оснащенной сливной системой, или для их удаления.
Каждой зимой перед владельцами зданий возникает достаточно серьезная проблема возникновения обледенения кровли. Образование наледи и сосулек достаточно опасное явление, так как оно не только приводит к разрушению кровли, но и создает реальную угрозу для жизни и здоровья людей, а также может стать причиной нанесения существенного материального ущерба (повреждение архитектурных частей здания, автотранспорта, находящегося поблизости). При этом, излишнее накопление льда увеличивает механическую нагрузку на элементы крыши, что приводит к сокращению ее срока эксплуатации.
Известна антиобледенительная кабельная система «Теплоскат» с электрическим подогревом кровли. Основу данной системы составляет нагревательный кабель, укладываемый «змейкой» вдоль края кровли снаружи крыши на ширину 0,6-1 м. Кабель подключается к питающей сети переменного тока 220 в 50 Гц через устройство энергораспределения. При нагревании кабеля происходит нагревание края крыши, в результате чего снег тает. Используемые в этих системах нагревательные кабели имеют, как правило, линейную мощность 25 и более Вт на метр. Суммарная мощность системы зависит от конструкции и размеров крыши у конкретного здания и колеблется от 1-2 до нескольких сотен киловатт. Температура на поверхности антиобледенительных систем в отсутствие снега и льда и при отрицательной температуре окружающего воздуха обычно составляет - 5-7°С. В процессе плавления снега и льда температура поверхности только на доли градуса превышает 0°С. При температуре окружающего воздуха выше +5°С антиобледенительная система отключается за ненадобностью. В системе используются как резистивные, так и саморегулирующиеся кабели. Помимо нагревательного кабеля в состав антиобледенительной системы входят крепежные элементы, а также щит управления, терморегуляторы, и распределительно-информационная сеть, обеспечивающая питанием нагревательные элементы и подводящая к щиту управления сигналы от всех установленных датчиков системы (см. .
Система позволяет исключить образование наледей, сосулек и срыв снежно-ледяных масс с кровли здания, устраняет необходимость механической очистки кровли в зимний период, позволяет миниминизировать затраты на дорогостоящий ремонт кровли, не требует вмешательства человека, полностью исключает ручное управление, обладает минимальным энергопотреблением, работа системой выполнятся только в период выпадения или таяния снега, то есть только в период, когда возможно образование наледи и сосулек.
Однако, известная система имеет низкий уровень энергобезопасности, особенно при температуре ниже -5ºC и, достаточно высокую степень стоимости нагревательных кабелей, а также ограниченную возможность при необходимости изгиба кабеля по профилю материала, покрывающего крышу и высокий уровень энергопотребления.
Известно устройство для удаления снега и льда с карнизного отвеса крыши, содержащий закрепленный на наружной кромке замкнутый в поперечном сечении элемент, выполненный в виде листа мягкого металла с расположенным на нем нагревателем, покрытым изоляционным слоем, нагреватель при этом выполнен из аморфного металла в виде параллельных ламинированных лент (см. патент RU №2209903, М. кл. - 7: E04D 13/00, опубл. 10.08.2003 г.).
Нагревателем в известном устройстве является лента из аморфного металла, герметично закрытая с обеих сторон полимерной пленкой. В конструкции используется нагревательный элемент толщиной 30±3 мкм, шириной от 10 до 45 мм.
Для крепления элементов предусмотрены технологические отверстия, в которые при установке элементов на свесе крыши, вводят заклепки или болты, а элемент выполняется в рулонном виде шириной до 1 м, длиной до 10 м.
Задача, на решение которой направлено данное известное устройство, является самосбрасывание снежного надува, чем обеспечивается снижение эксплуатационных затрат на очистку снега и льда. Техническим результатом, на решение которого направлено данное известное устройство, является повышение эффективности, упрощение конструкции устройства, исключение опасности при работах по удалению снега и льда с карнизного свеса крыши, исключение образования снежного надува и льда.
Однако известное устройство в связи с тем, что располагается на наружной части карнизного свеса крыши, имеет ограниченный срок службы из-за постоянного воздействия окружающей среды. Заявляемая конструкция устройства энергозатратна, поскольку при таком его расположении снаружи кровли оно распределяет тепло не только на материал карнизного свеса, но наружу, то есть значительная часть энергии тепла уходит на обогрев улицы. Крепление известного устройства достаточно сложно. Кроме того, оно не надежно, поскольку снег и масса воды, стекающая по крыше во время дождя попадая в зазор между карнизным свесом крыши и мягким металлом, способны сорвать данное устройство. Из-за наличия значительных зазоров при указанном креплении, известное устройство может быть сорвано также и сильным ветром. Помимо этого, известная конструкция не обеспечивает достаточной безопасности по причине возможности попадания воды в вышеуказанный зазор и вероятности разрушения изоляции, вызванного неоднократными изгибами при креплении. И, наконец, применение известного устройства ограничено в силу недостаточной гибкости материала и его многослойности. Оно сложно и трудоемко, а подчас невозможно для крепления на крышах, покрытых кровельным материалом, имеющим ребристую или волнистую поверхность.
Таким образом, задачей, которая стоит перед заявляемой полезной моделью, является улучшение условий эксплуатации устройства. Техническим результатом, на решение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности и безопасности и обеспечение возможности применения устройства на крышах, с различной формой профиля кровельного материала.
Указанные задача и технический результат достигаются тем, что в устройстве для предотвращения образования наледи и сосулек на карнизном свесе крыши, содержащее нагреватель, расположенный вдоль нижней части крыши, согласно полезной модели в качестве нагревателя используют пленочный электронагреватель, который располагают с внутренней стороны карнизного свеса крыши.
Кроме того, устройство дополнительно содержит изоляционное покрытие, расположенное с внешней стороны пленочного электронагревателя.
При этом, пленочные электронагреватели снабжены заземляющим контуром и устройством защитных отключений.
А регулировка диапазона работы системы осуществляется как автоматически, так и вручную.
Пленочный электронагреватель при этом размещают на расстоянии от 50 мм от края крыши.
Использование в качестве нагревателя пленочного электронагревателя позволяет значительно расширить применение заявленной системы. Это обеспечивается за счет того, что пленочные электронагреватели за счет неограниченной гибкости можно применять на всех типах покрытий кровли, включая плоские, ребристые и волнообразные и др.
При этом, именно неограниченная гибкость позволяет значительно упростить и его крепление на карнизном свесе крыши.
Размещение пленочного электронагревателя с внутренней стороны карнизного свеса крыши еще в большей степени улучшает условия эксплуатации заявленного устройства. Это обеспечивается за счет того, что такое расположение нагревателя исключает его прямой контакт со снегом и дождевой водой и, как следствие, полностью исключает любую вероятность отрыва заявленного устройства снегом, дождем или ветром. Отсутствие контакта со снегом и водой повышает и электробезопасность заявленного устройства.
Заявленное расположение пленочного электронагревателя и наличие в устройстве дополнительного изоляционного слоя способствует значительному снижению энергопотребления. Это обеспечивается за счет того, что расположение пленочного электронагревателя с внутренней стороны карнизного свеса крыши и дополнительное наличие изоляционного слоя практически исключают распределение тепловой энергии наружу, и практически полностью направляют его на обогрев карнизного отвеса крыши.
Снабжение пленочного электронагревателя заземляющим контуром и устройством защитных отключений еще в большей степени способствует улучшению условий эксплуатации заявленного устройства. Это обеспечивается за счет значительного повышения электробезопасности заявленного устройства. Так, в случае случайного пробоя изоляции и коротком замыкании резистивного элемента на излучающий элемент или в случае любого случайного или не случайного повреждения изделия с оголением токоведущего элемента нагревателя, при попадания ни него воды, сопряженные с электронагревателем элементы строения (стена, отмосток и т.д.), откажутся под напряжением, что может привести к поражению током. Заземляющий контур в этом случае отводит ток в землю, а устройство защитного отключения (УЗО) обнаруживая данную утечку, даже незначительную, срабатывает в этом случае и отключает неисправный участок электронагревателя.
Наличие возможности осуществления регулировки диапазона работы системы как автоматически, так и вручную еще в большей степени способствует улучшению эксплуатации заявленного устройства, поскольку расширяет его возможности с точки зрения использования в зависимости от ситуации того или иного варианта регулирования.
Размещение пленочного электронагревателя с внутренней стороны карнизного свеса крыши и на расстоянии от 50 мм от края карнизного свеса крыши еще в большей степени способствует улучшению условий эксплуатации заявляемого устройства и повышению его надежности его эксплуатации. Это объясняется тем, что расположение пленочного электронагревателя на заявленном расстоянии от края карнизного свеса крыши полностью исключает попадание на него влаги или разрушение его льдом
Заявленное устройство представлено на чертежах.
На фиг.1 - изображена принципиальная схема расположения заявленного устройства: а) с гладким профилем полотна кровли; б) с неплоским (волнообразным) профилем полотна кровли; на фиг.2 - варианты крепления пленочного электронагревателя.
Устройство для предотвращения образования наледи и сосулек на карнизном свесе крыши, в частности, не оборудованной сливной системой, содержит пленочный электронагреватель 1, расположенный с внутренней стороны карнизного свеса 2 крыши 3 вдоль края карнизного свеса 2 крыши 3 в местах образования сосулек. Пленочный электронагреватель 1 размещают на расстоянии по меньшей мере 50 мм от края карнизного свеса 2 крыши 3.
Устройство может содержать дополнительный изоляционный слой 4, расположенный с внешней стороны пленочного электронагревателя 1.
В заявленном устройстве могут использоваться все типы конструкций известных пленочных электронагревателей: с резистивными излучающими элементами меандровой формы: в виде параллельных полос, соединенных последовательно путем их Г-образного загиба в сторону следующей полосы поочередно с одной и другой стороны; в виде параллельных полос, выполненных из непрерывной ленты; в виде параллельных полос, с дополнительными полосками (перемычками) из того же материала, наложенными поочередно с той и другой стороны нагревателя поперек их по краям параллельных полос и соединенных точечной сваркой с параллельными полосами и др. Форма расположения резистивного элемента также может быть различной: волнообразной, зигзагообразной и т.п.
В целом, система помимо пленочного электронагревателя содержит щит управления, терморегуляторы, и распределительно-информационная сеть, обеспечивающая питанием нагревательные элементы и подводящая к щиту управления сигналы от всех установленных датчиков системы.
Возможны различные известные и не известные на сегодня варианты крепления пленочного электронагревателя 1. Например, крепление пленочного электронагревателя 1 возможно с помощью различных конструкций хомутов 5. Некоторые из возможных вариантов крепления пленочного электронагревателя 1 приведены на фиг.2. Пленочный электронагреватель 1 может быть закреплен как непосредственно на кровельном полотне с внутренней стороны карнизного свеса 2 крыши 3, так и на дополнительной подложке (щите) (не изображен), например из дерева, которую затем закрепляют с внутренней стороны кровельного полотна карнизного свеса 2 крыши 3. При таком варианте крепления пленочный электронагреватель сначала степлером прикрепляют к подложке (щиту), при этом скобки степлера располагают в промежутках между резистивными элементами. А затем подложку крепят с внутренней стороны карнизного свеса 2 крыши 3.
В другом варианте, деревянную подложку (щит) сначала крепят с внутренней стороны кровельного полотна карнизного свеса 2, а затем на него крепят степлером пленочный электронагреватель 1.
Заявленное устройство работает следующим образом.
На размещенный пленочный нагреватель 1 подается напряжение, после чего поверхность нагревателя 1 достигает температуры, превышающей температуру окружающего воздуха на 20-50°С. Далее тепло контактным и лучистым способом переедается кровельному покрытию крыши 3 и под воздействием температуры снег начинает таять и нагретый край кровли - карнизный свес 2 крыши 3 препятствует формированию сосулек. Для достижения наибольшего эффекта необходимо включать нагреватели в диапазоне температур -5С до+5С. Данная система применима для кровли не оборудованной сливными системами.