СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ СКАТНОЙ КРЫШИ
VENTILATION SYSTEM OF PITCHED ROOF

Изобретение относится к области строительства, в частности, к конструкции системы вентиляции скатной крыши, в которых кровельный материал расположен над стропилами или фермами, на которые опираются обрешетка и кровля. Предлагаемая система может быть использована при возведении зданий со скатными крышами, а также при ремонте ранее построенных подобных зданий, в которых печное отопление было заменено на центральное с верхней разводкой отопительной системы.
Известна вентиляционная система скатной крыши (заявка Японии №63-578, публ. 88.01.07 №475), содержащая чердачные вертикальные вытяжные каналы, входные отверстия которых расположены под коньком крыши и соединены с атмосферой, а входные отверстия соединены с чердачным объемом, и наклонные скатные каналы, образованные кровельным и подкровельным материалом и контробрешеткой, приточные отверстия которых расположены в карнизных свесах, а приточные отверстия чердачного объема расположены под свесами.
Недостатком такой системы вентиляции скатной крыши является низкая эффективность вентиляции при перемене погоды, что приводит к большому перепаду температур между атмосферным воздухом и воздухом в чердачном объеме и, как следствие этого, к выпадению конденсата на внутренней поверхности кровли и образованию па се внешней поверхности наледи и сосулек на карнизных свесах. Для зданий старой постройки, где никакой контробрешетки нет, такая конструкция система вентиляции непригодна.
Известна система вентиляции скатной крыши (патент РФ №2250970, публ. 27.04.2005) - ближайший аналог, содержащая чердачные вертикальные вытяжные каналы, выходные отверстия которых соединены с атмосферой и расположены под коньком крыши, а входные отверстия соединены с чердачным помещением, и наклонные скатные каналы, образованные кровельным и подкровельным материалом и контробрешеткой, приточные отверстия которых расположены в карнизных свесах, а приточные отверстия чердачного помещения расположены под свесами, при этом система вентиляции снабжена дополнительными вертикальными каналами, прикрепленными снаружи к чердачным вытяжным каналам, входные отверстия которых соединены с выходами наклонных скатных каналов, ширина дополнительного вертикального вытяжного канала равна ширине наклонного скатного канала и равна высоте контробрешетки, выходные отверстия дополнительных вытяжных каналов расположены ниже уровня выходных отверстий чердачных вытяжных каналов на величину равную ширине наклонного скатного канала, а приточные отверстия наклонных скатных каналов расположены в горнах карнизных свесов, приточные отверстия чердачного помещения расположены в нижней плоскости карнизного свеса.
Недостатками такой системы являются:
- такая система вентиляции скатной крыши применима только при наличии чердачных вытяжных каналов, выходные отверстия которых расположены под коньком крыши, а входные отверстия соединены с чердачным объемом;
- для обеспечения необходимых размеров сечения наклонного скатного канала нужна контробрешетка, которая определяет высоту этого канала и ширину вертикального дополнительного вытяжного канала, необходимость использования контробрешетки приводит к дополнительным затратам материалов и денежных средств;
- подкровельный материал, закрепленный над стропилами и образующий нижнюю стенку наклонного скатного канала не теплоизолирует этот канал от воздуха чердачного объема, температура которого определяется не только температурой наружного атмосферного воздуха, но и тепловыделениями от находящихся под чердаком помещения и проходящих через чердачный объем вытяжных вентиляционных каналов здания и от расположенных на чердаке элементов теплоснабжения (отопления) здания. Это может привести к повышению температуры, проходящего но скатному наклонному каналу воздуха и повышению температуры кровли.
Таким образом, данная система вентиляции скатной крыши не всегда решает задачу борьбы с образованием наледи и сосулек. Кроме того, большой перепад температур между чердачным объемом и наружным воздухом может привести к выпадению конденсата на внутренней поверхности подкровельного материала. При случайных повреждениях кровли возникают протечки влаги, которая будет стекать по наклонному каналу на подшивку карнизного свеса, что может значительно уменьшить его срок службы. Такая конструкция системы вентиляции не пригодна для зданий старой постройки, не имеющих контробрешетки, а ее создание в этих зданиях требует предварительного разбора кровли.
Приведенные недостатки этой системы вентиляции скатной крыши не позволяют использовать ее для борьбы с образованием наледей и сосулек в зданиях старой постройки, особенно в условиях городов, расположенных в средних и северных широтах России.
Целью заявляемого изобретения является создание системы вентиляции скатной крыши, которая может обеспечить:
- эффективную вентиляцию скатной крыши городских зданий старой постройки, которая в холодное время года обеспечит охлаждение кровли до температуры, не превышающей температуру атмосферного воздуха более чем на 1÷2°С, что позволяет избежать таяние снега на крыше и образование на кровле наледей и сосулек на свесах;
- при этом необходимо обеспечить теплоизоляцию наклонного вентиляционного канала, расположенного под скатной крышей, от тепловыделений в чердачном помещении под этим каналом, а также обеспечить защиту от возможного выпадения конденсата из воздуха чердачного помещения на поверхности вентиляционного наклонного канала, контактирующей с объемом чердачного помещения и обеспечить защиту чердачного помещения от влаги, проникающей через случайные повреждения кровли.
При этом система вентиляции скатной крыши должна быть технически несложной для монтажа и не требующей для ее создания значительных денежных средств, а также должна быть ремонтопригодной - легко ремонтируемой и не требующей энергозатрат при ее эксплуатации.
Поставленная цель достигается за счет того, что система вентиляции скатной крыши, содержащая наклонный вентиляционный канал, расположенный под кровлей, служащей верхней стенкой канала, в качестве входных и выходных отверстий которого используются расположенные на кровле вентиляционные окна и щелевые неплотности между кровлей и стенами здания, а нижней стенкой этого канала служит гидротеплоизолирующий экран, размещенный параллельно скатам кровли и выполненный из двух слоев гидроизоляционного материала, например, из армированной полиэтиленовой пленки, между которыми образована теплоизолирующая воздушная прослойка толщиной примерно 50÷100 мм, верхний слой полиэтиленовой пленки прикреплен к стропильным ногам снизу или к боковым поверхностям верхних поясов смежных ферм деревянными рейками, а нижний слой пленки прикреплен параллельно верхнему слою к стропильным ногам также снизу через фрагменты деревянных брусков с размерами примерно от 50×50×50 до 100×100×100 мм, прикрепленных к стропильным ногам через верхний слой пленки либо к боковым поверхностям верхних поясов смежных ферм деревянными рейками так, чтобы расстояние между слоями пленки составляло 50-100 мм, в обоих слоях пленок вырезаны отверстия для прохода теплоизолированных вентиляционных каналов здания, выведенных через чердачное помещение и кровлю в наружную атмосферу, причем края отверстий прикреплены к наружным поверхностям этих каналов с помощью «воротников», изготовленных также из армированной полиэтиленовой пленки; в местах расположения выходов из чердачного помещения на крышу в гидротеплоизолирующем экране образованы проходы (люки), выполненные в виде рам, изготовленных в форме дверных коробок, в которых устанавливаются съемные крышки, удерживаемые в рамах с помощью поворотных фиксаторов, установленных на рамах, при этом рамы закреплены между двух параллельных балок, прикрепленных перпендикулярно к стропильным ногам, либо к верхним поясам смежных ферм но обе стороны выхода на крышу; края полиэтиленовых пленок, в которых вырезаны отверстия для проходов, прикреплены к рамам деревянными рейками, съемные крышки люков выполнены из деревянных рамок, на которых с обеих сторон но контурам закреплены с помощью реек армированные полиэтиленовые пленки, расстояние между которыми соответствует толщине гидротеплоизолирующего экрана (50÷100 мм), а размеры проемов в рамах, к которых устанавливаются крышки люков, соответствуют размерам крышек, торцы крышек снабжены уплотняющими прокладками. Примыкающие к полу чердачного помещения края пленок опущены в установленные на полу лотки, выполненные из оцинкованной тонколистовой стали, уложенные на деревянные подставки, обеспечивающие небольшой уклон лотков в сторону ближайших канализационных стояков, выходы лотков снабжены отверстиями, которые соединены с просверленными в стояках отверстиями шлангами, а места присоединения шлангов к лоткам и стоякам герметизированы.
Такая система вентиляции скатной крыши с помощью наклонного вентиляционного канала, сообщенного с наружной атмосферой, через вентиляционные окна в кровле и щелевые неплотности между кровлей и стенами обеспечивает охлаждение кровли в холодное время года до температуры, не превышающей температуру атмосферного воздуха более чем на 1÷2°C, что позволяет избежать образования на кровле наледей и сосулек на свесах, а также обеспечивает теплоизоляцию наклонного вентиляционного канала, расположенного под кровлей скатной крыши, от тепловыделений в чердачном помещении благодаря смонтированному под стропильными ногами (или между боковыми поверхностями верхних поясов смежных ферм) гидротеплоизолирующему экрану, который также защищает чердачное помещение от холодного воздуха, протекающею по наклонному вентиляционному каналу и от случайных протечек кровли, вызванных ее повреждениями, при этом попавшая через повреждения кровли на верхний слой пленки влага стекает но ней в лотки, сообщенные с канализационными стояками. Такая система вентиляции технически не сложна для монтажа и не требует для ее создания дорогих материалов. Такая система вентиляции обладает высокой степенью ремонтопригодности, т.к. при повреждениях полиэтиленовой пленки легко заменить ее поврежденную часть. Перечисленные достоинства предлагаемой системы вентиляции скатной крыши обеспечивают ее применимость к старым зданиям, построенным примерно до середины прошлого века, особенно к тем зданиям, в которых существовало печное отопление, замененное впоследствии на центральное отопление с верхней разводкой отопительной системы.
Анализ аналогов показал, что заявляемое техническое решение является новым. Новизна предлагаемого решения заключается в применении для образования наклонного вентиляционного капала для скатной кровли гидротеплоизолирующего экрана, содержащего два параллельно смонтированных слоя армированной полиэтиленовой пленки (гидроизолирующих материалов), между которыми образована воздушная прослойка толщиной 50÷100 мм, являющейся хорошим теплоизолятором. Гидротеплоизолирующий экран монтируется под стропильными ногами либо между боковыми поверхностями верхних поясов ферм, па которые опираются обрешетка и кровля. Экран служит нижней стенкой вентиляционного канала, сообщенного с атмосферой, по каналу циркулирует наружный воздух, который в холодное время года охлаждает кровлю, служащую верхней стенкой канала. Гидротеплоизолирующий экран защищает вентиляционный канал от тепловыделений чердачного помещения, а также защищает это помещение от холода вентиляционного наклонного канала. Полиэтиленовая пленка защищает чердачное помещение от влаги, которая может проникать через случайные повреждения кровли внутрь чердачного помещения, при этом просочившаяся влага стекает по верхнему слою пленки в установленные на полу чердака лотки, сообщенные с канализационными стояками.
Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков, дающих положительный эффект и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».
На фиг.1 и 2 приведена предлагаемая система вентиляции скатной крыши для наиболее распространенного варианта крепления обрешетки и кровли на стропилах, на фиг.3 - лоток для сбора и удаления воды, просочившейся через случайные повреждения кровли, на фиг.4 - вырезка отверстий в пленке для прохождения вентиляционных каналов, на фиг.5 - крепление армированной полиэтиленовой пленки к боковым поверхностям верхних поясов ферм, а на фиг.6 - конструкция прохода в гидротеплоизолирующем экране для выхода на крышу.
Система вентиляции монтируется па расположенных в чердачном помещении стропильных ногах 1, на которых закреплена обрешетка 2 с прикрепленной к ней кровлей 3. К стропильным ногам 2 снизу крепится слой полиэтиленовой пленки 4 с помощью деревянных реек 5, через этот слой пленки к стропильным ногам 2 крепятся фрагменты деревянных брусков 6 с размерами 50×50×50 или 100×100×100 мм, а к последним кренится второй (нижний) слой полиэтиленовой пленки 7. Полиэтиленовая пленка является гидроизолирующим материалом. Между слоями пленок 4 и 7 образована воздушная прослойка 8 толщиной примерно 50÷100 мм (в зависимости от размеров брусков 6), являющаяся хорошим теплоизолятором. Таким образом, оба слоя пленки - верхний 4 и нижний 7 вместе с воздушной прослойкой 8 образуют гидротенлоизолируюший экран 9, экран 9 и кровля 3 образуют наклонный вентиляционный канал 10, в котором экран 9 служит нижней стенкой канала, а кровля 3 - верхней стенкой. Вентиляционный канал 10 сообщен с атмосферой через имеющиеся на крыше здания вентиляционные окна 11 и щелевые неплотности 12 между кровлей 3 и стеной 13 здания. В местах примыкания обоих слоев пленок 4 и 7 к полу 17 чердачного помещения, концы 14 пленок опущены в лотки 15 (фиг.1 и 3), выполненные из тонколистовой оцинкованной стали, уложенные на деревянных подставках 16, установленных на полу 17 чердачного помещения. Торцы лотков 15 закрыты стенками 18. Подставки 16 установлены на полу 17 так, чтобы создать лоткам 15 небольшой уклон (примерно 1:100) в сторону ближайшего канализационного стояка 19, проходящего через чердачное помещение. Отдельные фрагменты лотков 15 соединены между собой «в замок» 20, места соединения герметизированы. В ближайшем к стояку 19 торце лотка 15 и в стояке 19 просверлены отверстия 21 и 22 соответственно и соединены шлангом 23. Места присоединения шланга герметизированы. На фиг.1 и 2 обозначены также, имеющиеся на крыше здания вентиляционные каналы 24, проходящие через чердачное помещение и выведенные на крышу, а также выход 25 на крышу здания. На фиг.4 проиллюстрирована технология выреза отверстий в пленке для прохода вентиляционных каналов с образованием «воротников». На фиг.5 обозначены: верхние пояса 26 ферм, деревянные рейки 27 для крепления полиэтиленовых пленок к боковым поверхностям поясов 26. На фиг.6 (вид снизу) представлена конструкция люка (для прохода к выходу на крышу): верхние пояса 26 ферм, прикрепленные к верхним поясам ферм (либо к стропильным ногам) балки 28, на которых закреплена рама 29, выполненная в форме дверной коробки, на рамс 29 установлены поворотные фиксаторы 30 для удерживания в раме 29 крышки 31, изготовленной в форме рамки, торцы которой снабжены уплотняющими прокладками 32; деревянные рейки 33 предназначены для крепления пленок по контуру рамки с обеих сторон крышки 31 и пленки изолирующего экрана к рамс 29, ручки 34, установленные па крышке 31 служат для удобства установки и снятия крышки (ручки 34 в предмет изобретения не входят и в формуле не представлены).
Система вентиляции скатной крыши работает следующим образом. Так как наклонный вентиляционный канал 10 сообщен с атмосферой через имеющиеся на крыше здания вентиляционные окна 11, а также через щелевые неплотности 12 между кровлей 3 и стенами 13 здания, то в канале 10 возникает движение воздуха - «сквозняки», которое в холодное время года охлаждает кровлю 3 до температуры близкой к температуре атмосферного воздуха (разница температур не превышает 1÷2°C). Поэтому подтаивание снежного покрова на кровле 3 не происходит и не образуются наледи, а т.к. нет подтаивания, то и нет влаги, которая может стекать но кровле 3 и при замерзании образовывать сосульки на кровле и на свесах крыши здания. Гидротеплоизолирующий экран 9, являющийся нижней стенкой наклонного вентиляционного канала 10, защищает движущийся в этом канале воздух от тепла, выделяемого от находящихся в чердачном помещении элементов технических систем здания - систем теплоснабжения и систем вентиляции даже в том случае, если эти элементы имеют плохую теплоизоляцию. В то же время гидротеплоизолирующий экран защищает находящуюся под ним часть чердачного помещения от проникновения в него холода от наклонного вентиляционного канала, в результате температура нижнего слоя 7 полиэтиленовой пленки не может приобрести температуру точки росы и выпадение конденсата на ней не происходит. Таким образом, гидротеплоизолирующий экран защищает вентиляционный канал от поступления тепла из чердачного помещения, а чердачное помещение - от поступления холода от наклонного вентиляционного канала. В случае повреждения кровли 3 но каким-либо причинам в последней образуется протечка влаги (при соответствующей погоде), которая попадает на верхний 4 слой полиэтиленовой пленки, имеющей уклон, по которому влага стекает к краям 14 пленки, опущенным в лотки 15. Так как лотки 15 имеют небольшой уклон (примерно 1:100), заданный подставками 16, установленными на полу 17 чердачного помещения, то влага стекает но лоткам в сторону канализационного стояка 19 и далее через шланг 23 попадает в стояк 19 и удаляется но нему в канализацию. Доступ к выходу на крышу осуществляется при необходимости через открытый люк с помощью приставной лестницы (в предмет изобретения не входит и в формуле, в описании и на фиг.1÷6 не представлена).
Таким образом, предлагаемая система вентиляции скатной крыши решает не только задачу борьбы с образованием наледей на кровле здания и сосулек на свесах крыши, но и при возникновении аварийных ситуаций (протечек кровли) препятствует проникновению влаги из чердачного помещения в нижележащие этажи здания. Итак, прелагаемая система вентиляции скатной крыши решает все поставленные цели:
- обеспечивает охлаждение кровли в холодное время года до температуры, не превышающей температуру атмосферного воздуха более чем на 1÷2°C;
- гидротеплоизолирующий экран обеспечивает защиту наклонного вентиляционного канала от тепла, выделяемого расположенными в чердачном помещении элементов технических систем здания и препятствует выпадению конденсата как в вентиляционном канале, так и на нижней стороне экрана, обращенной к объему чердачного помещения;
- обеспечивает защиту чердачного помещения (и расположенные под ним этажи здания) от протечек влаги через случайные повреждения кровли;
- предлагаемая система вентиляции ремонтопригодна, она не требует для ее создания и ремонта дорогих материалов;
- предлагаемая система вентиляции не потребляет электроэнергию при эксплуатации.
Предлагаемая система вентиляции промышленно применима, т.к. использует для монтажа материалы, выпускаемые промышленностью.