УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ТАЛОЙ ВОДЫ С КРЫШ
DEVICE FOR REMOVAL OF MELT WATER FROM ROOFS

Изобретение относится к ремонту и строительству зданий, в частности реконструкции имеющихся систем водостока для отвода талых вод в зимне-весенний период с наклонных и условно плоских крыш зданий и предохраняет от обледенения козырьки крыш и замерзания талой воды в водосточных трубах.
Известно устройство для предохранения от образования льда в водосточных трубах в виде нагревательных кабелей, расположенных по всей длине трубы (серия «Застройщик», Кровельные системы, Материалы и технологии, ООО Стройинфарм, Издательство «Феникс», 2006, 631 с.). Однако, такие устройства производят обогрев трубы даже при отсутствии в ней воды, с затратой электроэнергии от (20…60) Вт на погонный метр, в зависимости от температуры окружающей среды. Для удаления льда из замерзшей трубы мощность нагревательных кабелей возрастает до трех раз, кроме того, существует угроза разрушения трубы при падении глыбы льда с большой высоты и обрыв электрических проводов.
Известна водосточная система (RU 243004), содержащая водоотводящую трубу, расположенную в чердачном помещении, которая отводит талую воду в канализационную трубу, внутри здания. Использование данного способа возможно лишь при новом строительстве или капитальном ремонте зданий со скатными крышами, так как требуется пробивка отверстия в стене дома для вывода трубы наружу, и проведение работ внутри чердачного помещения, а при отрицательной температуре окружающего воздуха нет гарантии, что на выходе трубы из стены дома от испарений не образуется ледяная пробка, и чтобы удалить ее потребуется ввести подогрев трубы, а сама водосточная система требует обслуживания в виде открытия и закрытия затвора на крыше дома при определенных погодных условиях.
Известно устройство для предохранения от образования льда в водосточной трубе (RU 2458219). Устройство содержит перекрывающий элемент из водонепроницаемого материала, предохраняющий от попадания воды в водосточную трубу и от замерзания воды в ней, который выполнен в виде клапана-поплавка по форме сечения сливного отверстия водосточной трубы и установлен внутри воронки водосточной трубы на сливное отверстие последней с возможностью его подъема при наличии воды и опускании при ее отсутствии, под действием силы тяжести. Данное устройство позволяет осуществить слив талой воды в водосточную трубу, однако имеет недостатки. Устройство с помощью герметика посажено на внутреннюю поверхность воронки в сливное отверстие водосточной трубы, но, в связи с тем, что вода является смачивающей жидкостью, при открытии клапана будет протекать по стенкам водосточной трубы, намерзая на них. Кроме того, в устройстве предусматривается примерзание клапана к направляющему седлу, но поток талой воды может быть незначительным, и подъемная сила, действующая на клапан, может быть меньше веса вытесненной жидкости, и не сможет оторвать клапан от седла. Воронка полностью заполнится льдом, и устройство перестанет работать, а талая вода пойдет через край воронки, образуя сосульки.
Известно устройство «Металлическая кровля» (RU 41762 U1, 2004 г.) с настенными желобами, расположенными с небольшим уклоном в сторону лотков согласно рис. и водосточными трубами со сливными воронками, которое выбрано в качестве прототипа. Данное устройство позволяет отводить воду с крыши дома, но имеет существенный недостаток: в осенне-зимний период талая вода будет замерзать как на желобах, расположенных на козырьке крыши, так и на лотках, размещенных над сточными воронками.
Рассмотрим суть физических явлений, происходящих в зимне-весенний период на крыше дома. Крыша дома имеет температуру поверхности (за счет нагрева от чердачного помещения) выше, чем козырек, свисающий с крыши и водосточные трубы, не имеющие этого подогрева. Это подтверждается таянием снега на крыше даже при отрицательной температуре воздуха и замерзанием талой воды на козырьке и в водосточных трубах в ночное время. Кроме того, подтаявшая масса снега скользит по наклону крыши и останавливается у желоба на козырьке, свисая с него, где и замерзает при наступлении отрицательных температур, препятствуя дальнейшему стоку. При таянии снега, только незначительная ее часть напрямую попадет в воронку водосточной трубы. Остальная часть воды попадет сначала на желоб козырька кровли и вдоль него стекает в водосточную трубу. Так как температура талой воды лишь немного превышает температуру таяния снега, то попадая на желоб козырька, который имеет температуру окружающего воздуха, она начинает остывать и замерзать на желобе или в водосточной трубе, полностью заполняя ее, после чего на крыше образуются сосульки и наледи.
Для устранения замерзания основную часть талой воды предлагается направить по теплой крыше дома, минуя козырек, к воронкам водосточных труб, а водоотведение сделать таким образом, чтобы талая вода, не касаясь стенок водосточной трубы, падала на землю.
Это достигается следующим образом: на крыше дома под небольшим углом к краю козырька устанавливаются направляющие, выполненные в виде деревянных брусков или металлических уголков, покрытые гидрофобной мастикой и прикрепленные клеевой массой или иным способом без зазоров к кровельному покрытию и снегозащитный брус, установленный с водопропускным зазором по всей его длине. Эти направляющие подводят талую воду в сливной лоток, а также препятствуют, вместе со снегозащитным брусом, сползанию снеговой массы к желобу и водосточной воронке на козырьке крыши и разделяют участки крыши с разной температурой поверхности: козырек и остальную части крыши. Сливной лоток, скрепленный с направляющими, имеет отогнутый конец, и установлен таким образом, что его отогнутый вертикальный конец расположен по центру водосточной воронки трубы.
Для труб, имеющих в верхней части изгиб (колено) (фиг. 4), внутрь изгиба устанавливается вкладыш из теплоизоляционного материала, верхний конец которого закрепляется на дополнительную воронку, а нижний конец так же располагается над центром вертикальной части следующего участка трубы, и изнутри покрывается гидрофобной мастикой.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично изображены элементы конструкции.
1. На фиг. 1 - общий вид устройства для отвода талых вод с крыши.
2. На фиг. 2 - сливной лоток «а» вид спереди, «б» вид в разрезе. Лоток выполнен из листового металлического материала с теплоизоляционным покрытием из фольгированного изолона. Фольгированный изолон несколько выступает за пределы отогнутого конца лотка и не позволяет талой воде намерзать на нем, за счет эффекта смачивания.
3. На фиг. 3 - лоток и дополнительная воронка в разрезе, установленная на герметик внутри основной воронки и имеющая диаметр меньше, чем диаметр водосточной трубы на 40-70 мм.
4. На фиг. 4 - устройство с водосточной трубой имеющей изгиб. На внешнюю часть сливного лотка и дополнительную воронку нанесен слой гидрофобной мастики темного цвета, для дополнительного их нагрева солнечным излучением и быстрого стекания с них воды.
Устройство работает следующим образом: при таянии снега на крыше талая вода по направляющим стекает по теплой крыше к сливному лотку и направляется в водосточную трубу. Ввиду того, что коэффициент теплоемкости воды в 10 раз превышает теплоемкость материала лотка, а масса стекающей воды, благодаря направляющим, значительна и протекает по козырьку крыши расстояние не более 0,5 м, поверхность сливного лоток принимает температуру талой воды. Замерзание воды на лотке и стенке водосточной трубы не происходит, так как за счет вертикально расположенной нижней части сливного лотка и дополнительной воронки вода падает вертикально вниз, не касаясь стенок водосточной трубы, и за несколько секунд достигает поверхности земли. С козырька крыши талая вода стекает при положительной температуре окружающего воздуха через дополнительную воронку. В нижней части трубы изогнутый патрубок может быть заменен открытым лотком, с которого замерзшая вода удаляется механическим способом.
Устройство имеет следующие преимущества:
- При установке на условно плоские и наклонные крыши зданий не требуется переделка уже имеющейся водосточной системы, а требуется только установка дополнительных элементов.
- Устройство не требует расхода электроэнергии, не требует периодического технического обслуживания, подходит к любому типу крыш, просто в изготовлении и надежно в эксплуатации.