СИСТЕМА ТЕПЛОВЛАЖНОСТИ СКАТНОЙ КРЫШИ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к общей конструкции скатной, холодной крыши в зданиях с проходными и полупроходными чердачными объемами, имеющие утепленное перекрытие верхних этажей, в которых находятся строительные инженерные системы общедомового использования (вентиляционные блоки и шахты, верхний розлив системы отопления, проход фановых труб через чердачный объем)и к конструкции скатной, холодной крыши в зданиях с проходными и полупроходными чердачными объемами, имеющие утепленное перекрытие верхних этажей, в которых нет строительных инженерных систем и конструкций, а также может быть использовано как при строительстве новых зданий со скатными крышами, так и при проведении капитальных и текущих ремонтов, производимых на существующих скатных холодных крышах.
Известна вентиляционная система крыши, имеющая вертикальные вытяжные каналы, приточные отверстия которых соединены с воздухопроводным утеплителем, вытяжные отверстия соединены с атмосферой, и сеть дополнительных вертикальных каналов, выполненных в виде сквозных отверстий в стяжке. Эти сквозные отверстия в стяжке как вторая ступень вентиляционной системы выполняют роль «форточки» и интенсифицируют отвод паровоздушной смеси через вытяжные каналы. Для побуждения работы данной системы требуются перепад температуры и значительная высота вентиляционных шахт, чтобы создать условия вытягивания увлажненной воздушной смеси из утеплителя (пат. РФ №174696. опул 1990 г.)
Применение данной системы возможно на плоских кровлях.
Известна система вентиляции скатной крыши, содержащая чердачные вертикальные вытяжные каналы, выходные отверстия которых соединены с атмосферой и расположены под коньком крыши, входные отверстия которых соединены с чердачным объемом, и наклонные скатные каналы, образованные кровельными подкровельным материалом и контробрешеткой, приточные отверстия которых расположены в карнизных свесах, а приточные отверстия чердачного объема расположены под свесами, снабжена дополнительными вертикальными вытяжными каналами, прикрепленными снаружи к чердачным вертикальным вытяжным каналам, входные отверстия которых соединены с выходами наклонных скатных каналов, ширина дополнительного вертикального вытяжного канала равна ширине наклонного скатного канала и равна высоте контрообрешетки, выходные отверстия дополнительных вертикальных вытяжных каналов расположены ниже уровня выходных отверстий чердачных вертикальных вытяжных каналов на величину, равную ширине наклонного скатного канала, при этом приточные отверстия наклонных скатных каналов расположены в торцах карнизных свесов, а приточные отверстия чердачного объема расположены в нижней плоскости карнизного свеса (пат. RV №2250970, опубл. 27.04.2005 г.)
Данная система вентиляции работоспособна, но имеет ряд недостатков: - в этой системе вентиляции полное изменение конструкции конька ведет к необходимости устройства ходовых площадок для обслуживания кровли и конструкций, находящихся на ней, так как конек используется для прохода по кровле. Открытый сплошной коньковый канал при задувании пропускает снег и, попадая в чердачный объем, повышает влажность и намокание утеплителя, образуя на внутренней поверхности кровельного материала конденсат, а конструкция вытяжного узла является сплошной, что ведет к накапливанию снега в зоне конька, образуя наледь и ледяные наросты.
Известна вентиляционная система скатной крыши, содержащая чердачные вертикальные вытяжные каналы, выходные отверстия которых соединены с атмосферой и расположены под коньком крыши, а входные отверстия соединены с чердачным объемом, и скатные наклонные каналы, образованные подкровельным материалом и контрообрешеткой, приточные отверстия которых расположены в карнизных свесах, а приточные отверстия чердачного объема расположены под свесами (3-ка Японии №63-578, опуб. 07.01.88 г; №4-5, заявлено 61-297587, 16.11.83 г.)
В этой вентиляционной системе скатной крыши, наиболее близкой к предлагаемой, вследствие большой разницы температур атмосферного наружного воздуха и воздуха чердачного объема при перемене погоды, на внутренней поверхности кровельного материала образуется конденсат, а на наружной поверхности - наледь и ледяные наросты, а на карнизных свесах -сосульки.
Все перечисленные выше системы вентиляции скатных крыш рассматривают только одну сторону проблемы - вентиляцию под кровельного пространства для охлаждения кровли и уменьшения образования сосулек и наледи на поверхности кровли, хотя необходимо понимать, что крыша это совместная работа всех конструкций самой крыши и конструкций общедомового использования, находящихся под кровлей и над кровлей, т.е. совместно работающую систему тепловлажности, включающую и систему вентиляции крыши.
Была поставлена задача минимально изменить существующие конструкции скатных крыш, применить энергосберегающие технологии, увеличить срок эксплуатации скатных крыш, уменьшить затраты на обслуживание при эксплуатации.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении эффективности систем тепловлажности, включая систему вентиляции скатной крыши, за счет исключения теплопотерь через строительные конструкции, находящиеся в подкровельном объеме и охлаждения кровли.
Для достижения этого технического результата в системе тепловлажности скатной крыши, содержащей чердачные вертикальные вытяжные каналы, выходные отверстия которых соединены с атмосферой и расположены под коньком крыши, приточные каналы чердачного объема, расположенные под карнизными свесами, карнизный свес выполнен шириной не менее 100 мм и вынесен от выступающего свеса карнизной стены на расстоянии не менее 100 мм и снабжен торцевой карнизной планкой для исключения подъемной силы при ветре, а приточные каналы выполнены в виде щели, образующейся по всему периметру здания за счет выполнения сечения кобылки 50×100 мм, при этом каждый вертикальный вытяжной канал выполнен в виде вытяжной шахты с сечением 600×600 мм и высотой сторон над коньком 500 мм и закреплена на стропилах, причем верхняя часть каждой вентиляционной шахты снабжена четырехскатным зонтом, установленным с зазором 250 мм, а ее нижняя часть снабжена конденсатосборником, выполненным из оцинкованной стали размером 800×800 мм и установленным с зазором 250 мм, при этом настил, с внутренней стороны карнизного свеса по всему периметру здания, снабжен дополнительным диафрагменным гидроизоляционным слоем шириной 3000 мм с провисом его между стропилами, для отвода конденсата при резком перепаде температур, рейкой для фиксации провиса этого слоя, и выносом гидроизолирующего слоя между карнизной стеной и карнизным свесом крыши, а фановые трубы, проходящие через чердачный объем, соединены в одну трубу, утеплены под кровлей и выведены за кровлю в районе конька для герметизации с кровлей, при этом трубопровод верхнего розлива системы отопления установлен на стойках и утеплен полиуретановой скорлупой и удален от карнизной стены на 1500-2500 мм в зависимости от размеры вентиляционных блоков, а вентиляционные блоки, шахты и борова системы вентиляции жилого дома снабжены защитным покрытием и утеплены под кровлей, при этом вся площадь перекрытия чердачного объема утеплена, в качестве гидроизоляционного слоя использован «Изоспан-Д», в качестве утеплителя - базальтовый утеплитель, в качестве защитного слоя - цементно-песчаная штукатурка.
Признаки, отличающие предлагаемую систему тепловлажности от указанной выше известной, наиболее близкой к ней, характеризуют выполнение карнизного свеса шириной не менее 100 мм и вынесение его от выступающего свеса карнизной стены на расстояние не менее 100 мм и наличие торцевой карнизной планки для исключения подъемной силы при ветре, выполнение проточных каналов в виде щели, образующейся по всему периметру здания, за счет выполнения сечения кобылки 50×100 мм, выполнение каждого вертикального вытяжного канала в виде вытяжной шахты с сечением 600×600 мм и высотой сторон над коньком 500 мм и закрепление ее на стропилах, наличие в верхней части каждой вытяжной шахты четырехскатного зонта, установленного с зазором 250 мм, наличие в нижней ее части конденсатосборника, выполненного из оцинкованной стали размером 800×800 мм и установленного с зазором 250 мм, наличие с внутренней стороны настила и карнизного свеса по всему периметру здания дополнительного диафрагменного гидроизоляционного слоя шириной 3000 мм с провисом между стропилами для отвода конденсата при резком перепаде температур, наличие рейки для фиксаций провиса этого слоя, и выносом гидроизоляционного слоя между карнизной стеной и карнизным свесом крыши, соединение фановых труб, проходящих через чердачный объем, в одну трубу, утепление ее под кровлей, и выведение утепления за кровлю в районе конька для герметизации с кровлей, установку трубопровода верхнего розлива системы отопления на стойки и утепление его полиуретановой скорлупой, и удаление его от карнизной стены на 1500-2500 мм в зависимости от размера вентиляционных блоков наличие у вентиляционных блоков, шахт и боровов системы вентиляции жилого дома защитного покрытия и утепления их под кровлей, наличие утеплителя по всей площади перекрытия чердачного объема, использование в качестве гидроизоляционного слоя - «Изоспан-Д», а в качестве утеплителя -базальтового утеплителя, а в качестве защитного покрытия - цементно-песчаной штукатурки, что приводит к исключению теплопотерь через строительные конструкции, находящиеся в под кровельным объеме, улучшению вентиляции через карнизную щель и вынос увлажненного воздуха через вытяжные коньковые шахты, исключению образования конденсата как на внутренней поверхности кровельного покрытия, так и на наружной его поверхности, исключая таяния снега, образование наледи и сосулек, и позволяет увеличить срок службы деревянных и металлических конструкций скатных крыш и кровельных покрытий, а также увеличить срок эксплуатации скатных крыш и уменьшить затраты на их эксплуатацию.
Предлагаемая система тепловлажности скатной крыши иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-5
На фиг. 1 - показана система тепловлажности скатной крыши в разрезе;
На фиг. 2 - тоже, а аксонометрии;
На фиг. 3 - вытяжная шахта в коньке кровли;
На фиг. 4 - выход фановой трубы через кровлю;
На фиг. 5 - кобылка с карнизным свесом.
Предлагаемая система тепловлажности скатной крыши (фиг. 1, 2) содержит чердачные вертикальные вытяжные каналы, выходные отверстия которых соединены с атмосферой и расположены под коньком крыши. Приточные каналы чердачного объема расположены под карнизными свесами 1. Карнизный свес 1 выполнен шириной не менее 100 мм. и вынесен от выступающего свеса карнизной стены 2 на расстоянии не менее 100 мм. и снабжен торцевой карнизной планкой 3 для исключения подъемной силы при ветре. Приточные каналы выполнены в виде щели 4 (фиг. 5), образующейся по всему периметру здания, за счет выполнения сечения кобылки 5 (фиг. 5) 50×100 мм., а каждый вертикальный вытяжной канал выполнен в виде вытяжной шахты 6 (фиг. 3) с сечением 600×600 мм. и высотой сторон над коньком 7 500 мм. и закреплен на стропилах 8. Верхняя часть каждой вытяжной шахты 6 снабжена четырехскатным зонтом 9, установленным с зазором 10 в 250 мм., а нижняя часть вентиляционной шахты 6 снабжена конденсатосборником 11, выполненным из оцинкованной стали размером 800×800 мм., установленным с зазором 12 в 250 мм. С внутренней стороны настил 13 карнизного свеса 1 по всему периметру здания снабжен диафрагменным гидроизоляционным слоем 14 шириной 3000 мм. с провисом 15 (фиг. 5) между стропилами 16 для отвода конденсата при резком перепаде температур, рейкой 17 для фиксации провиса 15 этого слоя 14 и выносом гидроизоляционного слоя 14 между карнизной стеной 2 и карнизным свесом 1 крыши, в качестве диафрагменного гидроизоляционного материала использован «Изоспан-Д». Фановые трубы 18 (фиг. 4), проходя через чердачный объем, соединены в одну трубу 19, утеплены утеплителем 20 под кровлей 21 и выведены за кровлю 21 в районе конька 7 для герметизации с кровлей 21. Трубопровод 22 верхнего розлива системы отопления установлен на стойках 23 и утеплен полиуретановой скорлупой 24 и удален от карнизной стены 2 на 1500-2500 мм. в зависимости от размера вентиляционных блоков 25. Вентиляционные блоки 25, шахты (не показаны) и борова 26 системы вентиляции жилого дома снабжены защитным покрытием 27 и утеплителем 28 под кровлей 21, и вся площадь перекрытия 29 чердачного объема утеплена утеплителем 30, в качестве утеплителя всей системы тепловлажности использован базальтовый утеплитель, в качестве защитного слоя - цементно-песчаная штукатурка.
Система тепловлажности скатной крыши работает следующим образом.
Поток воздуха через карнизную щель 4, выполненную по всему периметру здания шириной 100 мм., поступает в чердачный объем, смешивается с воздушным потоком чердачного объема и выходит через вытяжную шахту 6, а так как в чердачном объеме отсутствует выход теплового потока от конструкций, находящихся в этом чердачном объеме, и перекрытия, то из-за отсутствия теплопотерь, температура воздуха внешней среды и чердачного объема остается постоянной и составляет 0-1,0°C, что исключает наледи на кровле здания и сосульки на свесах крыши, а также на внутренней поверхности чердачного объема. В случае образования конденсата под кровлей в сезон перепада влажности внешнего воздуха (осень-весна), то за счет гидроизоляционного слоя конденсат выносится между карнизной стеной 2 и карнизным свесом 1 крыши.
Таким образом, предлагаемая система тепловлажности скатной крыши позволяет за счет выполнения приточных каналов в виде щели по всему периметру здания, вытяжных каналов в виде вытяжных шахт, наличия дополнительного гидроизоляционного слоя с внутренней стороны настила карнизного свеса по всему периметру здания, утепления вентиляционных блоков, шахт, боровов, фановых труб и перекрытия, переноса от карнизной стены инженерных сетей системы отопления с заменой теплоизоляции, согласно существующих норм, исключить теплопотери строительных конструкций, находящихся в чердачном объеме и перекрытии, создать более эффективную систему вентиляции и увеличить конвекцию подкровельного воздушного объема по сравнению с прототипом.
Предложенная система тепловлажности позволяет не только исключить образование наледи и сосулек, но и с минимальными затратами изменить существующие конструкции скатных крыш, что особенно важно при проведении капитальных и текущих ремонтов, производимых на существующих скатных холодных крышах, позволяет увеличивать сроки эксплуатации скатных крыш, уменьшить затраты на их обслуживание, исключить образование конденсата под кровлей.
Предлагаемая система тепловлажности скатных крыш отлично прошла испытание в г. Казани в 2013 г. и будет внедрена по всей Республике Татарстан.