СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ ВОДООТВОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КРОВЛИ КРЫШИ ЗДАНИЯ ОТ ОБЛЕДЕНЕНИЯ
METHOD OF PROTECTION OF DRAINAGE ROOF ELEMENT SURFACE OF BUILDING ROOF AGAINST ICING

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам защиты водоотводных элементов крыши от обледенения, и может быть использовано в коммунально-бытовой и промышленной сфере, а также при эксплуатации зданий и сооружений.
Известен способ предотвращения образования сосулек на крыше здания, включающий прикрепленные вдоль края крыши на ее участке или по периметру с образованием замкнутого контура нагревательный элемент, соединенный с клеммами для подключения источника электрического тока, выполненный в виде металлического проводника, согнутого через определенное шаговое расстояние с образованием свисающих петель, металлический проводник выполняют зигзагообразным из поочередно спаянных отрезков из разнородных проводников или полупроводников, образующих кольцеобразную термобатарею, причем внутренние спаи термобатареи размещают на крыше под снегом, а внешние за пределами крыши у ее кромки, при этом к предварительно проградуированной термобатарее для измерения термоэлектродвижущей силы подключают милливольтметр, а после регистрации с его помощью перехода положительной температуры атмосферного воздуха через нуль к отрицательной по этой термобатарее пропускают однонаправленный электрический ток от источника тока в направлении, обеспечивающем нагревание наружных спаев и охлаждение внутренних спаев термобатареи [1].
К недостаткам данного способа относятся высокие энергозатраты в связи с низким коэффициентом полезного действия термобатареи.
Известен также способ защиты поверхности водоотводных элементов кровли крыши материального объекта от обледенения, включающий искусственное увеличение скорости скатывания талой воды с поверхности водоотводных элементов крыши, за счет того, что на поверхность водоотводных элементов кровли крыши материального объекта наносят гидрофобное антисмачиваемое покрытие с краевым углом смачивания более 120°, в начале вертикальной части водосточной трубы размещают водоотбойное кольцо, при этом покрытие наносят на поверхности приемной воронки, наклонной части водосточной трубы и водоотбойного кольца [2], принят за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе увеличение скорости скатывания талой воды с поверхности водоотводных элементов кровли крыши происходит за счет нанесения на них дорогостоящего гидрофобного антисмачиваемого покрытия, требующего к тому же больших трудозатрат на систематическое поддержание его в рабочем состоянии, а также расходов на конструктивные изменения водосточной трубы, в связи с размещением в вертикальной ее части, в районе изгиба трубы, водоотбойного кольца, искусственно уменьшающего диаметр водосточной трубы, снижающего ее проектную пропускную способность, повышающего вероятность засорения и образования трудноудаляемой мусорной или ледяной пробки. Кроме того, покрытие узкой полосы у кромки кровли крыши антисмачиваемым покрытием, т.е. там, где как раз намерзают наледи, которые при подтаивании теряют, из-за гидрофобного покрытия, связь с поверхностью кровли, срываются с крыши и приводят к деформациям кровли и другим нештатным ситуациям.
Сущность изобретения заключается в использовании особенности гидравлических свойств потока жидкости, когда увеличение скорости его движения на морозном воздухе повышает сопротивляемость жидкости к замерзанию, для защиты от обледенения поверхности водоотводных элементов крыши путем искусственного снижения вязкости и увеличения текучести скатывающейся с кромки крыши талой воды с помощью ионизирующих излучений, позволяющих при их воздействии на воду нарушать пространственную однородность ее плотности, от которой, в основном, снижается вязкость и увеличивается скорость движения талой воды по водостокам.
+
-
В частности, размещение под кромкой края крыши, на ее участке или по всему периметру здания, в непосредственной близости от стекающей с крыши талой воды, источника ионизирующих излучений в виде тонких пластинок, выполненных из сильвинита (руда калия), содержащего изотоп калия-40, приводит при его естественном распаде к радиоактивному разрушению (радиолизу) стекающей с кромки крыши здания воды и появлению в ней ионов водорода Н и гидроксила OН, обеспечивающих нарушение межмолекулярных связей и снижение вязкости, а также поверхностного натяжения талой воды и, как следствие, повышение ее текучести, а увеличение скорости движения обработанной ионизирующими излучениями воды по желобам и трубам (или иным руслам) усиливает ее сопротивляемость к замерзанию (например, горные реки не замерзают даже в сильные морозы), что позволяет защитить поверхности краев кровель и водостоков от обледенения.
Технический результат - снижение трудозатрат и повышение эксплуатационной надежности крыши за счет обеспечения интенсивной транспортировки обработанной ионизирующими излучениями талой воды с кромки края крыши и по водостокам без дорогостоящего антиобледенительного покрытия и с сохранением первоначальных конструктивных параметров водоотводных элементов крыши.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе защиты поверхности водоотводных элементов кровли крыши здания от обледенения, включающем искусственное увеличения скорости движения талой воды но наклонным и вертикальным водоотводным элементам крыши здания, для увеличения скорости движения талой воды по водоотводным элементам крыши по всему периметру здания (или на его участке) под кромкой края крыши в непосредственной близости от стекающей с нее талой воды размещают тонкие пластинки, обращенные к кромке края крыши и внутренней части водоотводных желобов, изготовленные из сильвинита.
Снижение трудозатрат и повышение эксплуатационной надежности крыши происходит исключительно за счет появления в стекающей с крыши талой воде ионов различного знака, образующихся путем ее ионизации под действием радиоактивного изотопа калия-40, содержащегося в пластинках сильвинита, прикрепленных под кромкой края крыши здания по его периметру (или части периметра), которые снижают вязкость талой воды, увеличивают скорость ее течения по существующим желобам и водосточным трубам и, как следствие, повышают сопротивляемость стекающей с крыши воды к замерзанию, чем и обеспечивают защиту поверхности водоотводных элементов крыши от обледенения.
Кроме этого, эксплуатация крыши без антисмачиваемого покрытия способствует эксплуатационной надежности крыши в связи с сокращением аварийных отрывов и обрушений ледяных глыб с кромки края крыши, имеющих место в связи с потерей плотного контакта наледей с поверхностью крыши при оттаивании и снижением вероятности закупорки водосточных труб из-за искусственного сужения их проектного диаметра в месте размещения водоотбойного кольца.
Предлагаемый способ поясняется чертежом.
На чертеже представлена схема части здания со скатной крышей, водоотводным желобом, водосточной трубой и с прикрепленными под кромкой края крыши тонкими пластинками сильвинита (крепление водоотводных элементов на схеме не показано).
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанною технического результата.
Способ осуществляется следующим образом.
Под кромкой края скатной крыши 1 здания 2 на расстоянии не более 5-ти сантиметров от кромки края крыши 1 размещают тонкие пластинки, изготовленные из сильвинита 3, содержащего радиоактивный изотоп калия-40.
Снижение вязкости, повышение текучести и уменьшение поверхностного натяжения талой воды, стекающей с кромки крыши 1 здания 2, осуществляют за счет ее ионизации под действием радиоактивного изотопа калия-40, содержащегося в пластинках сильвинита 3, прикрепленных (например, приклеенных) к зданию 2 под кромкой крыши 1 по его периметру или части периметра.
+
-
Попадание радиоактивных излучений от естественного распада изотопа калия-40 на стекающие с кромки края крыши 1 капли и ручейки талой воды, а также на протекающую воду по желобу 4 приводит к радиационному разрушению воды (радиолизу) и появлению в ней ионов водорода Н и гидроксила ОН, что, в свою очередь, снижает объемную плотность талой воды, уменьшает ее вязкость и поверхностное натяжение, увеличивает текучесть и скорость отрыва капель и ручейков воды от кромки крыши 1 и ускоряет ее движение по желобу 4 и водосливной трубе 5. Быстро стекающая талая вода с низкой вязкостью не замерзает при переходе температуры атмосферного воздуха от положительной к отрицательной, т.е. во время образования сосулек и наледей, что обеспечивает защиту водосливных элементов крыши 1 здания 2 от обледенения.
Использование сильвинита 3 в качестве источника ионизирующих излучений для изменения физико-химических свойств талой воды позволяет обеспечить подвижность стекающей с кромки крыши 1 здания 2 воды, улучшить се миграционные способности и функционирование водоотводных систем крыши 1 с минимальными затратами, т.к. сильвинит 3 не является дефицитным и дорогостоящим материалом, а срок его службы, учитывая огромный период полураспада изотопа калия-40 (1,3 млрд лет), можно считать неограниченным, без дополнительных затрат на периодическое поддержание его в рабочем состоянии.
Кроме этого, применение сильвинита 3 для достижения технического результата является простым, надежным, доступным и не требующим вмешательства в существующие конструкции водостоков способом, что свидетельствует о повышенной его эффективности при защите поверхности водоотводных элементов кровли крыши 1 здания 2 от обледенения.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения (способа) следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в строительстве, и, в частности, при защите водоотводных элементов крыши от обледенения;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.
Источники информации
1. Патент на изобретение РФ №2571105, E04D 13/076, 2015.
2. Патент на изобретение РФ №2495208, E04D 3/076, 2013, прототип.