СПОСОБ УДАЛЕНИЯ СОСУЛЕК ПО ПЕРИМЕТРУ КРЫШИ ЗДАНИЯ
METHOD TO REMOVE ICICLES ALONG BUILDING ROOF PERIMETRE

Изобретение относится к вопросам обслуживания жилищно-коммунального хозяйства и конкретно к очистке от снега и льда крыш зданий.
Известен способ обрушения сосулек, предусматривающий обеспечение контакта с сосульками, их захват и удаление с помощью телескопической трубы, смонтированной с блоками управления на шасси автомобиля, на верхнем конце которой размещен на подшипниковой опоре электродвигатель, на валу которого укреплен конический лепестковый обрушиватель, а внутри трубы установлен втягивающий трос-кабель как для втягивания трубы, так и для передачи электропитания, соединенный с системой управления и блоком электропитания /см. патент РФ на изобретение №2187595, кл. Е01Н 5/00, 2001 [1]/.
Недостатками известного способа являются предельная сложность, значительная трудоемкость и низкая эффективность процесса, необходимость использования сложной техники и ограниченные возможности применения, необходимость контроля за процессом образования сосулек.
Известен также способ удаления сосулек с карнизов крыш зданий, предусматривающий боковое перемещение вдоль кромки карниза подвижного рабочего органа в виде изогнутых под карниз самоустанавливающихся плечевых захватов с помощью механизма привода, состоящего из рычага с верхней петлей, опорным прижимным плечом, боковыми уравновешивающими опорами - полозьями и страховочного каната /см. заявку РФ на патент на изобретение №2002103177/03, кл. E04D 13/076, 2002 [2]/.
Недостатками известного способа являются предельная сложность и опасность процесса реализации вследствие необходимости подъема человека на крышу и его движения вдоль края крыши при одновременном управлении рабочим органом, низкая эффективность, ограниченность возможностей применения, необходимость контроля за процессом сосулькообразования.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является способ удаления сосулек по периметру крыши здания, заключающийся в осуществлении силового воздействия непосредственно на сосульки либо на расположенные рядом участки крыши с помощью специального механизма в виде черенка с ручками, наконечника и ножа, в котором наконечник снабжен подкосом и якорем, закрепленным оттяжками к парапетному ограждению, нож выполнен с консолью, закрепленной на наконечнике, а якорь представляет собой изогнутую полосу из водостойкого материала, расположенную на крыше, причем, наконечник, подкос и консоль соединены между собой с возможностью изменения положения ножа /см. патент РФ на изобретение №2194137, кл. E04D 13/076, 2001 [3]/, и принятый за прототип.
Недостатками способа-прототипа являются предельная сложность и опасность процесса реализации вследствие необходимости подъема человека на крышу, значительная трудоемкость и низкая эффективность, отсутствие возможности автоматизации процесса, ограниченные возможности применения, необходимость постоянного контроля за процессом образования сосулек.
Сущность изобретения заключается в создании предельно простого и эффективного способа удаления сосулек без непосредственного участия человека, принципиально отличного от известных способов и предусматривающего процесс предварительного раздельного формирования сосулек на жестких направляющих арматурных стержнях с последующим автоматическим разрушением сосулек силовым воздействием изнутри на тело сосульки за счет изгиба арматурных стержней под действием изменений температуры окружающей среды.
Технический результат - полная автоматизация процесса удаления сосулек с исключением непосредственного участия человека, повышение эффективности способа и расширение возможностей его применения.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе удаления сосулек по периметру крыши здания, включающем осуществление силового воздействия непосредственно на сосульки, особенность заключается в том, что формируют сосульки раздельно друг от друга на жестких арматурных стержнях, свободно свисающих вниз вдоль края крыши и являющихся направляющими для стекания с крыши воды при таянии снега и льда, силовое воздействие осуществляют на тело каждой сосульки изнутри нее путем создания плавного и/или/ скачкообразного бесконтактного изгиба арматурных стержней под действием изменений температуры окружающей среды, соответственно, во всем диапазоне температур и/или/ вблизи 0°С.
На рисунке схематично на виде на здание сбоку приведен один из возможных вариантов устройства для реализации предлагаемого способа.
Устройство для удаления сосулек 1 по периметру крыши 2 здания 3 содержит прикрепленную вдоль верхней кромки стены здания 3, контактирующей с крышей 2, на участке с повышенной опасностью образования сосулек 1, жесткую планку 4 с последовательностью выполненный в ней через заданное шаговое расстояние вертикальных сквозных отверстий 5. В отверстия 5 плотно с натягом вставлены сверху тонкие жесткие стержни 6 круглого поперечного сечения /толстая проволока/, верхняя часть которых загнута для препятствия проваливания стержней 6 в отверстия 5. Согласно приведенному варианту устройства стержни 6 выполнены из сплава с эффектом термомеханической памяти формы с температурным порогом срабатывания, лежащим вблизи 0°С. В качестве сплава использован никелид титана /нитинол/ TiNi, относящийся к классу интерметаллических соединений и наиболее широко применяемый на практике для подобных целей. Физический процесс изготовления материалов с эффектом ПМФ - памяти механической формы отработан серийно, описан в многочисленной литературе, и нет смысла на этом подробно останавливаться. Стержни 6 являются направляющими для стекания с крыши 2 воды при таянии снега и льда, и, естественно, одновременно, арматурой для образования сосулек 1. Определенное шаговое расстояние между стержнями 6 /порядка 5 см/ с одной стороны обеспечивает стекание воды с крыши 2 только по стержням 6 /и, соответственно, образование сосулек 1 только на стержнях 6, а не между ними/, а с другой стороны - обуславливает формирование одиночных сосулек 1 без их объединения в единое тело, что резко затрудняет процесс удаления сосулек 1. Длина стержней 6 порядка 10 см обуславливает, с одной стороны, надежное удержание сосулек 1 на стержнях в спокойном состоянии, а с другой - их быстрое разрушение при силовых воздействиях, обеспечение достаточного абсолютного изгиба стержней при изменении температур в заданном диапазоне.
Работа предлагаемого способа при его реализации вышеописанным устройством осуществляется следующим образом.
В спокойном состоянии устройства сосульки 1 сформированы на стержнях 6 раздельно друг от друга. Как известно, сосулеобразование происходит при изменении температуры воздуха в зоне 0°С на несколько градусов в ту и другую стороны. При температуре больше 0°С начинается таяние на крыше снега и льда и стекание воды по направляющим стержням 6, в области 0°С начинается образование на стержнях 6 сосулек 1, и при минусовых температурах таяние снега практически прекращается и сосульки уже сформированы. Обычно во время интенсивного образования сосулек 1 температура воздуха с прохождением через 0°С меняется в течение суток несколько раз /день, ночь, солнце, ветер, испарения и т.п./. При понижении температуры с плюсовых значений и ее приближении к 0°С /сверху/ стекающая по стержням 6 вода практически замерзает и на стержнях 6 образуются сосульки 1. В момент прохождения температуры через 0°С стержень 6 из материала с ПМФ скачком изгибается с нарушением прямолинейного состояния /в положение, показанное на рисунке пунктиром/, при этом сосулька 1 на стержне разрушается, растрескивается и ссыпается вниз мелкими осколками, не представляя опасности для людей и т.п. Учитывая, что такое разрушение происходит довольно часто в течение дня, сосульки 1 не достигают значительной величины и разрушатся постоянно в процессе из образования. При дальнейшем понижении температуры в минусовые значения сосульки далее на стержнях 6 практически не образуются, так как таяние снега и льда на крыше при минусовых температурах практически прекращается. При увеличении температуры и ее приближении к 0°С /снизу/ стержень 6 с ПМФ срабатывает щелчком обратно, принимая прямолинейное состояние, при этом даже если сосульки 1 после прошлого щелчка образовались или остались, то они разрушатся. Далее, при увеличении температуры в плюсовые значения процесс таяния снега и льда происходит, но без образования сосулек 1, вода просто стекает по направляющим стержням 6.
Таким образом, предлагаемый способ полностью автоматически без участия человека практически не дает сосулькам образоваться до значительных размеров, и они разрушаются на начальной стадии образования. При этом сосульки еще малы, тем более они разрушаются скачком изгибом стержней и изнутри тела сосульки. Это приводит, во-первых, к разрушению сосулек на мелкие, неопасные части, во-вторых - разрушение происходит при сравнительно малых усилиях. Как показывает практика, даже срабатывание вышеописанного устройства два раза в день /утром - при прохождении температуры через 0°С при ее повышении, и вечером - при понижении/ полностью нарушает процесс формирования сосулек. В действительности же, учитывая реальные метеорологические условия в период образования сосулек 1 прохождение температуры внешней среды через 0°С происходит несколько раз в день. Согласно другим вариантам реализации способа возможно устройство с плавным изгибом стержней 6 при изменении температур окружающей среды во всем диапазоне /использование для изготовления стержней 6 биметаллических элементов/, и, соответственно, постепенное разрушение сосулек 1 на стержнях 6. Также предусмотрен вариант устройства с совместным плавным и скачкообразным изгибом стержней 6, несколько усложняющий устройство, но повышающий эффективность предлагаемого способа. Плавный изгиб стержней 6 при выполнении их из биметалла будет происходить практически все время в течение суток. Конечно, этот изгиб по отношению к скачкообразному весьма мал, однако постоянный изгиб предельно затрудняет процесс образования сосулек на стержнях, приводит к постепенному растрескиванию сосулек и их разрушению на мелкие осколки.
Предлагаемый способ предельно универсален, может быть использован практически для любых конструкций зданий и их крыш. Однако главное достоинство в том, что способ позволяет полностью автоматизировать процесс удаления сосулек, исключить участие в этом человека, необходимость последнего подниматься на крышу здания, применения сложных устройств, специальной техники, транспорта и т.п.