УСТРОЙСТВО КРЫШИ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации зданий и сооружений и может быть использовано для предотвращения образования на кромках крыши наледи и сосулек.
Известны технические устройства, обеспечивающие периодическое удаление сосулек по мере их накопления на кромке кровли.
Так, в устройстве крыши здания и сооружения для удаления сосулек, которое представлено в описание к авторскому свидетельству №775268 по кл. Е04D 13/06, опубл. 30.10.80 г., бюл. №40. В известном устройстве используется система из блоков и двуплечих рычагов, шарнирно закрепленных на углах стен здания.. К концам рычагов прикреплены тросы, натянутые вдоль кровли. Короткие концы рычагов соединены дополнительными тросами с источником механического возмущения, например, дверями. Система рычагов, блоков и тросов позволяет использовать механические усилия при открывании дверей для воздействия на сосульки. Известное устройство обеспечивает отрыв и сброс с крыши уже сформированных сосулек за счет механической энергии.
В устройстве для удаления льда, представленном в описании к патенту РФ на изобретение №2169245 по кл.7 Е04D 13/00 (опубл. 20.06.2001 г., бюл. №17) используется источник механических импульсов с узлом крепления на здании или сооружении и упругий элемент, расположенный вдоль карниза крыши. Устройство дополнительно снабжено подпружиненными в противоположном направлении действию механических
импульсов штоками, с одной стороны связанными с упругим элементом, выполненным в виде линейного волновода, механически развязанного с карнизом крыши, а с другой стороны - с источником механических импульсов. В известном устройстве за счет подпружиненных штоков обеспечивается концентрация импульса силы от источника его возмущения на линейный волновод, увеличивая тем самым амплитуду силового возмущения, передаваемого на сосульки. Чем обеспечивается отрыв их от крыши и сброс под действием собственной силы тяжести вниз на землю.
Если описанные устройства обеспечивали решение задачи удаления сосулек с кровли, то в техническом решении, представленном в описании изобретения к патенту РФ №2086601 по Кл.6 С09К 3/18, решается задача снижения вероятности образования наледи и сосулек. Решение поставленной задачи обеспечивается нанесением на поверхность кровли неполярных каучуков. Покрытие может обеспечить эффективную защиту поверхности от нарастания льда. Однако для защиты крыши от наледи и сосулек, возникающих на ее нижних кромках использование известного покрытия дорого и не всегда эффективно. Так, на отлогих крышах возможно смерзание льда по всей поверхности крыши, разрушение которого может произойти лишь при нарастании больших сосулек, угрожающих безопасности населения.
Известно устройство крыши здания и сооружения, включающее кровлю, на поверхность которой, нанесено противообледенительное покрытие полосой вдоль нижней кромки кровли, ширина полосы в зависимости от климатической зоны и наклона крыши определяется значением от 0,1 м до 2,5 м.; полоса покрытия нанесена с напуском относительно кровли на величину свисания не менее 2 см вниз от ее нижней кромки; угол между поверхностью кровли и плоскостью напуска не превышает значения 180°. См. патент РФ №2244790, МПК Е04D 13/076
Известное техническое решение позволяет снизить сцепление замерзающей воды с поверхностью крыши в нижней ее части и, тем самым снизить
вероятность образования наледи и сосулек, либо, как минимум, снизить нагрузки на кровлю в процессе удаления с крыши наледи.
Вместе с тем, учитывая, что значительная часть крыш имеет малый угол ската, вследствие чего, даже при незначительных силах сцепления наледи с антиобледенительным покрытием имеют случаи удержания наледи на поверхности кровли.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, является крыша здания и сооружения, содержащее кровлю с расположенным в нижней ее части, на расстоянии не менее 0,4 м от нижней части кромки, водосточным желобом, антиобледенительное покрытие, выполненное в виде тонкостенной оболочки, перекрывающей пространство между верхней кромкой водосточного желоба и нижней кромкой кровельной поверхности с напуском относительно нижней кромки кровельной поверхности.
См. заявку на изобретение №2007106030/03 от 20.02.2007 г. В данном устройстве путем организации отвода талых вод значительно снизилась вероятность образование сосулек и наледи на кромке кровли.
Вместе с тем, использование известного устройства на зданиях с узкими карнизами приводит к необоснованному удорожанию конструкции.
Целью настоящего изобретения является снижение стоимости устройства.
Для достижения заявленной цели в известном устройстве крыши здания и сооружения, содержащее кровлю с расположенным в нижней ее части водосточным желобом, антиобледенительное покрытие, выполненное в виде тонкостенной оболочки, перекрывающей пространство между верхней кромкой водосточного желоба и нижней кромкой кровельной поверхности с напуском относительно нижней кромки кровельной поверхности, водосточный желоб установлен относительно нижней кромки кровельной поверхности на удалении на расстоянии 0,1 м<δ<0,4 м.
Предлагаемое техническое решение позволяет сократить площадь антиобледенительного покрытия и снизить стоимость затрат на оборудование кровель
На фиг.1 представлена условная схема предлагаемого технического решения. Устройство включает в себя кровлю 1 с установленным в нижней ее части, на расстоянии 0,1 м<δ<0,4 м. от нижней кромки 2 поверхности кровли водосточным желобом 3. Антиобледенительное покрытие 4, выполненное из листового материала в виде тонкостенной оболочки, перекрывающей пространство между нижней кромкой кровли 1 и верхним краем водоотводящего желоба 3.
Покрытие может быть выполнено, из различных материалов, например, из кровельной стали, пружинной листовой стали, различных пластмассовых тонкостенных листов, из различных технических тканей с водоотталкивающими свойствами. Основные требования к материалу - это, прежде всего, сохранение прочностных свойств под действием всех нагрузок и его динамические свойства. Собственные частоты колебаний закрепленной оболочки между нижней кромкой 2 поверхности кровли и верхним краем водоотводящего желоба 3 должны быть не ниже 5 Гц. Крепление антиобледенительного покрытия на верхней кромке может осуществляться согласно общим требованиям проектирования конструкций. Например, с помощью болтового соединения 5. Для уплотнения соединения и избежания затекания сточных вод под антиобледенительное покрытие место соединения может быть герметизировано с помощью прокладки 6. Схема крепления антиобледенительного покрытия 4 вдоль нижней кромки 2 определяется материалом антиобледенительного покрытия. При использования тканей крепление к нижней кромке может быть осуществлено известным способом на люверсах, по аналогии с креплением рекламных банеров, см., например патент РФ №2291261 (на рис.не показано). При использовании более жестких и гибких материалов (типа кровельного железа) крепление антиобледенительного покрытия может осуществляться по аналогии
с креплением нижнего листа свеса кровли (см., например, патент РФ №2282930). С внутренней стороны водосточного желоба 3, в нижней его части выполнены водоотводящие воронки 7. Конструктивное выполнение узла водосточной воронки в водосточном желобе может быть различным, например, может быть выполнено по схеме, известной фирмы Nicoll представленной . Основное требование к выполнению узла воронки - это герметичность соединения с водосточным желобом. Учитывая отдаленность водосточного желоба от кромки кровли, выполнение трассировки водосточной воронки к водосточной трубе (на рис.1 не показана) может быть выполнено различным образом, при соблюдении условий не замерзания талых вод при отрицательных температурах воздуха. В известных устройствах трассировка водосточной воронки выполнена к обогреваемой водосточной трубе (на рис.1 не показана). В предлагаемом техническом решении, при наличии возможности проложить в здании внутренний водосток, водоотводящий желоб 3 установлен в пределах чердачного помещения, и трассировка водосточной воронки выполнена к системе внутреннего водостока (на рис.1 не показана). При отсутствии внутреннего водостока трассировка водосточной воронки выполнена к системе городского водостока (на рис.1 не показана). Расстояние между водосточными воронками выбирают исходя из конкретных конструктивных и эксплуатационных особенностей крыши. Вместе с тем, с целью исключения возможности замерзания талых вод в водостоке, расстояние между водосточными воронками 7 должно быть не более Юм. С целью сокращения пути движения талых вод к водосточным воронкам 7 на поверхности кровли установлены дополнительные водостоки (на рис.1 не показаны).
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Атмосферные осадки, попадая на кровлю 1, стекают к водосточному желобу 3 и через водосточные воронки 7 отводятся от здания. В зимний период, при отрицательных температурах воздуха, поверхность кровли покрыта снежным
покровом. Снежные массы, попадающие на антиобледенительное покрытие 4, вследствие значительного угла наклона, ветровых колебаний его поверхности скатываются вниз. Талые воды, образуемые вследствие таяния снежного покрова верхней части крыши из-за солнечной радиации, либо тепловых потоков подкрышевого пространства задерживаются водоотводящими желобами 3 и через водосточные воронки 7 отводятся от здания. Замерзанию талых вод в водосточном желобе препятствуют тепловые потоки, исходящие из водосточных воронок 7.
Как показали результаты экспериментальных исследований, путем соответствующего выбора сочетания жесткостных параметров антиобледенительного покрытия, угла наклона его поверхности, жесткостных параметров крепления его на поверхности кровли, можно добиться таких колебаний конструкции, которые при ширине его полосы ~0,1 м обеспечат снижение вероятности удержания на его поверхности снежного покрова. Подбор параметров материала покрытия и конструкции его крепления может осуществляться на основе общих требований, предъявляемых к проектированию подкрепленных оболочек. Учитывая, что к материалу антиобледенительного покрытия предъявляются более высокие требования, чем к поверхности кровли, стоимость его существенно влияет на стоимость всего устройства. Учитывая, что значительная часть зданий имеет уменьшенную ширину карниза, сужение конструкции антиобледенительного покрытия приведет к экономии материальных средств.
Таким образом, исходя из вышеизложенного, можно сделать заключение о том, что выявленные сравнительно с прототипом новые существенные признаки в совокупности с известными, позволяют снизить расход материала на антиобледенительное покрытие и, как следствие, снизить стоимость предлагаемого устройства и достичь цели предполагаемого изобретения.