КОНСОЛЬНЫЙ СВЕС КРОВЛИ
CANTILEVER EAVE OF ROOF

Изобретение относится к строительству крыш жилых зданий, исключающих опасный сход с крыши снега и льда, а также падение сосулек значительных размеров.
Известны свесы кровли на чердачных и совмещенных крышах, имеющих покрытие из листового железа, волокнисто-асбестоцементных листов и пр. /см. Осипов Л.Г. и др. Гражданские и промышленные здания, М., "Высшая школа", 1964, с.231,
рис.129 [1]/.
Недостатками известных конструкций является возможность схода значительных масс снега и льда при их таянии с края свеса, а также падения сосулек значительных размеров, что представляет серьезную опасность для расположенных внизу людей и объектов.
Известен также карниз крыши здания с консольным свесом кровли, в котором консольный свес снабжен элементами для намерзания воды, выполненными из гидрофильного материала с низкой теплопроводностью, прикрепленными с нижней и верхней строн консольного свеса кровли на всю длину карниза /см. а.с. СССР №953143, кл. E04D 13/06, 1980 [2]/.
Указанная конструкция обеспечивает значительное удлинение времени нагрева элементов для примерзания воды, а также более сильное примораживание к ним сосулек, что приводит к дополнительному удержанию сосулек на элементах в процессе их таяния. Однако процесс длительного удержания значительных масс снега, льда и сосулек значительных размеров на консольном свесе кровли представляет серьезную опасность вследствие возможности их случайного падения при внешних механических воздействиях, например при ветровых нагрузках.
Кроме того, известен консольный свес кровли здания, выполненный специальной желобообразной формы с облицовкой края металлического желоба резиной или специальными гидрофобными материалами, не смачивающимися водой /см. патент ФРГ №2643348, кл. E04D 13/06, опубл. 1978 [3]/.
Недостатками данного устройства являются значительная сложность конструкции, большие материальные и трудовые затраты, сравнительно низкие эксплуатационные характеристики, что объясняется необходимостью выполнения специального металлического желоба и дорогостоящего гидрофобного покрытия непрерывно по всей длине карниза, коренной переделки конструкций карнизов, невозможностью применения устройства на уже существующих зданиях.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является консольный свес кровли с устройством для удаления снега и льда, содержащий прикрепленный к свесу шарнирно составной сбивающий орган, снабженный бойком и гибкими связями /см. а.с. СССР №1188288, кл. E04D 13/06, 1982 [4]/ и принятый за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются его низкие эксплуатационные характеристики, что объясняется трудоемкостью процесса сброса снега и льда, его ручным характером при полном отсутствии автоматизации процесса, опасностью скопления на свесе значительных масс снега, льда и сосулек и их самопроизвольного обрушения.
Сущность изобретения заключается в создании конструкции свеса кровли, в которой сбивающий орган обеспечивает автоматическое и практически непрерывное механическое воздействие на свес без участия человека за счет наличия в конструкции термомеханических элементов, не позволяющее образовываться массам снега, льда и сосулек до значительных размеров, представляющих опасность для расположенных внизу людей и объектов.
Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик устройства и автоматизация процесса сброса снега и льда со свеса кровли.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном консольном свесе кровли, снабженном воздействующим на свес сбивающим органом, особенность заключается в том, что полоса свеса свободно оперта в продольном направлении на край кровли и шарнирно прикреплена к последней своей обращенной внутрь кромкой, при этом сбивающий орган выполнен в виде консольно закрепленных на нижней поверхности свеса в зоне его контакта с краем кровли изогнутых пластинок из сплава с эффектом термомеханической памяти формы /ПМФ/ с различными температурными порогами срабатывания в диапазоне температур -5°C ÷ +5°C активного таяния снега, льда и сосулькообразования.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показан предлагаемый консольный свес кровли на общем виде; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.
Консольный свес 1 кровли 2 здания 3 с автоматическим удалением слоя 4 снега, льда и сосулек 5, находящихся на свесе 1, снабжен механически воздействующим на свес 1 сбивающим органом. Свес 1 выполнен в виде размещенной параллельно фронтальной кромке крыши /кровли/ 2 протяженной полосы из металла или толстого пластика. При этом полоса свеса 1 свободно оперта в продольном направлении на край кровли 2 и шарнирно прикреплена к последней своей обращенной внутрь кромкой. В примере реализации устройства показана металлическая пластина свеса 1, например, из жести, при этом шарнир выполнен в виде полученого пластическим деформированием металла /пластическим изгибом/ прямого шва 6, параллельного кромке крыши 2, причем отделенная швом 6 часть 7 полосы 1 свеса неподвижно зафиксирована на кровле 2 винтами 8, а для другой части полосы 1 деформационный шов 6 является поворотной осью, образуя так называемый пластический цилиндрический шарнир. Сбивающий орган выполнен в виде консольно закрепленных на нижней поверхности свеса 1 вдоль свеса в зоне его контакта с краем кровли 2 изогнутых пластинок 9 из сплава с эффектом термомеханической памяти формы /ПМФ/ с различными температурными порогами срабатывания в диапазоне температур -5°C ÷ +5°C активного таяния снега, льда и сосулькообразования. Для изготовления пластинок 9 из ПМФ использован сплав никелид титана /нитинол/ TiNi, относящийся к классу интерметаллических соединений. Данный сплав наиболее широко применяется на практике для подобных целей, а указанный выше температурный диапазон срабатывания довольно легко реализуется. Пластинки 9 выполнены U-образной формы /конструктивный вариант, позволяющий добиться значительных механических возмущений при срабатывании/. Именно такую форму пластинка 9 принимает в исходном состоянии при температуре окружающей среды вне вышеуказанного диапазона температур /сплошная линия на фиг.1/. Один конец пластинок 9 жестко закреплен /приварен/ к свесу 1, второй конец свободно оперт на наружный край кровли 2. Одна из пластинок 9 может быть настроена, например, на температуру срабатывания -2°C, другая - на 0°C, третья - на +4°C и т.п. во всем указанном диапазоне. После срабатывания на заданной именно для нее температуре каждая пластинка 9 скачком выпрямляется и занимает плоское состояние, показанное на фиг.1 пунктиром.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
Во время года, характерное для интенсивного схода снега, льда и образования сосулек, температура воздуха в течение суток многократно меняется /ночь, день, ветер, солнце, дождь и т.п./. Как показывают эксперименты, именно вышеуказанный диапазон опасен для образования на свесах слоев снега, льда и сосулек, а также их схода. При более низких температурах процессы таяния не идут, при более высоких - уже заканчиваются. Например, в процессе нагревания окружающей среды и при достижении ею температуры -2°C одна из пластин 9 скачком срабатывает и выпрямляется в положение, показанное пунктиром. При этом свес 1 сначала скачком идет вверх, так как зазор между ним и кровлей 2 увеличивается, а потом опять скачком свес 1 падает вниз в исходное положение на другие изогнутые пластины 9. При дальнейшем нагревании воздуха до 0°C аналогичным образом срабатывает другая пластина 9 и т.п. При охлаждении воздуха будет проходить обратный процесс срабатывания пластин 9. Очевидно, что при достаточном числе пластин 9 указанный процесс срабатывания будет периодически повторяться. При этом будут сбрасываться как сосульки 5 с края свеса 1, так и слой снега и льда 4 с верхней поверхности свеса 1. Непрерывность процесса, а также разрушение слоя 4 под действием ударных импульсов на мелкие части не даст возможности нарасти слою 4 снега и льда, а также сосулькам 5 до значительных размеров. Поэтому их сброс в течение суток не представляет опасности для расположенных внизу здания людей и объектов. При этом сползание всего массива снега и льда с кровли 2 будет происходить постепенно по мере его стряхивания со свеса 1 малыми порциями.
Очевидно, что предлагаемое устройство позволяет полностью автоматизировать процесс удаления со свеса крыши снега, льда и сосулек без участия человека. Это в принципе не допускает возможности возникновения на краях крыши значительных масс снега, льда и сосулек, представляющих опасность для расположенных внизу людей и объектов. Устройство может быть применено как для наклонных крыш /естественно, в данном случае процесс сброса эффективней/, так и для плоских крыш /в этом случае для повышения эффективности консольный свес необходимо возможно значительней наклонить вниз/. Однако и в случае плоской крыши и минимального наклона консольного свеса /козырька/ за счет указанных выше периодических импульсных возмущений свеса происходит постепенное сползание слоя снега и льда, и его одновременное разрушение на мелкие, не опасные части. При этом снег и лед сходит со свеса постепенно мелкими порциями, не опасными для людей и объектов.