КАРНИЗ КРЫШИ ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к строительству крыш жилых и производственных зданий, исключающих падение образовавшихся сосулек и их разрушение на стадии формирования.
Известны карнизы на чердачных и совмещенных крышах, имеющих покрытие из листовой стали, волоконно-асбестоцементных листов и пр. /см. Осипов Л.Г., и др. "Гражданские и промышленные здания: М., "Высшая школа", 1964, стр.231, рис.129 [1]/.
Недостатком известных конструкций является слабость сил сцепления сосулек с карнизным свесом, и, соответственно опасность падения вниз сосулек значительных размеров.
Известен также карниз крыши здания с консольным свесом кровли и механизмом предотвращения возможности образования сосулек, в котором край карниза выложен 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 [2]/.
В данной конструкции должно быть обеспечено отекание воды с крыши по всей длине карниза только по гидрофобному материалу, что вызывает необходимость выполнения специального желоба и гидрофобного покрытия непрерывными. Это потребует коренной переделки всех карнизов, что сопряжено с большими материальными и трудовыми затратами. Кроме того, такой карниз конструктивно сложен и не может быть применен на уже существующих зданиях.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является карниз крыши здания с консольным свесом кровли, в котором консольный свес снабжен элементами для намерзания воды, выполненными из гидрофобного материала с низкой теплопроводностью и значительной удельной теплоемкостью, прикрепленными с нижней и верхней сторон консольного свеса кровли на всю длину карниза /см. а.с. СССР №953143, кл. E04D 13/06, 1980 [3]/, и принятый за прототип.
Указанная конструкция обеспечивает значительное удлинение времени нагрева элементов для примерзания воды, а также более сильное примораживание к ним сосулек, что приводит к дольшему удержанию сосулек на элементах в процессе их таяния. Однако, само нахождение на карнизе сосулек значительных размеров до завершения процесса их таяния представляет значительную опасность вследствие возможности их срыва под действием ветровых нагрузок, резкой неожиданной оттепели, либо при случайных факторах.
Сущность полезной модели заключается в создании карниза, снабженного специальным элементом, обеспечивающим с одной стороны формирование и удержание образовавшихся сосулек практически только на себе, а с другой - недопускание нарастания сосулек до значительных размеров, принудительный их автоматический сброс непосредственно на стадии их формирования путем встряхивания элемента в случае достижения сосульками заранее заданного веса, приближающегося к опасным значениям.
Технический результата - повышение эксплуатационных характеристик устройства за счет обеспечения возможности сосредоточения и удержания сосулек на специальном элементе и их автоматического и своевременного сброса до достижения ими значительного опасного веса.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном карнизе крыши здания с консольным свесом кровли, снабженным элементом для намерзания воды, прикрепленным к свесу на всю длину карниза и выполненным из гидрофильного материала с низкой теплопроводностью и значительной удельной теплоемкостью, особенность заключается в том, что элемент для намерзания воды выполнен в виде хлопчатобумажной плетеной веревки, натянутой вплотную под свесом вдоль его кромки и прикрепленной одним из концов к натяжному узлу, а другим - к центру сферической хлопающей мембраны с вогнутой ее стороны.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где схематично показан карниз крыши на виде спереди.
Карниз крыши 1 здания 2 с консольным свесом 3 кровли снабжен элементом 4 для намерзания воды, прикрепленным к свесу 3 на всю длину карниза и выполненным из гидрофильного материала с низкой теплопроводностью и значительной удельной теплоемкостью, при этом элемент 4 для намерзания воды с образованием сосулек 5 выполнен в виде хлопчатобумажной плетеной веревки, натянутой вплотную под свесом 3 вдоль его кромки с помощью установленных на нижней поверхности свеса 3 двух кронштейнов 6 и 7. При этом левый на рисунке кронштейн 6 снабжен натяжным узлом в виде ввернутого в кронштейн 6 регулировочного болта 8 с отверстием на конце для закрепления веревки 4 /отверстие на рисунке не показано/. На внешней стороне правого на рисунке кронштейна 7 установлена обращенная к нему вогнутой стороной сферическая хлопающая мембрана 9, прикрепленная к кронштейну 7 в нескольких точках по наружнему отогнутому контуру с помощью винтов 10. При этом правый на рисунке конец веревки 4 свободно пропущен через отверстия 11 и 12, выполненные, соответственно, в кронштейне 7 и в центре мембраны 9, и закреплен на мембране 9 с помощью специальной гайки 13. Как известно /см., например, Л.Е.Андреева "Упругие элементы приборов", М., 1962, стр.311-315 [4]/ для известных типов стальных типов сферических хлопающих /выпуклых/ мембран при нагружении их силами с выпуклой стороны /см. [4], стр.312, фиг.166/ на начальном участке характеристика, связывающая прогиб с давлением, возрастает монотонного при некотором критическом давлении /при усилии "хлопка" или срабатывания/ мембрана 9 скачком теряет свою устойчивость и выходит на релейный участок со скачкообразным увеличением прогиба. При полном или частичном сбрасывании нагрузки, то есть при уменьшении давления, мембрана 9 также хлопком возвращается в исходное выпуклое состояние, но обратный скачок происходит при меньшем давлении. В предлагаемом устройстве конструктивно-технологические параметры мембраны 9, подобраны так, что усилие хлопка мембраны 9, соответствующее ее выходу на релейный участок характеристики, равно натяжению веревки 3, создаваемому весом сосулек 5 на ней, заранее заданному и близкому к опасному. Под таким весом понимается вес сосулек 5, которые при падении на землю еще не представляют опасности расположенным внизу людям и объектам, так как распадаются на мелкие крошки, осколки. Хлопчатобумажная плетеная веревка 4, обладающая высокой прочностью, водо и износоустойчивостью, представляет собой представляет собой трех- или четырехпрядные крученые изделия из льна, пеньки или хлопка диаметром 4,5-28 мм и прочностью 1,05-28,6 кН. Применяется обычно для крепления полотняной обшивки фюзеляжей самолетов, для строп парашютов и т.п. Физические параметры таких веревок близки к параметрам мягких пород дерева, удельная теплоемкость примерно в три раза выше, чем у стали, теплопроводность в пять-семь раз меньше, чем у стали, гидрофильность, то есть способность к смачиванию водой даже выше, чем у дерева. Эти физические параметры веревки при стекании воды с кромки консольного свеса 3 кровли непосредственно вниз на веревку 4 обеспечивают формирование, сосредоточение и удержание сосулек 5 в процессе их таяния практически только на данной веревке 4.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии с помощью регулировочного болта 8 веревка 4 натягивается до приложения к мембране 9 усилия в пределах монотонного участка ее характеристики. При постепенном образовании и сосредоточении на веревке 4 сосулек 5 мембрана 9 плавно прогибается влево с уменьшением своей выпуклости. При достижении весом сосулек 5 значения, близкого к опасному нагрузка на мембрану 9 достигает критического значения, мембрана 9 хлопает, натяжение веревки скачком уменьшается, что приводит к ее импульсному встряхиванию. При этом все или часть сосулек 5 неопасных размеров стряхиваются с веревки 4, нагрузка на мембрану 9 сразу скачком ослабеваете, и она обратным хлопком возвращается в исходное выпуклое состояние, то есть опять готова к работе. Настроить мембрану 9 на заранее заданную критическую силу срабатывания очень просто, так как вышеуказанный вес сосулек 5, близкий к опасному, весьма приближенен. Лучше всего настройку производить так, чтобы этот вес был не очень большим. Тогда мембрана 9 будет довольно часто периодически хлопать, автоматически сбрасывая с себя сосульки 5, и не давая им вырасти до опасных размеров.
Предлагаемое устройство предельно просто по конструкции, эффективно, полностью автоматизировано и практически полностью устраняет опасность самопроизвольного обрушения вниз сосулек, достигших опасных размеров.