ФОРМОВАННАЯ КОНЬКОВАЯ ЧЕРЕПИЦА, ВЫПОЛНЕННАЯ ИЗ ПРОПИТАННОЙ БИТУМОМ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ, И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ
MOULDED RIDGE TILES MADE FROM BITUMEN-IMPREGNATED CELLULOSE AND ITS APPLICATION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к формованной коньковой черепице, выполненной из пропитанной битумом целлюлозы, и ее применение для покрытия крыши. Областью техники, к которой относится изобретение, является производство кровельных элементов и строительство зданий, включающих в себя крышу.
Уровень техники
Кровельные элементы, выполненные из пропитанных битумом целлюлозных волокон, были известны в течение многих лет. Они служат для покрытия крыш зданий таким способом, который является простым и недорогим. Эти элементы являются относительно жесткими и деформации, которые они могут выдержать без риска потрескаться, разорваться или сломаться, имеют относительно ограниченную амплитуду. С элементами, которые являются большими волнистыми листами, это не представляет проблему, поскольку они проектируются для размещения на плоских скатах. Однако некоторые такие кровельные элементы, в частности коньковые черепицы и вальмовые черепицы, проектируются для покрытия особых областей крыши, которые имеют неплоские формы. Такие коньковые или вальмовые черепицы являются удлиненными моноблочными элементами в форме перевернутого вверх дном центрального водосточного желоба между двумя боковыми плоскими фланцами, причем фланцы располагаются на обеих сторонах.
Вдоль краев крыши и, в частности, вдоль линии конька угол между двумя скатами крыши на каждой стороне края может варьироваться от одного здания к другому. Чтобы обеспечить эффективную непроницаемость от дождя и изоляцию, покрывающие элементы и, в частности, их боковые фланцы необходимо накладывать относительно аккуратно на крышу и на смежные/нижележащие кровельные элементы. Если предпринимаются попытки значительно деформировать кровельные элементы, для того чтобы они надлежащим образом накладывались при кровельных работах, существует высокий риск появления трещин, разрушений, разрывов или растрескивания непосредственно во время работы или позже. Такие повреждения обычно появляются вдоль верхней части коньковой черепицы и вдоль линий, соединяющих центральный водосточный желоб с боковыми фланцами.
Таким образом, документ US 2011/0151170 раскрывает плоские кровельные пластины черепицы, которые можно использовать как для ската, так и для конька крыши, причем основанием для этих пластин является покрытая битумом волокнистая подложка. Разрезы, являющиеся непрерывными, и разрезы, являющиеся прерывающимися в форме точек или пунктирных линий, выполняются в пластинах таким образом, чтобы позволить их разделение на множество частей. Пластины могут располагаться на коньке крыши за счет из складывания, не имея для этого действия необходимых условий, но имея определенные последствия.
Это происходит с коньковыми черепицами, поэтому необходимо изготавливать различные виды коньковой черепицы, которые отличаются одна от другой внутренним углом между фланцами черепицы, когда она не подвергается деформации. Внутренний угол между фланцами черепицы соответствует обращенному вниз внутреннему углу вдоль линии пересечения между двумя плоскостями, включающими в себя боковые фланцы черепицы, при этом фланец должен накладываться на крышу и/или нижележащие кровельные элементы, уже размещенные на крыше.
Это приводит к увеличенным затратам на производство и хранение, а также к риску ошибки при установке кровельных элементов, если тип черепицы не подходит для данной крыши.
Известны устройства, используемые для размещения на коньке крыши и выполненные из других материалов, в частности из металлов. Например, документ GB 2138050 описывает систему для покрытия конька, которая составлена из двух покрывающих элементов: с внутренним элементом, имеющим плоскость боковых фланцев, и внешним элементом, который располагается на внутренних элементах. Эти элементы выполнены из металлов. Поперечные ребра 7 выполнены на внутреннем элементе с помощью штамповки металла. Боковые фланцы присоединяются к центральному участку внутреннего элемента вдоль угловой соединительной линии. Угол боковых фланцев внутреннего элемента относительно горизонтали составляет 30 градусов в направлении наружу. В заключение, внутренний элемент пробивается по всей толщине центрального участка с целью вентиляции.
Документ WO 2006/108231 описывает конечный элемент для конька крыши. Этот элемент имеет передний и боковой плоские фланцы, которые могут поворачиваться вокруг закругленного центрального участка, для того чтобы соответствовать углам различных крыш. Боковые фланцы присоединяются к центральному элементу вдоль соответствующих соединительных линий и через соответствующие поворотные шарниры позволяют фланцам поворачиваться. В показанном на фиг.7 варианте шарнир заменяется угловой линией (712, 716) складки конечного элемента.
Тем не менее, эти документы относятся к кровельным элементам, выполненным из других материалов, отличающихся от материалов изобретения для формованной коньковой черепицы, выполненной из пропитанной битумом целлюлозы, и поэтому они не дают информацию о поведении таких кровельных черепиц и о потенциальных возможностях для их адаптирования. Кроме того, они являются структурами различной формы и, в частности, они имеют угловые соединительные линии между их различными участками.
Заявитель обнаружил, что несмотря на относительную жесткость формованных кровельных элементов, изготовленных из пропитанной битумом целлюлозы, амплитуда, с которой для элемента возможно деформирование в условиях механического напряжения без риска повреждения или разрушения, может быть значительно увеличена за счет придания кровельному элементу формы специфического типа. Такое повреждение или разрушение соответствует появлению трещин, разрывов или повреждений в краткосрочный или среднесрочный период. В целом поведение при механическом напряжении определяется в определенных экспериментальных условиях, в частности климатических циклов, в которых изменяются температура и влажность.
Для кровельной черепицы создающий элемент с особенно острым внутренним углом между фланцами позволяет использование этих элементов для широкого диапазона углов конька крыши, что невозможно при использовании традиционной коньковой черепицы, в которой внутренний угол между фланцами является гораздо более широко открытым. Кроме того, особые формы различных участков элемента также могут способствовать улучшению эксплуатационных характеристик элемента исходя из его приспособляемости.
Раскрытие изобретения
Таким образом, изобретение в первую очередь обеспечивает применение формованной коньковой черепицы, выполненной из пропитанной битумом целлюлозы для покрывания крыши, при этом черепица, в целом, выполнена в форме секционного элемента, имеющего продолговатую вертикальную плоскость симметрии и содержащего перпендикулярный направленный вниз вогнутый центральный участок, проходящий в боковом направлении и симметрично на каждой стороне к двум направленным вниз наклонным плоским фланцам таким образом, чтобы образовывать внутренний угол α между фланцами, измеренный на вогнутой стороне центрального участка, в котором центральный участок черепицы размещается таким образом, чтобы покрывать конек крыши, определяемый между двумя скатами, которые образуют между ними угол γ конька, при этом фланцы накладываются на плоскую поверхность двух скатов крыши.
В этом варианте применения, начиная от свободной конфигурации, в которой коньковая черепица не подвергается какому-либо стрессу, и в которой внутренний угол между фланцами имеет определенное значение, черепица накладывается за счет деформирования внутреннего угла между фланцами без повреждения или разрушения черепицы, в диапазоне углов у конька в пределах от 90 градусов до 163 градусов.
Для симметричной крыши это соответствует диапазону углов уклона крыши (равно углу ската относительно горизонтали), в пределах приблизительно от максимума в 45 градусов, т.е. 100% до 16.7 градусов, т.е. 30%, и как вариант - от 45 градусов до 8.5 градусов, т.е. 15%.
Предпочтительно, диапазон углов конька находится в пределах от 90 градусов до 147 градусов.
В частной версии этой заявки на патент, при отсутствии напряжения деформации внутренний угол α между фланцами находится в диапазоне от 116 градусов до 96 градусов (=106±10 градусов), т.е. угол β фланца относительно горизонтальной линии находится в диапазоне от 42 градусов до 32 градусов (=37±5 градусов).
Изобретение также обеспечивает формованную коньковую черепицу, выполненную из пропитанной битумом целлюлозы, при этом черепица имеет удлиненную форму в направлении ее длины и содержит перпендикулярный направленный вниз вогнутый центральный симметричный участок, проходящий в боковом направлении и симметрично на каждой стороне к двум направленным вниз наклонным плоским фланцам за пределами центрального участка. Вышеуказанные фланцы располагаются на двух плоскостях, пересекающихся на обращенном вниз внутреннем угле между фланцами, при этом фланцы накладываются на плоскую поверхность на два плоских ската V-образной крыши, повернутой углом вверх, вдоль углового соединения между вышеуказанными двумя скатами, при этом вышеуказанные два ската устанавливают между ними определенный угол конька.
В этом изобретении, при отсутствии напряжения деформации внутренний угол α между фланцами находится в диапазоне от 116 градусов до 96 градусов (=106±10 градусов), создавая угол β фланца относительно горизонтальной линии, который находится в диапазоне от 42 градусов до 32 градусов (=37±5 градусов).
Термин «коньковая черепица» следует понимать широко, в значении кровельного элемента, который должен покрывать изменение линии ската крыши, в частности конек крыши, но также и скат крыши, который изменяет свой угол наклона, в этом случае элемент аналогичен вальмовой черепице.
В различных вариантах осуществления изобретения следующие средства могут использоваться отдельно или в любой технически допустимой комбинации:
- внутренний угол между фланцами составляет 106±10 градусов;
- внутренний угол между фланцами составляет 106±5 градусов;
- внутренний угол между фланцами составляет 106 градусов, т.е. угол фланца относительно горизонтали составляет 37 градусов;
- на каждой стороне центрального участка область соединения между центральным участком и соответствующим фланцем включает в себя дугообразное закругление;
- дугообразное закругление области соединения между центральным участком и соответствующим фланцем является вогнутой снаружи;
- центральный участок включает в себя дугообразно закругленный верхний сегмент, который продолжается в боковом направлении на каждой стороне за счет двух наклонных прямых сегментов, проходящих к области соединения;
- дугообразно закругленный верхний сегмент имеет внутренний радиус, составляющий 35 мм, а проецируемая амплитуда на горизонтальную линию составляет около 31 мм дважды;
- дугообразное закругление зоны соединения между центральным участком и соответствующим фланцем имеет внешний радиус равный 15 мм;
- каждый из фланцев включает в себя вдоль его длины и в пределах его ширины плоскую выпуклую ленту, которая приподнята относительно фланца;
- выпуклая лента проходит по всей длине черепицы;
- выпуклая лента используется для приемных средств крепления для прикрепления черепицы к кровельным элементам и к крыше, вышеуказанные средства крепления выбираются из гвоздей, заостренных стержней и винтов;
- центральный участок включает в себя перпендикулярные ребра, при этом вышеуказанные ребра расположены парами;
- ребра являются поднятыми областями черепицы;
- два конца ребер оканчиваются перед началом дугообразного закругления области соединения между центральным участком и соответствующим фланцем или непосредственно на нем;
- черепица имеет ширину около 175 мм, длину около 1060 мм, высоту около 79 мм, толщину около 2,5 мм, а фланцы имеют ширину около 52 мм;
- черепица имеет ширину около 175 мм;
- черепица имеет длину около 1060 мм;
- черепица имеет высоту около 79 мм;
- черепица имеет толщину около 2,5 мм;
- фланцы имеют ширину около 52 мм;
- две выпуклые ленты подняты на высоту около 1,5 мм;
- выпуклые ленты имеют ширину около 25 мм;
- выпуклые ленты оканчиваются на расстоянии около 13 мм от дугообразного закругления области соединения между центральным участком и соответствующим фланцем;
- выпуклая лента оканчиваются на расстоянии около 14 мм от свободного конца фланца;
- черепица имеет четыре пары ребер;
- ширина ребра, соответствующая измерению в направлении длины черепицы, составляет около 15 мм;
- в паре два ребра располагаются обособленно между двумя смежными концами на расстоянии 30 мм при измерении в направлении длины черепицы;
- каждый из концов черепицы в продольном направлении имеет пару ребер;
- в конце пары ребер черепицы первое ребро в паре имеет край на расстоянии 10 мм от конца черепицы;
- заготовка черепицы получается с помощью способа параллельного и непрерывного производства, в котором лента целлюлозы формуется способом непрерывного перемещения для формирования параллельных линий черепиц в ленте. Затем лента разрезается на сегменты определенной длины, и в дальнейшем сегменты пропитываются горячим битумом, а затем пропитанные сегменты разрезаются на отдельные части, чтобы получить отдельные черепицы;
- заготовка черепицы получается с помощью непрерывного способа концентрации и горячей формовки целлюлозной массы под давлением, при этом жидкости высасываются из пресс-формы, имеющей форму и контрформу, а вышеуказанная заготовка в дальнейшем пропитывается горячим битумом; и
- пропитка горячим битумом выполняется на высушенной целлюлозной заготовке.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение иллюстрируется ниже, хотя оно не ограничивается этим примером, в последующей части описания вариантов осуществления изобретения, приведенных со ссылками на фигуры:
фиг.1 является репрезентативным видом коньковой черепицы изобретения;
фиг.2 является видом сверху черепицы, показанной на фиг.1;
фиг.3 является видом снизу черепицы, показанной на фиг.1;
фиг.4 является боковым видом черепицы, показанной на фиг.1, если смотреть на нее спереди;
фиг.5 является боковым видом черепицы, показанной на фиг.1, если смотреть на нее сзади;
фиг.6 является осевым/поперечным видом со стороны правостороннего конца черепицы, показанной на фиг.1;
фиг.7 является осевым/поперечным видом со стороны левостороннего конца черепицы, показанной на фиг.1; и
фиг.8 показывает жилой дом, имеющий крышу с линией конька крыши.
Осуществление изобретения
Как правило, в традиционной коньковой черепице и при отсутствии напряжения деформации внутренний угол α между фланцами составляет около 146 градусов, что соответствует отлогости фланцев в 17 градусов относительно горизонтали. В коньковой черепице изобретения этот внутренний угол между фланцами намного меньше, следовательно, как указывалось выше, эта коньковая черепица является черепицей с более острым углом, чем традиционная коньковая черепица. В описанном ниже примере этот внутренний угол α между фланцами при отсутствии напряжения деформации составляет около 106 градусов, что соответствует фланцам, наклоненным на угол β в 37 градусов фланца относительно горизонтали. Фиг.8 показывает жилой дом, в котором крыша имеет два ската 16, которые соприкасаются вдоль линии 17 конька крыши. Угол конька вдоль линии конька между двумя скатами на фиг.8 обозначен как γ.
Коньковая черепица является симметричным продолговатым элементом, имеющим направленный вниз вогнутый симметричный центральный участок 2, образующий перевернутый вверх дном водосточный желоб и проходящий в боковом направлении и симметрично на каждой стороне за счет двух плоских фланцев 3, которые имеют наклон в боковом направлении и вниз от центрального участка. На фиг.1 левый осевой/поперечный конец 4 коньковой черепицы размещается в направлении наблюдателя, а другой или правый осевой/поперечный конец 5 должен быть на его противоположном конце. Верхний конец 6 коньковой черепицы направлен в сторону верхней части фиг.1, а нижняя часть 7 коньковой черепицы направлена в сторону нижней части фиг.1. Передняя сторона 8, которая соответствует первой боковой стороне вдоль длины коньковой черепицы, направлена в сторону наблюдателя на фиг.1, а задняя сторона находится на другой стороне коньковой черепицы.
Приподнятая, линейная и плоская выпуклая лента 10 проходит вдоль каждого фланца 3. Ребра 11 расположены парами и перпендикулярно вдоль центрального участка 2 коньковой черепицы. Левая или правая конечные пары ребер спроектированы таким образом, чтобы они покрывали одна другую, когда коньковые черепицы укладываются на место, за счет этого черепицы частично перекрываются на своих конечных участках.
Фиг. с 2 по 5 более ясно показывают по существу симметричную структуру коньковой черепицы.
Фиг.6 и 7 более ясно показывают структуру центрального участка 2, который составлен из дугообразно закругленного верхнего сегмента 12, который является вогнутым в направлении вниз и который проходит в боковом направлении на каждую сторону за счет двух прямых/плоских сегментов 13. Центральный участок 2 присоединяется к соответствующему фланцу с помощью соединительной области 14 между прямыми сегментами 13 и соответствующим фланцем 3. Эта соединительная область имеет дугообразное закругление 14. Дугообразное закругление 14 дополнительно улучшает поведение коньковой черепицы, когда она подвергается деформации под влиянием напряжения, и дает возможность дополнительно увеличить амплитуду деформации под влиянием напряжения внутреннего угла между фланцами, не подвергая черепицу риску повреждения/разрушения.
Коньковая черепица изобретения может, как правило, устанавливаться без риска повреждения или разрушения на крышах, представляющих диапазон углов конька (равный обращенному вниз внутреннему углу между двумя плоскостями скатов крыши), находящийся в пределах от 90 градусов до 146.6 градусов, и предпочтительно до 163 градусов.
Исходя из угла наклона ската одного из скатов крыши (равного углу наклона ската относительно горизонтали) для крыши, являющейся симметричной, это соответствует следующим ограничениям для угла наклона ската: 45 градусов, т.е. 100%; и 16,7 градусов, т.е. 30%, и предпочтительно доходит до значения 8,5 градусов, т.е. 15%. Соотношение между углом наклона ската измеряется по отношению к горизонтали и выражается в процентах и задается тангенсом угла.
Например, могут быть заданы экспериментально определенные условия, подходящие для подтверждения поведения коньковой черепицы под воздействием напряжения, чтобы протестировать способ TS EN 537 7.4.4. Применение этого способа кратко резюмируется ниже:
- установка коньковой черепицы на жесткую модель конька крыши, имеющего определенный угол конька, и прикрепление черепицы с помощью заостренных стержней или винтов, проходящих через фланцы;
- помещение коньковой черепицы в ванну деминерализованной воды для впитывания;
- извлечение коньковой черепицы и помещение ее в замораживающую камеру при температуре -20°C для замораживания; и
- извлечение коньковой черепицы и помещение ее в вентилируемую печь при температуре +50°C для нагревания.
Эти различные шаги, составляющие впитывание воды, замораживание и нагревание, повторяются определенное количество раз с определенными индивидуальными продолжительностями, а в конце процесса черепица обследуется, чтобы определить, существуют ли какие-либо повреждения или разрушения, которые могут проявиться, в частности, в виде трещин, разрушений, разрывов или растрескивания.
Следует понимать, что значения, заданные в описании этого примера коньковой черепицы, являются приблизительными и показательными и что они могут различаться в зависимости от специфических производимых моделей. Аналогичным образом коньковая черепица настоящего изобретения может быть применима одинаково успешно для крыши, в которой скаты наклонены на одинаковые углы, т.е. имеющие симметричный конек, и крыши, в которых скаты наклонены на различные углы, т.е. крыша, имеющая асимметричный конек. И последнее, коньковая черепица изобретения также может использоваться как вальмовая черепица.
Действительно, настоящее изобретение не ограничивается описанными выше отдельными вариантами осуществления изобретения, но распространяется на любые варианты и эквиваленты, выполненные в соответствии с сущностью изобретения. Таким образом, можно понять, что изобретение может быть изменено и выполнено многочисленными другими способами, при этом не выходя за пределы границ, определяемых описанием и пунктами формулы изобретения.