Водосточный желоб для теплиц с пленочным покрытием и узлы соединения желоба
WATER GUTTER FOR GREENHOUSES WITH FILM COATING AND GUTTER CONNECTION JOINTS

Изобретение относится к области сельскохозяйственного строительства, а именно к конструкции теплиц, предназначенных, преимущественно, для выращивания овощных, фруктовых, цветочных культур и других растений. Также изобретение может найти применение при строительстве и эксплуатации парников, оранжерей, ангаров, павильонов и других сооружений, покрытых пленкой или схожими по толщине и гибкости материалами. Более конкретно изобретение относится к двухъярусному водосточному желобу (ендова) трубчатой формы, который устанавливается на несущие колонны каждого пролета теплицы по всей длине. Желоб используется для отвода внешних атмосферных осадков и конденсата, образующегося на поверхности кровли внутри теплицы, одновременно являясь балкой несущей конструкции с повышенными требованиями к прочности и надежности.
Из описания патента Нидерландов NL 182361, МПК: A01G 9/14, опубл. 01.10.1987, известен двухъярусный водосточный желоб для теплицы, изготовленный из экструдированного профиля, включающий в себя нижний желоб U-образной формы с вертикальными стенками, дном и верхней поверхностью, образующей дно верхнего желоба, а также узлы соединения для шпросов. Желоб выполнен таким образом, что конденсат с элементов кровли по внешней стороне профиля стекает через отверстия, выполненные в горизонтальных полках желоба, и собирается в нижнем лотке желоба для сбора конденсата, кроме того, желоб включает в себя подогревающее устройство, которое растапливает снег, попадающий на верхний желоб. Желоб устанавливается между двумя наклонными плоскостями элементов остекления кровли. Сам желоб изготовлен из алюминиевого экструдированного профиля трубчатой формы.
Нижняя часть - основание водосточного желоба, закрепляется на колоннах теплицы с помощью хомутов, с которыми водосточный желоб скрепляется при помощи болтов, соединяющих верхнюю и нижнюю части водосточного желоба с верхней частью указанных хомутов. Между хомутами и нижней частью водосточного желоба размещается герметизирующая замазка. Нижняя часть хомутов коробчатой формы скрепляется с колоннами с помощью саморезов.
Функционирует устройство следующим образом. Конденсат, стекающий по нижней части остекления крыши, через отверстие в боковых полочках водосточного желоба попадает во внутреннюю полость водосточного желоба и далее выводится во внешнюю атмосферу. Дождевая вода по верхней части водосточного желоба через отверстия, проделанные вдоль водосточного желоба по его оси, также попадает во внутреннюю полость водосточного желоба, смешивается с конденсатом и далее выводится во внешнюю атмосферу.
Желоб посредством узла соединения закрепляется на колонне теплицы. Каждый узел соединения желоба для его крепления на колонне состоит из хомута, закрепленного за дно желоба, и связанного с ним фланца, который крепится на колонне саморезами. Хомут крепится на профиле желоба вертикальным болтом, который проходит через отверстие в днище желоба и хомута. Между хомутом и днищем желоба нанесена водоустойчивая герметизирующая замазка, а гайка и уплотнение завершают крепление и герметизацию.
Особенностью описанной конструкции водосточного желоба является то, что он разработан для теплиц со стеклянным покрытием. Стеклянное покрытие является тяжелым и хрупким, поэтому в несущие конструкции теплицы, в том числе в конструкцию желоба, закладывается значительный запас прочности, что приводит к повышению его металлоемкости, так как желоб играет роль основной продольной несущей балки в устройстве каркаса теплицы.
Другим аналогом заявленного технического решения является двухъярусный водосточный желоб для теплиц, раскрытый в патенте РФ RU 2073778, МПК: E04D 13/064, A01G 9/14, опубл. 20.02.1997. Согласно описанию указанного патента водосточный желоб для теплиц изготовлен в виде трубчатой конструкции с основанием, опирающимся через промежуточные узлы соединения на колонны.
Верхняя полка и боковые стенки желоба образуют совместно с основанием внутренний лоток в виде замкнутой полости для отвода конденсата. При этом верхняя полка соединена с вертикальными стенками с образованием внешнего лотка для сбора и отвода внешних атмосферных осадков, а наружные вертикальные стенки и горизонтальные полки выполнены с образованием двух незамкнутых полостей, по крайней мере одна из которых предназначена для закрепления остекления и шпросов, служащих одновременно в качестве основных боковых лотков для отвода конденсата, стекающего по нижним поверхностям остеклений и шпросов через пазы или отверстия в боковом лотке, проделанные в нем на определенных расстояниях, во внутренний лоток.
На боковых стенках образованы незамкнутые профилированные полости в форме замковых соединений для скрепления водосточного желоба с промежуточным элементом крепления, который выполнен в виде хомута, закрепленного крепежными элементами на колоннах, а с внешних сторон наружных стенок выполнены наклонные полки, образующие вместе с наружными стенками дополнительные боковые лотки для сбора и отвода конденсата, стекающего по нижним поверхностям шпросов через пазы, проделанные в наружных стенках в основные боковые лотки, причем верхний конец по крайней мере одной из наружных стенок размещен в прорези шпроса.
На российском рынке представлены аналогичные двухъярусные водосточные желобы (ендовы) для кровли теплиц, например, в виде продуктов голландской компании «Venlo Projecten Holding B.V.».
Препятствием для использования описанных выше аналогов в пленочных теплицах является, например, недостаточная ширина верхнего лотка желоба. Желоб пленочных теплиц должен быть шире, чем для теплиц с покрытием из стекла, т.к. должен обеспечить возможность перемещения по нему устройства типа «тележки», применяемой при монтаже пленочного покрытия, требующего периодической замены. Пленка на строительство теплиц поставляется в рулонах. На практике одним рулоном кроют до 70 м длины теплицы. Тележки опираются колесами на два желоба одного пролета теплицы и перемещаются по всей длине теплицы. Тележки применяются для повышения производительности труда при монтаже теплиц.
Относительно большая ширина желоба в пленочных теплицах также необходима для обеспечения таяния снега. В отличие от пленочного покрытия покрытие из стекла достаточно хорошо проводит тепло, поэтому залежи снега на кровле остекленной теплицы не образуются, благодаря прогреву кровли, а талая вода сразу стекает во внутренний желоб. В современных пленочных теплицах используют двойное пленочное покрытие, выполненное с надувом межпленочного пространства, которое наоборот способствует удержанию тепла внутри теплицы. Таким образом, снег на кровле тает не сразу и скапливается возле желоба. Поэтому в пленочных теплицах значительную роль играет подлотковый обогрев желоба. При этом, чем больше наружная поверхность желоба, тем быстрее будут устранены с кровли осадки в виде снега.
Следует также учесть, что расстояние между желобами в пленочных теплицах больше, в результате возрастает водосборная площадь, что ведет к увеличению объема ливневых вод, приходящихся на один желоб. Это связано с конструктивными особенностями различных типов теплиц. В теплицах типа «Venlo» кровля одного пролета разделена на два равных участка, то есть имеет четыре ската. Теплицы с пленочным покрытием имеют двускатную кровлю.
Недостатком описанной выше конструкции желоба стеклянных теплиц типа «Venlo» является выполнение основания желоба округлой формы, что осложняет процесс его центрирования на опорах.
Каркас пленочных теплиц, в отличие от упомянутых стеклянных теплиц типа «Venlo», имеет меньшую металлоемкость и жесткость, поэтому элементы фиксации желоба к колонне в пленочных теплицах должны иметь дополнительные средства, не позволяющие желобу прокручиваться, а также для придания дополнительной жесткости конструкции и исключения ее нежелательных деформаций.
Однако основным недостатком описанных конструкций водосточного желоба является отсутствие раздельного отвода из теплицы воды атмосферных осадков и конденсата, поскольку это создает риск попадания атмосферных осадков внутрь теплицы и прямого воздухообмена между теплицей и наружной средой. В приведенных выше аналогах отверстия для сбора ливневой воды равномерно расположены на поверхности верхнего лотка желоба, указанные отверстия непосредственно сообщаются с внутренней полостью. При обильном выпадении дождя внутренняя полость желоба может переполняться, тогда уровень дождевой воды будет находиться выше отверстий боковых лотков для сбора конденсата. То есть, при большом количестве осадков, когда желоб заполняется, а уровень воды становится выше отверстий для конденсата, тогда атмосферные осадки через отверстия для прохода конденсата будут литься в теплицу.
При отсутствии дождя по указанным отверстиям верхнего лотка и сообщающимся с ними отверстиям бокового лотка проходит сквозняк. Воздух с улицы, попадая в желоб через верхние отверстия, будет выходить из него во внутренний объем теплицы через отверстия для сбора конденсата, нарушая заданный микроклимат теплицы. Когда воздух с улицы холоднее, чем внутри теплицы, тогда он сразу опускается вниз к растениям. Растения заболевают.
В настоящее время среди известных конструкций теплиц с пленочным покрытием наибольшее распространение получили конструкции со стальными водосточными желобами незамкнутого профиля сечения. См. описание международной заявки WO 9206586, МПК: A01G 9/14, опубл. 30.04.1992, и патент США US 4117636, МПК: A01G 9/14, опубл. 03.10.1978. Аналогичный желоб также описан в международной заявке WO 0025571, МПК: A01G 9/14, опубл. 11.05.2000. Указанный желоб для теплицы с пленочным покрытием выполнен в виде стального профиля с отогнутыми внутрь продольными полочками. Продольные полочки содержат два смежных паза, один из которых служит для крепления пленочного покрытия теплицы, а второй - лотком для сбора конденсата с внутренней поверхности покрытия теплицы.
Общим недостатком указанных аналогов, относящихся к конструкции водосточного желоба в виде стального незамкнутого профиля, является сравнительно низкая прочность желоба на сжатие, а также недостаточная прочность на изгиб, кручение, и, следовательно, невысокая несущая способность. Большая ширина стального желоба незамкнутого сечения дает значительное затенение внутреннего пространства теплицы, повышая тем самым затраты на отопление и досвечивание в процессе эксплуатации. Кроме того, за счет незамкнутого профиля желоба повышаются потери тепла за счет его высокой теплопроводности. При недостаточной жесткости краев желоба ухудшается качество сопряжения пленочного покрытия с замковым ПВХ-профилем при их закреплении на желобе.
Варианты желобов с отдельно стоящими лотками для сбора и отвода конденсата (см. WO 9206586) имеют недостаток, заключающийся в том, что указанные лотки расположены вблизи труб обогрева теплицы и имеют один отвод во внешнюю атмосферу через ливневый сток на одном конце теплицы. То есть конденсат при длине теплицы, например, 48 м должен пройти все указанное расстояние, прежде чем попадет в ливневую канализацию. При этом основной объем собранного в лоток конденсата испарится и снова осядет на внутренней поверхности кровли теплицы, что создает переувлажнение и дополнительные сложности контроля климата теплицы.
В другом варианте (см. US 4117636), когда элементы крепления пленочного покрытия являются отдельными сборочными деталями желоба, которые устанавливаются на стальной желоб незамкнутого сечения саморезами, тогда значительно увеличивается время монтажа теплицы и снижается герметичность данного узла.
В любом из указанных вариантов выполнение желоба из стали утяжеляет каркас теплицы, а также ограничивает возможность собирать и использовать ливневые и талые воды. В промышленных теплицах в большинстве случаев применяется оборотное водоснабжение, однако, в ряде стран запрещено использование стальных водосточных желобов с цинковым покрытием, чтобы продукты коррозии не усваивались растениями.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является водосточный желоб для теплиц с пленочным покрытием и узлы его соединения, раскрытые в описании международной заявки WO 2012069431, A01G 9/14, опубл. 31.05.2012 (прототип). Из указанной заявки известна технология изготовления пленочной теплицы с использованием двухъярусного водосточного желоба, секция которого представляет собой полую несущую конструкцию замкнутого трубчатого профиля, включающего в себя верхний и нижний лоток, образующие совместно с вертикальными боковыми стенками внутреннюю полость желоба. На верхней кромке боковой стенки выполнен паз для крепления пленочного покрытия. Непосредственно под ним на внешней стороне боковой стенки желоба выполнен продольный уступ, снабженный бортиком с образованием бокового лотка, содержащего отверстия для протока жидкости. Ниже под боковым лотком на внешней стороне боковой стенки желоба выполнен продольный паз для закрепления в нем монтажной планки.
Недостатком узла крепления пленочного покрытия в прототипе является его размещение на боковой стенке желоба, в результате чего на боковой стенке желоба образуется консольный участок, повышающий нагрузку на внешнюю стенку паза, что приводит к риску ее деформации либо поломки при монтаже, либо под нагрузкой снега и льда в зимний период, а также к риску открепления пленочного покрытия с кровли теплицы.
Узел соединения для крепления желоба к колонне включает в себя монтажную планку и широкую скобу, выполненную в виде отрезка швеллера, при помощи болтового соединения которых желоб закрепляется на колонне.
Несмотря на то что нижний лоток желоба, выбранного за прототип, имеет центральное ребро, однако данный конструктивный элемент не используется для центрирования желоба на колонне, поскольку техническое решение не предусматривает ни установки под желоб опоры V-образной формы, ни хомута, контактирующего с указанным ребром.
Узел соединения секций желоба между собой включает в себя две секции желоба, две боковые симметричные накладки, две монтажные планки, вставленные в пазы на боковых стенках желоба и герметизирующую прокладку для гидроизоляции нижнего лотка, а также набор болтов и шурупов. Накладки изогнуты с повторением формы нижней части профиля желоба и снабжены нижним вертикальным участком для фланцевого болтового соединения указанных накладок между собой под основанием желоба.
Недостатком технического решения, выбранного за прототип, является риск кручения, искривления и нестабильного расположения сборного желоба относительно опорных колонн, поскольку промышленные теплицы, как правило, имеют большую длину, при этом желоб используется облегченного типа, а прототип не предусматривает ни средств центрирования желоба на колонне, ни средств повышения его жесткости.
Другим недостатком указанного решения является вертикальное расположение боковых стенок желоба, осложняющее выполнение подлоткового обогрева для обеспечения удаления снега и льда с поверхности желоба и прилегающего к нему пространства кровли, поскольку при такой конфигурации восходящие конвективные потоки воздуха от отопительной системы не омывают стенки желоба. При этом вертикальное расположение боковых стенок желоба обусловлено конструкцией узла крепления желоба к колонне, которая ограничивает ширину желоба шириной колонны, так как крепежная скоба одним концом прилегает к колонне, а другим концом выступает вверх за ее пределы, ограничивая габариты проема для установки желоба.
Еще одним недостатком прототипа является отсутствие раздельного отвода из теплицы воды атмосферных осадков и конденсата, поскольку атмосферные осадки эвакуируются из желоба с поверхности нижнего лотка совместно с конденсатом.
Заявленное изобретение направлено на преодоление недостатков прототипа.
Задачей настоящего изобретения является повышение жесткости несущей конструкции желоба при обеспечении раздельной подачи в ливневый сток воды атмосферных осадков и конденсата с предотвращением попадания атмосферных осадков внутрь теплицы и неконтролируемого воздухообмена внутреннего пространства теплицы с наружной средой.
Техническим результатом является повышение эксплуатационных свойств водосточного желоба для теплиц с пленочным покрытием при снижении материалоемкости его конструкции.
Другим техническим результатом является повышение производительности труда и сокращение сроков возведения теплиц за счет механизации операции монтажа кровли теплицы, возможность которой обеспечивается расширением верхнего лотка при повышении жесткости несущей конструкции желоба.
Для решения поставленной задачи предложен водосточный желоб, преимущественно, для теплиц с пленочным покрытием (сокращенно - желоб), включающий в себя верхний и нижний лоток, образующие совместно с боковыми стенками внутреннюю полость трубчатой формы.
Отметим, что кроме создания теплиц изобретение может найти применение при строительстве и эксплуатации парников, оранжерей, ангаров, павильонов и других легких быстровозводимых многопролетных сооружений, покрытых не только пленкой, но и другими схожими то толщине и гибкости материалами.
Боковые стенки заявленного желоба на внешней стороне выполнены с продольным уступом, снабженным бортиком с образованием бокового лотка, при этом верхний, нижний и боковые лотки содержат отверстия для отвода жидкости, а для крепления на колоннах и для соединения секций желоба между собой желоб содержит соответствующие узлы соединения.
Заявленное устройство отличается от прототипа тем, что боковые стенки выполнены с наклоном от вертикальной оси для расширения верхнего лотка желоба. Отверстия верхнего лотка для отвода атмосферных осадков снабжены отводящими патрубками и/или воронками, проходящими изолированно насквозь через внутреннюю полость желоба и соответствующее отверстие нижнего лотка для соединения с трубой ливневого стока, так что потоки атмосферных осадков не смешиваются с конденсатом в полости желоба. При этом отверстия нижнего лотка для отвода (слива) конденсата выполнены с отдельными отводящими патрубками, которые соединены с трубой ливневого стока гибкими шлангами или полимерными трубками, позволяющими направить поток конденсата в боковое отверстие на трубе ливневого стока. Таким образом, заявленное устройство позволяет осуществлять раздельный сбор атмосферных осадков и конденсата и направление по раздельно установленным на желобе патрубкам в трубу ливневого стока потоков атмосферных осадков и конденсата. Внутренняя полость желоба в месте размещения отверстия верхнего и нижнего лотка изолирована от сообщения с внешней атмосферой сварными швами и стенками патрубка, а на торцах концевых секций желоба для предотвращения сообщения с внешней атмосферой установлены заглушки, например, приваренные к торцевым кромкам. В различных вариантах воплощения изобретения допускается использовать другие виды крепления для установки заглушек. Заглушки могут быть выполнены из полимерных материалов или из металла.
Нижний лоток желоба выполнен со встречными уклонами его граней к центру, образующими направляющее и центрирующее V-образное ребро в плоскости вертикальной оси симметрии желоба.
Узел соединения для крепления желоба на колоннах включает в себя фланцевую опору с ответным углублением V-образной формы на верхней поверхности, контактирующей с нижней внешней поверхностью желоба, и разъемный фиксатор, выполненный в виде двух симметричных накладок с зацепами на верхней кромке, обхватывающими бортики бокового лотка, и соединяющими желоб с опорой при помощи болтового соединения.
Узел соединения для крепления пленочного покрытия желоба выполнен заодно с верхним лотком в виде продольных пазов фигурной формы замкового типа, расположенных на кромках верхнего лотка.
Заявленный водосточный желоб, предпочтительно, выполнен из сплава на основе алюминия, при этом секции желоба трубчатой формы изготовлены путем экструзии в виде цельнотянутого профиля.
Верхний лоток водосточного желоба выполнен вогнутой формы, предпочтительно, трапециевидной или овальной формы сечения при габаритной ширине верхнего лотка, выбранной, например, в диапазоне от 115 до 330 мм.
Водосточный желоб для закрепления пленочного покрытия в продольных пазах на кромках верхнего лотка снабжен зажимом, выполненным в виде полимерной планки заданной длины, изготовленной с продольным пазом, в который устанавливают замок в форме трубчатого изделия. Ширина трубчатого изделия соответствует ширине паза зажима.
Вариант изготовления водосточного желоба для теплиц для регионов с повышенным количеством атмосферных осадков предусматривает выполнение верхнего лотка с дополнительным сливным отверстием, расположенным смежно с основным сливным отверстием. Дополнительное сливное отверстие снабжают воронкой или отводящим патрубком, проходящим изолированно насквозь через внутреннюю полость желоба и нижний лоток с возможностью дополнительного соединения с трубой ливневого стока. Когда в конструкции верхнего лотка желоба выполняется рядом два сливных отверстия с патрубками, это позволяет поставить для ливневого стока дренажную трубу большого диаметра при сравнительно небольшой ширине верхнего лотка.
В другом варианте изготовления водосточного желоба для теплиц верхний лоток выполняется со сливным отверстием овальной или плоскоовальной формы, снабженным отводящим патрубком овальной или плоскоовальной формы сечения, проходящим насквозь через внутреннюю полость желоба и нижний лоток, а также с воронкой овальной или плоскоовальной формы, выполненной с возможностью соединения овального патрубка с трубой ливневого стока.
Для дополнительного крепления узлов соединения заявленного водосточного желоба нижняя часть боковых стенок указанного желоба может быть выполнена с продольным утолщением под установку саморезов.
Узел соединения для крепления желоба на колоннах включает в себя разъемный фиксатор и болтовые соединения. Дополнительно он содержит опору с продольным углублением V-образной формы на своей верхней поверхности, а разъемный фиксатор на верхней кромке снабжен зацепами, выполненными в виде заплечиков, загнутых внутрь с возможностью обхвата заплечиками бортиков бокового лотка, для повышения жесткости и прочности соединения желоба с опорой. При этом сама опора выполнена в виде отрезка полого профиля, нижняя часть которого соответствует форме внутренней полости колонны, в средней части опоры, на внешней стороне ее поверхности, выполнены ограничительные выступы - фланцы с горизонтальными полочками на верхней и нижней поверхности. Со стороны нижней поверхности фланцы служат для взаимодействия опоры с кромками колонны, а со стороны верхней поверхности - для взаимодействия опоры с нижней частью фиксатора, имеющего фланец ответной формы. Опора в верхней и в нижней части снабжена отверстиями под болтовое соединение, для крепления соответственно к фиксатору и к колонне.
Упомянутый узел соединения для крепления желоба на колоннах выполнен с отверстиями под болтовое соединение для закрепления нижней части опоры к колонне, которые расположены с возможностью дополнительного крепления капители к колонне с использованием того же отверстия. При этом конструкция указанного узла соединения предусматривает возможность крепления капителей, служащих опорой для установки элементов каркаса теплицы. Капители выполнены в виде скобы фигурной формы со скошенными лапками под заданным углом к основанию.
В частном случае при выполнении колонны каркаса теплицы в виде трубы квадратного сечения узел соединения для крепления на колоннах водосточного желоба содержит опору, основание нижней части которой выполнено квадратной формы со стороной квадрата меньшего размера по сравнению с со стороной квадрата полости колонны для обеспечения удобства размещения основания опоры во внутренней полости колонны.
Заявленный водосточный желоб для теплиц представляет собой удлиненную сборную конструкцию, состоящую из множества секций заданной длины. Каждая секция водосточного желоба включает в себя верхний и нижний лоток, образующие совместно с боковыми стенками внутреннюю полость трубчатой формы, при этом боковые стенки желоба на внешней стороне выполнены с продольным уступом, снабженным бортиком с образованием бокового лотка, содержащего отверстия для протока жидкости. Причем боковые стенки выполнены с наклоном от вертикальной оси для расширения верхнего лотка, а нижний лоток желоба выполнен со встречными уклонами к центру, образующими продольное V-образное ребро для центрирования на опоре. При этом на верхнем лотке на его кромках расположен узел соединения для крепления пленочного покрытия, который выполнен заодно с верхним лотком в виде продольных пазов фигурной формы замкового типа, симметрично размещенных с двух сторон по краю верхнего лотка.
Внутренняя часть боковых стенок секции желоба может содержать продольное утолщение под установку саморезов для повышения их прочности при креплении на секцию желоба узлов соединения, что повышает прочность и качество соединений. Для облегчения конструкции и при отсутствии необходимости дополнительной фиксации узлов крепления саморезами допускается применение желоба без продольных утолщений боковых стенок.
Секции водосточного желоба соединяются между собой в длинномерное изделие при помощи соответствующих узлов соединения.
Узел соединения секций водосточного желоба для теплиц включает в себя две секции желоба, две боковые симметричные накладки и болтовые соединения, а также дополнительно содержит вставку вогнутой формы, соответствующей профилю верхнего лотка секции желоба. Боковые накладки на верхней кромке снабжены зацепами, выполненными с возможностью обхвата бортиков бокового лотка, причем накладки выполнены изогнутой формы сечения с обеспечением плотного прилегания соответствующих граней накладки к нижней части боковой стенки желоба и к наклонной части внешней поверхности нижнего лотка, а также с плоским вертикальным участком фланцевого типа для болтового соединения двух накладок между собой под основанием желоба, при этом секции желоба на внутренней поверхности верхней части боковой стенки содержат симметричные выступы для скользящего соединения упомянутой вставки с верхними лотками двух соединяемых секций желоба. Упомянутые боковые симметричные накладки и вставка содержат на сопрягаемых поверхностях уплотнения из герметизирующего материала.
Узел соединения секций желоба выполнен с учетом линейного расширения материала желоба при изменении температуры его эксплуатации. Для этого выполняют зазор между торцами секций, ширина которого рассчитана в соответствии со значениями коэффициента линейного расширения материала желоба.
Изобретение иллюстрируется фигурами 1-10.
Фиг. 1 - фрагмент конструкции водосточного желоба, включающий ливневый сток.
Фиг. 2 - фрагмент конструкции водосточного желоба, включающий узел соединения для крепления пленочного покрытия.
Фиг. 3 - профиль поперечного сечения водосточного желоба.
Фиг. 4 показывает фиксацию на колонне водосточного желоба (сечение колонны не показано).
Фиг. 5 - установка основания опоры в полость колонны.
Фиг. 6 показывает ливневый сток с двумя смежными сливными отверстиями.
Фиг. 7 - фронтальный вид на ливневый сток с двумя смежными сливными отверстиями.
Фиг. 8 показывает ливневый сток с плоскоовальным сливным отверстием.
Фиг. 9 - сборка узла соединения секций водосточного желоба.
Фиг. 10 - концевая секция водосточного желоба, вид на торцевую заглушку.
На фигурах 1-10 принято следующее обозначение позиций:
1 - водосточный желоб для теплиц с пленочным покрытием (фрагмент),
2 - колонна каркаса теплицы,
3 - верхний лоток водосточного желоба,
4 - нижний лоток водосточного желоба,
5 - боковые стенки водосточного желоба,
6 - боковой лоток водосточного желоба,
7 - отверстие бокового лотка,
8 - опора,
9 - фиксатор,
10 - отверстие верхнего лотка (сливное) для атмосферных осадков,
11 - отводящий патрубок сливного отверстия верхнего лотка для атмосферных осадков,
12 - отверстие нижнего лотка (сливное) для конденсата,
13 - труба ливневого стока,
14 - отводящий патрубок сливного отверстия для конденсата нижнего лотка,
15 - гибкий шланг или изогнутая полимерная трубка для слива конденсата,
16 - боковое отверстие на трубе ливневого стока,
17 - продольный паз замкового типа на кромках верхнего лотка,
18 - зажим в виде полимерной планки с продольным пазом,
19 - замок в форме трубчатого изделия,
20 - центрирующее V-образное ребро нижнего лотка,
21 - зацеп фиксатора,
22 - бортик бокового лотка,
23 - болтовое соединение фиксатора с опорой,
24 - дополнительное сливное отверстие для атмосферных осадков,
25 - патрубок дополнительного сливного отверстия,
26 - сливное отверстие плоскоовальной формы для атмосферных осадков,
27 - отводящий патрубок плоскоовальной формы сечения,
28 - сливная воронка плоскоовальной формы,
29 - продольное утолщение под установку саморезов,
30 - продольное углубление V-образной формы на опоре,
31 - нижняя часть опоры, соответствующая форме внутренней полости колонны,
32 - ограничительные выступы опоры - фланцы,
33 - фланец фиксатора,
34 - отверстие под болтовое соединение для крепления опоры к колонне,
35 - отверстие под болтовое соединение для крепления опоры к фиксатору,
36 - капитель,
37 и 38 - секции водосточного желоба,
39 - боковая накладка,
40 - болтовое соединение для скрепления секций боковыми накладками,
41 - вставка вогнутой формы,
42 - зацеп на верхней кромке боковой накладки,
43 - нижняя часть боковой стенки желоба,
44 - наклонная часть поверхности нижнего лотка,
45 - плоский вертикальный участок боковой накладки для болтового соединения накладок,
46 - выступы на внутренней поверхности боковой стенки желоба для установки вставки,
47 - полоска герметизирующего материала,
48 - саморез,
49 - труба ливневого стока увеличенного диаметра,
50 - тройник для трубы для разветвления ливневого стока,
51 - переходный патрубок,
52 - отверстие на нижней части опоры для крепления ее к колонне и капители,
53 - торцевая заглушка концевой секции водосточного желоба.
На фигурах 1 и 2 показаны фрагменты конструкции водосточного желоба 1 для теплицы с пленочным покрытием. Желоб 1 устанавливается на несущие колонны 2 каждого пролета по всей длине каркаса теплицы. Желоб 1 выполняется двухъярусным, так как включает в себя верхний 3 и нижний 4 лотки для отвода жидкости, образующие совместно с боковыми стенками 5 внутреннюю полость желоба 1 трубчатой формы. Боковые стенки 5 желоба на внешней стороне выполнены с продольным уступом, снабженным бортиком 22 с образованием бокового лотка 6. При этом верхний лоток 3, нижний лоток 4 и боковые лотки 6 содержат соответствующие отверстия 10, 12 и 7 для протока жидкости.
Заявленное устройство характеризуется тем, что боковые стенки 5 выполнены с наклоном от вертикальной оси желоба, как это показано на фиг. 3. Сливные отверстия 10 верхнего лотка 3, предназначенные для отвода атмосферных осадков, снабжены отводящими патрубками 11 или воронками, проходящими насквозь через внутреннюю полость желоба и нижний лоток 4 для соединения с трубами 13 ливневого стока. Место соединения патрубка 11 с верхним лотком 3 по периметру отверстия 10 и с нижним лотком 4 по периметру соответствующего отверстия в нижнем лотке (на чертежах не показано) выполнено в виде неразъемного сварного соединения, изолирующего внутреннюю полость желоба 1 от внешней среды, так что потоки атмосферных осадков нигде не смешиваются с конденсатом в полости желоба.
Отверстия 12 нижнего лотка 4 для слива конденсата выполнены с отводящими патрубками 14, которые соединены с трубой 13 ливневого стока гибкими шлангами 15 или полимерными трубками, позволяющими направить поток конденсата в боковое отверстие 16 на трубе ливневого стока.
Узел соединения для крепления пленочного покрытия к желобу 1 выполнен заодно с верхним лотком 3 на этапе экструзии профиля для получения желоба. Крепление пленочного покрытия выполнено в виде продольных пазов 17 со стенками фигурной формы с получением паза замкового типа. Пазы 17 симметрично расположены на кромках верхнего лотка 3. Для закрепления пленочного покрытия в продольных пазах 17 желоб снабжен зажимом 18, выполненным в виде полимерной планки заданной длины, изготовленной с продольным пазом П-образной формы с возможностью установки в нем замка 19, выполненного в форме трубчатого изделия, ширина которого соответствует ширине паза зажима 18. Крепление для пленочного покрытия в сборе показано на фиг. 2.
Нижний лоток 4 желоба выполнен со встречными уклонами к центру, образующими направляющее и центрирующее V-образное ребро 20 в плоскости вертикальной оси симметрии желоба.
Узел соединения для крепления желоба 1 на колоннах 2 включает в себя опору 8, предпочтительная форма которой показана на фиг. 5. Опора 8 выполнена с ответным углублением V-образной формы на своей верхней поверхности, контактирующей с нижней внешней поверхностью желоба такой же формы, и разъемный фиксатор 9, выполненный в виде двух симметричных накладок с зацепами 21 на верхней кромке, обхватывающими бортики 22 бокового лотка и соединяющими желоб 1 с опорой 8 при помощи болтового соединения 23.
Вариант изготовления водосточного желоба для теплиц для регионов с повышенным количеством атмосферных осадков, показанный на фиг. 6-7, предусматривает выполнение верхнего лотка 3 с дополнительным сливным отверстием 24, расположенным смежно с основным сливным отверстием 10. Дополнительное сливное отверстие 24 снабжено соответствующим отводящим патрубком 25, проходящим насквозь через внутреннюю полость желоба и нижний лоток 4 с возможностью дополнительного соединения с трубой 49 ливневого стока увеличенного диаметра. Патрубок 25 сливного отверстия 24 соединен с трубой 49 через тройник 50. Сливное отверстие 10 соединено с трубой 49 через патрубок 11, переходной патрубок 51 и через тройник 50.
В другом варианте изготовления водосточного желоба, показанном на фиг. 8, верхний лоток 3 выполняется со сливным отверстием 26 вытянутой плоскоовальной формы, снабженным отводящим патрубком 27 плоскоовальной формы сечения, проходящим насквозь через внутреннюю полость желоба и нижний лоток 4, а также с воронкой 28 плоскоовальной формы, выполненной с возможностью соединения плоскоовального патрубка 27 с трубой ливневого стока 49 увеличенного диаметра. Данный вариант обеспечивает увеличение площади сливного отверстия 26 для сбора атмосферных осадков без расширения верхнего лотка, повышая эффективность использования желоба в условиях сезонных интенсивных атмосферных осадков.
Для дополнительного крепления узлов соединения заявленного водосточного желоба нижняя часть боковых стенок может быть выполнена с продольным утолщением 29 под установку саморезов 48.
Узел соединения для крепления на колоннах 2 водосточного желоба подробно показан на фигурах 4 и 5. Указанный узел включает в себя разъемный фиксатор 9 и опору 8 с продольным углублением 30 V-образной формы на своей верхней опорной поверхности. Разъемный фиксатор 9 на верхней кромке снабжен зацепами 21, выполненными в виде заплечиков, загнутых внутрь с возможностью обхвата бортиков 22 бокового лотка 6, для обеспечения более жесткого соединения желоба с опорой 8. Две половинки фиксатора 9 установлены симметрично относительно секции, и желоба соединены с опорой 8 болтами 23. Опора 8, как показано на фиг. 5, выполнена в виде отрезка полого профиля, нижняя часть 31 которого в поперечном сечении соответствует форме полости колонны 2, в средней части опоры 8 на внешней стороне ее поверхности выполнены ограничительные выступы 32 (фланцы) с горизонтальными полочками на верхней и нижней поверхности, причем со стороны нижней поверхности выступы 32 служат для взаимодействия опоры 8 с кромками колонны 2, а со стороны верхней поверхности выступы 32 служат для взаимодействия опоры 8 с нижней частью фиксатора 9, имеющего фланец 33 ответной формы. Опора 8 в верхней и в нижней части снабжена отверстиями 35 и 52 под болтовые соединения, для крепления соответственно к фиксатору 9 и к колонне 2. При этом отверстия 52 под болтовое соединение для крепления нижней части опоры 8 к колонне 2 расположены с возможностью дополнительного крепления капители 36 к колонне 2 с использованием того же отверстия 52 на опоре и отверстия 34 на колонне. Капитель 36 - это деталь сборного каркаса теплицы, прилегающая к боковой плоскости колонны 2, предназначенная для восприятия и передачи на колонны 2 нагрузок от вышележащего перекрытия и снижения риска его разрушения в результате продавливания. В заявленном изобретении конструкция узла соединения для крепления желоба на колоннах 2 предусматривает возможность крепления к данному узлу капителей 36 для установки элементов каркаса теплицы с опорой на указанную колонну 2. Капители 36 выполнены в виде металлической скобы фигурной формы с крепежными отверстиями.
Заявленный водосточный желоб представляет собой удлиненную сборную конструкцию, состоящую из множества секций заданной длины. Секции водосточного желоба соединяются между собой в длинномерное изделие при помощи соответствующих узлов соединения, один из которых показан на фигуре 9, иллюстрирующей процесс сборки узла соединения секций водосточного желоба между собой.
Узел соединения секций водосточного желоба включает в себя две секции 37 и 38 желоба, две боковые симметричные накладки 39, болтовые соединения 40, а также дополнительно содержит верхнюю вставку 41 вогнутой формы, соответствую профилю верхнего лотка 3 желоба. Боковые накладки 39 на верхней кромке снабжены зацепами 42, выполненными с возможностью обхвата бортиков 22 боковых лотков 6 соединяемых секций. Накладки 39 выполнены изогнутой формы сечения с обеспечением плотного прилегания соответствующих граней накладки к нижней части 43 боковой стенки желоба и к наклонной части 44 внешней поверхности нижнего лотка 4, а также с плоским вертикальным участком 45 фланцевого типа для болтового соединения двух накладок между собой под основанием желоба. Секции 37 и 38 желоба на внутренней поверхности верхней части боковой стенки 5 содержат симметричные выступы 46 для скользящего соединения вставки 41 с верхними лотками секций 37 и 38 желоба. Упомянутые боковые симметричные накладки 39 и вставка 41 содержат на сопрягаемых поверхностях полоски 47 герметизирующего материала.
Заявленное устройство функционирует следующим образом.
Водосточный желоб 1 в теплицах с пленочным покрытием используется для отвода как внешних атмосферных осадков, так и конденсата с внутренней поверхности кровли теплицы. При этом водосточный желоб 1 одновременно является несущей продольной балкой конструкции теплицы, а также средством крепления пленочного покрытия.
Водосточный желоб 1 устанавливается между двумя наклонными плоскостями кровли теплицы с незначительной крутизной. Верхний 3 лоток водосточного желоба служит для отвода внешних атмосферных осадков в патрубок 11 и далее по трубе 13 ливневого стока во внешнюю атмосферу. Для отвода конденсата, стекающего по внутренней стороне покрытия теплицы, служит боковой лоток 6 водосточного желоба, в котором равномерно выполнены отверстия 7. Через отверстия 7 конденсат попадает во внутреннюю полость водосточного желоба и далее отводится во внешнюю атмосферу через сливное отверстие 12 нижнего лотка 4, соединенное с трубой 13 ливневого стока патрубком 14 и гибким шлангом 15. Преимуществом предложенного устройства является отсутствие конденсата на нижней наружной поверхности водосточного желоба, т.к. внутренняя полость желоба не сообщается с атмосферой, а каждая концевая секция водосточного желоба содержит торцевую заглушку 53, изолирующую полость желоба от внешней атмосферы. Кроме того, наружная поверхность желоба дополнительно обогревается с помощью системы конвективного подлоткового обогрева теплицы. Отсутствие конденсата на нижней наружной поверхности желоба исключает необходимость в установке отдельного средства для сбора и отвода конденсата с внешней поверхности желоба. Влага с нижнего лотка желоба при испарении, вследствие использования подлоткового обогрева, конденсируется на внутренней поверхности желоба и отводится во внешнюю атмосферу, а не возвращается во внутренний объем теплицы, ухудшая точность поддержания заданного температурно-влажностного режима, что происходит в аналогах заявленного устройства при установке в них отдельного дополнительного лотка для сбора конденсата с внешней поверхности желоба.
Заявленное устройство обеспечивает следующие повышенные показатели эффективности при отводе дождевых вод.
По российским нормам, согласно СП 30.13330.2012, максимальное расстояние между сливными 11 патрубками не должно превышать 48 м. Количество сливных патрубков или воронок соответствует количеству линий трубопроводов ливневой канализации. Чем больше сливных патрубков или воронок, тем дороже вся водосточная система, поскольку также значительно увеличивается количество земляных работ при сооружении теплицы. Поэтому расположение рядом двух патрубков с отводом в один трубопровод большего диаметра значительно снизит затраты по устройству водосточной системы, при условии большого расхода отводимой воды и шага размещения сливных патрубков или воронок меньше 48 м. Данного результат можно добиться также путем использования овального или плоскоовального патрубка с воронкой, который позволяет отводить ливневую воду в трубопровод, диаметр которого превышает габаритные размеры желоба.
В настоящее время в тепличных комплексах с пленочным покрытием ширина пролета одного блока составляет 9,6 или 12,8 м. Чем больше ширина блока, тем больше его водосборная площадь соответственно. Увеличивается расчетный расход дождевых вод на водосточный стояк, который также зависит от региона строительства. Причем, в прибрежных зонах этот показатель значительно выше. Например, при длине тепличного блока 90 м, в зависимости от региона строительства, необходимо установить от 2 до 5 (возможно 6) сливных патрубков, следовательно, от 2 до 5 линий трубопроводов ливневой канализации. В случае установки рядом двух патрубков или плоскоовального патрубка с отводом в один трубопровод большего диаметра, количество линий трубопроводов ливневой канализации можно свести к минимуму, не нарушая нормативных требований.
Использование заявленного изобретения при строительстве пленочных теплиц обеспечивает повышение жесткости несущей конструкции. Раздельная подача в ливневой сток воды атмосферных осадков и конденсата предотвращает попадание атмосферных осадков внутрь теплицы и неконтролируемый воздухообмен внутреннего объема теплицы с наружной средой.
Раздельный отвод ливневых вод и конденсата позволяет создавать деформационные зазоры в месте соединения секций водосточного желоба. Деформационные зазоры позволяют учитывать особенности материала, используемого для изготовления желоба, так как алюминиевые и стальные конструкции имеют различные коэффициенты линейного расширения. Вставка вогнутой формы сечения в узлах соединения секций желоба препятствует попаданию атмосферных осадков во внутреннюю полость желоба и придает дополнительную жесткость узлу соединения секций водосточного желоба.
Изобретение значительно повышает эксплуатационные свойства водосточного желоба для теплиц и подобных им сооружений с пленочным покрытием.
Более широкая в сравнении с прототипом поверхность верхнего лотка позволяет использовать сливные патрубки стандартных диаметров, применяемых в канализационных трубах, что позволяет отводить больший объем воды с кровли при использовании меньшего количества отводящих трубопроводов.
Увеличенная площадь поверхности верхнего лотка водосточного желоба способствует более быстрому таянию снега, а наклонная форма боковых стенок желоба способствует более эффективному омыванию желоба восходящими потоками теплого воздуха от системы отопления теплицы.
Элементы крепления пленки на поверхности верхнего лотка водосточного желоба не имеют консольных участков, благодаря чему стенки пазов крепления не деформируются при монтаже пленки, что значительно повышает надежность закрепления и качество сопряжения пленочного покрытия теплицы и желоба с замковым ПВХ-профилем, т.е. с зажимом и замком. Таким образом, гарантируется отсутствие протечек на стыке желоб-пленка. Даже при самых сильных ливнях вода течет как по лотку, так и по поверхности кровли, не протекая внутрь теплицы. В процессе эксплуатации пленочное покрытие, отходящее в две стороны от желоба, увеличивает тем самым границы верхнего лотка, собирающего атмосферные осадки.
Фиксация водосточного желоба на колоннах осуществляется на уровне бокового лотка для сбора конденсата, фиксаторы, таким образом, охватывают большую площадь поверхности желоба в районе узла крепления, что придает дополнительную жесткость конструкции, а V-образная форма опоры эффективно центрирует желоб, повышая несущую способность и точность сборки.
Заявленное изобретение обеспечивает прочное и надежное соединение секций водосточного желоба между собой.
Однако основным преимуществом заявленного изобретения перед известным уровнем техники является раздельный отвод воды атмосферных осадков и конденсата, достигнутый в конструкции заявленного водосточного желоба. Заявленный водосточный желоб обеспечивает предотвращение попадания атмосферных осадков внутрь теплицы и воздухообмен через него между теплицей и наружной средой. На верхнем лотке водосточного желоба расположены только сливные отверстия, отводящие ливневую воду во внешнюю среду, и отсутствуют сквозные отверстия, сообщающиеся с внутренней полостью желоба. В результате, даже при большом количестве осадков, желоб внутри не переполняется, а уровень воды от сбора конденсата является стабильным и невысоким. Таким образом, ни конденсат, ни осадки не будут литься в теплицу. Также от использования заявленного желоба не появится сквозняк. Воздух с улицы не попадет через сливные отверстия верхнего лотка во внутреннюю полость теплицы, так как отводящие патрубки сливных отверстий верхнего лотка изолированы от внутренней полости водосточного желоба и напрямую направляют потоки атмосферных осадков в трубы ливневого стока.
Кроме того, следует отметить, что заявленное техническое решение имеет значительные преимущества по сравнению со стальными водосточными желобами незамкнутого сечения, которые в настоящее время наиболее распространены среди теплиц с пленочным покрытием.
Конструкция алюминиевого водосточного желоба, заявленная в настоящем изобретении, представляет собой в сечении трубчатую форму и имеет значительно большую, в сравнении со стальными желобами незамкнутого сечения, прочность на сжатие, изгиб, кручение, и, следовательно, большую несущую способность в качестве продольной балки теплицы.
Меньшая ширина заявленного желоба, в сравнении со стальными желобами незамкнутого сечения, дает меньше затенения, снижая тем самым затраты на отопление и досвечивание. Как следствие, теплицы, построенные с использованием алюминиевого водосточного желоба заявленной конструкции, обладают наилучшими характеристиками по энергосбережению в процессе эксплуатации.
Экономия тепла также достигается за счет замкнутого профиля заявленного желоба и более качественного сопряжения пленочного покрытия и желоба с замковым ПВХ-профилем. Элементы крепления пленочного покрытия совмещены с экструдированным профилем желоба, то есть представляют единое неразъемное изделие, что, в отличие от стальных желобов, где средства крепления пленки являются отдельными составными элементами конструкции, значительно сокращает время монтажа, снижает материалоемкость и обеспечивает герметичность данного узла, избавляет от необходимости установки дополнительных саморезов.
Выполнение заявленного желоба из сплавов на основе алюминия обеспечивает облегчение каркаса теплицы, а также возможность без ограничений собирать и использовать ливневые и талые воды для полива растений.
В связи с тем, что в теплицах в большинстве случаев применяется оборотное водоснабжение, в ряде стран запрещено использование водосточных желобов из стали с цинковым покрытием, а данное изобретение, включающее в себя желоб из алюминия, позволяет поставлять теплицы с водосточными желобами из алюминиевого экструдированного профиля на экспорт без учета указанного ограничения.
Специалистам понятно, что вышеприведенный вариант конструкции желоба приведен только в качестве примера и не несет ограничительного смысла. При реализации в настоящее изобретение могут быть внесены различные изменения, не выходящие за пределы объема защиты, определенного приложенной формулой. Например, при установке боковых симметричных накладок 39 и разъемных фиксаторов 9 допускается использовать только болтовые соединения, допускающие незначительные линейные перемещения желоба вдоль оси теплицы, а саморезы использовать только при предъявлении повышенных требований к качеству соединений. В данном случае допускается применение желоба без продольных утолщений боковых стенок. Также возможно исполнение желоба с различной шириной верхнего лотка. Вариант исполнения желоба с широким верхним лотком предпочтителен для увеличения таяния снега, при этом в малоснежных районах возможно использовать более узкий верхний лоток, способствующий максимальному использованию солнечного света.
Использование заявленного изобретения при строительстве теплиц и подобных им сооружений позволяет повысить производительность труда и сократить сроки строительства за счет оптимального обеспечения возможности механизации операции монтажа кровли.