КАРНИЗ КРЫШИ

Полезная модель относится к строительству крыш жилых и производственных зданий, исключающих падение образовавшиеся сосулек.
Известны карнизы на чердачных и совмещенных к крышах, имеющих покрытие из листового железа, волоконно-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 слабость сил сцепления образующихся при таянии снега и льда сосулек с карнизным свесом, приводящая к отрыву сосулек от карниза под действием собственного веса и их падение, представляющее опасность для расположенных внизу людей и объектов.
Известны также конструкции карнизов с предотвращением образования сосулек, в которым край карниза выполнен специальной желобообразной формы, а карнизный свес выполнен с соответствующим покрытием, в частности, края металлического желоба облицованы резиной или специальными гидрофобными материалами, не смачивающимися водой /см. патент ФРГ №2643348, кл. Е04D 13/06, опубл. 1978 г. [2]/.
Недостатками известных конструкций является малая эффективность, конструктивная сложность, невозможность применения на уже существующих зданиях, необходимость в коренной переделке карнизов, что сопряжено с большими материалами и трудовыми затратами.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является карниз крыши, в котором консольный свес кровли снабжен элементами для намерзания воды, выполненными из гидрофильного вещества с повышенной способностью к смачиванию водой, имеющего низкую теплопроводность и значительную удельную теплоемкость, и выполненными в форме двух досок, например, из мягких пород дерева, прикрепленных с нижней и верхней сторон консольного свеса кровли на всю длину карниза /см. а.с. СССР №953143, кл. Е04D 13/06, 1982 [3]/, и принятый за прототип.
Указанная конструкция обеспечивает удлинение времени нагрева элементов для примерзания воды, а также более сильное приморажение к ним сосулек, что приводит к дольшему удержанию сосулек на элементах в процессе их таяния. Однако, как показывают исследования, при и любых характеристиках материалов элементов для намерзания воды, именно площадь контактирования сосулек с данными элементами, а также геометрические к конструктивные особенности данных элементов в наибольшей степени влияют на прочность удержания сосулек в процессе их таяния. В устройстве-прототипе [3] площадь контакта практически ограничена верхним сечением сосульки, и не позволяет обеспечить нaдежное удержание последней до ее полного таяния без опасности срыва. Кроме того, само нахождение на карнизе сосулек значительного размера, до полного их таяния в любом случае представляет опасность.
Сущность полезной модели заключается в создании карниза, снабженного специальным приспособлением, способным, с одной стороны, за счет увеличения площади контактирования и обеспечения значительных сил сцепления удерживать на себе сосульки до их полного таяния, а с другой - обеспечивать разрушение образовавшихся сосулек в необходимый момент с использованием электрического сигнала, не допуская их нарастание до опасных размеров.
Технический результат - повышение эксплуатационных качеств устройства за счет обеспечения возможности удержания сосулек на специальных элементах и их своевременного разрушения.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном карнизе крыши здания с консольным свесом кровли, снабженным элементами для намерзания воды, выполненными в виде жестких планок из гидрофильного материала с низкой теплопроводностью и значительной удельной теплоемкостью, прикрепленных с нижней и верхней сторон консольного свеса на всю длину карниза с выступанием наружу за край свеса, особенность заключается в том, что по всему телу выступающей наружу части планок выполнены сквозные отверстия диаметром порядка 4-5 мм, сквозь которые выборочно в произвольном порядке с сохранением общего направления от одного конца карниза к другому пропущен гибкий изолированный электрический провод, соединенный с клеммами для подключения источника электрического сигнала.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где схематично на фиг.1 показан предлагаемый карниз на виде сбоку с поперечным разрезом; на фиг.2 - вид А на фиг.1.
Карниз крыши 1 здания 2 с консольным свесом 3 кровли шириной порядка 120-150 мм снабжен элементами для намерзания воды с образованием сосулек 4, выполненными в виде жестких планок 5, 6 из гидрофильного материала с низкой теплопроводностью и значительной удельной теплоемкостью, например, из мягких пород дерева. Планки 5, 6 /доски/ толщиной не менее 20 мм прикреплены с помощью болтов 7 с гайками с нижней и верхней сторон консольного свеса 3 с выступанием наружу за край свеса 3 на 50-70 мм. При этом по всему телу выступающей наружу части планок 5, 6 выполнены сквозные отверстия 8 диаметром порядка 4-5 мм, сквозь которые выборочно в произвольном порядке с сохранением общего направления от одного конца карниза к другому пропущен гибкий изолированный электрический провод 9, соединенный с клеммами для подключения источника электрического сигнала /на рисунке клеммы и источник не показаны/. На рис.2, например, при общем направлении пропускания провода 9 по консольному свесу 3 слева направо провод 9 сначала с левой стороны свеса 3 пропущен через отверстие 8 в планках 5, 6 снизу вверх, его верхний участок на фиг.2 - сплошными линиями, далее провод 9 пропущен сверху вниз, его нижний участок показан пунктирной линией и т.д. до правой стороны консольного свеса 3. Подчеркнем, что провод 9 пропускается сквозь отверстия 8 выборочно: естественно, что чем больше задействовано отверстий 8, тем больше плотность токовой нагрузки. В предельном случае при желании обеспечить максимальную эффективность удаления сосулек 4 провод 9 надо пропускать через все отверстия 8 /что, естественно увеличивает трудоемкость устройства/. Клеммы для подключения электрического сигнала могут быть выведены на щитки в подъездах, чердачное, подвальное помещения и т.п. В качестве источника электрического сигнала может быть использовано сетевое переменное напряжение либо - для повышения эффективности нагрева - специальным генератор постоянного тока.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
Наличие в планках 5, 6 отверстий 8 позволяет, по сравнению с гладкой поверхностью в устройстве-прототипе [3], резко повысить гидрофильность за счет многократного увеличения площади контакта и соответственно сил сцепления сосулек 4 с элементами для их примерзания. В данном случае, по сравнению с устройством-прототипом [3], где площадь сцепления сосулек 4 с гладкой поверхностью планок 5, 6 практически совпадает с верхним сечением сосулек 4, данная площадь многократно возрастает за счет образования у основания каждой сосульки 4 совместно с прилежащими отверстиями 8 как бы "корневой системы", проникновения "тела" каждой сосульки 4 в отверстия 8 и охват этим "телом" через верхнюю поверхность планки 5 соседних отверстий 8. Такая структура обеспечивает уже жесткость каждой сосульки не только в продольном направлении вдоль ее оси, но и в поперечном направлении, то есть в перпендикулярном плоскости консольного свеса 3. Это позволит сосулькам 4 удерживаться на свесе 3 практически до полного их таяния. Однако, сам факт существования на большой высоте сосулек значительного размера в течение длительного времени представляет серьезную опасность, связанную с возможностью их падения при случайных возмущениях, порывах ветра, резком повышении температуры воздуха и т.п. Поэтому, желательно при наступлении определенного момента иметь возможность удалять висящие сосульки. Это достигается подачей в провод 9 электрического сигнала в течение нескольких минут /естественно, в это время наличие у здания людей и объектов должно быть исключено/. Такой процесс обеспечивает прогрев воздуха в зоне планок 5, 6 и, обрушение сосулек 4, а также удаление слоя снега и льда с верхней поверхности консольного свеса 3. Как было сказано выше, заданная интенсивность нагрева при изготовлении устройства обеспечивается плотностью "шнуровки" провода 9 в отверстиях 8. При уже заданной плотности можно увеличивать амплитуду токовой нагрузки в проводе 9. Заявителем произведен расчет максимальной амплитуды тока, не приводящей к повреждению изоляции провода 9 как для переменных, так и для постоянных токов /во втором случае токовая нагрузка естественно уменьшается/.
Предложенная конструкция предельно проста, довольно универсальна, подходит для любых конструкций крыш, может быть использована как в новых строящихся зданиях, так и при усовершенствовании старых.