Водосточная система здания, предотвращающая образование в ней наледи (варианты)
DRAINAGE SYSTEM OF BUILDING, PREVENTING FORMATION OF FROST THEREIN (EMBODIMENTS)

Область техники
Настоящее изобретение относится к области строительства и ремонта зданий и сооружений различного назначения, а именно, к устройствам, предназначенным для улучшения функционирования водосточных систем, в частности, предотвращающих их обледенение.
Уровень техники, выбор ближайшего аналога и охарактеризовывание его недостатков
Известна водосточная система здания, предотвращающая образование в ней наледи, включающая утепленную водосточную трубу с водоприемной воронкой и отвод воды из нее (1).
Данная система при всех ее достоинствах имеет ряд существенных недостатков, не решившая проблему борьбы с обледенением.
Сущность работы известной системы по предотвращению образования льда заключается в использовании тепла чердачного помещения для обогрева водоприемной воронки и водосточной трубы, а также в использовании тепла наружной стороны стены здания для обогрева части водосточной трубы путем передачи тепла от стены здания посредством хомутов на охватываемую ими водосточную трубу.
Однако известно, что чердачное помещение должно иметь такую же температуру, как и сама кровля, чтобы избежать ее обледенения. Поэтому окна чердаков всегда открыты и температура внутри чердака мало отличается от температуры наружного воздуха.
Передача тепла от стены здания посредством металлических сравнительно тонких хомутов на морозе на охватываемую ими водосточную трубу не эффективна и не приводит к заметному нагреву водосточной трубы.
Вследствие выше приведенных причин не обеспечивается надежное предотвращение обледенения водосточной приемной воронки и водосточной трубы.
Задача заявленного изобретения
Технической задачей заявленной группы изобретений является создание водосточной системы здания, которая характеризуется надежным предотвращением ее обледенения.
Данная задача решается за счет изменения принципа подхода по решению проблемы и создания конструкции водосточной системы.
Предложено два варианта решения этой задачи: при этом действие (работа) заявляемой водосточной системы здания основано на одном и том же принципе, связанным с обеспечением положительной температуры внутри водосточной системы:
• Использование теплого воздуха помещений здания или его коммуникаций для обогрева элементов водосточной системы изнутри (водосточной трубы, водоприемной воронки, отмета и т.д.).
Согласно этому принципу внутрь водосточной трубы направляются теплые потоки воздуха из помещений здания или из открытых пространств коммуникаций здания, которые поднимаются вверх по утепленным водосточным трубам, не давая замерзнуть текущей им навстречу воде. Потоки воздуха могут направляться из внутренних помещений зданий, бойлерных, вентиляционных шахт, а также из теплых коммуникаций здания, например, фекальной канализации.
Образование наледи начинается при выходе воды из отмета и в водоприемной воронке. Поэтому, чтобы исключить поступление холодного воздуха в утепленную водосточную трубу на отмет надевается нормально-закрытый клапан, а над водоприемной воронкой устанавливается утепленная вытяжная труба.
Потоки теплого воздуха подаются в утепленную водосточную трубу, аналогично работе вытяжной вентиляции, как самопроизвольно, так и принудительно, при помощи вентилятора.
Для подстраховки гарантированной работы водосточной системы отдельные ее участки с повышенной опасностью образования льда могут быть оснащены электрическими нагревательными элементами. При уличной температуре воздуха ниже минус 10 градусов наледь не образуется, а при более высокой температуре в атмосфере подающийся теплый воздух помещения и нормально-закрытый клапан на отмете ограничивают поступление холодного воздуха в утепленную водосточную трубу.
Нагревательные элементы и вентиляторы, управляемые автоматикой, выступают, как дополнительные страховочные средства борьбы с обледенение водосточной системы.
Заявитель считает необходимым обратить внимание экспертизы на следующее:
в частности, использование тепла канализации для предотвращения образование наледи в водосточной системе здания обусловлено следующим.
Как известно, существует две основные системы канализации: фекальная и ливневая. Отходы человеческой жизнедеятельности (вода после стирки, душа, туалета, кухни и т.д.) сбрасываются в жилых, общественных и производственных зданиях через фекальную канализацию зданий, которая имеет самостоятельные каналы и не соединяется с ливневой канализацией. Воздушное пространство над фекальной канализацией соединяется с атмосферой посредством трубопроводов, которые выводятся на крыши зданий и к ней нет замечаний в части запахов. Фекальная канализация внутри здания имеет температуру 23°-25°, вне здания в грунте 12°-14°. Это свидетельствует о возможности использования тепла фекальной канализации для обогрева в системе предотвращения обледенения водосточных труб и воронок.
Вода ливневой канализации это вода с поверхности земли, от дождя, снега, с крыш, в ней есть грязь, опавшие листья, но она не несет химически и биологических агрессивных отходов человеческой деятельности. Ливневая канализация имеет еще меньшую положительную температуру, которая зависит от глубины залегания в земле ее трубопроводов. Более низкая температура ливневой канализации уменьшает возможности ее использования как источника тепла в системе предотвращения обледенения водосточных труб и воронок.
В обиходе фекальную канализацию обычно называют канализацией зданий или просто канализацией. По этой причине, для удобства и простоты, далее для фекальной канализации в заявке будет использоваться термин «канализация», а для ливневой канализации будет использоваться термин «ливневая канализация».
В соответствии с поставленной технической задачей техническим результатом, достигаемым заявленной группой изобретений, является создание водосточной системы здания, которая характеризуется предотвращением ее обледенения с образованием ледяных пробок, простотой конструкции, повышенной надежностью, а также снижением затрат на устройство, ремонт и эксплуатацию.
Поставленная техническая задача и достигаемый технический результат достигаются заявленной группой изобретений, в которую входят два варианта заявленной конструкции водосточной системы здания, основанные на охарактеризованном выше общем принципе.
Первый вариант носит общий характер и предназначен, в основном, для зданий, конструкция которых не позволяет использовать чердачное и внутренние помещения здания для создания водосточной системы.
Второй вариант предназначен для зданий, конструкция которых позволяет использовать чердачное и внутренние помещения здания для создания водосточной системы.
Заявитель обращает внимание экспертизы, что отдельные элементы одного варианта изобретения могут быть использованы в другом варианте. Так, например, водоприемная воронка с утепленной над ней вытяжной трубой может быть применена в первом варианте, хотя оснащение утепленной вытяжной трубой водоприемную воронку охарактеризовано для второго варианта.
Рассмотрим каждый из вариантов заявленного изобретения в отдельности.
Как отмечено выше, первым объектом заявленного изобретения является вариант заявленного устройства, который предназначен, в основном, для зданий, конструкция которых не позволяет использовать чердачное и внутренние помещения здания для создания водосточной системы.
Он представляет собой водосточную систему здания, предотвращающая образование в ней наледи, которая включает утепленную водосточную трубу с водоприемной воронкой и отвод воды из нее, причем утепленная водосточная труба соединена с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникаций с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки.
Поставленная задача решается тем, что основная часть ливнестока от отмета до приемной воронки обогревается теплом фекальной канализации этого здания, которая составляет - 23-26 градусов. Образование наледи начинается на отмете, конце сливной трубы, а затем поднимаясь на верх, забивает всю трубу. Для этого, через перемычку, тепло фекальной канализации подается в конец сливной трубы, около отмета, создавая положительную температуру по всей трубе до воронки. Чтобы в сливную трубу не поступал холодный воздух, на отмет надевается лепестковый клапан, который легко пропускает талую воду и не позволяет снижать температуру в трубе. Кроме того, чтобы воздух в трубе быстро не остывал и не образовывался конденсат, который создает наледь, сливная труба изготавливается в виде сэндвича. Все элементы системы состоят из пластмассы, которая имеет преимущества перед металлом, прежде всего в теплоизоляции.
Данная совокупность общих существенных признаков представляет собой сущность заявляемого первого варианта изобретения. Она необходима и достаточна во всех случаях его реализации.
Такое техническое решение имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:
• для конструкций зданий с наружной водосточной трубой обеспечивает предотвращение ее обледенения и образования ледяных пробок,
• характеризуется простотой монтажа и эксплуатации, повышенной надежностью, а также снижением затрат на устройство, ремонт и эксплуатацию водосточной системы здания.
• Предлагаемая система характеризуется повышенной надежностью, так как проста в монтаже и эксплуатации, не требующая больших затрат. Принцип устройства системы ливнестока классический, применяющийся повсеместно. Главным отличием и достоинством в борьбе с обледенением является использование бесплатного тепла, которое подается через перемычку из трубы фекальной канализации и доводится до сливной воронки, не допуская образование льда. Это обеспечивается применением лепесткового клапана, утепленной сливной трубы и водоприемной воронки с менее теплопроводными стенками. Простота изготовления, монтажа и эксплуатации основных элементов системы заключается в использовании существующих материалов, применяемых в системах канализации: трубы, отводы, утеплители.
Заявитель разработал множество конструкций: устройство утепленной сливной трубы, утепленных отводов, приемной сливной воронки, перемычки, соединяющей сливную трубу с трубой фекальной канализации, лепестковый клапан с подогревающим элементом и электрическую схему для его подключения, отсекающий клапан, для перекрытия воздуха в летнее время.
Система водоотлива может быть смонтирована как из листового оцинкованного металла, так и из пластмассовых изделий. Заявитель отдает предпочтение пластмассовым комплектующим.
Пластмассовые комплектующие имеют существенные преимущества:
• низкая стоимость (по сравнению с металлом);
• отсутствие коррозии;
• высокая степень сопротивления агрессивной среде;
• эстетический внешний вид;
• цвет изделия не меняется по истечении времени;
• не требуется заземления (диэлектрик);
• простота монтажа при сборке конструкции;
• не горючий материал (соответствует стандарту пожарной безопасности).
Заявитель предлагает для утепления сливных труб и отводов использовать вспененный полиэтилен, который имеет ряд достоинств:
• высокий коэффициент теплоизоляции;
• экологически чистый, незначительный вес;
• не пропускает воду;
• не токсичен;
• устойчив к процессам гниения, плесени, грибка, ржавчины;
• простой в монтаже, упругий, эластичный, не горюч;
• долговечен, служит 80-100 лет.
Кроме того, применительно к заявленному устройству необходимо выделить следующие развития и/или уточнения совокупности его общих существенных признаков, относящихся к частным случаям выполнения или использования устройства по первому варианту.
Прежде всего, заявитель считает необходимым отметить, что утепленная водосточная труба может быть соединена в любом месте с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникаций с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки. Однако наиболее целесообразно, чтобы это соединено было бы как можно ниже к основанию утепленной водосточной трубы, особенно, когда она оканчивается отметом, где начинается обледенение.
Примечание: Отмет - приспособление, прикрепляемое к нижней части водосточной трубы и служащее для отвода воды от стен дома (источник: Википедия, Словарь кровельных терминов, 2018 г.).
Другая особенность заключается в следующем. В выше охарактеризованных заявленных устройствах движение потоков воздуха осуществляется самопроизвольно, аналогично системе движению воздуха в воздушных шахтах зданий. Однако в ряде случаев может оказаться, что самопроизвольно текущего потока теплого воздуха недостаточно для эффективного предотвращения обледенения или образования льда. В этом случае, целесообразно, чтобы внутри соединения нижней части утепленной водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникаций с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки был бы смонтирован вентилятор для нагнетания воздуха в утепленную водосточную трубу, управляемый автоматикой.
Заявитель разработал множество вариантов утепленной водосточной трубы.
По его мнению, наиболее целесообразна конструкция, которая включает последовательно соединенные между собой по торцам стыковыми соединениями секции, причем каждая секция состоит из внутренней и внешней трубы и утеплителя между ними, при этом внутренняя труба выполнена из пластмассы и имеет на одном конце раструб. На внутренней поверхности раструба выполнена кольцевая выемка, в которой размещено уплотнительное кольцо с упругим расширением наружу, утеплитель выполнен составным в виде одетого на внутреннюю трубу двух частей цилиндрообразной формы из вспененного полиэтилена с уплотнительным кольцом между частями утеплителями. Часть утеплителя, частично охватывающая раструб внутренней трубы, ограничена с торца дополнительным уплотнительным кольцом, одетым на раструб, а другая часть утеплителя с противоположной стороны ограничена по длине на глубину, равную длине раструба внутренней трубы. Внешняя труба выполнена из солнцестойкой пластмассы (пластмассы не становящейся хрупкой и не разрушающейся под воздействием солнечных лучей от высокой температуры), одета на утеплитель и имеет раструб со стороны, противоположной раструбу внутренней трубы. Раструб каждой выше расположенной внешней трубы каждой секции надевают с охватом на конец внешней трубы ниже расположенной смежной секции, которая упирается в раструб этой ниже расположенной внешней трубы смежной ниже расположенной секции, а не покрытый утеплителем конец внутренней трубы выше расположенной смежной секции размещается внутри раструба внешней трубы ниже расположенной внутренней трубы ниже расположенной секции. Крепление секций к стене здания осуществлено при помощи охватывающих в местах расположения уплотнительных колец хомутов из двух половин с возможностью стягивания и частичного деформирования охватываемых ими уплотнительных колец и части секций.
Такая конструкция характеризуется простотой изготовления каждой секции, а также простотой монтажа водосточной трубы из этих секций с обеспечением высокой надежности собранной конструкции из секций и высокими теплоизолирующими и герметизирующими характеристиками.
Резюмируя выше сказанное относительно конструкции утепленной водосточной трубы можно сказать, что, по мнению заявителя, наиболее предпочтительна вышеприведенная конструкция в виде сэндвича, где между двумя трубами помещается теплоизолятор. Основная, внутренняя труба, выполняющая роль водослива, монтируется раструбами вверх с уплотнительными кольцами, чтобы не было утечки воздуха и легко сливалась вода. Наружная труба монтируется раструбами вниз, чтобы дождевая вода не попадала на утеплитель (фиг. 10). Подобным образом монтируются отводы и раструбы.
Для обеспечения прочности и долговечности конструкции, а также предотвращения поломки, например, в результате актов вандализма, предпочтительно, чтобы отмет и нижняя часть утепленной водосточной трубы изготавливались бы из стальной водопроводной трубы, например, по ГОСТ 1070491, и прочно бы крепились к стене здания.
При конструкции водосточной трубы, которая описана, в частности, в предыдущем абзаце желательно, чтобы водосточная труба крепилась бы к зданию при помощи хомутов, охватывающих каждую секцию в местах напротив уплотнительных колец.
При таком креплении водосточной трубы к стене здания хомут сжимает внешнюю трубу, тем самым через кольцо внешняя труба прижимается к внутренней трубе, скрепляя между собой все звено.
Предпочтительно, чтобы заявленное техническое решение имело бы водоприемную воронку, которая снаружи была бы охвачена дополнительной воронкой, верхней кромкой присоединенной к верхней кромке водоприемной воронки с образованием кольцевой полости между ними, расширяющейся по мере удаления от места соединения, в которой размещен теплоизоляционный материал, причем нижние части водоприемной воронки и дополнительной воронки имеют цилиндрическую форму с образованием кольцевого зазора между ними, в котором размещен концевой участок водосточной трубы.
Такая конструкция воронки имеет следующее преимущество: вода в ней менее подвержена замерзанию, поскольку утеплена.
Заявитель считает необходимым особо отметить, что между нижней частью водоприемной воронки цилиндрической формы и концевым участком водосточной трубы может быть размещен кольцевой герметизирующий элемент, например, из резины.
Введение в конструкцию водоприемной воронки кольцевого герметизирующего элемента предназначено для предотвращения поступления холодного наружного воздуха в нижнюю часть воронки. Резина, как материал, удобна тем, что является эластичным теплоизолятором.
Далее заявитель считает необходимым особо остановиться на том, что представляет собой теплое воздушное пространство здания, тепло от которого подается внутрь утепленной водосточной трубы и используется для предотвращения обледенения.
Здесь возможны две основные модификации:
• теплое воздушное пространство здания, которое представляет собой пространство трубы канализации здания;
• теплое воздушное пространство здания, которое представляет собой пространство здания (подвал, помещения первого этажа, бойлерная, пространство вентиляционной шахты здания и т.д.).
Рассмотрим каждую из них.
Согласно первой модификации, целесообразно, чтобы теплое воздушное пространство здания представляло бы собой воздушное пространство трубы канализации здания, которое соединено с нижней частью утепленной водосточной трубы посредством перемычки в виде трубы, причем места соединения перемычки в виде трубы с трубой канализации и с нижней частью утепленной водосточной трубы расположены ниже верхней точки перемычки в виде трубы, и при этом на участке от верхней точки перемычки в виде трубы до места соединения с трубой канализации здания смонтирована поворотная заслонка.
Теплое воздушное пространство здания может представлять собой:
• воздушное пространство трубы фекальной канализации здания;
• воздушное пространство трубы системы индивидуальной канализации (септик);
• помещение здания, в частности, подвал или помещение первого этажа здания или бойлерную;
• вентиляционную шахту здания.
Воздушное пространство трубы фекальной канализации здания, предпочтительно, использовать в городах и поселениях городского типа для создания водосточных систем зданий, предотвращающих образование в них наледи, а воздушное пространство трубы системы индивидуальной канализации (септиком) предпочтительно, использовать в сельской местности, для индивидуальных домов, коттеджей, дач и т.д., для создания водосточных систем зданий, предотвращающих образование в них наледи.
Описанная форма перемычки в виде трубы предотвращает попадание воды из трубы канализации в водосточную трубу, при этом беспрепятственно поступает теплый воздух в водосточную трубу. Одновременно эта форма перемычки в виде трубы обеспечивает предотвращение попадание воды из водосточной трубы в канализацию здания.
Отвод нижнего конца водосточной трубы может иметь различную конструкцию.
Нижний конец утепленной водосточной трубы может быть снабжен отметом, а может быть напрямую соединен с ливневой канализацией, что значительно упрощает эксплуатацию и предотвращает обледенение нижнего конца утепленной водосточной трубы.
Рассмотрим более подробно модификацию, согласно которой нижний конец утепленной водосточной трубы снабжен отметом.
В этом случае, желательно, чтобы на концевой части отмета был бы смонтирован нормально-закрытый клапан с возможностью выпуска воды, который оснащен электрическим нагревателем.
Заявитель разработал множество вариантов такого клапана.
По его мнению, предпочтительно, чтобы нормально-закрытый клапан был бы выполнен с возможностью съема с отмета, что значительно упрощает эксплуатацию и позволяет демонтировать его в теплое время года, когда отпадает необходимость в предотвращении образования льда и наледи.
Конструкция нормально-закрытого клапана с возможностью выпуска воды также может быть различной. Заявитель разработал несколько его вариантов и предлагает, например, два следующих. Сразу ниже заявитель описывает первый вариант нормально-закрытого клапана с возможностью выпуска воды, а за ним в описании заявитель подробно показывает второй вариант нормально-закрытого клапана с возможностью выпуска воды.
Первый вариант, по мнению заявителя, предполагает, чтобы нормально-закрытый клапан имел бы кольцевое основание из эластичного материала для монтажа на отмете, соединенное с поджатыми друг к другу элементами из упругого эластичного теплоизоляционного материала с образованием полости с возможностью выпуска воды.
Такая конструкция характеризуется простотой изготовления, надежностью в эксплуатации, ее трудно сломать, что важно, поскольку клапан открыто расположен на отмете на улице в легкодоступном для пешехода месте. Вода легко удаляется из него, но одновременно клапан не допускает попадание холодного воздуха внутрь.
Целесообразно, чтобы поджатые друг к другу элементы лепесткового клапана были бы изготовлены из резины, которая характеризуется упругостью и достаточно высокими теплоизоляционными свойствами.
Очень важным элементом заявленного устройства является упомянутый ранее электрический нагреватель. Он также может иметь различную конструкцию.
Заявитель разработал множество его вариантов.
По мнению заявителя, наиболее целесообразна конструкция электрического нагревателя, при которой кольцевое основание из эластичного материала для монтажа на отмете и поджатые друг к другу элементы из упругого эластичного теплоизоляционного материала были бы снабжены замоноличенной в них электрической нагревательной спиралью, соединенной с управляемым автоматикой источником тока, причем кольцевое основание и поджатые друг к другу элементы лепесткового клапана изготовлены из упругого теплоизоляционного материала, дополнительно обладающего электроизоляционными свойствами.
Такая конструкция проста в изготовлении, надежна в эксплуатации, защищает от поражения электрическим током.
Второй вариант нормально-закрытого клапана еще более прост по конструкции и представляет собой закрепленный на конце отмета кусок резиновой пластины. Ее описание приведено в конце описания и проиллюстрировано на фиг. 54 и фиг. 55 (см. ниже).
Как отмечалось выше внутри соединения, например, внутри перемычки в виде трубы, может быть смонтирован вентилятор для принудительного нагнетания воздуха в водосточную трубу. Кроме того, при необходимости, дополнительно внутри соединения, например, внутри выше упомянутой перемычки в виде трубы, может быть смонтирована поворотная заслонка для герметичного отключения водосточной системы здания, предотвращающей образование в ней наледи и льда.
Ее назначение состоит в том, чтобы в теплое время года при снятии с отмета нормально-закрытого клапана трубу канализации можно было надежно отсоединить (отключить) от водосточной трубы. Это предотвращает попадание запахов из канализации через отмет наружу.
Зимой задачу, состоящую в предотвращении попадания запахов из канализации через отмет наружу решает нормально-закрытый клапан.
Вторым объектом заявленного изобретения является вариант заявленного устройства, который предназначен для зданий, конструкция которых позволяет использовать чердачное и внутренние помещения здания для создания водосточной системы.
Это устройство включает утепленную водосточную трубу с водоприемной воронкой и отвод воды из нее. Утепленная водосточная труба состоит из двух частей. Она включает первую утепленную часть водосточной трубы, которая наклонно установлена на чердаке, и вторую часть водосточной трубы, которая спускается от первой утепленной части внутри здания. При этом первая утепленная часть водосточной трубы соединена с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникаций с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки.
Данная совокупность общих существенных признаков представляет собой сущность заявляемого второго варианта изобретения.
Она необходима и достаточна во всех случаях его реализации.
Такое техническое решение имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом: предотвращение обледенения с образованием ледяных пробок, простоту монтажа и эксплуатации, повышенную надежность, долговечность, а также снижение затрат на устройство, ремонт и эксплуатацию водосточной системы здания.
Кроме того, применительно к заявленному устройству необходимо выделить следующие развития и/или уточнения совокупности его общих существенных признаков, относящиеся к частным случаям выполнения или использования устройства по первому варианту.
Желательно, чтобы в соединении первой утепленной части водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания или его коммуникаций был бы смонтирован обратный клапан, с обеспечением предотвращения попадания воды из первой утепленной части водосточной трубы в пространство здания или в его коммуникации и с одновременным обеспечением выхода воздуха из пространства здания или из его коммуникаций.
Кроме того, целесообразно, чтобы в соединении первой утепленной части водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникаций был бы смонтирован вентилятор с обеспечением принудительного потока воздуха в направлении водоприемной воронки, управляемой автоматикой.
Это вызвано следующим.
В выше охарактеризованных заявленных устройствах движение потоков воздуха осуществляется самопроизвольно, аналогично принципу создания движения потоков воздуха в воздушных шахтах зданий. Этому, в частности, способствует установка над водоприемной воронкой вытяжной трубы (см. далее). Однако в ряде случаев может оказаться, что самопроизвольно текущего потока воздуха недостаточно для эффективного предотвращения обледенения или образования льда. В этом случае, целесообразно, чтобы внутри соединения первой утепленной части водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникаций был бы смонтирован вентилятор с обеспечением принудительного потока воздуха в направлении водоприемной воронки.
Далее заявитель считает необходимым отметить, что нижняя часть первой утепленной части водосточной трубы может быть соединена в любом месте с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникаций с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки.
И здесь возможны подварианты соединения.
В частности, по одному подварианту, нижняя часть первой утепленной части водосточной трубы может быть соединена посредством дополнительного трубопровода непосредственно с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки, в частности, с вентиляционными трубами здания.
Например, нижний конец наклонной первой утепленной части водосточной трубы соединен посредством дополнительного трубопровода с вентиляционными трубами здания для подачи из них теплого воздуха. Образующаяся талая вода при этом будет удаляться из первой утепленной части водосточной трубы через вторую часть водосточной трубы.
Как видно, в этом случае вторая часть водосточной трубы обеспечивает только отвод воды.
Однако возможен другой подвариант, согласно которому нижняя часть первой утепленной части водосточной трубы соединена не напрямую ответвлением с вентиляционной трубой здания, а через вторую часть водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки.
В этом случае поток теплого воздуха сначала поступает из теплого воздушного пространства здания и/или его коммуникациями во вторую часть водосточной трубы, а только после этого в первую утепленную часть водосточной трубы. Как видно, в этом случае вторая часть водосточной трубы обеспечивает как подачу потока теплого воздуха, так и отвод воды.
Возможен также третий подвариант, при котором нижняя часть первой утепленной части водосточной трубы соединена напрямую ответвлением с вентиляционной трубой здания и одновременно через вторую часть водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями с обеспечением подачи двух потоков воздуха в направлении водоприемной воронки. Как видно, в этом случае вторая часть водосточной трубы обеспечивает как подачу потока теплого воздуха, так и отвод воды.
Для подстраховки против обледенения воды первая утепленная часть водосточной трубы, представляющая собой смонтированную конструкцию на чердаке, может быть оснащена по длине от водоприемной воронки электрическим нагревателем, управляемым автоматикой.
Для этой же цели водоприемная воронка также может быть оснащена электрическим нагревателем.
Конструкция первой утепленной части водосточной трубы может быть различной. Заявитель разработал несколько ее вариантов.
По его мнению, желательно, чтобы первая утепленная часть включала бы, по меньшей мере, одну наклонную водосливную трубу, соединенную с, по меньшей мере, одной водоприемной воронкой, причем наклонная водосливная труба подвешена посредством кронштейнов к закрепленному под ней наклонному водонепроницаемому желобу, смонтированному на опорах, при этом желоб оснащен сливной трубой, нижний конец которой выходит наружу здания.
Такая конструкция с наклонным водонепроницаемым желобом является гарантией от поступления воды в здание в случае разрушения первой части водосточной трубы или ее протечки.
Данный вариант наиболее применим там, где имеется чердачное помещение.
Конструкция первой утепленной части водосточной трубы также может быть различной.
По мнению заявителя, наиболее предпочтителен вариант, представляющий собой смонтированную конструкцию на чердаке, который включает последовательно соединенные между собой по торцам стыковыми соединениями секции, причем каждая секция состоит из трубы, которая выполнена из пластмассы и имеет на одном конце раструб, причем на внутренней поверхности раструба выполнена кольцевая выемка, в которой размещено уплотнительное кольцо с упругим расширением наружу, при этом конец каждой выше расположенной трубы каждой секции размещен в раструбе трубы ниже расположенной смежной секции и упирается в этот раструб.
Утеплитель также может иметь различное конструктивное решение.
По мнению заявителя, наиболее целесообразно техническое решение, согласно которому утепление первой части водосточной трубы состоит из пары частей, имеющих в поперечном сечении форму полуколец, охватывающих секции и соединенных между собой, причем каждое полукольцо состоит из минеральной ваты, покрытой снаружи фольгой, при этом стык полуколец соединен клеящейся липкой лентой, покрытой сверху фольгой.
Далее рассмотрим более подробно конструкцию второй части водосточной трубы.
Вторая часть водосточной трубы, проходящая вертикально и/или наклонно внутри здания, в зависимости от конструкции здания может иметь различное расположение, а именно,
• в углах лестничных маршей,
• рядом с мусоропроводом здания,
• в канале водяных и/или канализационных коммуникаций здания и т.д.
Эта вторая часть водосточной трубы также может иметь различные конструктивные решения.
Желательно, чтобы она состояла бы из последовательно соединенных между собой по торцам стыковыми соединениями секций, причем каждая секция состоит из трубы, которая выполнена из пластмассы и имеет на одном конце раструб, причем на внутренней поверхности раструба выполнена кольцевая выемка, в которой размещено уплотнительное кольцо с упругим расширением наружу, при этом конец каждой выше расположенной трубы каждой секции размещен в раструбе трубы ниже расположенной смежной секции и упирается в этот раструб.
При такой конструкции второй части водосточной трубы, по мнению заявителя, наиболее предпочтителен утеплитель представляющий собой набрызганную пену, который предотвратит выделение влаги на поверхности второй части водосточной трубы. Для придания эстетического внешнего вида целесообразно закрыть ее фальшстенкой (тонкой загораживающей сравнительно легкой стенкой, от выражения «фальшивая стенка»).
Как было отмечено выше, первая утепленная часть водосточной трубы может быть соединена в любом месте с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникаций с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки.
Рассмотрим более подробно случай, согласно которому нижняя часть первой утепленной части водосточной трубы соединена посредством второй части водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки.
В этом случае, желательно, чтобы вторая часть водосточной трубы была бы соединена с верхним помещением здания, имеющим теплый воздух, в своей верхней части посредством обращенного вверх патрубка. При этом вторая часть водосточной трубы обеспечивает одновременно подачу теплого воздуха в первую утепленную часть водосточной трубы и отвод воды.
Для удобства эксплуатации в обращенном вверх патрубке могут быть смонтированы:
• обратный клапан, предотвращающий попадание воды в помещение с обеспечением выхода воздуха из помещения;
• вентилятор для принудительной подачи воздуха, а также для одновременной вентиляции помещений здания.
Вторая часть водосточной трубы может крепиться к стене здания с помощью хомутов, а вдоль ее длины могут иметься сквозные отверстия, закрытые съемными заглушками. Если произошел засор внутри второй части водосточной трубы, то сняв съемные заглушки можно ее прочистить.
Сброс воды из второй части водосточной трубы может осуществляться по-разному, например, посредством прямого ее соединения с ливневой канализацией, или посредством сброса на открытую поверхность возле здания посредством отмета. При использовании отмета желательно, чтобы на его конце был бы смонтирован нормально-закрытый клапан с возможностью выпуска наружу накопленной внутри воды.
Целесообразно также, чтобы водоприемная воронка была бы охвачена вытяжной трубой для усиления тяги воздуха из первой утепленной части водосточной трубы со сквозными отверстиями у основания с возможностью пропуска воды.
Важным преимуществом заявленных двух вариантов изобретения, объединенных единым общим изобретательским замыслом, является также то, что устройства могут быть изготовлены на технологическом оборудовании, уже используемом в строительстве, не требуют специальных инструментов или приспособлений, просты в изготовлении, надежны в эксплуатации.
Изобретение поясняется чертежом.
На фиг. 1 изображен первый вариант заявленной водосточной системы здания, продольное сечение, вид сбоку, который одновременно характеризует первую модификацию первого варианта, согласно которой теплое воздушное пространство здания, которое представляет собой пространство трубы канализации здания;
На фиг. 2 изображена внутренняя труба секции с раструбом, причем на внутренней поверхности раструба выполнена кольцевая выемка, в которой размещено уплотнительное кольцо с упругим расширением наружу, вид сбоку, продольное сечение (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 3 изображена та же внутренняя труба секции с одетым на нее дополнительным уплотнительным кольцом и частью утеплителя цилиндрообразной формы, частично охватывающая раструб, вид сбоку, продольное сечение (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 4 изображена та же внутренняя труба секции с одетым на нее дополнительным уплотнительным кольцом, частью утеплителя цилиндрообразной формы, частично охватывающая раструб и уплотнительным кольцом между частями утеплителя, вид сбоку, продольное сечение (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 5 изображена та же внутренняя труба секции с одетым на нее дополнительным уплотнительным кольцом, частью утеплителя цилиндрообразной формы, частично охватывающая раструб, уплотнительным кольцом между частями утеплителя и другой частью утеплителя, вид сбоку, продольное сечение (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 6 изображена та же внутренняя труба секции с одетым на нее дополнительным уплотнительным кольцом, частью утеплителя цилиндрообразной формы, частично охватывающая раструб, уплотнительным кольцом между частями утеплителя, другой частью утеплителя и внешней трубой, вид сбоку, продольное сечение (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 7 изображено дополнительное уплотнительное кольцо (или идентичное ей уплотнительное кольцо между частями утеплителя), вид сверху (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 8 - то же, вид сбоку (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 9 изображена секция в сборе утепленной водосточной трубы, вид сбоку, продольное сечение (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 10 изображена утепленная водосточная труба из соединенных между собой секций, вид сбоку, продольное сечение;
На фиг. 11 изображено стыковое соединение между секциями утепленной водосточной трубы, вид сбоку, продольное сечение (вырыв А на фиг. 10, хомут не изображен) (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 12 изображен хомут на стене здания для охвата секции, вид сверху (секция не изображена) (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 13 - то же, вид сбоку (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 14 изображена водоприемная воронка в месте стыка с концом водосточной трубы, вид сбоку, продольное сечение (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 15 изображена перемычка в виде трубы,с внешней стороны которой надет утепленный отвод с проложенным электрическим проводом, продольное сечение (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 16 изображена стена, через которую должна проходить перемычка в виде трубы, вид сбоку (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 17 - то же, с проделанным в стене кольцевым проемом, вид сбоку (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 18 изображена стена, в кольцевом проеме которой смонтирована внешняя труба, вид сбоку (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 19 изображена стена, в кольцевом проеме которой смонтирована внешняя труба и утеплитель, вид сбоку (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 20 изображена стена, в кольцевом проеме которой смонтирована внешняя труба, утеплитель и внутренняя труба, концы которой выходят по обе стороны стены, вид сбоку (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 21 изображен соединяемый с канализацией отвод, надеваемый на перемычку в виде трубы с установленной внутри нее заслонкой, вид сбоку (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 22 изображен противоположный отвод, надеваемый на перемычку в виде трубы для соединения посредством тройника с водосточной трубой, вид сбоку, продольное сечение (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 23 изображена нижняя часть водосточной трубы с тройником, отметом и клапаном, вид сбоку, продольное сечение (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 24 изображен нормально-закрытый клапан с возможностью выпуска воды, выполненный в виде лепесткового клапана, вид спереди, продольное сечение, (схематичное изображение) (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 25 - то же, вид сбоку, продольное сечение (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 26 - то же, вид сверху, со стороны внутренней полости, стягивающий хомут не изображен (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 27 изображена электрическая схема лепесткового клапана (первый вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 28 изображена водосточная система здания, предотвращающая образование в ней наледи, характеризующаяся тем, что нижняя часть водосточной трубы посредством перемычки в виде трубы соединена с трубой автономной фекальной канализации с септиком (первая модификация первого варианта заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 29 изображена вторая модификация первого варианта водосточной системы здания, согласно которой нижняя часть водосточной трубы посредством перемычки в виде трубы соединена с нижними помещениями здания, имеющими теплый воздух, вид сбоку (вторая модификация первого варианта заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 30 изображена первая модификация первого варианта водосточной системы здания, при которой отвод воды из водосточной трубы происходит непосредственно в ливневую канализацию, вид сбоку (первая модификация первого варианта заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 31 изображен второй вариант водосточной системы здания, предотвращающей образование в ней наледи посредством размещения всех ее элементов внутри здания, вид сверху с изображением выходов вентиляционных труб здания (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 32 - то же, вид сбоку, причем вентиляционные трубы здания не показаны, чтобы не перегружать фигуру (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 33 изображен второй вариант водосточной системы здания, вертикальная часть, вид сбоку (вырыв верхней части и вырыв нижней части) (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 34 изображена площадка участка кровли для монтажа водосливной воронки, вид сверху (кровельный лист демонтирован, обозначено место отбойника для пояснения работы водослива) (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 35 изображена врезная в кровлю водосливная воронка за стеной здания, в карнизе, и ее соединение с водосливной трубой, проложенной на чердаке (сечение А-А фиг. 34) (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 36 изображена врезная в кровлю водосливная воронка, размещенная внутри чердака, и ее соединение с водосливной трубой, проложенной на чердаке (сечение А-А фиг. 34) (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 37 изображена первая часть водосточной трубы, проложенная на чердаке, вид сверху, причем водосточная труба показана со снятой верхней частью утеплителя (фрагмент в той части, где происходит переход первой части во вторую часть водосточной трубы) (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 38 изображена первая часть водосточной трубы с выходом на лестничный марш, вид сверху, причем водосточная труба показана со снятой верхней частью утеплителя (фрагмент в той части, где происходит переход первой части во вторую часть водосточной трубы) (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 39 изображен разрез по опорной кладке водосточной трубы на чердаке, поперечное сечение (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 40 изображены секции первой части водосточной трубы, представляющей собой смонтированную конструкцию на чердаке, покрытые утеплителем (причем водосточная труба показана со снятой верхней частью утеплителя), (фиксирующие элементы не показаны) (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 41 изображен утеплитель в виде полукольца, поперечное сечение (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 42 - то же, вид сверху (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 43 изображен кронштейн, на который кладется наклонная водосливная труба, вид сверху (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 44 - то же, вид сбоку (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 45 изображен кронштейн, который закрепляет наклонную водосливную трубу, вид сверху (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 46 - то же, вид сбоку (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 47 изображена планка, которая закрепляет желоб к опоре, вид сверху (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 48 - то же, вид сбоку (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 49 изображена торцевая заглушка, приваренная к желобу, с приваренной трубой для выпуска воды за пределы наружной поверхности здания, вид сверху (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 50 - то же, сечение Б-Б фиг. 49 (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 51 изображены секции второй части водосточной трубы, проходящей вертикально внутри здания, покрытые утеплителем методом набрызга, продольное сечение (фрагмент) (второй вариант заявленной водосточной системы здания);
На фиг. 52 изображена утепленная вытяжная труба, установленная с охватом водоприемной воронки незначительной высоты, продольное сечение, вид сбоку;
На фиг. 53 изображена утепленная вытяжная труба, установленная с охватом водоприемной воронки значительной высоты, продольное сечение, вид сбоку;
На фиг. 54 изображена другая конструкция нормально-закрытого клапана, смонтированного на отмете, продольное сечение, вид сбоку;
На фиг. 55 - то же, вид спереди.
Для удобства экспертизы и понимания заявленного изобретения заявитель считает необходимым начать подробное описание заявленного изобретения с первого варианта, как более простого по конструкции, а затем перейти ко второму варианту.
Описание первого варианта заявленного устройства, носящий общий характер и предназначенный, в основном, для зданий, конструкция которых не позволяет использовать чердачное и внутренние помещения здания для создания водосточной системы (здания с наружной водосточной системой)
Второй вариант предназначен для зданий, конструкция которых позволяет использовать чердачное и внутренние помещения здания для создания водосточной системы.
При этом заявитель считает необходимым особо обратить внимание на следующее:
выше в описании было отмечено наличие двух модификаций у первого варианта заявленного технического решения в зависимости от того, что представляет собой теплое воздушное пространство здания, тепло от которого подается внутрь утепленной водосточной трубы и используется для предотвращения обледенения:
Первая модификация характеризуется тем, что теплое воздушное пространство здания представляет собой пространство трубы канализации;
Вторая модификация характеризуется тем, что теплое воздушное пространство здания представляет собой пространство здания (например, помещения здания, в частности, подвал, помещения первого этажа здания, бойлерную, или, например, пространство вентиляционной шахты здания).
Для удобства пояснения заявленного варианта заявитель считает необходимым:
• начать описание с охарактеризовывания первой модификации заявленного первого варианта устройства,
• после этого перейти к охарактеризовыванию второй модификации заявленного первого варианта устройства,
• а затем перейти к охарактризовыванию второго варианта заявленного изобретения.
Описание первой модификации заявленного первого варианта устройства, которая характеризуется тем, что теплое воздушное пространство здания представляет собой пространство трубы канализации здания
На фиг. 1 представлена первая модификация первого варианта заявленной водосточной системы 1 здания, предотвращающая образование в ней наледи, включающая смонтированную на крыше 2 водоприемную воронку 3, утепленную водосточную трубу 4 из секций 5, имеющими стыки 6 и отвод 7 воды из водосточной трубы в виде отмета 8, причем водосточная труба 4 из секций 5, приемная воронка 3 и отмет 8 выполнены утепленными, нижняя часть 9 утепленной водосточной трубы 4 посредством перемычки 10 в виде трубы соединена с трубой 11 фекальной канализации. Место соединения12 перемычки 10 в виде трубы с трубой 11 фекальной канализации и место соединения 13 перемычки 10 в виде трубы с нижней частью 9 утепленной водосточной трубы 4 расположены ниже верхней точки 14 перемычки 10 в виде трубы. На концевой части 15 отмета 8 смонтирован нормально-закрытый клапан 16 с возможностью выпуска воды.
Примечание: на всех фигурах сплошными стрелками показаны направления движения потоков воды, а пунктирными стрелками показаны направления движения потоков воздуха.
Заявитель разработал множество модификаций заявленного варианта устройства и его отдельных частей.
Рассмотрим предпочтительную конструкцию утепленной водосточной трубы 4. Для удобства раскрытия ее конструкции заявитель описывает сначала порядок сборки ее секций 5, из которой будет ясна конструкция отдельной секции, а затем порядок сборки утепленной водосточной трубы 4 из секций 5.
Как отмечено ранее утепленная водосточная труба 4 состоит из последовательно соединенных между собой по торцам стыковыми соединениями секций 5.
Каждая секция 5 собирается отдельно на земле в следующей последовательности.
Сначала берется внутренняя труба 17 (фиг. 2), которая выполнена из пластмассы и имеет на одном конце раструб 18, причем на внутренней поверхности раструба 18 выполнена кольцевая выемка 19, в которой размещено уплотнительное кольцо 20 кольцевой выемки с упругим расширением наружу.
Примечание: уплотнительное кольцо 20 кольцевой выемки показано схематично ввиду небольшого размера фигуры.
На раструб внутренней трубы 17 со стороны, не имеющей раструба, надевается дополнительное уплотнительное кольцо 21 до упора в наружную поверхность кольцевой выемки 19 (фиг. 3). После этого также со стороны без раструба надевается утеплитель 22, а точнее его часть 23, частично охватывающая раструб внутренней трубы, до упора в дополнительное уплотнительное кольцо 21.
Далее на внутреннюю трубу 17 аналогично одевается уплотнительное кольцо 24 между частями утеплителя до упора в уже одетую часть утеплителя 22 (фиг. 4).
На нижнюю часть внутренней трубы 17 до упора в уплотнительное кольцо 24 между частями утеплителя одевается дополнительная часть 25 утеплителя 22 (фиг. 5). Дополнительная часть 25 утеплителя с противоположной стороны выполнена укороченной так, чтобы осталась оголенной часть 26 внутренней трубы 17 от ее торца. При этом длина оголенной части 26 внутренней трубы 17 равна продольной длине раструба 18 внутренней трубы 17.
На полученную сборку одевают внешнюю трубу 27 так, чтобы концы внутренней 17 и внешней 27 труб совпадали по обоим торцам (фиг. 6). Внешняя труба 27 имеет раструб 28.
На фиг. 7 и фиг. 8 изображены дополнительное уплотнительное кольцо 21 и уплотнительное кольцо 24 между частями утеплителя, которые идентичны. На фиг. 7 и на фиг. 8 они изображены с обозначением их соответственно позициями 21 и 24, то есть позицией 21 изображена деталь устройства с названием «дополнительное уплотнительное кольцо», а позицией 24 изображена деталь устройства с названием «уплотнительное кольцо между частями утеплителя».
На фиг. 9 изображена отдельно секция 5 в собранном виде.
Таким образом, каждая собранная секция 5 состоит из внутренней 17 и внешней 27 труб и утеплителя 22 между ними, при этом внутренняя труба 17 выполнена, например, из пластмассы и имеет на одном конце раструб 18, причем на внутренней поверхности раструба 18 выполнена кольцевая выемка 19, в которой размещено уплотнительное кольцо 20 кольцевой выемки с упругим расширением наружу. Сам утеплитель 22 выполнен составным в виде одетых на внутреннюю трубу двух частей: часть 23 (часть утеплителя, частично охватывающая раструб внутренней трубы секции 5) и часть 25 (дополнительная часть утеплителя), каждая часть имеет цилиндрообразную форму из вспененного полиэтилена, между которыми одето уплотнительное кольцо 24 между частями утеплителя, причем часть 23 утеплителя, частично охватывающая раструб 18 внутренней трубы 17, ограничена с торца дополнительным уплотнительным кольцом 21, одетым на раструб 18 внутренней трубы, а другая часть 25 утеплителя (называемая, как «дополнительная часть утеплителя»), с противоположной стороны, имеет ограниченную длину и не доходит до торца внутренней трубы 17 секции, причем так, чтобы осталась оголенной продольная часть 26 внутренней трубы 17, причем оголенная продольная часть 26 по длине равна продольной длине раструба 18 этой же внутренней трубы 17 и одновременно равна продольной длине раструба 28 внешней трубы 27.
Таким образом, в каждой секции 5 равны между собой по продольной длине:
• длина оголенной продольной части 26 внутренней трубы 17,
• продольная длина раструба 18 этой же внутренней трубы 17
• продольная длина раструба 28 внешней трубы 27.
Это необходимо для стыковки смежных звеньев 5 при монтаже утепленной водосточной трубы 4 (фиг. 10, фиг. 11).
Заявитель считает необходимым отметить, что в реальном производстве длины могут не совпадать абсолютно точно, но расхождения в длинах (как и допуски и посадки в целом для всех элементов конструкции) должны быть в пределах, достаточных для обеспечения сборки и надежной работы устройства в процессе эксплуатации.
Таким образом, в каждой секции 5 каждая внешняя труба 27, которая желательно выполнена из солнцестойкой пластмассы, одета на утеплитель 22 и имеет раструб 28 со стороны, противоположной раструбу 18 внутренней трубы 17, причем раструбы 18 внутренней трубы и 28 внешней трубы равны по длине.
При монтаже утепленной водосточной трубы 4 на стене здания (фиг. 10) раструб 28 каждой выше расположенной внешней трубы 27 каждой секции 5 надевают с охватом на концевую часть внешней трубы 27 ниже расположенной смежной секции 5 до упора в торец этой выше расположенной внешней трубы конца внешней трубы 27 ниже расположенной секции 5. При этом не покрытая утеплителем оголенная часть 26 внутренней трубы 17 выше расположенной смежной секции 5 размещается внутри раструба 18 внутренней трубы 17 ниже расположенной секции 5. Таким путем последовательно монтируется утепленная водосточная труба на стене здания.
Заявитель особо отмечает, что монтаж производится последовательно вдоль наружной стены здания в направлении снизу вверх, путем последовательного вставления концевой части каждой выше расположенной секции 5 в концевую часть ниже расположенной смежной секции 5. После каждого отдельного упомянутого вставления производится прикрепление собранных секций при помощи хомутов 29 к стене здания в местах расположения каждого уплотнительного кольца 24 между частями утеплителя или каждого дополнительного уплотнительного кольца 21 (фиг. 1, фиг. 10, фиг. 11, фиг. 12 и фиг. 13).
Каждый хомут 29 включает закрепляемый в стене здания стержень 30 с резьбой на конце. Другой конец стержня жестко соединен сваркой или клепкой с полукольцом 31. Имеется также другое полукольцо 32. Каждое из полуколец 31 и 32 имеют проушины с отверстиями, соединяемыми между собой продеваемыми в отверстия болтом 33 и гайкой 34. Для прочности сцепления хомута 29 с внешней трубой 27 секции 5 на внутренней поверхности полуколец 31 и 32 размещены резиновые прокладки 35. При монтаже сначала в предварительно забитый пластмассовый дюбель 36 в стене здания ввинчивается стержень 30 с резьбой полукольца 31. Затем в полукольцо 31 вводится секция 5 в том месте, где находится уплотнительное кольцо 24 между частями утеплителя или дополнительное уплотнительное кольцо 21. После этого с противоположной стороны накладывается на секцию 5 другое полукольцо 32 и затягивается болтовым соединением. При затягивании болтового соединения происходит стягивание полуколец 31 и 32, которые обжимают охватываемые ими уплотнительные кольца 24 между частями утеплителя или дополнительные уплотнительные кольца 21 и части секций 5 (включая охватываемые части внешней трубы 27 и внутренней трубы 17 каждой секции), частично их деформируя, тем самым надежно фиксируя внутреннюю трубу 17 и уплотнительные кольца 24 между частями утеплителя или внутреннюю трубу 17 и дополнительные кольца 21 внутри внешней трубы 27.
Рассмотрим далее конструкцию утепленной водоприемной воронки 3 (фиг. 14).
Утепленная водоприемная воронка 3 снаружи охвачена дополнительной воронкой 37, которая верхней кромкой 38 присоединена к верхней части 39 водоприемной воронки 3 с образованием кольцевой полости 40 между ними, расширяющейся по мере удаления от места соединения, в которой размещен теплоизоляционный материал 41, причем нижняя часть 42 водоприемной воронки 3 и нижняя часть 43 дополнительной воронки 37 имеют цилиндрическую форму с образованием кольцевого зазора между ними, в котором размещен концевой участок 44 смежной с ними секции 5 водосточной трубы 4. Между нижней частью 42 водоприемной воронки 3 цилиндрической формы и концевым участком 44 смежной секции 5 водосточной трубы 4 размещено уплотнительное кольцо 20, смонтированное внутри кольцевой выемки 19 раструба 18 секции 5, причем это уплотнительное кольцо может быть изготовлено из резины.
Водоприемная воронка фиксируется к смежной секции 5 водосточной трубы 4, например, при помощи болтов 45 и гаек 46.
Теперь рассмотрим конструкцию отдельных узлов и элементов нижней оконечной части водосточной системы 1 здания.
Нормально-закрытый клапан 16 с возможностью выпуска воды выполнен с возможностью съема с отмета 8 и оснащен электрическим нагревателем 47 (фиг. 1, фиг. 23 - фиг. 27).
Нормально-закрытый клапан 16 с возможностью выпуска воды содержит кольцевое основание 48 из эластичного материала (например, резины) для монтажа на отмете, соединенное с поджатыми друг к другу парой элементов 49 полусферической формы из упругого эластичного теплоизоляционного материала с образованием полости 50 с возможностью выпуска воды, которая в нее поступает из отмета, при этом вода раздвигает элементы 49 и вытекает из полости 50.
Конструкция элементов 49 может быть не обязательно полусферической. Например, элементов 49 может быть несколько, например, порядка 10 штук, причем каждый элемент 49 имеет треугольную форму. Все элементы соединены одной стороной с кольцевым основанием 48, а другими боковыми кромками упруго поджаты к боковым кромкам соответствующих смежных элементов 49 треугольной формы, образуя полость 50 с возможностью выпуска воды, которая в нее поступает из отмета, при этом вода раздвигает элементы 49 и вытекает из полости 50.
Поджатые друг к другу элементы 49 нормально-закрытого клапана 16 с возможностью выпуска воды могут быть изготовлены из резины. Кольцевое основание 48 из эластичного материала, например, также из резины, для монтажа на отмете, и поджатые друг к другу элементы 49 из упругого эластичного теплоизоляционного материала, например, из резины, снабжены замоноличенной в них электрической нагревательной спиралью 51, соединенной с источником тока 52 (фиг. 1) проводами 53. Электрическая нагревательная спираль 51 условно показана на фиг. 23 - фиг. 27. Она может быть замоноличена вдоль всей поверхности каждого элемента 49, а также вдоль их соприкасающихся кромок, обеспечивая эффективный нагрев для растапливания образовывающихся внутри полости 50 льда. Если секции имеют вышеописанную конструкцию, то провода на части длины могут проходить между внутренней 17 и внешней 27 трубами каждой секции. Электрическая схема представлена на фиг. 27. Питание достаточно осуществлять подачей напряжения в 12 вольт, получаемого с помощью трансформатора 54. Кольцевое основание 48 и поджатые друг к другу элементы 49 нормально-закрытого клапана 16 с возможностью выпуска воды изготовлены из упругого теплоизоляционного материала, дополнительно обладающего электроизоляционными свойствами. Этими качествами обладает, например, резина. Поджатие друг к другу элементов 49 может обеспечиваться различными конструктивными приемами. Например, внутри кольцевого основания 48 могут находиться замоноличенные на половину длины стальные упругие стержни, другие части которых замоноличены внутри элементов 49.
Нормально-закрытый клапан 16 с возможностью выпуска воды одевается на конец отмета 8 путем растяжения кольцевого основания 48 из эластичного материала с последующим одеванием его на концевую часть 15 отмета, например, на конец внутренней трубы 17 в кольцевом зазоре между внутренней 17 и внешней 27 трубами, если конструкция отмета аналогична конструкции секции 5 водосточной трубы 4. После освобождения кольцевого основания 48 оно за счет упругости плотно охватывает конец внутренней трубы 17 в кольцевом зазоре между внутренней 17 и внешней 27 трубами. Предварительно, до введения в кольцевой зазор между внутренней 17 и внешней 27 трубами, на кольцевое основание может быть одето дополнительное уплотнительное кольцо 21. Для окончательного закрепления кольцевое основание 48 и надетое на него дополнительное уплотнительное кольцо 21 фиксируются охватывающим стягивающим хомутом 55, конструкция которого аналогично хомуту 29 только не имеет закрепляемый в стене здания стержень 30 с резьбой на конце. Его конструкция состоит из пары полуколец с проушинами, стягиваемыми при помощи болтовых соединений, но только не имеет стержня 30.
Таким образом, если отмет 8 имеет конструкцию, которая описана на фигурах 6 и 9, то кольцевое основание 48 вставляется в зазор между внутренней трубой 17 и внешней трубой 27, охватывая внутреннюю трубу 17. Для окончательного закрепления кольцевое основание 48 фиксируется стягивающим хомутом 55, который в данном случае охватывает внешнюю трубу 27 и одетое под ней дополнительное уплотнительное кольцо 21. При стягивании полуколец болтовыми соединениями внешняя труба 27 деформируется, надежно фиксируя кольцевое основание 48 между внутренней трубой 17 и внешней трубой 27.
Нагрев электрической нагревательной спирали 51 осуществляется при помощи выключателя 56.
Далее рассмотрим подробно конструкцию перемычки 10 в виде трубы (фиг. 1, фиг. 15).
Заявитель считает необходимым особо отметить, что она может быть различной. Заявитель разработал множество ее вариантов. Ниже он охарактеризовывает один из предпочтительных, по его мнению, вариантов.
Для удобства раскрытия ее конструкции заявитель описывает сначала порядок ее сборки, из которой будет ясна ее конструкция.
Сначала в стене 57 (фиг. 16) пробивается сквозное отверстие 58 (фиг. 17). Затем в нем устанавливается внешняя труба 59 (фиг. 18). После этого в ней размещается утеплитель 60 и провода 53 (фиг. 19). Внутри утеплителя 60 располагают внутреннюю трубу 61 (фиг. 20) так, чтобы ее концы 62 выступали за поверхность 63 стены 57 на длину, равную длине (глубине) раструба 64 отвода 65, соединенного с трубой 11 фекальной канализации (фиг. 1, фиг. 15). После монтажа перемычки 10 в виде трубы к каждому ее концу присоединяется отвод в виде трубы.
Отвод 65 в виде трубы, соединенный с трубой 11 фекальной канализации, не покрыт утеплителем (фиг. 1, фиг. 15, фиг. 21). На внутренней поверхности раструба 64 выполнена кольцевая выемка 19, в которой размещено уплотнительное кольцо 20 кольцевой выемки с упругим расширением наружу. Этим концом раструб 64 отвода 65 герметично одевается на один конец 62 внутренней трубы 61. Другой конец отвода 65 может быть соединен с трубой фекальной канализации 11 либо напрямую, либо посредством дополнительного трубопровода (на фигурах не показан).
Отвод 66 в виде трубы, соединенный с тройником 67 водосточной трубы 4, покрыт утеплителем (фиг. 1, фиг. 15, фиг. 22, фиг. 23). На внутренней поверхности концевой части отвода 66 выполнена кольцевая выемка 19, в которой размещено уплотнительное кольцо 20 кольцевой выемки с упругим расширением наружу (фиг. 15). Этим концом отвод 66 герметично одевается на другой конец 62 внутренней трубы 61.
Заявитель считает необходимым отметить, что конструкции отвода 66 в виде трубы (фиг. 15, фиг. 22, фиг. 23), тройника 67 (фиг. 22, фиг. 23), отмета 8 представляют собой изогнутые трубы. Каждая из них может быть выполнена аналогично конструкции секции 5 и содержать внешнюю 27 и внутреннюю 17 трубы с раструбами и с утеплителем 22 между ними, а могут иметь и другие конструкции. Все соединения концов труб отводов, перемычки в виде трубы с каждым из отводов, отвода 66 с тройником 67, отмета 8 с тройником 67) могут быть выполнены аналогично соединениям секций 5 водосточной трубы 4 между собой или водоприемной воронки 3 с концом водосточной трубы 4, а могут иметь и другие конструкции.
Внутри перемычки 10 в виде трубы со стороны отвода 65 в виде трубы или внутри самого отвода 65 в виде трубы, на участке от ее верхней точки до места соединения с трубой 11 фекальной канализации, может быть смонтирована поворотная заслонка 68 с осью 69, соединенной с приводом управления (при ее наличии нормально-закрытый клапан 16 на летнее время может быть снят) (фиг. 1, фиг. 15, фиг. 21, фиг. 23).
Функционирование водосточной системы здания осуществляется следующим образом.
В зимнее время при образовании воды на крыше, например, вследствие подтаивания снега на солнце, она через водоприемную воронку 3 попадает внутрь водосточной трубы 4 и движется вниз в сторону отмета 8 (движение воды показано сплошными стрелками на фиг. 1). В это время года заслонку 68 держат открытой и теплый воздух из трубы 11 фекальной канализации через перемычку 10 в виде трубы поступает в нижнюю часть утепленной водосточной трубы 4 и поднимается по ней вверх навстречу воде, не давая ей замерзнуть (движение потока теплого воздуха показано пунктирными линиями на фиг. 1). Этому способствует также утепление водосточной трубы 4 и водоприемной воронки 3. Теплый воздух обогревает также отмет 8 и полость 50 нормально-закрытого клапана 16 с возможностью выпуска воды. Поступающая в полость 50 вода своим весом раскрывает поджатые друг к другу элементы 49 нормально-закрытого клапана 16 и вытекает наружу. После этого поджатые друг к другу элементы 49 смыкаются за счет упругих сил резины. Назначение нормально-закрытого клапана 16 состоит в том, что он не пускает холодный воздух с улицы внутрь отмета 8 и утепленной водосточной трубы 4, но легко выпускает воду. Дополнительное утепление элементов водосточной системы здания (водосточная труба, отмет, водоприемная воронка, перемычка в виде трубы) и герметизация стыков обеспечивают не только предотвращение обледенения, но и обеспечивают экологически чистое использование тепла, а также предотвращают поступление воздуха из фекальной канализации в окружающую среду.
В теплое время года, когда нет угрозы образования льда или наледи, то поворотную заслонку 68 целесообразно закрыть, чтобы запах фекальной канализации не выходил наружу, например, на улицу. Нормально-закрытый клапан 16 можно в это время снять, а электрическую системы нагрева - отключить.
Возможны различные усовершенствования выше описанной первой модификации первого варианта водосточной системы здания.
Например, перемычка 10 в виде трубы может быть соединена не с трубой 11 фекальной канализации, а с системой индивидуальной канализации 70 (септиком) (фиг. 28).
Согласно ей теплый воздух 71 поступает из выгребной ямы 72 через перемычку 10 в виде трубы в нижнюю часть 9 водосточной трубы 4. Сама выгребная яма заполнена фекалиями 73, которые разлагаются, выделяя теплый воздух 71. Данную модификацию предпочтительно использовать для индивидуального жилищного строительства, например, загородных домов, дач и т.д.
Потоки теплого воздуха в приведенных примерах направляются в водосточную трубу самопроизвольно, аналогично вытяжной вентиляции. Однако могут направляться и принудительно при помощи вентилятора в случае, если самопроизвольной тяги теплого воздуха будет не достаточно. Вентилятор может быть установлен, например, между перемычкой 10 в виде трубы и трубой фекальной канализации 11 (фиг. 1) или в самой перемычке 10 в виде трубы. Вентилятор на фигурах не показан, поскольку его местоположение и функционирование очевидно.
Далее рассмотрим другую модификацию заявленного первого варианта водосточной системы здания.
Описание второй модификации первого варианта заявленного устройства, которая характеризуется тем, что теплое воздушное пространство представляет собой пространство здания (например, помещения здания, в частности, подвал, или помещения первого этажа здания, или бойлерную, или, например, пространство вентиляционной шахты здания и т.д.)
Согласно второй модификации (фиг. 29) первого варианта водосточная система здания, предотвращающая образование в ней наледи, включает смонтированную на крыше 74 водоприемную воронку 75, утепленную водосточную трубу 76 из звеньев 77 и систему 78 отвода воды из утепленной водосточной трубы, содержащей отмет 85, причем водосточная труба 76 из секций, приемная воронка 75 и отмет 85 выполнены утепленными, нижняя часть 83 утепленной водосточной трубы 76 посредством перемычки 79 в виде трубы соединена с нижними помещениями 80 здания, имеющими теплый воздух, при этом в месте соединения смонтирован обратный клапан 81 с обеспечением выхода воздуха в направлении только из помещения. Место соединения 82 перемычки 79 в виде трубы с нижней частью 83 утепленной водосточной трубы 76 расположено ниже верхней точки 84 перемычки 79 в виде трубы. В результате при засоре утепленной водосточной трубы в нижней части накапливающаяся вода сразу не достигнет перемычки в виде трубы, что уменьшает угрозу попадания воды в нижнее помещение 80 здания. В любом случае вода не может попасть в нижнее помещение 80, поскольку этому препятствует обратный клапан 81. На концевой части отмета 85 смонтирован нормально-закрытый клапан 86 с возможностью выпуска воды наружу из отмета, который оснащен электрическим нагревателем 87 для растапливания льда или наледи.
Целесообразно, чтобы имеющее теплый воздух нижнее помещение 80 здания представляло бы собой подвал или первый этаж здания, например, бойлерная. Утепленная водосточная труба 76 выполняет функцию вытяжной вентиляции в здании.
Конструкции частей и деталей устройства охарактеризованной второй модификации первого варианта заявленного устройства совпадают со следующими конструкциями частей и деталей по первой модификации первого варианта:
• Конструкция утепленной водосточной трубы,
• Конструкция воронки,
• Конструкция отмета,
• Конструкция нормально-закрытого клапана с возможностью выпуска воды;
• перемычки в виде трубы.
Основное отличие второй модификации первого варианта заявленного устройства от первой модификации заключается в том, что перемычка 79 в виде трубы соединена не с трубой 11 фекальной канализации, а с внутренним нижним помещением 80 здания, имеющим теплый воздух, например, с подвалом или с помещением внутреннего этажа здания, в частности, бойлерная, или с пространством вентиляционной шахты здания и т.д. (фиг. 29).
Другим отличием является установка обратного клапана 81, предотвращающего поступления воды из водосточной трубы 76 в помещение здания, например, при засоре водосточной трубы.
Функционирование водосточной системы здания по второй модификации первого варианта заявленного устройства осуществляется следующим образом.
В зимнее время при образовании воды на крыше, например, вследствие подтаивания снега на солнце, она через водоприемную воронку 75 попадает внутрь утепленной водосточной трубы 76 и движется вниз в сторону отмета 85 (движение воды показано сплошными стрелками на фиг. 29). Теплый воздух из внутреннего нижнего помещения 80 или из пространства вентиляционной шахты здания через перемычку 79 в виде трубы поступает в нижнюю часть 83 утепленной водосточной трубы 76 и поднимается по ней вверх навстречу воде, не давая ей замерзнуть (движение потока теплого воздуха показано пунктирными линиями на фиг. 29). Этому способствует также утепление водосточной трубы 76 и водоприемной воронки 75. Теплый воздух обогревает также отмет 85 и полость 88 нормально-закрытого клапана 86 с возможностью выпуска воды. Поступающая в полость 88 вода своим весом раскрывает поджатые друг к другу элементы 89 и вытекает наружу. Назначение нормально-закрытого клапана 86 состоит в том, что он не пускает холодный воздух с улицы внутрь отмета 85 и утепленной водосточной трубы 76. Дополнительное утепление элементов водосточной системы здания (водосточная труба, отмет, водоприемная воронка, перемычка в виде трубы) и герметизация стыков обеспечивают не замерзание воды.
Если есть опасность образования льда в отмете 85 или внутри нормально-закрытого клапана 86, то включается электрический нагреватель 87. В результате нагревается электрическая нагревательная спираль, замоноличенная в элементы 89 нормально-закрытого клапана 86. Лед тает, вода своим весом раздвигает поджатые друг к другу элементы 89 и вытекает наружу.
Как отмечено выше, работа устройства состоит в том, что потоки теплого воздуха в приведенных примерах направляются в водосточную трубу самопроизвольно, аналогично вытяжной вентиляции. Однако могут направляться и принудительно при помощи вентилятора в случае, если самопроизвольной тяги теплого воздуха будет не достаточно. Вентилятор может быть установлен, например, на начальном участке перемычки 79 в виде трубы (на фигурах не показан, поскольку его местоположение и функционирование очевидно).
В теплое время года, когда нет угрозы образования льда или наледи, водосточная система с водосточной трубой 76 работает как вытяжная вентиляция нижнего помещения здания, обеспечивая дополнительный комфорт. Это важно в жилых домах, когда в силу ряда причин вытяжная вентиляция помещений может работать недостаточно эффективно. Электрическая система нагрева в теплое время года отключается, а нормально-закрытый клапан целесообразно снять.
Таковы две модификации первого варианта заявленного технического решения.
Как отмечено выше, возможны дальнейшие ее модификации, например, следующая, которую назовем третьей модификацией.
Согласно третьей модификации водосточная система здания, предотвращающая образование в ней наледи, включает смонтированную на крыше водоприемную воронку 3, утепленную водосточную трубу 90 из звеньев 91 и систему 92 отвода воды из водосточной трубы в виде соединения 93 с ливневой канализацией 94, причем водосточная труба 90 из звеньев 91, приемная воронка 3 и соединение 93 с ливневой канализацией 94 выполнены утепленными, нижняя часть 95 утепленной водосточной трубы 90 посредством перемычки 96 из трубы соединена с трубой 97 фекальной канализации, причем место соединения 98 перемычки 96 в виде трубы с трубой 97 фекальной канализации и место соединения 99 перемычки 96 в виде трубы с нижней частью 95 утепленной водосточной трубы 90 расположены ниже промежуточной части 100 перемычки 96 в виде трубы (фиг. 30).
Конструкции частей и деталей устройства по третьей модификации первого варианта заявленного устройства совпадают со следующими конструкциями частей и деталей по первому варианту:
• Конструкция у тепленной водосточной трубы,
• Конструкций воронки,
• Конструкция перемычки в виде трубы.
Основное отличие третьей модификации от первой модификации заключается в сбросе воды в ливневую канализацию (фиг, 30),
Функционирование водосточной системы здания по третьей модификации осуществляется следующим образом.
В зимнее время при образовании воды на крыше, например, вследствие подтаивания снега на солнце, она через воронку попадает внутрь водосточной трубы 90 и движется вниз в сторону ливневой канализации 94 (движение воды показано сплошными стрелками на фиг. 30). Теплый воздух из трубы 97 фекальной канализации через перемычку 96 в виде трубы поступает в нижнюю часть утепленной водосточной трубы 90 и поднимается по ней вверх навстречу воде, не давая ей замерзнуть (движение потока теплого воздуха показано пунктирными линиями на фиг. 30). Этому способствует также утепление водосточной трубы 90, водоприемной воронки 3 и соединения 93 с ливневой канализацией 94. Вода напрямую вытекает в систему ливневой канализации.
Дополнительное утепление элемента в водосточной системы здания (водосточная труба 90, водоприемная воронка 89, перемычка 96 в виде трубы, соединение 93 с ливневой канализацией) и герметизация стыков обеспечивают не только предотвращение обледенения воды, но и обеспечивают экологически чистое использование тепла, а также предотвращают поступление воздуха из фекальной канализации в окружающую среду.
В теплое время года, когда нет угрозы образования льда или наледи, то система работает в штатном режиме и не требует специального обслуживания.
Для того, чтобы при засоре ливневой канализации вода не смогла попасть в фекальную канализацию они могут быть разделены обратным клапаном, установленным, например, в перемычке 96 в виде трубы и обеспечивающим только проход теплого воздуха из фекальной канализации в сторону водосточной трубы.
Как отмечено выше, работа устройства состоит в том, что потоки теплого воздуха в приведенной модификации направляются в водосточную трубу самопроизвольно, аналогично вытяжной вентиляции. Однако могут направляться и принудительно при помощи вентилятора в случае, если самопроизвольной тяги теплого воздуха будет не достаточно. Вентилятор может быть установлен, например, на начальном участке перемычки 96 в виде трубы (на фигурах вентилятор не показан, поскольку его местоположение и функционирование очевидно).
Описание второго варианта заявленного устройства, предназначенного для зданий, конструкция которых позволяет использовать чердачное и внутренние помещения здания для создания водосточной системы (например, здания с внутренней водосточной системой)
Как отмечалось ранее, устройство по этому варианту включает утепленную водосточную трубу с водоприемной воронкой и отвод воды из нее. Утепленная водосточная труба состоит из двух частей. Она включает первую утепленную часть водосточной трубы, которая наклонно установлена на чердаке, и вторую часть водосточной трубы, которая спускается от первой утепленной части внутри здания. При этом первая утепленная часть водосточной трубы соединена с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникаций с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки.
Важно отметить следующую особенность: нижняя часть первой утепленной части водосточной трубы может быть соединена в любом месте с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникаций с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки.
И здесь, как было отмечено ранее, возможны три подварианта соединения.
В частности, по одному подварианту, нижняя часть первой утепленной части водосточной трубы может быть соединена посредством дополнительного трубопровода непосредственно с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки, в частности, с вентиляционными трубами здания.
Например, нижний конец наклонной первой утепленной части водосточной трубы соединен посредством дополнительного трубопровода с вентиляционными трубами здания для подачи из них теплого воздуха. Образующаяся талая вода при этом будет удаляться из первой утепленной части водосточной трубы через вторую часть водосточной трубы.
Как видно, в этом случае вторая часть водосточной трубы обеспечивает только отвод воды.
Однако возможен другой подвариант, согласно которому нижняя часть первой утепленной части водосточной трубы соединена не напрямую ответвлением с вентиляционной трубой здания, а через вторую часть водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки.
В этом случае поток теплого воздуха сначала поступает из теплого воздушного пространства здания и/или его коммуникациями во вторую часть водосточной трубы, а только после этого в первую утепленную часть водосточной трубы. Как видно, в этом случае вторая часть водосточной трубы обеспечивает как подачу потока теплого воздуха, так и отвод воды.
Возможен также третий подвариант, при котором нижняя часть первой утепленной части водосточной трубы соединена напрямую ответвлением с вентиляционной трубой здания и одновременно через вторую часть водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями с обеспечением подачи двух потоков воздуха в направлении водоприемной воронки. Как видно, в этом случае вторая часть водосточной трубы обеспечивает как подачу потока теплого воздуха, так и отвод воды.
Для иллюстрации заявленного изобретения заявитель ниже описывает третий подвариант, при котором нижняя часть первой утепленной части водосточной трубы соединена напрямую ответвлением с вентиляционной трубой здания и одновременно через вторую часть водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями с обеспечением подачи двух потоков воздуха в направлении водоприемной воронки (оба соединения показаны на фиг. 31).
При этом, для удобства изложения, заявитель сначала подробно излагает часть конструкции по этому подварианту, характеризующейся соединением нижней части первой утепленной части водосточной трубы через вторую часть водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки.
После ее подробного описания будет охарактеризована другая часть этого подварианта, согласно которому нижняя часть первой утепленной части водосточной трубы соединена посредством дополнительного трубопровода непосредственно с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки, в частности, с вентиляционными трубами здания.
При такой методике описания будут раскрыты все три подварианта.
Примечание: при этом любой из подвариантов может быть включен для предотвращения образования льда и наледи. Для этого необходимо установить отсекающую заслонку в соединении нижней части первой утепленной части водосточной трубы с ответвлением от вентиляционной трубы здания и одновременно другую отсекающую заслонку в соединении второй части водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями.
Описание конструкции по подварианту, характеризующемуся соединением нижней части первой утепленной части водосточной трубы через вторую часть водосточной трубы с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки
Водосточная система здания 101 по этому подварианту, предотвращающая образование в ней наледи, включает (фиг. 31, фиг. 32, фиг. 33) смонтированную на крыше 102 водоприемную воронку 103, водосточную трубу 104 из секций 105 и систему 106 отвода воды из водосточной трубы 104. Водосточная труба 104 выполнена с утеплителем 107, смонтирована внутри здания 101 и состоит из двух частей, первой части 108 водосточной трубы 104, представляющей собой смонтированную конструкцию на чердаке 109, и второй части 110 водосточной трубы 104, проходящей вниз внутри здания 101.
Первая часть 108, представляющая собой смонтированную конструкцию на чердаке 109, включает, по меньшей мере, одну водоприемную воронку 103, соединенную с наклонной водосливной трубой 111, подвешенной посредством кронштейнов 112 к закрепленному под ней наклонному водонепроницаемому желобу 113, смонтированному на опорах 114.
Наклонный водонепроницаемый желоб 113 оснащен сливной трубой 115, свободный нижний конец 116 которой выходит наружу здания 101.
Чтобы не замерзала вода в первой части 108 водосточной трубы 104 на чердаке 109 вторая часть 110 водосточной трубы 104, проходящая вниз внутри здания 101, в своей верхней части 117 обращенным вверх тройником 118 соединена с верхним помещением 119 здания 101, имеющим теплый воздух. Тройник 118 обращен вверх концом 120,чтобы самопроизвольно не текла вода из верхней части 117 второй части 110 водосточной трубы 104 в помещение 119.
В отводе 121 тройника 118 смонтирован обратный клапан 122, предотвращающий попадание воды в помещение 119 с обеспечением выхода воздуха из помещения (для обеспечения выполнения функции вытяжной вентиляции). В нормальном положении обратный клапан 122 открыт для подачи теплого воздуха из помещения 119 в первую часть 108 водосточной трубы 104, подогревая ее и вентилируя помещение 119. Если забьется вторая часть 110 водосточной трубы 104 и вода в ней не будет вытекать наружу через систему 106 отвода воды из водосточной трубы, а поднимется до обращенного вверх тройника 118, то обратный клапан 122 закроется и предотвратит поступление воды в помещение 119. Конструкции обратных клапанов, выполняющих данные функции, общеизвестны, не являются предметом изобретения и по этой причине не раскрыты.
Вторая часть 110 водосточной трубы 104, проходящая вниз внутри здания, крепится к стене 123 здания 101 с помощью хомутов 124, а вдоль ее длины имеются сквозные отверстия 125, закрытые съемными заглушками 126. Если произошел засор внутри второй части 110 водосточной трубы 104, то сняв съемные заглушки 126 можно ее прочистить.
Первая часть 108 водосточной трубы 104, представляющая собой смонтированную конструкцию на чердаке 109, оснащена по длине на участке от каждой водоприемной воронки 103 электрическим нагревателем 127, который предназначен для подогрева первой части 108 водосточной трубы 104. Он выполняет роль подстраховки против обледенения воды. Электрический нагреватель 127 может иметь различную конструкцию. Например, он может представлять собой изолированный кабель с большим удельным сопротивлением, лежащим внутри первой части 108 водосточной трубы 104. Если внутри смонтированной на чердаке первой части 108 водосточной трубы 104 создалась температура, при которой происходит обледенение или возникает угроза обледенения, то от управляющего устройства 128 включается электрический ток, изолированный кабель 129 с высоким удельным электрическим сопротивлением разогревается проходящим через него электрическим током, нагревая первую часть 108 водосточной трубы 104, внутри который он свободно лежит, и лед тает. Управляющее устройство 128 может иметь ручное управление или при помощи автоматики от системы автоматического управления (САУ), срабатывающей от датчиков низкой температуры.
Водоприемная воронка 103 также может быть оснащена электрическим нагревателем для подстраховки против обледенения воды, например, электрическим нагревателем, который по конструкции аналогичен выше охарактеризованному электрическому нагревателю.
При этом возможны различные конструктивные решения начала первой части 108 водосточной трубы 104, то есть начиная от размещения водоприемной воронки 103. Основные конкретные их примеры показаны на фиг. 35 и фиг. 36:
• На фиг. 35 изображен случай, когда врезная в кровлю водоприемная воронка 103 смонтирована за стеной 123 здания;
• На фиг. 36 изображен случай, когда врезная в кровлю водоприемная воронка 103 смонтирована не выходя за стену 123 здания.
Также возможны различные конструктивные решения конца первой части 108 водосточной трубы 104, то есть там, где первая часть 108 переходит во вторую часть 110 водосточной трубы 104. Основные конкретные их примеры показаны на фиг. 37 и фиг. 38:
• На фиг. 37 изображен случай, когда первая часть 108 водосточной трубы, проложенная на чердаке, соединяется со второй частью 110 водосточной трубы 104;
• На фиг. 38 изображен случай, когда первая часть 108 водосточной трубы с выходом на лестничный марш соединяется со второй частью 110 водосточной трубы 104.
Рассмотрим более подробно конструкцию собственно первой части 108 водосточной трубы 104 с утеплителем 107.
Она может иметь различные конструктивные решения. Заявитель разработал множество ее модификаций.
Рассмотрим предпочтительную конструкцию.
Заявитель считает, что первая часть 108 водосточной трубы 104 должна монтироваться на чердаке 109 и включать последовательно соединенные между собой по торцам 130 стыковыми соединениями 131 секции 105. Каждая секция 105 состоит из трубы 132, которая выполнена из пластмассы и имеет на одном конце 133 раструб 134, причем на внутренней поверхности 135 раструба 134 выполнена кольцевая выемка 136, в которой размещено уплотнительное кольцо 137 с упругим расширением наружу (фиг. 40).
Конец 138 каждой выше расположенной трубы 132 каждой секции 105 (для примера самая верхняя секция на фиг. 40) размещен в раструбе 139 трубы ниже расположенной смежной секции 105 и упирается в то место, где раструб 139 «переходит» в трубу 132, чьей частью он является.
Далее рассмотрим конструкцию утеплителя 107. Заявитель разработал несколько его вариантов.
Предпочтительно, чтобы утепление первой части 108 водосточной трубы 104 представляло бы собой смонтированную конструкцию на чердаке 109 и состояло бы по длине из нескольких состыкованных между собой торцами пар частей утеплителя. Каждая пара состоит из нижней части 140 утеплителя и верхней части 141 утеплителя (фиг. 39, фиг. 41, фиг. 42), имеющих в поперечном сечении форму полуколец. В каждой паре нижняя часть утеплителя 140 охватывает трубу 132 снизу, а верхняя часть утеплителя охватывает трубу 132 сверху, причем каждое полукольцо состоит из минеральной ваты, покрытой снаружи фольгой. Стык полуколец может быть соединен клеящейся липкой лентой, покрытой сверху также фольгой.
Сборка конструкции первой части 108 водосточной трубы 104 осуществляется следующим образом.
Сначала на чердаке 109 возводится несколько опор 114. После этого на опорах монтируют и закрепляют наклонный водонепроницаемый желоб 113 (фиг. 39). Крепеж производится с помощью металлических планок 142 (фиг. 47 и фиг. 48) и винтов-саморезов 143. Затем к наклонному водонепроницаемому желобу 113 по всей его длине прикрепляют несколько кронштейнов 112 (фиг. 43, фиг. 44) с помощью винтов-саморезов 144 (фиг. 39). После этого, на кронштейны 112, например, начиная от водоприемной воронки 103, укладывают трубу 132 одной секции так, чтобы ее раструб 134 был бы обращен к водоприемной воронке 103, предварительно соединенный с утепленным отводом. Затем конец этой секции вводят в раструб трубы следующей ниже расположенной секции и т.д. (фиг. 35, фиг. 40).
После монтажа всех секций 105 первой части 108 водосточной трубы 104 на кронштейнах 112 начинают монтировать утеплитель.
Для этого под каждую секцию 105 подкладывается нижняя часть 140 утеплителя, а сверху эта секция закрывается верхней частью 141 утеплителя. Стык 145 между нижней 140 и верхней 141 частей утеплителя, а также стык между торцами частей утеплителя вдоль по длине трубы 132 (когда торец верхнего 141 утеплителя соприкасается с торцом смежного с ним по длине трубопровода верхнего утеплителя 141, а торец нижнего утеплителя 140 соприкасается с торцом смежного с ним по длине трубопровода нижнего утеплителя 140) соединяют клеящейся липкой лентой 146 (фиг. 39, фиг. 40).
Утепленную первую часть 108 водосточной трубы 104 сверху фиксируют при помощи охватывающих ее сверху изогнутых стальных полос 147 (фиг. 39, фиг. 45, фиг. 46) при помощи винтов-саморезов 144.
Вторая часть 110 водосточной трубы 104, проходящая вниз внутри здания 101, может быть смонтирована, например, в углах 148 лестничных маршей 149. Также она может быть смонтирована рядом с мусоропроводом здания или в канале водяных и/или канализационных коммуникаций здания.
Конструкция второй части 110 водосточной трубы 104, проходящей вниз внутри здания 101 может быть различной. Заявитель разработал множество его вариантов.
Например, она может включать (фиг. 51) последовательно соединенные между собой по торцам 150 стыковыми соединениями 151 секции 105, причем каждая секция 105 состоит из трубы 152, которая выполнена из пластмассы и имеет на одном конце раструб 153, причем на внутренней поверхности 154 раструба 153 выполнена кольцевая выемка 155, в которой размещено уплотнительное кольцо 156 с упругим расширением наружу, при этом конец 157 каждой выше расположенной трубы 158 каждой секции 105 размещен в раструбе 159 трубы 160 ниже расположенной смежной секции 105 и упирается в то место, где раструб 159 «переходит» в трубу 152, чьей частью он является.
Утеплитель 161 второй части 110 водосточной трубы 104, проходящей вниз внутри здания, представляет собой набрызганную пену (фиг. 51). При этом вторая часть водосточной трубы, проходящей вниз внутри здания, с набрызганной пеной может быть закрыта фальшстенкой 162 (фиг. 37, фиг. 38).
Утепление посредством утеплителя 161второй части 110 водосточной трубы 104, проходящей вниз внутри здания, выполняется с целью избежания образования конденсата вокруг второй части 110 водосточной трубы 104 внутри здания.
Функционирование водосточной системы здания по второму варианту осуществляется следующим образом.
В зимнее время при образовании воды на крыше, например, вследствие подтаивания снега на солнце, она через водоприемную воронку 103 попадает внутрь первой части 108 водосточной трубы 104 и движется вниз в сторону второй части 110 водосточной трубы 104 и далее через систему отвода воды 106, например, отмет, вода выливается наружу. Теплый воздух из верхнего помещения 119 здания через тройник 118 поступает в верхнюю часть 117 второй части 110 утепленной водосточной трубы 104 и поднимается по ней вверх навстречу воде до водоприемной воронки 103, не давая воде замерзнуть. Этому способствует также утепление первой части 108 водосточной трубы 104, а также водоприемной воронки 103. Утепление элементов водосточной системы здания (водосточной трубы 104, водоприемной воронки 103) и герметизация стыков обеспечивают не только предотвращение обледенения воды, но и обеспечивают экологически чистое использование тепла, а также вентиляцию здания. При необходимости может быть включен электрический нагреватель 127, если возникает опасность образования льда и наледи внутри первой части 108 водосточной трубы 104 (подробнее см. описание выше).
В теплое время года, когда нет угрозы образования льда или наледи, то система работает в штатном режиме, как дополнительный источник вентиляции верхнего помещения 118 здания и не требует специального обслуживания.
Основное отличие второго варианта заявленного устройства от первого варианта заключается в использовании тепла отапливаемых помещений здания.
Заявитель также считает необходимым особо отметить важность подготовки площадки 163 для врезки водоприемной воронки 103, чтобы исключить попадание воды на чердак 109 или из него даже в помещение 119 (фиг. 34, фиг. 35, фиг. 36). Данная площадка 163 может включать плоскую прочную пластину 164 из водостойкого материала со сквозным отверстием 165, в которое устанавливается (врезается) водоприемная воронка 103.
Для этого сначала плоская прочная пластина 164 со сквозным отверстием 165 устанавливается сверху на стропила 166 или на стену здания, например, бетонную, с последующим закреплением, например, гвоздями. Размеры площадки в плане определяется проектировщиком для гарантированного непопадания воды в помещение. После этого пластина 164 проклеивается сверху двумя слоями изола, например, гидростеклоизолом, в частности, представляющим собой стекловолокно, пропитанное резинобитумной мастикой. Концы изола опускаются вниз в сквозное отверстие 165 пластины 164. Затем крыша покрывается металлическим кровельным листом, на котором крепится отбойник 167. В металлическом кровельном листе 168 проделывается отверстие для воронки напротив сквозного отверстия 165 в плоской прочной пластине 164 из водостойкого материала. Наружные слои изола и кромки металлического кровельного листа вокруг отверстия промазываются толстым слоем герметика, например, резино-битумной мастикой, так, чтобы герметик заполнил все неровности и зазоры между плоской прочной пластиной 164, изолом и металлическим кровельным листом 168, окружающим отверстие. После этого, в течение времени когда герметик еще не застыл, в отверстие устанавливается водоприемная воронка 103 без зазора с герметиком с обеспечением герметичности конструкции.
Описание конструкции по подварианту, характеризующемуся соединением посредством дополнительного трубопровода нижней части первой утепленной части водосточной трубы непосредственно с теплым воздушным пространством здания и/или его коммуникациями с обеспечением потока воздуха в направлении водоприемной воронки, в частности, с вентиляционными трубами здания
Данный подвариант изображен на фиг. 31. Он характеризуется тем, что нижняя часть 169 первой утепленной части 108 водосточной трубы 104 соединена посредством дополнительного трубопровода 170 непосредственно с теплым воздушным пространством вентиляционной трубы здания, выходная горловина которой обозначена позицией 171 на фиг. 31. В этом случае часть теплого воздушного потока, поднимающегося по вентиляционной трубе, направляется в первую утепленную часть 108 водосточной трубы 104, дополнительно обогревая ее.
Для усиления воздушной тяги водоприемная воронка 103 может быть охвачена вытяжной трубой 172, например, снабженной слоем утеплителя, в частности, в виде минеральной ваты, со сквозными отверстиями 173 у основания с возможностью пропуска воды внутрь (фиг. 52).
Возможна модификация, согласно которой водоприемная воронка 103 имеет стенки 174 увеличенной высоты. В этом случае в ее стенке 174 у основания также выполнены сквозные отверстия 175 (фиг. 53).
Вторая часть водосточной трубы может быть соединена с ливневой канализацией.
Однако она может быть также оснащена на конце отметом 176, на конце которого смонтирован нормально-закрытый клапан 177 с возможностью выпуска наружу накопленной внутри воды (фиг. 54, фиг. 55). Этот нормально-закрытый клапан 177 содержит например, приваренный к торцу трубы отмета 176 пластину 178. К пластине 178 прижат конец упругой резиновой пластины 179 при помощи наложенной планки 180 прикрученной винтами 181 к пластине 178 (винты не показаны).
Набранная в нижней части отмета 176 вода 182 своим весом отодвигает упругую резиновую пластину 179 и выливается наружу на грунт.
Промышленная применимость
Изобретение предназначено для применения в области строительства и коммунального хозяйства и касается нового устройства (варианты) для предотвращения образования наледи в водосточной системе здания.
Изобретение позволяет исключить замерзание системы водостока и обеспечить свободный слив талой воды. Надежно не допускается образование наледи на всех участках строения, обеспечивается безаварийное безремонтное функционирование здания.
Затраты на монтаж предлагаемой системы сравнительно невелики. Реализация водосточной системы не вызывает сомнений, так как базируется на использовании известных строительных технологий.
Важным преимуществом изобретения является также то, что оно может быть реализовано при помощи технологического оборудования, используемого в строительстве и ремонте.
Красоту зданий во много определяет красивая кровля. При внедрении предлагаемого изобретения становится возможным изготовить крышу здания, отвечающую наиболее современным требованиям к ее качеству и долголетию.
Заявитель предполагает использование данной системы водослива не только в многоэтажной гражданской и промышленной застройке, но и в малоэтажной застройке, где отсутствует централизованная канализация. Отличительной особенностью получения тепла для обогрева является септик, нуждающийся в вентиляции и выделяющий тепло, к которому подключается система водоотведения (фиг. 28).
Несмотря на то, что используется тепло фекальной канализации, предлагаемая система ливнестока экологически чистая, не создает проблем для людей. Как вентиляция обычно используемой канализации выводится на кровлю здания, так и воздух для обогрева ливнестока, благодаря герметичности соединений, доходит до кровли. Выход вредных газов на месте слива воды из отмета не допускает лепестковый клапан, а в летнее время, когда повышается температура как в атмосфере, так и в системе ливнестока, поступление газов не допускает поворотная заслонка (отсекающий клапан), находящийся в районе перемычки в виде трубы.
Помимо приведенных вариантов изобретения возможны и другие многочисленные его модификации.
Все они охватываются приведенной далее формулой изобретения.
Источники информации
Патент Российской Федерации на полезную модель № 56916, Кл. E04D 3/04, опубликован в 27.09.2006 г. (прототип);
Патент Российской Федерации на изобретение №2273706, Кл. E04D 3/00, опубликован в апреле 2006 г. (прототип);
В.Б. Белевич. Кровельные работы. Кровельные работы. Издание третье, Москва, Высшая школа, 2000, с. 345-349;
Патент Российской Федерации №2158809, Кл. E04D 13/064, опублик. 2000.
В.М. Шуб, А.В. Панюшкин. Удаление льда с крыши в журнале: Жилищно-коммунальное хозяйство. №1, 1976, с. 23-24;
Авторское свидетельство СССР №750013, Кл. E044D 13/02, опубликованное 23.07.80;
Журнал «Современные крыши». Обзор технологических возможностей и материалов. №1, с. 145-150;
Журнал «Строительный сезон», №5, 15.02.2001, с. 32-33;
Н.Н. Хренков. Кабельные системы обогрева и их применение в строительстве. Журнал «Строительные материалы».№ 11, 1995, с.15-17.