DE102011015399A1

DE102011015399A1 - Verfahren zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind

Info

Publication number: DE102011015399A1
Application number: DE102011015399A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-10-04
Also published as: DE202011107134U1; DE202011005371U1

Abstract

Um Schneeansammlungen auf horizontalen beziehungsweise gering geneigten Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, zu verhindern, wird der Schnee mittels die Dachoberflächen überspannenden, vorzugsweise von elektromechanischen Mitteln bewegten Förderbändern aufgenommen, die so strukturiert und gesteuert sind, dass sie zu einem den Schnee zeitnah über die Dachkanten abtransportieren und andererseits nach Beendigung des Schneefalls den ungehinderten Lichteinfall auf die gegebenenfalls auf den Dachflächen befindlichen Vorrichtungen zur thermischen oder elektrischen Nutzung des Sonnenlichts, beispielsweise Solarkollektoren oder Photovoltaikmodulen, freigeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf horizontalen beziehungsweise gering geneigten Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, mittels die Dachoberflächen überspannender, den Schnee aufnehmender, vorzugsweise von elektromechanischen Mitteln bewegten Förderbändern, die den auf ihnen zum Liegen kommenden Schnee zeitnah über die Dachkanten abtransportieren und die so strukturiert und gesteuert sind, dass sie bei Beendigung des Schneefalls den ungehinderten Lichteinfall auf die gegebenenfalls auf den Dachflächen befindlichen Solarkollektoren oder Photovoltaikmodulen ermöglichen.
[Stand der Technik]
Flachdächer bieten gute Voraussetzungen zur Installation von Vorrichtungen zur Energiegewinnung mit erneuerbaren Energien. Die Installation von Solarkollektoren und Photovoltaikmodulen auf Flachdächern bietet sich sowohl aus ökologischen wie auch aus Kostengründen an, da keine Bodenflächen versiegelt werden müssen und in den Gebäuden meist die Schnittstellen zu den Energieversorgungssystemen vorhanden sind.
Dachintegrierte Systeme der Photovoltaik auf Flachdächern werden künftig an Bedeutung gewinnen. Hierbei sind die energieerzeugenden Elemente mit der Abdichtungsbahn verbunden. Die Gebäudeausrichtung spielt bei dieser Art der Energieerzeugung keine Rolle.
Problematisch in doppelter Hinsicht sind jedoch Schneebedeckungen. Zum einen werden die strom- beziehungsweise wärmeerzeugenden Flächen abgedunkelt und sind damit wirkungslos, zum anderen können zu hohe Schneelasten Schäden an den Energiesystemen sowie an den Gebäuden hervor rufen, bis hin zu Dacheinstürzen.
Sperrungen von Gebäuden und aufwendige Schneeräumaktionen können hohe Kosten verursachen.
Der Schnee wird bei zu hohen statischen Belastungen manuell mit konventionellen Mitteln wie Schneeschiebern und Schaufeln entfernt.
Eine praktikable automatisierte Lösung dieser Probleme ist nicht bekannt.
[Aufgabe der Erfindung]
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das schädliche Schneeansammlungen auf horizontalen Dachflächen und den gegebenenfalls auf diesen installierten Vorrichtungen zur thermischen oder elektrischen Nutzung des Sonnenlichts verhindert und das ein ausreichendes Maß an Funktionssicherheit bei extremen wetterbedingten Belastungen wie beispielsweise Sturm und gefrierenden Regen bietet.
Die Aufgaben werden mit den erfindungsgemäßen Merkmalen des 1. Patentanspruchs gelöst.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Verfahren beruht auf dem Prinzip des Abtransports des Schnees mittels die Dachoberfläche beziehungsweise auf dieser gegebenenfalls horizontal installierter Vorrichtungen zur Energiegewinnung überspannender, den Schnee aufnehmender, vorzugsweise von elektromechanischen Mitteln bewegter Förderbänder, die den auf ihnen zum Liegen kommenden Schnee zeitnah, ohne schädliche Ansammlungen zuzulassen, über die Dachkanten abtransportieren und die so strukturiert und gesteuert sind, dass sie bei Beendigung des Schneefalls den ungehinderten Lichteinfall auf die gegebenenfalls auf den Dachflächen befindlichen Solarkollektoren oder Photovoltaikmodulen ermöglichen.
Anhand von Zeichnungen wird das Verfahren zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf horizontalen Dachflächen beschrieben.
Es zeigen:
1 das Prinzip der Oberflächenstrukturierung des Förderbands
2 das Prinzip des Antriebs des Förderbands anhand des Längsschnitts eines auf der Dachoberfläche positionierten Förderbands
3 das Prinzip der Überdeckung anhand der Draufsicht auf die das Dach überdeckende Anordnung mehrerer Förderbänder bei Schneefall
4 das Prinzip der Überdeckung anhand der Draufsicht auf die das Dach überdeckende Anordnung mehrerer Förderbänder ohne Schneefall
5 das Prinzip der Zwangsführung des Förderbands
In 1 wird die prinzipielle Oberflächenstruktur des Förderbands 3 aufgezeigt, das aus drei wesentlichen Bandabschnitten besteht. Dies sind ein bedeckter Bandabschnitt 4, auf dem der Schnee 10 auftrifft und zum Liegen kommt und das aus dünnem, ausreichend zugbelastbarem, hochflexiblem, temperaturbeständigem und wasserabweisendem Material besteht, beispielsweise aus gewebeverstärktem Kunststoff.
Der zweite Bandabschnitt des Förderbands 3 ist ein offener Bandabschnitt 5, der, ebenso wie der bedeckte Bandabschnitt 4, von einem dritten Bandabschnitt beidseitig längsseitig begrenzt wird: dem verstärktem Randbereich 6.
In 2 wird das Prinzip des Antriebs des Förderbands 3 anhand des Längsschnitts eines auf der Dachoberfläche positionierten Förderbands 3 dargestellt.
Das Förderband 3 hat mindestens die 2,5 fache Länge des Abstands zwischen der elektromechanischen Bandspuleinrichtung der linken Dachkante 1 und der elektromechanischen Bandspuleinrichtung der rechten Dachkante 2, wobei der offene Bandabschnitt 5 die einfache Länge besitz und ausschließlich auf einer der beiden elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1; 2, aufgespult wird, während der bedeckte Bandabschnitt 4, der mindesten die 1,5 fache Länge des Abstands zwischen den beiden elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1; 2 hat, auf der gegenüberliegenden elektromechanischen Bandspulvorrichtung 1; 2 aufgespult wird.
Wird eine der beiden elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1; 2 angetrieben, befindet sich die jeweils andere im Freilauf.
Das Förderband 3 ist mit seinen Enden an den elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1; 2 befestigt, die wiederum mittels Verbindungselementen 8 mit der Dachkonstruktion 7 fest verbunden sind.
Wird nun, beispielsweise sensorisch, Schneefall festgestellt, so wird das Förderband 3 in die Position gebracht, die eine totale Überdeckung der Dachoberfläche 14 mittels dem bedeckten Bandabschnitt 4 erzeugt. Gleiches geschieht mit den zum Förderband 3 parallel angeordneten Förderbändern, die synchron zum Förderband 3 bewegt werden, so dass ein Schema der Überdeckung der gesamten Dachoberfläche 14 entsprechend der 3 entseht.
Diejenige der beiden Bandspulvorrichtungen 1; 2, auf der bereits der offene Bandabschnitt 5 aufgespult ist, spult nun zusätzlich einen Teil des bedeckten Bandabschnitts 4 auf, beginnend mindestens von der Mitte des Abstands zwischen den beiden Bandspulvorrichtungen 1; 2, wobei der auf diesem bedeckten Bandabschnitt 4 liegende Schnee 10 in Richtung Dachkante 11 abtransportiert wird. Abstreifer 9 unterstützen diesen Vorgang.
Nachdem somit der Schnee von mindestens der Mitte des Abstands zwischen beiden elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1; 2 über die jeweilige Dachkante entsorgt wurde, wird der Antrieb derjenigen, für diesen ersten Verfahrensschritt aktiven elektromechanischen Bandspulvorrichtungen 1; 2 deaktiviert und erhält Freilaufstatus, während die gegenüber liegende elektromechanische Bandspulvorrichtung 1; 2 aktiviert wird und die gleiche Länge des bedeckten Bandabschnitts 4, das im ersten Verfahrensschritt aufgespult wurde, wieder zurückgespult. Der auf dem bedecktem Bandabschnitt 4 liegende Schnee 10 wird nun über die gegenüberliegende Dachkante 11 entsorgt.
Das Förderband 3 mit seinem bedecktem Bandabschnitt 4 wird intermittierend richtungswechselnd so lange betrieben, wie Schnee fällt. Eine schädliche Schneeansammlung auf dem Förderband 3 und den parallel angeordneten, synchron betriebenen Förderbändern ist somit ausgeschlossen
Wird, beispielsweise sensorisch, das Ende des Schneefalls festgestellt, wird der dritte Verfahrensschritt eingeleitet: Durch Positionierung des offenen Bandabschnitts 5 über die gegebenenfalls auf der Dachoberfläche 14 montierten Vorrichtungen zur thermischen oder elektrischen Nutzung des Sonnenlichts 13 durch das Aufspulen des kompletten bedeckten Bandabschnitts 4 und damit zwangsläufiger Abspulung des offenen Bandabschnitts 5 mittels der elektromechanische Bandspulvorrichtungen 1; 2, die gegenüber der mit dem aufgespulten offenem Bandabschnitt 5 liegt, wird der freie Lichteinfall auf die Dachoberfläche 15 beziehungsweise die darauf befindlichen Vorrichtungen zur thermischen oder elektrischen Nutzung des Sonnenlichts 13 gewährleistet.
Gleiches geschieht mit den zum Förderband 3 parallel angeordneten Förderbändern, die sich synchron zum Förderband 3 bewegen, so dass ein Schema der Überdeckung der gesamten Dachoberfläche 14 beziehungsweise der darauf befindlichen Vorrichtungen zur thermischen oder elektrischen Nutzung des Sonnenlichts 13 mit dem offenen Bandabschnitt 5 entsprechend der 4 entseht.
Um ein ausreichendes Maß an Funktionssicherheit des erfindungsgemäßen Verfahrens bei extremen wetterbedingten Belastungen, beispielsweise Sturm und gefrierenden Regen, zu gewährleisten, sind technische Mittel erforderlich, beispielsweise das in 5 dargestellte Prinzip einer Zwangsführung des Förderbands 3.
Das Mittel zur Bandführung 15, das fest mit der Dachkonstruktion 7 verbunden ist, muss geometrisch so gestaltet sein, dass auftreffender Schnee sich nicht darauf ansammeln kann, sondern infolge seiner Schwerkraft auf das Förderband 3 rutscht. Das Förderband 3 muss so zwangsgeführt werden, dass es keine Angriffsfläche für Wind bietet. Es ist daher erforderlich, dass die verstärkten Randbereiche 6 des Förderbands 3 über ihre gesamten Längen so bedeckt sind, dass ein Anheben oder Verrutschen des Förderbands 3 durch Wind ausgeschlossen ist, beispielsweise durch Führung der verstärkten Randbereiche 6 in Bandführungsnuten 16.
Des weiteren müssen die Bandführungsnuten 16 so beschaffen sein, dass sich darin kein Regenwasser, dass eventuell gefrieren und die des Förderbands 3 beeinträchtigen kann, ansammelt.
Bezugszeichenliste

1: elektromechanische Bandspulvorrichtung für linke Dachkante
2: elektromechanische Bandspulvorrichtung für rechte Dachkante
3: Förderband
4: bedeckter Bandabschnitt
5: offener Bandabschnitt
6: verstärkter Randbereich
7: Dachkonstruktion
8: Verbindungselement der elektromechanischen Bandspulvorrichtung mit der Dachkonstruktion
9: Abstreifer
10: auf dem Förderband liegender Schnee
11: Abtransportrichtung des Schnees über die Dachkanten
13: Vorrichtungen zur thermischen oder elektrischen Nutzung des Sonnenlichts
14: Dachoberflächen
15: Mittel zur Bandführung
16: Bandführungsnut

Claims

Verfahren zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtransports des Schnees mittels die Dachoberflächen (14) beziehungsweise auf diesen gegebenenfalls horizontal installierten Vorrichtungen zur thermischen oder elektrischen Nutzung des Sonnenlichts (13) von mehreren unmittelbar darüber befindlichen, nebeneinander angeordneten, zwangsgeführten, synchronisierten, den Schnee aufnehmenden, vorzugsweise von elektromechanischen Mitteln bewegten Förderbändern (3), die den auf ihnen zum Liegen kommenden Schnee (10) zeitnah, ohne schädliche Ansammlungen zuzulassen, über die Dachkanten abtransportieren und die so strukturiert und gesteuert sind, dass sie nach Beendigung des Schneefalls den ungehinderten Lichteinfall auf die gegebenenfalls auf den Dachoberflächen befindlichen Vorrichtungen zur thermischen oder elektrischen Nutzung des Sonnenlichts (13) ermöglichen.
Verfahren zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (3) aus einem bedecktem Bandabschnitt (4), einem offenem Bandabschnitt (5) und zwei gegenüberliegenden, beide Bandabschnitte (4; 5) längsseitig begrenzenden verstärkten Randbereichen (6) besteht und dass das Förderband (3) an seinen beiden Enden mit den sich gegenüber liegenden, mit der Dachkonstruktion (7) fest verbundenen elektromechanischen Bandspulvorrichtungen für linke (1) und für rechte (2) Dachkanten so befestigt ist, dass es auf diesen auf- und ab gespult werden kann.
Verfahren zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Schnee auf dem bedeckten Bandabschnitt (4) zum Liegen kommt, der intermittierend richtungswechselnd, angetrieben von den elektromechanischen Bandspulvorrichtungen der linken (1) und rechten (2) Dachkanten jeweils soweit auf- beziehungsweise abgespult wird, dass der Schnee schwerkraftbedingt über die Dachkanten hinaus nach unten fällt.
Verfahren zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Schneefalls von einer der beiden elektromechanischen Bandspulvorrichtungen für die linke (1) und die rechte Dachkanten (2) der komplette bedeckte Bandabschnitt (4) aufgespult und zugleich von der anderen, gegenüber liegenden Bandspulvorrichtung für die linke (1) und die rechte (2) Dachkanten der offene Bandabschnitt (5) abgespult und unmittelbar über der Dachoberfläche (14) oder den gegebenenfalls darüber befindlichen Vorrichtungen zur thermischen oder elektrischen Nutzung des Sonnenlichts (13) positioniert wird und den freien Sonnenlichteinfall auf diese gewährleistet.
Verfahren zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (3) zwischen den elektromechanischen Bandspulvorrichtungen linke (1) und rechte (2) Dachkanten von einem Mittel zur Bandführung (15) zwangsgeführt wird, das fest mit der Dachkonstruktion (7) verbunden ist und in dem Bandführungsnuten (16) angeordnet sind, die die verstärkten Randbereiche (6) des Förderbands (3) aufnehmen.
Verfahren zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Verfahrensablaufs vorzugsweise elektronisch über die sensorische Erkennung von Niederschlag und Temperatur erfolgt, aber auch manuell realisiert werden kann.
Verfahren zur Verhinderung von Schneeansammlungen auf Dachoberflächen, deren Gefälle für schwerkraftbedingte Schneerutschungen zu gering sind, nach Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass dessen Anwendung außerhalb von Dachflächen bei horizontal angeordneten Vorrichtungen zur thermischen oder elektrischen Nutzung des Sonnenlichts (13), auch zu deren Schutz vor Sand- und Staubbelastungen, möglich ist.