DE202006004600U1

DE202006004600U1 - System for preventing build up of snow and ice on roof using controlled electric heating elements applied to the roof

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Publication number: DE202006004600U1
Application number: DE200620004600
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-21
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2016-03-22

Abstract

A system for preventing build up of snow and ice on a roof, especially a wide span commercial roof, has electric elements (3) applied to the roof and linked to a control system. The electric heating elements can be thin film types on a self adhesive plastic support film and applied to the underside of the roof. The heaters are controlled separately in a redundant system and can be low voltage 12 V. The control system is linked to external temperature sensors.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verringerung einer Schneelast auf einer Dachfläche.The The invention relates to a device for reducing a snow load on a roof surface.

Bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts können sich Schnee- und Eismassen auf einer exponierten Dachfläche ansammeln. Bei ungünstigen Temperatur- und/oder Witterungsbedingungen können sich große Mengen an Eis oder Schnee auf der Dachfläche ansammeln, so dass durch die Gewichtskraft der auf der Dachfläche befindlichen Eis- und Schneemassen die Dachfläche einer erheblichen zusätzlichen Belastung ausgesetzt wird. Die meisten Dachflächen sind deshalb entweder auf Grund ihrer Neigung oder mittels einer entsprechenden Verstärkung dafür vorgesehen und ausgelegt, einer zusätzlichen Belastung durch beispielsweise Schneemassen von 200kg je qm standzuhalten.at Temperatures below freezing can become snow and ice masses on an exposed roof surface accumulate. At unfavorable Temperature and / or weather conditions can become large quantities to accumulate ice or snow on the roof surface, so that through the weight of the ice and snow masses on the roof surface the roof area a significant extra Load is suspended. Most roof areas are therefore either due to their inclination or by means of a corresponding reinforcement provided for it and designed, an additional To be able to withstand loads of, for example, snow masses of 200 kg per square meter.

Unter bestimmten Umständen, insbesondere bei einer hohen Schneedecke auf der Dachfläche und nachfolgend einsetzendem Regen oder Tauwetter kann es jedoch vorkommen, dass durch das Eigengewicht der auf der Dachfläche befindlichen Schneemassen eine zusätzliche Druckbelastung von beispielsweise 400kg je qm oder mehr auf die Dachfläche einwirkt und diese zum Einstürzen bringen kann. Die Gefahr einer übermäßigen Belastung durch Schnee- oder Eismassen ist insbesondere bei Flachdächern oder Bedachungen mit einer geringen Neigung der Dachfläche oder der mehreren Dachflächen hoch. Während Wohnhäuser üblicherweise vergleichsweise kleine freitragende Dachflächen aufweisen können Hallen, beziehungsweise Fabrikgebäude oder dergleichen große und oftmals nur wenig geneigte oder im Wesentlichen ebene Dachflächen aufweisen, die freitragend auf Stützkonstruktionen angeordnet sind.Under certain circumstances, especially with a high snowpack on the roof surface and following rain or thawing, however, it may happen that by the weight of the snow masses located on the roof surface an additional Compressive load of, for example, 400kg per square meter or more on the roof and this collapses can bring. The risk of excessive exposure to Snow or ice is particularly in flat roofs or Roofing with a low slope of the roof surface or the several roof areas high. While Residential buildings usually may have comparatively small self-supporting roof areas, or factory building or like that big one and often have only slightly inclined or substantially flat roof surfaces, self-supporting on support structures are arranged.

Eine konstruktive Verstärkung, beziehungsweise zusätzliche Abstützung derartiger Dachflächen, mit welcher auch eine in seltenen Ausnahmefällen auftretende zusätzliche Druckbelastung durch Schneemassen in der beschriebenen Größenordnung kompensiert werden könnte und eine Einsturzgefahr für die Dachfläche weitgehend ausgeschlossen werden könnte, ist oftmals unverhältnismäßig kostenintensiv.A constructive reinforcement, or additional support such roof areas, with which also in rare exceptional cases occurring additional Pressure load by snow masses in the described order of magnitude could be compensated and a risk of collapse for the roof area could be largely excluded, is often disproportionately costly.

Aufgabe der Erfindung ist es demzufolge, eine Vorrichtung zur Verringerung einer Schneelast auf einer Dachfläche so auszugestalten, dass mit einfachen Mitteln die auf die Dachfläche wirkende Schneelast verringert werden kann. Die Vorrichtung sollte möglichst kostengünstig herstellbar sein und gegebenenfalls bei bereits bestehenden Dachflächen nachgerüstet werden können.task The invention accordingly provides a device for reducing a snow load on a roof surface in such a way that reduces the snow load acting on the roof surface with simple means can be. The device should be as inexpensive to produce be retrofitted and possibly existing roof areas can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mehrere elektrische Heizelemente nebeneinander an der Dachfläche angeordnet sind. Sobald sich auf der Dachfläche Schnee- und Eismassen ansammeln können die elektrischen Heizelemente in Betrieb genommen werden, um die Eis- und Schneemassen auf der Dachfläche zumindest teilweise zum Schmelzen zu bringen und dadurch die Druckbelastung durch die verbleibende Schneelast zu reduzieren. Durch die Verwendung von mehreren elektrischen Heizelementen kann mit einfachen Mitteln nahezu jede Dachfläche mit beliebigen Abmessungen mit einer derartigen Heizvorrichtung versehen werden.These Task is inventively characterized solved, that several electrical heating elements arranged side by side on the roof surface are. Once on the roof surface Snow and ice masses can accumulate the electrical heating elements be put into operation to the ice and snow masses on the roof at least partially to melt and thereby the pressure load by reducing the remaining snow load. By use of several electric heating elements can be done by simple means almost every roof surface with any dimensions with such a heater be provided.

Zweckmäßigerweise werden dabei handelsübliche elektrische Heizelemente verwendet, die in großer Anzahl kostengünstig erhältlich sind. Bei einer geeigneten elektrischen Energieversorgung und Ansteuerung der einzelnen elektrischen Heizelemente können die einzelnen elektrischen Heizelemente weitgehend unabhängig voneinander betrieben werden. Sollte ein einzelnes elektrisches Heizelement beschädigt oder funktionsuntüchtig werden, so wird dadurch eine wirksame Erwärmung der Dachfläche und eine dadurch bewirkte Verringerung der Schneelast auf der Dachfläche nicht merklich beeinträchtigt oder gar gefährdet.Conveniently, are doing commercial used electrical heating elements that are available inexpensively in large numbers. With a suitable electrical power supply and control The individual electrical heating elements can be the individual electrical Heating elements largely independent operated by each other. Should be a single electric Heating element damaged or dysfunctional be, so this is an effective heating of the roof surface and a reduction in the snow load on the roof surface caused thereby noticeably impaired or even endangered.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die elektrischen Heizelemente selbstklebende Heizfolien sind. Geeignete Heizfolien aus einem widerstandsfähigen Kunststoffmaterial und mit einem darin eingebetteten elektrischen Widerstandsdraht, einer gedruckten Leiterbahn oder dergleichen sind handelsüblich in verschiedenen Größen und Heizleistungen erhältlich. Geeignete Heizfolien, insbesondere selbstklebende Heizfolien können schnell und zuverlässig auf der Außenseite oder der Innenseite einer Dachfläche angebracht oder befestigt werden.Preferably It is envisaged that the electric heating elements self-adhesive Heating foils are. Suitable heating foils made of a resistant plastic material and with an electrical resistance wire embedded therein, a printed circuit or the like are commercially available in different sizes and Heating services available. Suitable heating foils, in particular self-adhesive heating foils, can be fast and reliable on the outside or the inside of a roof surface attached or attached.

Sofern die Bedachung aus einem Material mit einer ausreichenden Wärmeleitfähigkeit besteht, wie es beispielsweise bei Aluminium-Profilelementbedachungen gegeben ist, können die einzelnen elektrischen Heizelemente in vorteilhafter Weise von der Innenseite an der Dachfläche angebracht werden. Die elektrischen Heizelemente sind dann vor äußeren Umgebungseinflüssen und insbesondere vor Feuchtigkeit geschützt. Die Heizleistung der elektrischen Heizelemente ist dennoch ausreichend, um das wärmeleitende Material der Bedachung derart zu erwärmen, dass die Außenseite der Dachfläche auf eine Temperatur oberhalb des Gefrierpunkts gebracht werden kann, um ein Abschmelzen der auf der Dachfläche befindlichen Schnee- und Eismassen zu bewirken.Provided the roofing made of a material with sufficient thermal conductivity exists, as given for example in aluminum profile element roofing is, can the individual electrical heating elements in an advantageous manner of the Inside on the roof surface be attached. The electrical heating elements are then against external environmental influences and especially protected against moisture. The heating power of the electric Heating elements is still sufficient to the heat-conducting material of the roofing so to warm that the outside the roof area can be brought to a temperature above freezing, to a melting of the snow on the roof surface and Effect ice masses.

Einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass die elektrischen Heizelemente im Abstand zueinander an der Unterseite der Dachfläche angeordnet sind. In den meisten Fällen dürfte eine vollständige Bedeckung der Dachfläche mit elektrischen Heizelementen nicht erforderlich sein, um zumindest bereichsweise ein Abschmelzen der auf der Dachfläche angesammelten Schneemassen herbeiführen zu können und dadurch die auf die Dachfläche einwirkende Schneelast unterhalb des für die Bedachung kritischen Wertes zu senken.According to an advantageous embodiment of the inventive concept, it is provided that the electrical heating elements are at a distance from each other are arranged at the bottom of the roof surface. In most cases, a complete coverage of the roof surface with electrical heating elements may not be required to at least partially bring about a melting of accumulated on the roof snow masses and thereby reduce the acting on the roof surface snow load below the value critical for the roofing value.

Einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass die elektrischen Heizelemente mit einer Energieversorgung mit zwölf Volt Gleichspannung verbunden sind. Damit ein elektrisches Heizelement mit einer derartigen Energieversorgung eine ausreichende Heizleistung erzeugen kann sind üblicherweise Stromstärken von weniger als einem Ampere erforderlich. Derartige elektrische Ströme, beziehungsweise Spannungen sind für Menschen oder Tiere weitestgehend unbedenklich, so dass keine aufwändigen Sicherheitsmaßnahmen erforderlich sind. Die auf Grund von Sicherheitsvorschriften und Umgebungsbedingungen gestellten Anforderungen an die elektrischen Verbindungsleitungen sowie die Steuerungseinrichtungen für die elektrischen Heizelemente können mit geringen Herstellungskosten und ohne erheblichen Montageaufwand erfüllt werden.one advantageous embodiment of the inventive concept is provided that the electrical heating elements with a power supply at twelve Volt DC voltage are connected. Thus an electric heating element with such a power supply sufficient heating power can generate are common Amperages of less than one amp required. Such electrical currents, respectively Tensions are for people or animals largely harmless, so no elaborate security measures required are. The due to safety regulations and Environmental requirements imposed on the electrical Connecting lines and the control devices for the electrical Heating elements can with low production costs and without considerable installation effort Fulfills become.

Es können auch Heizelemente verwendet werden, die bei geeigneter Energieversorgung und Ansteuerung über eine höhere Heizleistung verfügen und somit eine noch größere Sicherheit und Zuverlässigkeit während des Betriebs gewährleisten. Der erforderliche konstruktive Aufwand sowie die Betriebskosten erhöhen sich dadurch nur unwesentlich.It can Also heating elements are used, which with suitable energy supply and control over a higher one Have heating power and thus an even greater security and reliability while of operation. The required design effort and operating costs increase thereby only insignificantly.

Um einen weitgehend automatisierbaren Betrieb der elektrischen Heizelemente zu ermöglichen ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Regeleinrichtung mit einem Außentemperaturfühler aufweist. In Abhängigkeit von der gemessenen Außentemperatur können die elektrischen Heizelemente automatisiert in Betrieb genommen und gegebenenfalls die erforderliche Heizleistung vorgegeben, beziehungsweise geregelt werden. Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln kostengünstig und zuverlässig eine weitgehend automatisch herbeigeführte Verringerung der Schneelast auf der Dachfläche ermöglicht werden.Around a largely automatable operation of the electric heating elements to enable provided in an advantageous manner that the device is a control device having an outside temperature sensor. Dependent on from the measured outside temperature can the electrical heating elements automatically put into operation and if necessary, the required heating power specified, or be managed. In this way can be inexpensive and easy with simple means reliable a largely automatically induced reduction of snow load on the roof surface allows become.

Es ist möglich, die elektrischen Heizelemente zu Beginn einer Heizperiode kontinuierlich mit großer Heizleistung zu betreiben, bis sich eine vorgegebene Dachtemperatur einstellt. Nach Erreichen der vorgegebenen Dachtemperatur werden die elektrischen Heizelemente intermittierend betrieben, da die erreichte Dachtemperatur lediglich gehalten werden muss. Fällt die Dachtemperatur beispielsweise infolge einer Abkühlung der Umgebungstemperatur unter einen vorgegebenen Schwellenwert, so können die elektrischen Heizelemente wieder kontinuierlich betrieben werden. Auf diese Weise wird eine Belastungsminderung der gesamten Elektrik sowie eine Kostenherabsetzung während des Betriebs erreicht.It is possible, the electrical heating elements at the beginning of a heating period continuously with big ones To operate heating power until a predetermined roof temperature sets. After reaching the predetermined roof temperature, the electrical Heating elements operated intermittently, since the roof temperature reached only has to be kept. Falls the roof temperature, for example as a result of cooling the ambient temperature below a predetermined threshold, so can the electrical heating elements are operated continuously again. In this way, a load reduction of the entire electrical system as well as a cost reduction during of the operation.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens näher erläutert, der in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:following is an embodiment of the Invention idea closer explains which is shown in the drawing. It shows:

1 eine schematische Ansicht einer leicht geneigten Dachfläche mit mehreren daran angeordneten elektrischen Heizelementen, 1 a schematic view of a slightly inclined roof surface with a plurality of electrical heating elements arranged thereon,

2 eine Schnittansicht der in 1 dargestellten Dachfläche längs der Linie II-II in 1 und 2 a sectional view of in 1 shown roof surface along the line II-II in 1 and

3 eine andere Schnittansicht der in 1 dargestellten Dachfläche längs der Linie III-III in 1. 3 another sectional view of in 1 shown roof surface along the line III-III in 1 ,

Bei dem in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Dachfläche 1 durch nahtlos aneinander gefügte profilierte Flächenelemente 2 aus Aluminium gebildet. Die Dachfläche 1 weist ausgehend von einem Mittelfirst eine lediglich geringe nach außen abfallende Neigung auf. Die profilierten Flächenelemente 2 sind ausreichend stabil, um über die freitragend angeordneten Bereiche der Dachfläche 1 einer zusätzlichen Druckbelastung von etwa 150kg je qm standhalten zu können.In the embodiment described in the figures, a roof surface 1 through seamlessly joined profiled surface elements 2 made of aluminum. The roof area 1 has starting from a Mittelfirst on only a small sloping outward inclination. The profiled surface elements 2 are sufficiently stable to reach over the cantilevered areas of the roof area 1 to withstand an additional pressure load of about 150kg per square meter.

An der Unterseite der profilierten Flächenelemente 2 sind in regelmäßigen Abständen zueinander elektrische Heizelemente 3 angeordnet. Die elektrischen Heizelemente 3 bestehen im Wesentlichen aus Heizfolien aus einem widerstandsfähigen Kunststoffmaterial wie beispielsweise Polyester. Die Heizfolien weisen eine selbstklebende Oberfläche auf, so dass die Heizfolien in einfacher Weise schnell und zuverlässig an der Unterseite der profilierten Flächenelemente 2 an den vorgesehenen Stellen angeklebt werden können.At the bottom of the profiled surface elements 2 are at regular intervals to each other electrical heating elements 3 arranged. The electric heating elements 3 consist essentially of heating foils made of a durable plastic material such as polyester. The heating foils have a self-adhesive surface, so that the heating foils in a simple manner quickly and reliably on the underside of the profiled surface elements 2 can be glued on the intended places.

Die Heizfolien weisen Abmessungen von beispielsweise 300 × 150mm und eine jeweilige Heizleistung von etwa 35 Watt je Heizfolie auf. Untersuchungen haben ergeben, dass eine näherungsweise regelmäßige Anordnung von etwa sechs derartigen Heizfolien je qm Dachfläche ausreichen, um auch bei außergewöhnlich tiefen Temperaturen eine ausreichende Erwärmung der Dachfläche 1 herbeiführen zu können, um darauf befindliche Schnee- oder Eismassen zum Schmelzen zu bringen. Um dies zu erreichen sollte die Oberseite der Dachfläche 1 auf eine Temperatur von mindestens 2° Celsius erwärmt werden können.The heating foils have dimensions of, for example, 300 × 150 mm and a respective heating power of about 35 watts per heating foil. Investigations have shown that an approximately regular arrangement of approximately six such heating foils per square meter of roof area suffice to ensure adequate heating of the roof surface even at exceptionally low temperatures 1 to be able to bring to bring it on snow or ice masses to melt. To achieve this should be the top of the roof area 1 can be heated to a temperature of at least 2 ° Celsius.

Die einzelnen Heizfolien sind mit einer nicht dargestellten Energieversorgung verbunden. Die einzelnen Heizfolien werden mit einer Gleichspannung von 12 Volt betrieben.The individual heating foils are not with one connected power supply connected. The individual heating foils are operated with a DC voltage of 12 volts.

Die einzelnen Heizfolien sind mit einer nicht dargestellten Regelungseinrichtung verbunden, wobei die Regelungseinrichtung einen an der Außenseite der Dachfläche 1 angeordneten Außentemperaturfühler aufweist. Sobald die von dem Außentemperaturfühler gemessene Außentemperatur unter den Gefrierpunkt absinkt werden die Heizfolien in Betrieb genommen und Dachfläche 1 erwärmt. Die Heizleistung der Heizfolien, beziehungsweise die gewünschte Erwärmung der Dachfläche 1 kann dabei thermostatisch vorgegeben oder geregelt werden. Es ist denkbar, dass die Regelungseinrichtung zusätzlich einen Schnee- und Eissensor aufweist, so dass ein Betrieb der Heizfolien und eine Erwärmung der Dachfläche 1 nur dann stattfindet, wenn sich tatsächlich Schnee- und Eismassen auf der Dachfläche 1 angesammelt haben.The individual heating foils are connected to a control device, not shown, wherein the control device on the outside of the roof surface 1 having arranged outside temperature sensor. As soon as the outdoor temperature measured by the outdoor temperature sensor drops below the freezing point, the heating foils are put into operation and roof area 1 heated. The heating power of the heating foils, or the desired heating of the roof surface 1 can be specified or regulated thermostatically. It is conceivable that the control device additionally has a snow and ice sensor, so that operation of the heating foils and heating of the roof surface 1 only takes place when actually snow and ice masses on the roof surface 1 have accumulated.

Auf Grund der schnellen und einfachen Befestigungsmöglichkeit der selbstklebend ausgestalteten Heizfolien können auch bereits vorhandene Bedachungen mit einer vorangehend beschriebenen Vorrichtung zur Verringerung der Schneelast auf der Dachfläche 1 nachträglich ausgerüstet werden.Due to the quick and easy mounting option of self-adhesive heating foils also existing roofing with a device described above can be used to reduce the snow load on the roof surface 1 be retrofitted.

Claims

Device for reducing a snow load on a roof surface, characterized in that a plurality of electrical heating elements ( 3 ) next to each other on the roof surface ( 1 ) are arranged.

Device according to claim 1, characterized in that the electrical heating elements ( 3 ) are self-adhesive heating foils.

Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the electrical heating elements ( 3 ) at a distance to each other at the bottom of the roof surface ( 1 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical heating elements ( 3 ) are connected to a power supply with 12 volts DC.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has a control device with a Outdoor temperature sensor has.