RU1796755C - Крыша с солнцезащитным экраном - Google Patents

Abstract

Использование: в крышах, нуждающихс  в снижении их перегрева и перегрева помещений верхних этажей зданий в районах с жарким климатом. В крыше солнцезащитный экран установлен на стойках 5 и представл ет собой рамы 9 с отражательными элементами, выполненными в виде листов, изогнутых по параболической кривой вида у 0,25х1 9со стекл нным покрытием . В фокусах отражательных элементов установлены теплоприемники, подсоединенные к системам отоплени . Благодар  выбранной форме кривой, лучи, отража сь от элементов, фиксируютс  в их фокусе. Использование крыши позволит снизить перегрев здани  и полностью удовлетворить энергетические нужды жилого дома. 2 ил. .

Description

Изобретение относитс  к строительным конструкци м и представл ет собой крышу с солнцезащитным устройством дл  применени  на здани х, нуждающихс  в снижении их перегрева и перегрева помещений верхних этажей зданий в поле солнечной радиации летом дл  районов с жарким климатом . :-.

Известна крыша с солнцезащитным экраном дл  зданий, облучаемых солнечной радиацией, состо ща  из сплошного покрыти , укрепленного на стойках. Собственно экран выполнен из волнистых асбестоце- ментных листов, расположенных на определенной высоте параллельно плоскости крыши.

Указанна  конструкци  крыши с экраном  вл етс  малоэффективной вследствие того, что движение воздуха под экраном, обеспечивающее .конвективный теплосъем с поверхности кровли, возможно только при достаточных ветровых воздействи х. В противном случае перегрев крыши и помещений верхнего этажа неизбежен.

Наиболее близким решением из извест- ных  вл етс  крыша с солнцезащитным экраном , включающа  плиты перекрыти , тепло- и гидроизол ционные слои, несущие элементы со стойками, на которых закреплены щиты солнцезащитного экрана с отра- жательными элементами в виде листов.

Отражательные элементы экрана известной крыши представл ют собой двойной р д плоских пластин, установленных под углом друг к другу. Частичный перегрев такой крыши происходит:

- из-за отсутстви  обтекаемости плоских пластин солнцезащитного экрана. В результате этого создаютс  дополнительные аэродинамические сопротивлени  воз- действи  ветрового напора, значительно снижа  его скорости и соответственно конвективный теплосъем с облученной солнцем поверхности экрана;.

- обеспечиваетс  только активный от- вод избыточного тепла от воздействи  солнечной радиации на крышу с экраном рассмотренной конструкции, не используетс  эта энерги  на бытовые нужды.

Цель изобретени  - предотвращение перегрева крыши от воздействи  солнечной радиации.

Это достигаетс  тем, что в крыше с солнцезащитным экраном, включающей плиты покрыти , тепло- и гидроизол ционные слои, несущие элементы со стойками, на которых закреплены щиты солнцезащитного экрана с отражательными элементами в виде листов, каждый лист отражательного элемента.изогнут с обеспечением его геометрической неизмен емости поперечного с ечени  по параболической кривой вида у 0,25 х . Кроме того крыша снабжена системой отоплени  и гор чего водоснабжени , а экран выполнен с теплоприемниками, каждый из которых установлен в фокусе изогнутого листа и соединен с системой отоплени  или гор чего водоснабжени  дл  использовани  полученной солнечной энергий.

Выполнение отражательных элементов экрана крыши в виде листов, изогнутых по параболе, позволит сконцентрировать отраженные от поверхности лучи в ее фокусе, тем самым получить высокий потенциал.теп- ла, который обеспечивает более интенсивное движение воздуха вокруг листов, снима  большое количество тепла с поверхности крыши.

При том, параболическа  крива  вида: у 0,25 х сохран ет геометрически неизмен емое сечение листов, что позволит сохра- нить фокус неизмен емым и, следовательно, исключить рассеивание солнечной энергии.

Кроме того, форма кривой обеспечивает высокую жесткость отражательных элементов экрана, что позвол ет снизить число опор под него и обеспечить сплошность кровли. - .-..На фиг.-1 показан фрагмент крыши с солнцезащитным экраном и теплоприемником; на фиг.2 изображено поперечное сечение отражательного элемента солнцезащитного экрана.

Крыша состоит из плит 1 покрыти  с тепло-2 и гидроизол ционным 3 покрыти ми , несущих элементов 4 со стойками 5. Высота стоек находитс  в пределах 1-2 м, что соответствует высоте расположени  солнцезащитного экрана от кровли. На стойках 5 жестко закреплены рамы 6 солнцезащитного экрана 7 с отражательными элементами 8. Отражательные элементы 8 выполнены в виде листов, изогнутых по параболической кривой вида: у 0,25 х1 9 со стекл нным покрытием 9. Стекл нное покрытие 9 вместе с отражательным элементом 8 образуют замкнутый объем. Вид параболы установлен опытным путем. Отражательные элементы 8, изогнутые по указанной параболе, обеспечивают высокую степень концентрации солнечного излучени  в ее фокусе, что, в свою очередь, обеспечивает высокую степень нагрева тёплоприемника.

Отражательные элементы 8 креп т последовательно в железобетонной раме б на рассто нии 3-5 см между собой под углом р + 15° к горизонту дл  круглогодичного использовани  солнечной энергии, где (f - максимальна  высота сто ни  солнца над горизонтом дл  каждой конкретной широты местности.

Крепление отражательных элементов 8 установлены теплоприемники 10 из нержавеющей стали в виде цилиндра наружным диаметром 5 см, длиной 5900 мм и толщиной стенки 3 мм. Дл  снижени  теплопотерь труба из нержавеющей стали помещена в трубу из молибденового стекла наружным диаметром 9 см и толщиной стенки от 1 до 1,5 мм, поскольку молибденовое стекло обладает высокой прозрачностью в области солнечного спектра интегральное пропу- скание около 0,9 и хорошо выдерживает неравномерный обогрев при концентрации солнечного облучени . Поглощающую поверхность теплоприемника 10 зачерн ли черной сажей с А 0,85, Е 0,9 (степень черноты). Параболоцилиндрические отражательные элементы 8 экрана 7 характеризовались размерами 5900 х 3000 мм. Отражательна  поверхность их была образована листами электрополированного алюмини  толщиной 1 мм с защитной ок- сидной пленкой толщиной 10-12 мкм. Интегральный коэффициент отражени  солнечных лучей поверхностью зеркального алюмини  А 0,85.

Теплрприемник 10 подсоединен к системе отоплени  и гор чего водоснабжени  дл  передачи тепла с помощью теплоносител  от приемника к потребителю.

Ориентаци  криволинейных элементов экрана рекомендуетс  преимущественно южна  с возможными и допустимыми отклонени ми от юга по азимуту до 30° восточнее или западнее в случае невозможности осуществлени  строго южной ориентации.

Криволинейные отражательные элементы солнцезащитного экрана крыши размещены на рассто нии 3-5 см друг от друга дл  обеспечени  непопадани  солнечных лучей на кровлю под экраном, набираютс  в щиты из железобетонной рамы и криволинейных элементов экрана, установленные на опоры на рассто нии от 1 м до 2 м от поверхности кровли.

Такое выполнение устройства обеспе- чивает направленные конвективные потоки воздуха, вызывающие дополнительный теплосьем в поверхности крыши, не допускает попадани  солнечных лучей на кровлю и соответственно продлевает срок службы кровли, а также поглощение и концентрацию избыточного тепла солнечной энергии с использованием дл  теплоснабжени  дома .

Монтаж крыши с солнцезащитным экраном производ т следующим образом: на несущие стены верхнего этажа укладывают кровельные плиты 1, тепло - 2 и гидроизол цию 3, устанавливают опорные стойки 5 экрана 7 на несущие конструкции здани .

Щиты солнцезащитного экрана 7 полной заводской готовности устанавливают на стойки 5. Затем рамы 6 солнцезащитного экрана 7 жестко креп т к несущим стойкам 5, например, с помощью сварки металлических закладных деталей, после чего производ т замоноличивание стыков. После установки солнцезащитного экрана 7 тепло- приемники 10 подсоедин ют к отопительной системе дома.

При активном воздействии солнечной радиации лучи, пройд  через стекл нное покрытие 9 поступают на отражательные элементы 8 и после чего собираютс  в фокусе и поглощаютс  черным металлическим стержнем 10. Благодар  выбранной форме кривой , лучи, отража сь от элементов 8. фиксируютс  четко в фокусе, где установлен теплоприемник ДО, снижа  теплопотери при многократном отражении от криволинейной поверхности отражательных элементов 8. . . . . . .. ..

Эффективность предлагаемого решени  по сравнению с прототипом состоит в том, что выполнение крыши с солнцезащитным экраном, имеющим отражательные пластины, изогнутые по параболе вида у 0,25 х1 9, как показали исследовани , позволит вдвое увеличить степень концентрации солнечного излучени  и соответственно получени  высоких температур поглощающей поверхности теплоприемника. Таким образом, использование предлагаемого решени  позволит полностью обеспечить все. энергетические нужды жилого дома. Кроме того, предлагаемое расположение солнечного теплоприемника на солнцезащитном экране крыши позволит защитить крышу и помещени  верхнего этажа от перегрева.

Ф о рмула и зоб р ете н и   1. Крыша с солнцезащитным экраном, включающа  плиты покрыти , тепло- и гидроизол ционные слои, несущие элементы

со стойками, на которых закреплены щиты солнцезащитного экрана с отражательными элементами в виде листов, о т л и ч а ю щ а-   с   тем, что, с целью предотвращени 

перегрева крыши от воздействи  солнечной радиации, каждый лист отражательного элемента изогнут с обеспечением его геометрической неизмен емости поперечного сечени  по параболической кривой вида у 0,25 х1 . 2. Крыша по п.1, отличающа с  тем, что, с целью использовани  полученной солнечной энергии, она снабжена системой отоплени  или гор чего водоснабжени , а экран выполнен степлоприемниками, каждый из которых установлен в фокусе изогнутого листа и соединен с системой отоплени  или гор чего водоснабжени .