RU2439260C2 - Method of building roof collecting systems protection against icing - Google Patents
Method of building roof collecting systems protection against icing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2439260C2 RU2439260C2 RU2009121766/03A RU2009121766A RU2439260C2 RU 2439260 C2 RU2439260 C2 RU 2439260C2 RU 2009121766/03 A RU2009121766/03 A RU 2009121766/03A RU 2009121766 A RU2009121766 A RU 2009121766A RU 2439260 C2 RU2439260 C2 RU 2439260C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roof
- building
- coolant
- heating
- air
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Building Environments (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и ремонта зданий, а именно к способам защиты водоотводящих систем кровель, в том числе с наружными водостоками при обледенении, и может быть использовано в коммунально-бытовой и промышленной сфере при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.The invention relates to the field of construction and repair of buildings, and in particular to methods of protecting roof drainage systems, including with external gutters during icing, and can be used in the household and industrial sphere during the construction and operation of buildings and structures.
В холодное время года часто происходит изменение температуры окружающей среды относительно нуля градусов. Поскольку эта величина является точкой замерзания воды при прочих нормальных условиях, в местах скопления воды образуются наледи. Среди наиболее неприемлемых мест для возникновения и роста наледей являются водоотводящие системы зданий. Здесь наледи могут привести к полному промерзанию водосточных труб, образованию тяжелых сосулек на краях кровель зданий, деформациям, обрыву, нештатному направлению водослива, потерям основных эксплуатационных качеств кровли, вплоть до ее обрушения и гибели людей. Материальные затраты на поддержание водоотводящих систем кровель зданий и сооружений в рабочем состоянии могут быть весьма значительны.In the cold season, often changes in ambient temperature relative to zero degrees. Since this value is the freezing point of water under other normal conditions, ice accumulates in the places where water accumulates. Among the most unacceptable places for the emergence and growth of ice are the drainage systems of buildings. Here, ice can lead to the complete freezing of drainpipes, the formation of heavy icicles at the edges of the roofs of buildings, deformations, a cliff, the abnormal direction of the spillway, the loss of the main operational qualities of the roof, up to its collapse and death. The material costs of maintaining the drainage systems of the roofs of buildings and structures in working condition can be very significant.
Известны конструкции так называемых "теплых чердаков", в которых выходы вентиляционных каналов помещений выводятся в подкровельное чердачное пространство (помещение чердаков), откуда воздух выходит по вентиляционной надкровельной трубе с дефлектором. Теплоизоляция кровель в таких чердаках делается уменьшенной (см. "Теплотехника. Теплогазоснабжение и вентиляция". - М.: Стройиздат, 1991 г.).The constructions of the so-called "warm attics" are known, in which the exits of the ventilation ducts of the rooms are led out into the under-roof attic space (attic space), from where the air exits through the ventilation roof roof with a deflector. The thermal insulation of roofs in such attics is reduced (see. "Heat Engineering. Heat and Gas Supply and Ventilation." - M.: Stroyizdat, 1991).
Однако в этом случае теплоноситель отапливает помещение чердака, а затем, минуя толщу кровли, без обогрева ее наружного покрытия, выбрасывается в атмосферу. При этом основное тепло расходуется нерационально (неэффективно!), т.к. чердачное помещение здания не требует отопления. Кроме того, этот способ не исключает возможности обледенения поверхностей водоотводящих систем кровель, в том числе водосточных труб.However, in this case, the coolant heats the attic, and then, bypassing the thickness of the roof, without heating its outer coating, it is released into the atmosphere. In this case, the main heat is consumed irrationally (inefficiently!), Because the attic of the building does not require heating. In addition, this method does not exclude the possibility of icing of the surfaces of the roof drainage systems, including drainpipes.
Для исключения в этом способе возможности обледенения критических, с точки зрения образования наледей и скопления снега, участков поверхностей элементов водоотводящих систем кровель требуется дополнительный обогрев этих участков нагретым потоком теплоносителя, контактирующим с поверхностью элементов водоотводящих систем кровель. То есть, для обогрева поверхностей элементов водоотводящих систем кровель требуются дополнительные энергозатраты.To exclude in this method the possibility of icing of critical, from the point of view of the formation of ice and snow accumulation, surface areas of the elements of the roof drainage systems, additional heating of these sections with a heated coolant flow in contact with the surface of the elements of the roof drainage systems is required. That is, to heat the surfaces of the elements of the roof drainage systems, additional energy is required.
Известен способ защиты водоотводящих систем металлических кровель от обледенения, включающий обогрев поверхностных участков кровель и элементов систем водоотвода нагретым потоком теплоносителя. Теплоноситель нагревается подводом к нему внешней энергии (см. описание заявки на изобретение РФ №2003127983, МПК7 E04D 13/00, E04D 13/076, опубл. 27.03.2005). Недостатком этого способа являются высокие энергозатраты. Тепло, затраченное на нагрев рабочего теплоносителя, безвозвратно рассеивается в открытом пространстве улицы.A known method of protecting drainage systems of metal roofs from icing, including heating the surface sections of the roofs and elements of drainage systems with a heated coolant stream. The coolant is heated by supplying external energy to it (see the description of the application for the invention of the Russian Federation No. 2003127983, IPC 7 E04D 13/00, E04D 13/076, publ. 03/27/2005). The disadvantage of this method is the high energy consumption. The heat spent on heating the working fluid is irrevocably dissipated in the open space of the street.
Известен способ защиты водостоков, реализованный в антиобледенительном устройстве для водостоков, в котором в качестве теплоносителя применяют теплый воздух, нагретый путем отбора тепла от подвальных тепловых коммуникаций. Недостатками этого способа и реализующего его устройства является то, что для нагрева теплоносителя также необходимы дополнительные энергозатраты, и в этом случае решается только проблема наледей в водостоках. Проблемы, связанные с наледями на наклонных поверхностях желобов и покрытий крыш, остаются нерешенными. Кроме того, в морозную погоду условий для создания естественной тяги будет недостаточно и может возникнуть эффект "обратной тяги".A known method of protecting gutters, implemented in an anti-icing device for gutters, in which warm air is used as a heat carrier, heated by taking heat from the basement thermal communications. The disadvantages of this method and the device that implements it is that additional energy costs are also needed to heat the coolant, and in this case only the problem of ice accumulation in gutters is solved. The problems associated with ice on the sloping surfaces of the gutters and roof coverings remain unresolved. In addition, in frosty weather conditions to create natural traction will not be enough and the effect of "reverse traction" may occur.
Наиболее близким техническим решением-прототипом является способ, реализованный в вентилируемом кровельном покрытии, содержащем пароизоляцию, теплоизоляцию, основание под кровлю, опоры этого основания и кровлю, систему защиты от влаги элементов покрытия, включающей гидроизоляционную пленку, расположенную над теплоизоляцией и над опорами основания под кровлю, сборники указанной влаги, расположенные в вентилируемой воздушной прослойке, и внутренний водосточный стояк для ее отвода, при этом пространство между гидроизоляционной пленкой и основанием под кровлю над теплоизоляцией сообщено с источником теплого воздуха (см. RU 31254 U1, кл. E04D 13/00).The closest technical solution to the prototype is a method implemented in a ventilated roof covering containing vapor barrier, thermal insulation, a base for the roof, supports of this base and the roof, a moisture protection system of the coating elements, including a waterproofing film located above the thermal insulation and above the base supports under the roof , collectors of the specified moisture located in the ventilated air gap, and an internal drainpipe for its removal, while the space between the waterproofing film and a base under the roof insulation over communicated with a source of hot air (see. RU 31254 U1, cl. E04D 13/00).
Недостатком известного решения является наличие дополнительных энергозатрат, вызванных тем, что для нагрева атмосферного воздуха, подаваемого под кровлю, используется тепло элементов конструкции вытяжной вентиляции, которые нагреваются от проходящего внутри «отработанного» теплого воздуха из отапливаемых помещений (18-26°С), что, во-первых, не обеспечивает достаточную температуру нагрева атмосферного воздуха (кпд теплообмена много меньше 100%, так как основное тепло выбрасывается в атмосферу вместе с «отработанным» воздухом), в то время как температура воздуха, направляемого под кровлю для обеспечения положительной температуры поверхности кровли при обычной средней температуре отопительного периода порядка -15°С, должна быть не менее 18°С, что подтверждается расчетом.A disadvantage of the known solution is the presence of additional energy costs caused by the fact that for heating the atmospheric air supplied under the roof, the heat of the design elements of the exhaust ventilation is used, which are heated from the inside of the "exhausted" warm air from the heated rooms (18-26 ° C), which firstly, it does not provide a sufficient temperature for heating atmospheric air (the heat transfer efficiency is much less than 100%, since the main heat is emitted into the atmosphere together with the "exhaust" air), while ak temperature directed under the roof to provide a positive surface temperature of the roof in conventional medium temperature heating period of about -15 ° C, should be less than 18 ° C, which is confirmed by the calculation.
Как показывают расчеты, температура «отработанного» воздуха из вытяжной вентиляции 18-26°С является оптимальной для достаточного нагрева поверхности кровли и водостоков с целью их защиты от снега и наледей, так как при меньшей температуре теплоносителя не достигается гарантированный нагрев поверхности кровли до положительной температуры, а при превышении температуры воздуха, направляемого под кровлю величины 18-26°С, увеличивается тепловая деформация ее элементов, что снижает эксплуатационный ресурс кровли, снижая безопасность использования здания.As calculations show, the temperature of the "exhaust" air from the exhaust ventilation 18-26 ° C is optimal for sufficient heating of the roof surface and gutters in order to protect them from snow and ice, since at a lower coolant temperature a guaranteed heating of the roof surface to a positive temperature is not achieved and when the temperature of the air directed under the roof exceeds 18-26 ° C, the thermal deformation of its elements increases, which reduces the operational life of the roof, reducing the safety of Bani building.
Еще одним недостатком известного решения является обязательное наличие внутреннего водосточного стояка для отвода талых вод и конденсата, в отличие от заявленного, в котором водосток можно осуществлять как посредством внутреннего водостока, так и посредством обогреваемого теплым воздухом из вытяжной вентиляции внешнего водостока.Another drawback of the known solution is the obligatory presence of an internal gutter riser for draining melt water and condensate, in contrast to the claimed one, in which the gutter can be carried out both by means of an internal gutter and by means of an external gutter heated by warm air from the exhaust ventilation.
Задачей заявляемого способа и реализующего его устройства является устранение указанных недостатков.The objective of the proposed method and the device that implements it is to eliminate these disadvantages.
Техническим результатом являются:The technical result is:
1) исключение дополнительных энергозатрат на обогрев водоотводящих систем кровель здания,1) the exclusion of additional energy costs for heating the drainage systems of the roofs of the building,
2) обеспечение положительной температуры поверхности кровли при использовании теплого воздуха из вытяжной вентиляции в зимних условиях,2) ensuring a positive temperature of the roof surface when using warm air from exhaust ventilation in winter conditions,
3) повышение безопасности и срока эксплуатации здания за счет достижения оптимальной с точки зрения тепловой нагрузки на кровлю при температуре 18-26°С теплоносителя, направляемого в толщу кровли;3) increasing the safety and durability of the building by achieving the optimal heat transfer load on the roof at a temperature of 18-26 ° C, directed to the thickness of the roof;
4) повышение эффективности использования тепловой энергии, которую содержит теплый воздух из вытяжной вентиляции за счет его направления непосредственно в толщу водоотводящих систем кровель здания по каналам подвода теплоносителя;4) increasing the efficiency of the use of thermal energy, which contains warm air from exhaust ventilation due to its direction directly into the thickness of the drainage systems of the roofs of the building through the coolant supply channels;
5) увеличение срока службы и безопасности эксплуатации конструкции здания за счет равномерного нагрева элементов конструкции кровли здания и уменьшения тепловых деформаций кровли и элементов конструкции здания,5) increase the service life and safety of operation of the building structure due to the uniform heating of the structural elements of the roof of the building and reduce thermal deformations of the roof and structural elements of the building,
6) исключение операции теплообмена между системой вытяжной вентиляции и теплоносителем,6) the exception of the operation of heat exchange between the exhaust ventilation system and the coolant,
7) возможность использования внешнего водостока для отвода талых вод и конденсата.7) the possibility of using an external drain to drain meltwater and condensate.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты водоотводящих систем кровель зданий от обледенения, включающем обогрев наклонных поверхностей желобов дождевых и талых стоков и наружных покрытий кровель зданий теплоносителем с последующим удалением дождевых и талых стоков и конденсата с помощью водосточных труб в ливневую или традиционную канализацию, при этом в качестве теплоносителя применяют воздушные потоки из вытяжных систем вентилируемых отапливаемых помещений здания, которые посредством каналов подвода теплоносителя направляют в толщу водоотводящих систем кровель, а воздушные потоки из вытяжных систем вентилируемых отапливаемых помещений зданий перемещают принудительно.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of protecting the drainage systems of the roofs of buildings from icing, which includes heating the inclined surfaces of the gutters of rain and melt drains and external coatings of the roofs of buildings with a coolant, followed by the removal of rain and melt drains and condensate using drain pipes into storm or traditional sewers at the same time, air flows from exhaust systems of the ventilated heated rooms of the building, which through supply channels the coolant is directed into the thickness of the roof drainage systems, and the air flows from the exhaust systems of the ventilated heated rooms of the buildings are forcibly moved.
Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых на фиг.1 изображен продольный разрез кровли здания с подводом теплоносителя в толщу кровли с внутренним стоком, на фиг.2, 4 - разрез здания с подводом теплоносителя как в толщу кровли, так и в полость водосточной трубы, на фиг.3 - сечение водосточной трубы по А-А с фиг.2, на фиг.5 - сечение водосточной трубы по Б-Б с фиг.4.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of the roof of a building with a coolant inlet to the thickness of the roof with an internal drain, Figs. 2, 4 show a section of a building with a coolant inlet both in the thickness of the roof and in the cavity of the drain pipe, figure 3 is a cross-section of a drainpipe along aa from figure 2, figure 5 is a section of a drainpipe along bb from figure 4.
Способ защиты водоотводящих систем наклонных кровель зданий от обледенения включает обогрев наклонных поверхностей желобов дождевых и талых стоков и наружных покрытий кровель зданий теплоносителем с последующим удалением дождевых и талых стоков и конденсата с помощью водосточных труб в ливневую или традиционную канализацию, при этом в качестве теплоносителя применяют воздушные потоки из вытяжных систем вентилируемых отапливаемых помещений здания, которые посредством каналов подвода теплоносителя направляют в толщу водоотводящих систем кровель, а воздушные потоки из вытяжных систем вентилируемых отапливаемых помещений зданий перемещают принудительно.A method of protecting the drainage systems of inclined roofs of buildings from icing includes heating the inclined surfaces of the gutters of rain and melt drains and external roof coatings of buildings with a coolant, followed by the removal of rain and melt drains and condensate using drain pipes into storm or traditional sewers, while air is used as a coolant flows from exhaust systems of the ventilated heated rooms of the building, which are directed through the channels of the heat carrier through the channels of the coolant supply roofing systems, and air flows from exhaust systems of ventilated heated rooms of buildings are forcibly moved.
Заявленный способ осуществляют следующим образом.The claimed method is as follows.
Сущность заявляемого способа заключается в том, что для предотвращения наледей и скопления снега водоотводящих систем кровель здания используются исходящие теплые вентиляционные потоки «отработанного» воздуха из вентилируемых отапливаемых помещений зданий. Содержащаяся в них тепловая энергия, которая в обычных вентиляционных системах вместе с воздухом выбрасывается в атмосферу, направляется непосредственно в толщу водоотводящих систем здания посредством каналов подвода теплоносителя и утилизируется за счет направления на обогрев критических, с точки зрения образования наледей и скопления снега, поверхностей элементов систем кровель.The essence of the proposed method lies in the fact that to prevent frost and snow accumulation of the drainage systems of the roofs of the building, outgoing warm ventilation flows of "exhaust" air from the ventilated heated rooms of the buildings are used. The thermal energy contained in them, which, in conventional ventilation systems, is released into the atmosphere together with air, is sent directly to the thickness of the building’s drainage systems through the coolant supply channels and is utilized by directing heating, critical from the point of view of ice accumulation and snow accumulation, to the surfaces of system elements roofing.
Наклонная кровля 1 и водосточные трубы 2 водоотводящих систем здания обогреваются теплоносителем в виде воздушных потоков теплого воздуха, направляемых из вытяжных систем 3 отапливаемых вентилируемых помещений здания.The sloping
Для этого вытяжные системы 3 зданий соединяют каналами 4 подвода теплоносителя со средствами переноса 5 теплоносителя, расположенными как в полости водосточных труб, так и в толще водоотводящих систем кровель. Далее, отработанный охлажденный воздух удаляется из средств переноса теплоносителя через выпускные коллекторы 6, заканчивающиеся вверху козырьками-оголовками 7. При этом конденсат из охлажденного воздуха через дренажные каналы 8 удаляется в полости водосточных труб 2, с последующим стоком в ливневую или традиционную канализацию 9.To do this, the exhaust systems of 3 buildings are connected by
Средства переноса теплоносителя в полостях водосточных труб 10, 11 (фиг.3, 5) могут быть выполнены в виде круговых 12 или кольцевых 13 каналов.Means of transferring the coolant in the cavities of the
Для подогрева средств переноса теплоносителя в сильные морозы в каналах подвода теплоносителя и/или в средствах переноса теплоносителя дополнительно устанавливаются тепловентиляторы 14 для защиты от замерзания образующегося конденсата.To heat the means of transferring the coolant to severe frosts,
Воздушные потоки из отапливаемых помещений зданий через впускные коллекторы 15 вытяжных систем 3 могут подниматься по каналам подвода 4 теплоносителя за счет естественной тяги или принудительным путем посредством вентиляторов 16.Air flows from the heated rooms of the buildings through the
Теплоносителем в заявленном способе является воздух, естественным образом нагреваемый в помещении («отработанный» воздух) и через вытяжную вентиляцию, посредством каналов подвода теплоносителя, подаваемый в толщу крыши. Благодаря тому, что требуемая для комфортного пребывания человека температура составляет величину 18-26°С, то теплоноситель нагревается также до этой температуры.The coolant in the claimed method is air naturally heated in the room ("exhaust" air) and through exhaust ventilation, through the coolant supply channels supplied to the thickness of the roof. Due to the fact that the temperature required for a comfortable stay of a person is 18-26 ° C, the coolant is also heated to this temperature.
Согласно результатам проведенных испытаний при температуре теплоносителя («отработанного» воздуха) 18°С, кратности обмена воздуха 2 и крыше из наиболее попупулярного материала - оцинкованная жесть, при соотношении площади крыши к объему помещения 0,33 достигается оптимальный с точки зрения безопасности эксплуатации здания нагрев поверхности крыши до температуры около +3°С при температуре окружающего воздуха -15°С - средней температуры отопительного периода средней полосы умеренно-холодного климата нашей страны. Это подтверждается расчетом. Температура +3°С обеспечивает достаточно эффективное таяние наледи, снижая нагрузку на кровлю, и увеличивая ее срок службы. Температура поверхности кровли +3°С обеспечивает некоторый запас по надежности растапливания наледей, позволяя варьировать параметрами конструкции здания. При этом температура менее 18°С недопустима в помещении и с точки зрения жизнедеятельности человека по принятым нормам и правилам.According to the results of tests at a temperature of the coolant ("exhaust" air) 18 ° C,
Если температура теплоносителя ниже 18°С, что может иметь место в системах, выполненных на основе прототипа, то поверхность кровли также нагревается меньше и ее температура может оказаться отрицательной, способствуя накоплению снега и наледи.If the coolant temperature is below 18 ° C, which can occur in systems based on the prototype, the roof surface also heats less and its temperature can turn out to be negative, contributing to the accumulation of snow and ice.
При температуре же теплоносителя более 26°С увеличивается деформация материала кровли, вызванная разностью температур теплоносителя и окружающей среды, что приводит к ускоренному износу как кровли, так и элементов, поддерживающих кровлю. Кроме того, при высокой температуре увеличиваются объем конденсата и нагрузка на дренаж.When the temperature of the coolant exceeds 26 ° C, the deformation of the roofing material increases, caused by the difference in temperature of the coolant and the environment, which leads to accelerated wear of both the roof and the elements supporting the roof. In addition, at high temperatures, condensate volume and drainage load increase.
Таким образом, нагнетая в толщу крыши воздух из помещений, с нормальной для нахождения человека температурой 18-26°С, заявленное решение обеспечивает достижение оптимального с точки зрения безопасности эксплуатации кровли и здания в целом нагрева участков поверхностей элементов водоотводящих систем кровель здания.Thus, by injecting air from the premises into the thickness of the roof, with a temperature of 18-26 ° C that is normal for a person to find, the claimed solution ensures the optimal heating of the surface sections of the roof drainage system elements from the point of view of safe operation of the roof and the building as a whole.
С другой стороны, для нагрева холодного атмосферного воздуха с -15°С до +18°С с помощью специальных обогревателей потребовалось бы устройство мощных специальных обогревателей и, как следствие, больших затрат энергии (электроэнергии, углеводородов и т.п.).On the other hand, for heating cold atmospheric air from -15 ° С to + 18 ° С with the help of special heaters, the device would require the installation of powerful special heaters and, as a result, high energy costs (electricity, hydrocarbons, etc.).
Очевидно также, что для оптимального нагрева поверхности кровли недостаточно тепла, выделяемого конструктивными элементами вытяжной вентиляции, в том числе выполненных в виде специальных теплообменников, как это сделано в прототипе, так как кпд такой теплопередачи значительно ниже кпд теплопередачи при перемещении исходящих теплых потоков отработанного воздуха из вентилируемых отапливаемых помещений зданий непосредственно в толщу кровли (большая часть тепла теряется вместе с выбрасываемым в атмосферу «отработанным» воздухом). кпд теплопередачи при нагреве атмосферного воздуха за счет тепла, выделяемого конструктивными элементами вытяжной вентиляции, значительно ниже 100%.It is also obvious that for optimal heating of the roof surface there is not enough heat generated by the structural elements of the exhaust ventilation, including those made in the form of special heat exchangers, as is done in the prototype, since the efficiency of such heat transfer is much lower than the heat transfer efficiency when moving outgoing warm exhaust air flows from ventilated heated premises of buildings directly into the thickness of the roof (most of the heat is lost along with the "exhaust" air released into the atmosphere). the heat transfer efficiency when heating atmospheric air due to the heat generated by the structural elements of the exhaust ventilation is much lower than 100%.
В решениях, характеризующихся подачей в толщу кровли теплого воздуха из пространства так называемого теплого чердака, также низкая эффективность обогрева, так как температура этого воздуха за счет потерь на обогрев чердачного помещения, как уже изложено выше, заведомо ниже температуры исходящих теплых потоков отработанного воздуха из вентилируемых отапливаемых помещений зданий.In solutions characterized by the supply of warm air from the space of the so-called warm attic to the thickness of the roof, the heating efficiency is also low, since the temperature of this air due to losses on heating the attic, as already stated above, is obviously lower than the temperature of the outgoing warm exhaust air flows from the ventilated heated premises of buildings.
Пример. Здание построено с применением традиционных строительных технологий. Крыша выполнена из оцинкованной жести. Объем помещений здания составляет 1500 м3. Площадь крыши составляет 500 м2. Согласно предъявляемым требованиям объем воздуха должен обновляться с частотой 2 раза в час. Температура в помещениях составляет 18°С.Example. The building was built using traditional building technologies. The roof is made of galvanized sheet. The volume of the building is 1,500 m 3 . The roof area is 500 m 2 . According to the requirements, the air volume should be updated with a frequency of 2 times per hour. The temperature in the rooms is 18 ° C.
Нагретый в помещениях «отработанный» воздух посредством каналов подвода теплоносителя из вытяжных вентиляционных систем поступает в пространство между внешней поверхностью крыши и утеплителем.The “exhausted” air heated in the premises through the heat carrier supply channels from exhaust ventilation systems enters the space between the outer surface of the roof and the insulation.
При температуре в зимний период, составляющей -15°С поверхность крыши нагревается до +3°С. При этом наледь, образовавшаяся из-за предшествующего теплого периода, сходит за 7 ч. При продолжении подачи теплоносителя («отработанного» воздуха из вытяжных вентиляционных систем) в толщу крыши наледи не образуются, накопление снега не происходит.At a temperature in the winter period of -15 ° С, the roof surface heats up to + 3 ° С. At the same time, the ice formed due to the previous warm period disappears in 7 hours. If the coolant ("exhaust" air from the exhaust ventilation systems) continues to flow into the roof, ice does not form, and snow does not accumulate.
Таким образом, заявленное решение обеспечивают исключение дополнительных энергозатрат на обогрев водоотводящих систем кровель здания, а также повышение эффективности нагрева критических, с точки зрения образования наледей и скопления снега, участков поверхностей элементов водоотводящих систем кровель здания, так как при их реализации теплый «отработанный» воздух из вытяжной системы вентиляции направляют непосредственно на обогрев внешнего слоя кровли по специальным каналам - каналам подвода теплоносителя. Указанный результат достигается за счет того, что, во-первых, теплоносителем является сам воздух из помещений, не требующий дополнительного нагрева от дополнительных источников энергии, благодаря чему исключаются потери при теплопередаче от нагревателя к теплоносителю (например, от элементов конструкции систем вентиляции к теплоносителю), и, во-вторых, этот «отработанный» теплый воздух - теплоноситель направляют посредством каналов подвода теплоносителя непосредственно в толщу водоотводящих систем кровель здания, исключая потери на разогрев множества элементов чердачного помещения, и потери, вызванные наличием технологических и нештатных отверстий между пространством чердачного помещения и внешним пространством здания.Thus, the claimed solution ensures the exclusion of additional energy costs for heating the drainage systems of the roofs of the building, as well as increasing the heating efficiency of critical, from the point of view of the formation of ice and accumulation of snow, surface areas of the elements of the drainage systems of the roofs of the building, since during their implementation warm "exhaust" air from the exhaust ventilation system direct directly to the heating of the outer layer of the roof through special channels - channels for supplying coolant. This result is achieved due to the fact that, firstly, the coolant is the air from the premises, which does not require additional heating from additional energy sources, which eliminates losses during heat transfer from the heater to the coolant (for example, from structural elements of ventilation systems to the coolant) , and, secondly, this "waste" warm air - heat carrier is directed through the heat carrier supply channels directly into the thickness of the drainage systems of the roofs of the building, excluding losses on heating of many elements of the attic space, and losses caused by the presence of technological and contingent openings between the space of the attic space and the exterior of the building.
Использование заявленного способа обеспечивает достижение оптимального с точки зрения безопасности эксплуатации здания нагрева элементов кровли благодаря тому, что температура теплоносителя равна температуре воздуха в помещении, составляющей, как правило, 18-26°С и являющейся с одной стороны достаточной для эффективного растопления наледи, а с другой стороны тепловые деформации обогреваемой кровли сведены к минимуму. При более высоких температурах теплоносителя, вызванных, например, применением обогревателей тепловые деформации кровли увеличиваются. Таким образом температура теплоносителя - воздуха из помещений 18-26°С является оптимумом, обеспечивающим достижение технического результата.Using the inventive method ensures optimal heating of the roof elements from the point of view of operating safety of the building due to the fact that the coolant temperature is equal to the air temperature in the room, which is, as a rule, 18-26 ° C and which, on the one hand, is sufficient for efficient melting of ice, and on the other hand, thermal deformations of the heated roof are minimized. At higher coolant temperatures, caused, for example, by the use of heaters, thermal deformations of the roof increase. Thus, the temperature of the coolant - air from the rooms 18-26 ° C is the optimum, ensuring the achievement of a technical result.
Еще одним результатом использования заявленного решения является снижение нагрузки на элементы конструкции здания и, как следствие, увеличение срока их службы и безопасности эксплуатации. Это происходит благодаря тому, что в толщу крыши нагнетается именно тот воздух, который нагрелся в помещении до температуры элементов внутренней конструкции здания: стены, потолок, внутренние перегородки, опоры и пр. Так как в толщу крыши подается именно этот воздух, то и внутренние элементы конструкции крыши испытывают воздействие именно этой температуры. В зависимости от конкретной конструкции здания большая или меньшая часть конструкции здания нагревается равномерно и, следовательно, испытывает равномерную тепловую нагрузку. Это особенно актуально для зданий, выполненных из однородного материала, например бетонных или стеклянных внешних поверхностей. Равномерные напряжения, вызванные деформацией, определяемой коэффициентом расширения материала, снижение количества антропогенных деформаций способствуют равномерному износу конструкции здания, удлинению срока его эксплуатации, снижению затрат на капитальный и текущий ремонт.Another result of using the claimed solution is to reduce the load on the structural elements of the building and, as a result, increase their service life and operational safety. This is due to the fact that exactly the air that is heated in the room to the temperature of the elements of the building’s internal structure: walls, ceiling, internal partitions, supports, etc., is injected into the thickness of the roof. Since this air is supplied to the thickness of the roof, the internal elements roof structures are exposed to this particular temperature. Depending on the specific structure of the building, a larger or smaller part of the structure of the building heats up evenly and, therefore, experiences a uniform heat load. This is especially true for buildings made of a homogeneous material, such as concrete or glass exterior surfaces. Uniform stresses caused by deformation, determined by the coefficient of expansion of the material, a decrease in the number of anthropogenic deformations contribute to uniform wear of the building structure, lengthening its life, reducing the cost of overhaul and maintenance.
Исключаются также дополнительные энергозатраты (для энергоснабжения специальных обогревателей) для нагрева теплоносителя (атмосферного воздуха), направляемого в толщу водоотводящих систем кровель здания, с целью предотвращения наледей и скопления снега, за счет использования тепловой энергии, которую содержат исходящие теплые вентиляционные потоки «отработанного» воздуха из вентилируемых отапливаемых помещений зданий.Additional energy costs are also excluded (for the power supply of special heaters) for heating the coolant (atmospheric air) directed into the thickness of the drainage systems of the roofs of the building, in order to prevent frost and snow accumulation, due to the use of thermal energy, which contains the outgoing warm ventilation flows of the “exhaust” air from ventilated heated rooms of buildings.
Обеспечивается достижение максимальной теплопередачи тепловой энергии, которую содержат исходящие теплые вентиляционные потоки «отработанного» воздуха из вентилируемых отапливаемых помещений зданий, направляемые непосредственно в толщу водоотводящих систем кровель здания за счет предотвращения потерь, которые неизбежны при нагреве атмосферного воздуха, направляемого в толщу водоотводящих систем кровель здания, при использовании тепла, выделяемого конструктивными элементами вытяжных вентиляционных систем здания (как это сделано в прототипе).Achieving maximum heat transfer of thermal energy, which contains the outgoing warm ventilation flows of "exhaust" air from the ventilated heated rooms of the buildings, sent directly to the thickness of the roof drainage systems of the building by preventing losses that are inevitable when heating the atmospheric air sent to the thickness of the roof drainage systems of the building , when using heat generated by structural elements of exhaust ventilation systems of the building (as is done in the prototype).
Кроме того, благодаря тому, что процесс обогрева поверхности кровли осуществляется не через промежуточный обогрев чердачного помещения и утепленных кровельных панелей, а напрямую - посредством каналов подвода теплоносителя непосредственно в толщу водоотводящих систем кровель здания для обогрева критических, с точки зрения образования наледей и скопления снега, участков поверхностей элементов водоотводящих систем кровель здания, заявленное решение обеспечивает повышение эффективности обогрева водоотводящих систем кровель здания, так как исключены потери на обогрев чердачного помещения: обогрев кровли через обогрев чердачного помещения может осуществляться не прямо, а лишь косвенно, из-за того, что обогрев чердачного помещения требует и теплоизоляции между кровлей и чердачным помещением, что дополнительно затрудняет эффективный обогрев поверхности кровли, создавая потери тепла, и за счет неполного отбора тепла выпускаемого наружу воздуха, а также из-за того, что от нагретого пространства чердачного помещения кровля может нагреваться нерационально.In addition, due to the fact that the process of heating the roof surface is carried out not through the intermediate heating of the attic and insulated roof panels, but directly - through the channels for supplying the heat carrier directly into the thickness of the drainage systems of the roofs of the building for heating, which are critical, from the point of view of ice accumulation and snow accumulation, sections of the surfaces of the elements of the drainage systems of the roofs of the building, the claimed solution provides an increase in the heating efficiency of the drainage systems of the roofs of the building, t Since losses to heating the attic are excluded: heating the roof through heating the attic can not be carried out directly, but only indirectly, because the heating of the attic requires insulation between the roof and the attic, which further complicates the effective heating of the roof surface, creating heat losses, and due to the incomplete selection of heat of the air discharged outside, and also due to the fact that the roof can be irrationally heated from the heated space of the attic space.
Заявленный способ обеспечивает также снижение нагрузки на элементы конструкции здания и, как следствие, безопасности эксплуатации и увеличение срока их службы за счет равномерного обогрева элементов конструкции здания.The claimed method also reduces the load on the structural elements of the building and, as a consequence, the safety of operation and increase their service life due to the uniform heating of the structural elements of the building.
Использование заявленного способа обеспечивает снижение нагрузочной способности несущих конструкций кровель и самого здания и, как следствие, снижение материальных затрат на строительство и ремонт зданий и сооружений, а также обеспечение их безопасной эксплуатации.Using the claimed method provides a reduction in the load capacity of the supporting structures of the roofs and the building itself and, as a result, a reduction in material costs for the construction and repair of buildings and structures, as well as ensuring their safe operation.
Заявленный способ может быть осуществлен с помощью известных в области техники средств и компонентов и соответствуют условию патентоспособности "промышленная применимость".The claimed method can be carried out using means and components known in the art and meet the patentability condition "industrial applicability".
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009121766/03A RU2439260C2 (en) | 2009-06-08 | 2009-06-08 | Method of building roof collecting systems protection against icing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009121766/03A RU2439260C2 (en) | 2009-06-08 | 2009-06-08 | Method of building roof collecting systems protection against icing |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006120092/03A Substitution RU2375529C2 (en) | 2006-06-08 | 2006-06-08 | Device for protecting water outlet systems of roofs against ice formation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009121766A RU2009121766A (en) | 2010-12-20 |
| RU2439260C2 true RU2439260C2 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=44056168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009121766/03A RU2439260C2 (en) | 2009-06-08 | 2009-06-08 | Method of building roof collecting systems protection against icing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2439260C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655063C1 (en) * | 2017-03-01 | 2018-05-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Condensate removal device from the apartment building flue duct |
| RU2655062C1 (en) * | 2017-03-01 | 2018-05-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method of condensate removing from the apartment building chimney |
| RU179864U1 (en) * | 2017-12-05 | 2018-05-28 | Дмитрий Сергеевич Скотников | DEVICE FOR REMOVING ICE AND SNOW FROM BUILDING ROOF |
| RU2729294C2 (en) * | 2019-05-13 | 2020-08-05 | Григорий Савельевич Сбоев | Drainage system of building, preventing formation of frost therein (embodiments) |
-
2009
- 2009-06-08 RU RU2009121766/03A patent/RU2439260C2/en active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655063C1 (en) * | 2017-03-01 | 2018-05-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Condensate removal device from the apartment building flue duct |
| RU2655062C1 (en) * | 2017-03-01 | 2018-05-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method of condensate removing from the apartment building chimney |
| RU179864U1 (en) * | 2017-12-05 | 2018-05-28 | Дмитрий Сергеевич Скотников | DEVICE FOR REMOVING ICE AND SNOW FROM BUILDING ROOF |
| RU2729294C2 (en) * | 2019-05-13 | 2020-08-05 | Григорий Савельевич Сбоев | Drainage system of building, preventing formation of frost therein (embodiments) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009121766A (en) | 2010-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nahar et al. | Performance of different passive techniques for cooling of buildings in arid regions | |
| US20070130850A1 (en) | Ventilated roofing tiles | |
| RU2439260C2 (en) | Method of building roof collecting systems protection against icing | |
| CA2525613A1 (en) | Roof deicing apparatus | |
| US4371031A (en) | Arrangement for air conditioning control in buildings | |
| RU72247U1 (en) | SYSTEM FOR REMOVING THE SNOW AND NALEDIA FROM ROOF OF BUILDINGS | |
| RU2300611C1 (en) | Method to prevent snow accumulation and icicle formation on roof and to protect building roofs, gutters, water drains, pavements, stairs, motor roads, aerodromes and bridges against ice growth | |
| RU2375529C2 (en) | Device for protecting water outlet systems of roofs against ice formation | |
| RU2666507C1 (en) | Heating and air conditioning system for building | |
| RU2628958C2 (en) | Heat supply system | |
| CN211400379U (en) | Defrosting anti-freezing device for air source heat pump and air source heat pump | |
| JP3848652B2 (en) | Solar system house | |
| JP2000297502A (en) | Environmental condition maintaining system for housing | |
| RU2435005C1 (en) | Method to prevent formation of ice nodes on metal roofs | |
| RU2301311C1 (en) | Icicle formation prevention device | |
| RU2158809C1 (en) | Rain-water goods with electric heating | |
| JP7487435B1 (en) | Roof snow melting equipment using circulating water | |
| RU2301310C1 (en) | Combined icicle formation prevention device | |
| JP2001059364A (en) | Method for melting snow on roof making use of heat insulation of snow | |
| RU118996U1 (en) | DEVICE FOR MELTING SNOW FROM THE SURFACE OF FLAT ROOFS | |
| Ufimtseva et al. | Critical Analysis of Activities on Removal of Icicles and Ice from Roofs of Buildings and Possibility of Prevention of their Formation | |
| KR100404377B1 (en) | A bottom insulating material having a draining function | |
| RU2301309C1 (en) | Reversible device for icicle formation prevention | |
| JPS6357590B2 (en) | ||
| RU2421581C1 (en) | Method of diversion device protection against icing |