RU2527274C2

RU2527274C2 - Roof with devices for ice and snow removal (versions)

Info

Publication number: RU2527274C2
Application number: RU2012155976/03A
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Афанасьев; Екатерина Юрьевна Важенина; Юрий Михайлович Федоров
Original assignee: Юрий Михайлович Федоров
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-08-27
Also published as: RU2527274C9; RU2012155976A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to the field of construction, namely, to construction of new and reconstruction of existing roofs of dwelling houses, buildings and structures with a metal roof. The roof is equipped with a device for ice and snow removal, which is a structure from lightweight elastic material laid onto roof slope and gutter. In the lower part the device is equipped with a heating electric cable and ballast that makes the elastic structure heavier. The top of the elastic structure is fixed so that between the roof and the elastic structure there is a gap sufficient for leaking of rain water from the slope into the gutter located under the elastic structure.

EFFECT: increased operational reliability of a roof.

5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству новых и реконструкции существующих крыш жилых домов, зданий и сооружений с металлической кровлей.The invention relates to the field of construction, namely the construction of new and reconstruction of existing roofs of residential buildings, buildings and structures with a metal roof.

Известны покатые крыши жилых домов, зданий и сооружений, состоящие из стропильной системы, обвязки и размещенной на ней металлической кровли (см., например, книгу: Зинеева Л.А. «Справочник инженера строителя». Феникс, 2009 г.), в состав которой входят спуск, желоб, скат и ограждение. В холодный период года удаление с крыши льда и снега осуществляется механическим способом с использованием ручного труда.There are known sloping roofs of houses, buildings and structures, consisting of a rafter system, a strapping and a metal roof placed on it (see, for example, the book: L. Zineeva, “A Handbook of a Civil Engineer.” Phoenix, 2009), which includes a descent, a gutter, a ramp and a fence. In the cold season, removal of ice and snow from the roof is carried out mechanically using manual labor.

Недостатком крыши является отсутствие в ее составе устройств, препятствующих образованию на ее поверхности льда и снега.The disadvantage of the roof is the absence in its composition of devices that prevent the formation of ice and snow on its surface.

За прототип принята известная покатая крыша с устройством для удаления льда и снега (см. RU 2392398 C1 «Устройство для удаления снега и льда с карнизного свеса крыши»), состоящая из стропильной системы, обвязки и размещенной на ней металлической кровли, в состав которой входят спуск, желоб, скат и ограждающая конструкция. Устройство для удаления с крыши льда и снега представляет собой специально выполненную для этих целей жесткую конструкцию спуска кровли, в котором вмонтирован греющий электрический кабель. Изготовление металлической кровли с устройством для удаления льда и снега ничем не отличается от изготовления аналогичной металлической кровли без данного устройства, т.е. осуществляется в направлении от расположенного снизу спуска к расположенному вверху скату. При реконструкции крыши замену существующего спуска на другой спуск с устройством для удаления льда и снега выполнить без установки вдоль стен здания дорогостоящих строительных лесов чрезвычайно сложно и опасно. Поэтому данное решение при реконструкции крыши может быть использовано только тогда, когда предполагается полная замена кровли реконструируемой крыши на новую кровлю.The prototype is a well-known sloping roof with a device for removing ice and snow (see RU 2392398 C1 “Device for removing snow and ice from the eaves of a roof”), consisting of a rafter system, a strapping and a metal roof placed on it, which includes descent, gutter, ramp and enclosure. The device for removing ice and snow from the roof is a rigid roof descent specially made for these purposes, in which a heating electric cable is mounted. The manufacture of a metal roof with a device for removing ice and snow is no different from the manufacture of a similar metal roof without this device, i.e. carried out in the direction from the bottom downhill to the top located ramp. When reconstructing a roof, it is extremely difficult and dangerous to replace an existing descent with another descent with a device for removing ice and snow without installing expensive scaffolding along the walls of the building. Therefore, this solution during the reconstruction of the roof can only be used when it is assumed that the roof of the reconstructed roof is completely replaced with a new roof.

Недостатком данного решения является высокая стоимость строительных работ при реконструкции существующих крыш, в том числе ремонта электронагревательной кабельной системы в случае ее поломки.The disadvantage of this solution is the high cost of construction work during the reconstruction of existing roofs, including the repair of an electric heating cable system in case of breakage.

Целью изобретения является снижение стоимости строительства, повышение надежности и эксплуатационных качеств реконструируемой крыши.The aim of the invention is to reduce the cost of construction, improving the reliability and performance of the reconstructed roof.

Поставленная цель достигается тем, что крыша, включающая стропильную систему, обвязку и размещенную на ней металлическую кровлю, в состав которой входят спуск, желоб и скат, а также устройство для удаления с крыши льда и снега, отличается тем, что устройство для удаления льда и снега выполнено в виде эластичной конструкции, уложенной поверх спуска и желоба, низ которой расположен на нижней границе спуска и оснащен утяжеляющим эластичную конструкцию балластом и, при необходимости, оснащен греющим электрическим кабелем, а верх эластичной конструкции закреплен на крыше так, чтобы между металлической кровлей и эластичной конструкцией оставался зазор, достаточный для стекания со ската дождевых вод в расположенный под эластичной конструкцией желоб.This goal is achieved in that the roof, including the rafter system, the harness and the metal roof placed on it, which includes a descent, gutter and slope, as well as a device for removing ice and snow from the roof, is characterized in that the device for removing ice and The snow is made in the form of an elastic structure laid on top of the descent and the gutter, the bottom of which is located on the lower boundary of the descent and is equipped with a ballast that weights the elastic structure and, if necessary, is equipped with a heating electric cable, and the top is elastic struction is fixed on the roof so that the roof between the metal and the elastic structure is a gap sufficient for draining rainwater from the slope in the chute located below the elastic structure.

Низ эластичной конструкции может быть выполнен в виде свободно свисающей со спуска замкнутой полости, внутри которой помещен утяжеляющий замкнутую полость балласт и, возможно, греющий электрический кабель. Эластичная конструкция также может быть выполнена в виде оболочки с утяжеляющим ее балластом, в том числе с греющим электрическим кабелем, причем низ оболочки может свободно свисать со спуска или располагаться в пределах его нижней границы. Скат кровли состоит из двух кровельных слоев и расположенной между ними теплоизоляционной прослойки, причем нижний кровельный слой прикреплен анкерами, вмонтированными в ребра жесткости данного кровельного слоя, к обвязке стропильной системы, а верхний кровельный слой соединен с нижним кровельным слоем анкерами, вмонтированными в ребра жесткости обоих слоев.The bottom of the elastic structure can be made in the form of a closed cavity freely hanging from the descent, inside which a weighting closed cavity is placed, and, possibly, a heating cable. The elastic structure can also be made in the form of a shell with a weighting ballast, including a heating electric cable, and the bottom of the shell can freely hang from the descent or be located within its lower boundary. The roof slope consists of two roofing layers and a heat-insulating layer located between them, with the lower roofing layer attached by anchors mounted in the stiffening ribs of this roofing layer to the truss system, and the upper roofing layer connected to the lower roofing layer by anchors mounted in the stiffening ribs of both layers.

Эластичная конструкция выполнена из легкого водоотталкивающего материала с низкой теплоемкостью и теплопроводностью. Вибрация растягиваемого утяжеляющим балластом полотна эластичной конструкции, возникающая при порывах ветра, препятствует накоплению снега на ее поверхности. Греющий электрический кабель предназначен для повышения эффективности удаления льда и снега с поверхности эластичной конструкции. С целью экономии электроэнергии и предохранения греющего электрического кабеля от повреждений дополнительно может использоваться теплоизоляционная прослойка, отделяющая греющий электрический кабель от балласта. Греющий электрический кабель также может быть помещен в расположенный под оболочкой желоб. Возможное включение и отключение каждого греющего кабеля от источника электроэнергии производится по мере необходимости, обусловленной накоплением льда и снега на крыше. Обычно расстояние от нижней границы спуска до ограждения составляет примерно один метр, поэтому монтаж устройства для удаления с крыши льда и снега, выполняемого из легкого по весу эластичного материала, может осуществляться минимальным числом монтажников, находящихся в безопасной зоне - за ограждением. В период эксплуатации данное устройство легко, без привлечения специальных технических средств, может быть демонтировано. Устройство для удаления льда и снега готовится для монтажа на участке крыши, за ограждением. В варианте эластичной конструкции, выполненной, например, из полимерных мембран с замкнутой нижней полостью, эластичная конструкция поставляется на объект в готовом на весь монтируемый участок виде. Эластичная конструкция сначала, при необходимости, оснащается греющим электрическим кабелем и заполняется растягивающим оболочку сыпучим утяжеляющим балластом, например мелким щебнем или каменной крошкой, после чего она спускается вниз, в штатное положение, и верхней частью закрепляется на крыше, например, к стойкам ограждения. Между кровлей и эластичной конструкцией оставляется зазор, достаточный для стока воды к желобу.The elastic design is made of lightweight water-repellent material with low heat capacity and thermal conductivity. Vibration of elastic web stretched by weighting ballast, which occurs when gusts of wind, prevents the accumulation of snow on its surface. The heating electric cable is designed to increase the efficiency of removing ice and snow from the surface of an elastic structure. In order to save energy and protect the heating electric cable from damage, an additional heat-insulating layer can be used that separates the heating electric cable from the ballast. A heating electric cable can also be placed in a gutter located under the sheath. The possible inclusion and disconnection of each heating cable from a source of electricity is performed as necessary, due to the accumulation of ice and snow on the roof. Typically, the distance from the lower boundary of the descent to the fence is about one meter, so the installation of a device for removing ice and snow from the roof, made of light-weight elastic material, can be carried out by a minimum number of installers in a safe area behind the fence. During operation, this device can easily be dismantled without involving special technical means. A device for removing ice and snow is being prepared for installation on the roof section, behind the fence. In a variant of the elastic structure made, for example, of polymer membranes with a closed lower cavity, the elastic structure is delivered to the object in a form that is ready for the entire mounted section. The elastic structure is first equipped, if necessary, with a heating electric cable and is filled with a loose shell weighting ballast, for example, small gravel or stone chips, after which it descends to its normal position, and is fixed on the roof, for example, to the fence posts. A sufficient gap is left between the roof and the elastic structure to allow water to drain to the gutter.

Эластичную конструкцию в виде оболочки выполняют, как правило, из сложенного вдвое легкого по весу эластичного полотна, которое расстилают поверх спуска и желоба с ориентацией торцов полотна в направлении ограждения. По длине оболочка может быть цельной или состоять из предварительно состыкованных между собой секций или состоять из отдельных секций, уложенных внахлест.Через открытую сторону вдвое сложенного полотна оболочку частично загружают сыпучим минеральным балластом, например мелким щебнем или каменной крошкой, который при монтаже сдвигают вниз, где уже может быть помещен греющий кабель. Торцы полотна скрепляют между собой и фиксируют их, например, на опорной части ограждения или на ребрах ската с зазором над кровлей, достаточным для стекания дождевых стоков в расположенный под оболочкой желоб. В верхней части эластичную оболочку крепят к стойкам ограждения, снизу - оболочка равномерно придавливается балластом к спуску кровли и фиксируется в таком положении. Оболочка может свободно свисать с края спуска. В этом случае балласт заполняет только свисающую с крыши часть оболочки. Для невысоких зданий, где по каким-либо соображениям свес эластичной оболочки с крыши не допускается, ее выполняют в границах спуска и утяжеляющим балластом, заполняющим всю нижнюю часть оболочки до желоба.An elastic construction in the form of a shell is performed, as a rule, from a folded twice light-weight elastic web, which is spread over the descent and groove with the orientation of the web ends in the direction of the fence. The length of the shell can be solid or consist of sections previously joined together or consist of separate sections overlapped. Through the open side of the double-folded web, the shell is partially loaded with loose mineral ballast, for example, small gravel or stone chips, which are shifted downwards during installation, where a heating cable can already be placed. The ends of the web are fastened together and fixed, for example, on the supporting part of the fence or on the edges of the ramp with a clearance above the roof sufficient to drain rainwater into the gutter located under the shell. In the upper part, the elastic shell is attached to the racks of the fence, from the bottom - the shell is evenly pressed by the ballast to the roof and is fixed in this position. The shell can freely hang from the edge of the descent. In this case, the ballast fills only the part of the shell hanging from the roof. For low buildings, where for some reason the overhang of the elastic shell from the roof is not allowed, it is performed within the boundaries of the descent and with a weighting ballast, filling the entire lower part of the shell to the gutter.

При реконструкции крыши весьма полезным является размещение поверх существующей металлической кровли рулонного утеплителя с дополнительным устройством верхней кровли. Дополнительная верхняя кровля крепится анкерами к ребрам существующей нижней кровли. Представленное техническое решение существенно снижает стоимость строительных работ, обусловленных необходимостью демонтажа старой кровли при реконструкции крыши, повышает надежность крыши, снижает потери тепла из чердачного помещения здания и обеспечивает благоприятный тепловой режим на поверхности кровли, положительно влияющий на снижение образования наледей на нижней границе спуска.When reconstructing the roof, it is very useful to place a roll insulation with an additional upper roof device on top of the existing metal roof. An additional upper roof is anchored to the ribs of the existing lower roof. The presented technical solution significantly reduces the cost of construction work due to the need to dismantle the old roof during roof reconstruction, increases the reliability of the roof, reduces heat loss from the attic of the building and provides favorable thermal conditions on the roof surface, which positively affects the reduction of ice formation on the lower boundary of the descent.

Предлагаемая крыша представлена на чертежах:The proposed roof is presented in the drawings:

фиг.1 - общий вид крыши;figure 1 - General view of the roof;

фиг.2 - устройство для удаления с крыши льда и снега, вариант эластичной конструкции со свободно свисающей со спуска замкнутой полостью;figure 2 - a device for removing ice and snow from the roof, a variant of an elastic structure with a closed cavity freely hanging from the descent;

фиг.3 - устройство для удаления с крыши льда и снега, вариант эластичной конструкции со свободно свисающей со спуска оболочкой;figure 3 - a device for removing ice and snow from the roof, a variant of an elastic structure with a shell freely hanging from the descent;

фиг.4 - устройство для удаления с крыши льда и снега, вариант эластичной конструкции с оболочкой, расположенной в пределах нижней границы спуска;figure 4 - a device for removing from the roof of ice and snow, a variant of the elastic structure with a shell located within the lower boundary of the descent;

фиг.5 - разрез ската кровли.5 is a section of the slope of the roof.

Крыша включает стропильную систему 1, обвязку 2 и размещенную на ней металлическую кровлю, состоящую из спуска 3, желоба 4, ската 5 и ограждения 6. Снизу спуск 3 опирается на костыль 7, а желоб 4 фиксируется на спуске 3 крюком 8. Поверх спуска 3 и желоба 4 размещено устройство 9 для удаления с крыши льда и снега, состоящее из эластичной конструкции 10, греющего электрического кабеля 11 и утяжеляющего балласта 12, выполненного, например, из мелкого щебня или каменной крошки. Скат кровли состоит из двух кровельных слоев. При реконструкции старых крыш нижний кровельный слой 13 является кровлей реконструируемой крыши, а верхний слой 14 является дополнительным новым слоем, который крепится к ребрам жесткости нижнего слоя 13 с помощью анкеров, соединяющих между собой ребра верхнего и нижнего слоев (на чертеже не показано). По этой причине верхний дополнительный кровельный слой 14 должен повторять конструкцию нижнего кровельного слоя 13. Между кровельными слоями 13 и 14 помещена теплоизоляционная прослойка 15, выполняющая также роль балласта, через который нагрузка, действующая на верхний кровельный слой 14, передается на нижерасположенную обвязку 2. По этой причине теплоизоляционную прослойку 15 целесообразно выполнять из упругого материала, как правило, рулонного. Для лучшего взаимодействия прослойки 15 с нижним кровельным слоем 13, а также обеспечения дополнительной защиты кровельного слоя 13 от коррозии теплоизоляционная прослойка должна быть водонепроницаемой и наклеиваться на слой 13, например, с помощью резинобитумной мастики.The roof includes the rafter system 1, the harness 2 and the metal roof placed on it, consisting of a slope 3, a chute 4, a slope 5 and a fence 6. From the bottom, the chimney 3 rests on a crutch 7, and the chute 4 is fixed on the slope 3 by a hook 8. On top of the slope 3 and gutter 4 there is a device 9 for removing ice and snow from the roof, consisting of an elastic structure 10, a heating electric cable 11 and a weighting ballast 12 made, for example, of small gravel or stone chips. The roof slope consists of two roofing layers. When reconstructing old roofs, the lower roofing layer 13 is the roof of the reconstructed roof, and the upper layer 14 is an additional new layer that is attached to the stiffeners of the lower layer 13 using anchors connecting the ribs of the upper and lower layers (not shown). For this reason, the upper additional roofing layer 14 must repeat the design of the lower roofing layer 13. Between the roofing layers 13 and 14 there is a heat-insulating layer 15, which also acts as a ballast, through which the load acting on the upper roofing layer 14 is transferred to the lower strapping 2. for this reason, the heat-insulating layer 15 is expediently made of an elastic material, usually a rolled material. For better interaction of the interlayer 15 with the lower roofing layer 13, as well as providing additional protection of the roofing layer 13 from corrosion, the heat-insulating layer must be waterproof and glued to the layer 13, for example, using rubber-bitumen mastic.

В теплый период года атмосферные осадки по скату 5 через щель между кровлей и эластичной конструкцией 10 свободно стекают в желоб 4 водоотводной системы. В холодный период года образовывающиеся на нижней границе крыши наледь и снег удаляются методом периодического подключения греющего электрического кабеля 11 к системе электроснабжения. Для очистки желоба 4 ото льда внутри него также может быть уложен греющий электрический кабель (на чертеже не показан). Выше устройства 9 для удаления с крыши льда и снега могут размещаться специальные рассекатели, препятствующие сходу больших снежных лавин с крыши.In the warm season, precipitation along the slope 5 through the gap between the roof and the elastic structure 10 freely flow into the gutter 4 of the drainage system. In the cold season, ice and snow formed on the lower boundary of the roof are removed by periodically connecting the heating electric cable 11 to the power supply system. To clean the gutter 4 from the ice inside it, a heating electric cable (not shown) can also be laid. Above the device 9 for removing ice and snow from the roof, special dividers can be placed that prevent large snow avalanches from coming off the roof.

Claims

1. The roof, including the rafter system, the harness and the metal roof placed on it, which includes a descent, a gutter and a slope, as well as a device for removing ice and snow from the roof, characterized in that the device for removing ice and snow is made in the form an elastic structure laid on top of the descent and the gutter, the bottom of which is located on the lower boundary of the descent and is equipped with a ballast that weights the elastic structure, and the top of the elastic structure is fixed to the roof so that between the metal roof and the elastic structure there was a clearance sufficient to drain rainwater from the slope into the gutter located under the elastic structure.

2. The roof according to claim 1, characterized in that the bottom of the elastic structure is a closed cavity freely hanging from the descent, inside of which a weighting closed cavity of the ballast is placed.

3. The roof according to claim 1, characterized in that the elastic structure is made in the form of a shell, in the lower part of which a weighting ballast is located.

4. The roof according to claim 1, characterized in that the elastic structure, laid on top of the descent and the gutter, in the lower part is equipped with a heating electric cable.

5. The roof according to claim 1, characterized in that the roof slope consists of two roof layers and a heat-insulating layer located between them, the lower roof layer being attached by anchors mounted in the stiffening ribs of the roof layer to the truss system and the upper roof layer connected to the lower roofing layer by anchors mounted in the stiffeners of both layers.