RU2667559C2 - External drainage system from the roofing of the building - Google Patents
External drainage system from the roofing of the building Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667559C2 RU2667559C2 RU2015153243A RU2015153243A RU2667559C2 RU 2667559 C2 RU2667559 C2 RU 2667559C2 RU 2015153243 A RU2015153243 A RU 2015153243A RU 2015153243 A RU2015153243 A RU 2015153243A RU 2667559 C2 RU2667559 C2 RU 2667559C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cable
- roof
- water
- drain
- funnel
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 111
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 53
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 39
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 28
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 24
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 24
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 12
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 101150038956 cup-4 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
- E04D13/00—Special arrangements or devices in connection with roof coverings; Protection against birds; Roof drainage ; Sky-lights
- E04D13/04—Roof drainage; Drainage fittings in flat roofs, balconies or the like
- E04D13/076—Devices or arrangements for removing snow, ice or debris from gutters or for preventing accumulation thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству, в частности к инженерному оборудованию зданий, конкретно к системам внешнего водостока для удаления талой воды в зимний период с кровель крыш зданий, оборудованных электронагревательными кабельными антиобледенительными системами.The invention relates to the construction, in particular, to the engineering equipment of buildings, specifically to external gutter systems for removing melt water in winter from roofs of buildings equipped with electric heating cable de-icing systems.
Известна система внешнего водостока с электрическим подогревом, в которой на водоприемную воронку, имеющую ободок, конус и стакан, и водосточную трубу нанесен слой теплоизоляционного материала, а электрические нагревательные элементы размещены на внешней поверхности водоприемной воронки и водосточной трубы под слоем этого материала, причем в водосточную трубу введен воздушный клапан, перекрывающий поперечное сечение водосточной трубы и обеспечивающий пропускание текущей сверху талой воды и ликвидирующий прохождение воздуха снизу за счет естественной тяги [1] (патент РФ 2158809, Е04D 13/064, опубл. 10.11.2000).A known system of an external drain with electrically heated, in which a layer of heat-insulating material is applied to a water intake funnel having a rim, cone and glass, and a drain pipe, and electric heating elements are placed on the outer surface of the water intake funnel and drain pipe under a layer of this material, and an air valve was introduced into the pipe, blocking the cross section of the drainpipe and allowing the passage of melt water flowing from above and eliminating the passage of air from below and due to natural traction [1] (RF patent 2158809, E04D 13/064, publ. 10.11.2000).
Недостатком такого технического решения является, во-первых, высокая материалоемкость и стоимость такой системы внешнего водостока, а во-вторых, она обеспечивает сброс воды непосредственно на землю, имеющую зимой отрицательную температуру, что приводит к образованию наледей непосредственно под водосточными трубами.The disadvantage of this technical solution is, firstly, the high material consumption and cost of such an external drainage system, and secondly, it provides a discharge of water directly to the ground, which has a negative temperature in winter, which leads to ice formation directly under the drainpipes.
Ближайшим техническим решением к заявленному (прототипом) являются предложенная в [2] антиобледенительная система, у которой на карнизном свесе кровли и в желобах жестко закреплены нити электрического нагревательного кабеля для растапливания находящегося на кровле крыши и в желобах снега, а в водосточных трубах системы внешнего водостока проложены свободно закрепленные на тросе или на цепи и непересекающиеся между собой нити (от одной до нескольких) электрического нагревательного кабеля, при этом сливное колено каждой водосточной трубы соединено подземной трубой со своим водоприемником, представляющим собой ливневый колодец, на стенке которого закреплен электрический нагревательный кабель для ее обогрева до точки промерзания грунта.The closest technical solution to the claimed one (prototype) is the anti-icing system proposed in [2], in which the electric heating cable is rigidly fixed on the eaves overhang of the roof and in the gutters to melt the snow located on the roof and in the gutters, and in the drain pipes of the external drainage system laid loosely fixed on a cable or chain and disjoint between each other (from one to several) electric heating cable, with the drain elbow of each drain pipe It is connected by an underground pipe to its water intake, which is a storm well, on the wall of which an electric heating cable is fixed to heat it to the freezing point of the soil.
Такое выполнение системы внешнего водостока имеет ряд существенных недостатков, снижающих ее технико-экономическую эффективность. Во-первых, высокая материалоемкость (увеличенный расход кабеля) и трудоемкость монтажа этой системы (закрепление кабеля на стенках ливневого колодца), что несомненно повышает ее стоимость и эксплуатационные затраты на обслуживание. Во-вторых, обогрев стенок ливневого колодца значительно повышает энергозатраты на процесс водоотведения талой воды с крыши непосредственно до коллектора ливневой канализации. В-третьих, такая антиобледенительная система обладает невысокой надежностью. Электрический нагревательный кабель в ливневом колодце подвергается особенно в летний период механическому воздействию ливневых потоков, несущих, как правило, довольно много механических примесей, например песка, которые с течением времени нарушают механическую прочность внешней оболочки кабеля и ее электроизоляционные свойства. Кабель, проложенный в водоприемной воронке, попадает под действие снега, льда, солнечной радиации, потоков воды, стекаемой с кровли и несущей смываемые с нее твердые частицы. Это отрицательно сказывается на механической прочности и электроизоляционных свойств его внешней оболочки кабеля в водоприемной воронке. Замена кабеля, особенно в ливневом колодце, требует больших трудозатрат. В-четвертых, такая система водоотведения талой воды в принципе возможна только при наличии около здания ливневой канализации, что соответственно резко сужает область применения такой кабельной антиобледенительной системы на практике.This embodiment of the external drainage system has a number of significant drawbacks that reduce its technical and economic efficiency. Firstly, high material consumption (increased cable consumption) and the complexity of installing this system (securing the cable to the walls of a storm well), which undoubtedly increases its cost and operating costs for maintenance. Secondly, heating the walls of a storm well significantly increases energy costs for the process of draining melt water from the roof directly to the storm sewer. Thirdly, such an anti-icing system has low reliability. Especially during the summer period, an electric heating cable in a storm well is subjected to mechanical impact of storm flows, which usually carry quite a lot of mechanical impurities, such as sand, which over time violate the mechanical strength of the cable’s outer sheath and its electrical insulating properties. The cable laid in the water intake funnel falls under the influence of snow, ice, solar radiation, streams of water flowing from the roof and carrying solid particles washed away from it. This adversely affects the mechanical strength and electrical insulation properties of its outer cable sheath in the water intake funnel. Replacing a cable, especially in a storm well, requires a lot of labor. Fourth, such a meltwater drainage system is in principle possible only if there is a storm sewer near the building, which accordingly drastically narrows the scope of such a cable de-icing system in practice.
Поэтому прототип не может обеспечить эффективный процесс отведения талой воды с карнизного свеса крыши даже при наличии у здания ливневой канализации, так как имеет высокую энергоемкость отвода талой воды, невысокую эксплуатационную надежность и довольно высокие затраты на обеспечение работы этой системы.Therefore, the prototype cannot provide an effective process for the removal of melt water from the eaves overhang, even if the building has a storm sewer, as it has a high energy consumption of melt water drainage, low operational reliability and rather high costs for ensuring the operation of this system.
Задачей изобретения является создание универсальной системы внешнего водостока талой воды в зимний период с кровли крыши здания, оборудованной электронагревательной кабельной антиобледенительной системой, в которой ликвидированы условия образования наледей не только в самой системе внешнего водостока, а и на земной поверхности непосредственно под водосточной трубой вне зависимости от наличия вблизи здания ливневой канализации и имеющей, кроме того, более высокие технико-экономические показатели работы этой системы.The objective of the invention is the creation of a universal system of an external drain of melt water in the winter from the roof of the building, equipped with an electric heating cable de-icing system, in which the conditions for the formation of ice accumulation are eliminated not only in the external drain system, but also on the earth’s surface directly under the drain pipe, regardless the presence of storm sewers near the building and having, in addition, higher technical and economic performance indicators of this system.
Достигаемый при этом технический результат заключается в расширении области применения предлагаемой системы внешнего водостока талой воды с кровель крыш, оборудованных электронагревательными кабельными антиобледенительными системами, при одновременном уменьшении потерь тепла в окружающую среду, а соответственно и снижении энергозатрат процесса водоотведения, а также повышении надежности работы этой системы и уменьшении трудозатрат на ее эксплуатацию.The technical result achieved in this case is to expand the scope of the proposed system of an external drain of melt water from roofs equipped with electric heating cable de-icing systems, while reducing heat loss to the environment, and accordingly, reducing the energy consumption of the drainage process, as well as increasing the reliability of this system and reducing labor costs for its operation.
Указанный технический результат достигается тем, что на ободке водоприемной воронки установлена съемная полая конусообразная вставка, верхнее большее основание которой перекрывает входное сечение ободка воронки, а нижнее меньшее снабжено насадком, причем вставка размещена с коаксиальным зазором между ободком, конусом и стаканом водоприемной воронки, кабель для обогрева водостока соединен с кабелем для обогрева элементов крыши разъемной соединительной муфтой и далее спирально жестко закреплен в коаксиальном зазоре на наружной поверхности вставки с зазором относительно воронки и верхнего конца внешней водосточной трубы и прикреплен к тросу ниже насадка зажимами, которые внутри указанной трубы имеют плоские вертикальные ребра и развернуты относительно друг друга, а подземная труба для соединения с водоприемником гидро- и теплоизолирована с внешней стороны.The specified technical result is achieved by the fact that a removable hollow cone-shaped insert is installed on the rim of the intake funnel, the upper larger base of which overlaps the inlet section of the funnel rim, and the lower smaller one is equipped with a nozzle, the insert being placed with a coaxial gap between the rim, the cone and the glass of the intake funnel, cable for the gutter heating is connected to the cable for heating the roof elements with a detachable coupling and is further helically rigidly fixed in the coaxial gap to the outer turn the insertion with a gap relative to the funnel and the upper end of the external drainpipe and attached to the cable below the nozzle with clamps, which inside the specified pipe have flat vertical ribs and are deployed relative to each other, and the underground pipe is hydro- and heat-insulated from the outside.
Водоприемник выполнен в виде заполненного твердым кусковым водостойким наполнителем поглотительного колодца, дно которого расположено в дренирующем слое грунта, стенки колодца в дренирующем слое перфорированы, а крышка люка колодца имеет съемную пробку, выполненную в зимнем герметичном варианте и в летнем, имеющем выше крышки люка каналы для сброса воды.The water intake is made in the form of an absorption well filled with a solid lumpy waterproof filler, the bottom of which is located in the drainage soil layer, the walls of the well in the drainage layer are perforated, and the manhole cover has a removable plug, made in a winter sealed version and in the summer, with channels for water discharge.
Кроме того, на конце троса закреплен груз округлой формы диаметром, обеспечивающим беспрепятственное прохождение троса с закрепленным кабелем по водосточной и подземной трубам.In addition, a round-shaped cargo with a diameter that secures the unhindered passage of the cable with a fixed cable through the drain and underground pipes is fixed at the end of the cable.
В указанную в самостоятельном пункте формулы изобретения совокупность признаков включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для получения технического результата.The set of features indicated in the independent claim, includes all the features, each of which is necessary, and all together are sufficient to obtain a technical result.
Установленная в водоприемной воронке с коаксиальным зазором съемная полая конусообразная вставка с закреплением на ее внешней поверхности электрического нагревательного кабеля устраняет отрицательное воздействие окружающей среды на внешнюю оболочку кабеля, что повышает надежность его работы. Верхнее большее основание конусообразной вставки полностью перекрывает входное сечение ободка воронки, а нижнее меньшее - снабжено насадком. В результате поступающая во вставку вода попадает в водосточную трубу только через насадок.A removable hollow cone-shaped insert installed in a water intake funnel with a coaxial gap and fixed on its outer surface of an electric heating cable eliminates the negative environmental impact on the outer sheath of the cable, which increases the reliability of its operation. The upper larger base of the cone-shaped insert completely overlaps the inlet section of the rim of the funnel, and the lower smaller one is equipped with a nozzle. As a result, the water entering the insert enters the drainpipe only through nozzles.
Диаметр нижнего меньшего основания конусообразной вставки подбирается таким, чтобы между внутренними поверхностями ободка, конуса и стакана водоприемной воронки и размещенным в коаксиальном зазоре электрическим нагревательным кабелем был зазор порядка 5…10 мм. При таком зазоре конвективная составляющая передачи тепла от нагревательного кабеля и нагретой стенки конусообразной вставки стенкам ободка, конуса и стакана воронки будет минимальной, так как в этом зазоре будет иметь место только свободная конвекция, а она, как известно, становится более-менее значимой только при толщине слоя газа между двумя поверхностями твердых тел более 4 см. Также будет мала и лучистая составляющая процесса теплообмена между нагревательным кабелем и нагретой стенки конусообразной вставки и стенками ободка, конуса и стакана воронки.The diameter of the lower smaller base of the cone-shaped insert is selected so that between the inner surfaces of the rim, cone and glass of the water intake funnel and the electric heating cable placed in the coaxial gap there is a gap of the order of 5 ... 10 mm. With this gap, the convective component of heat transfer from the heating cable and the heated wall of the cone-shaped insert to the walls of the rim, cone and funnel cup will be minimal, since only free convection will take place in this gap, and it, as you know, becomes more or less significant only when the thickness of the gas layer between two surfaces of solids is more than 4 cm. The radiant component of the heat exchange process between the heating cable and the heated wall of the conical insert and the rim walls will also be small and cup funnels.
Передача тепла в основном будет осуществляться за счет кондуктивной составляющей процесса передачи тепла в воздухе, а она будет очень небольшой ввиду чрезвычайно малой теплопроводности воздуха. Поэтому, практически все выделяемое нагревательным кабелем тепло пойдет на нагрев только съемной полой конусообразной вставки, причем по всей ее поверхности, так как теплопроводность металлов, из которых она может быть сделана очень высокая, а толщина корпуса конусообразной вставки довольно мала. В принципе она может быть сделана из того же листового металла, из которого сделана водосточная труба.Heat transfer will mainly be due to the conductive component of the process of heat transfer in air, and it will be very small due to the extremely low thermal conductivity of the air. Therefore, almost all the heat released by the heating cable will be used to heat only a removable hollow cone-shaped insert, and over its entire surface, since the thermal conductivity of the metals from which it can be made is very high, and the thickness of the cone-shaped insert body is quite small. In principle, it can be made of the same sheet metal of which the drainpipe is made.
Небольшие конвективная и лучистая составляющие теплообмена между электрическим нагревательным кабелем, закрепленным на внешней стороне конусообразной вставки, и внутренней поверхностью водоприемной воронкой позволяет не теплоизолировать ее стенки с внешней стороны для уменьшения ею потерь тепла в атмосферу. Нагрев же всей поверхности полой конусообразной вставки обеспечит подогрев талой воды, поступающей в нее в период работы антиобледенительной системы на кровле крыши вне зависимости от того, на какую часть внутренней поверхности конусообразной вставки попадут потоки талой воды.Small convective and radiant components of heat transfer between the electric heating cable fixed on the outside of the cone-shaped insert and the inner surface of the water intake funnel allows not to insulate its walls from the outside to reduce heat loss to the atmosphere. Heating the entire surface of the hollow cone-shaped insert will provide heating for the melt water entering it during the period of operation of the de-icing system on the roof, regardless of which part of the inner surface of the cone-shaped insert flows melt water flows.
Оборудование нижнего основания конусообразной вставки коническим суживающимся или цилиндрическим насадком, длиной равной 3-5 диаметрам выходного сечения насадка (рекомендованное соотношение между длинами насадков и диаметрами их выходных сечений), обеспечивает, во-первых, формирование потока талой воды в центре водосточной трубы, что несколько уменьшит контакт потока этой воды с холодными стенками трубы в процессе ее движения по трубе, а во-вторых, несколько увеличит начальную скорость потока воды на входе в водосточную трубу. Последнее уменьшит время продвижения талой воды по водосточной трубе и, следовательно, уменьшит потерю тепла ею в процессе движения по водосточной трубе.The equipment of the lower base of the cone-shaped insert with a tapered tapering or cylindrical nozzle with a length equal to 3-5 diameters of the nozzle exit section (the recommended ratio between nozzle lengths and the diameters of their outlet sections) ensures, firstly, the formation of melt water flow in the center of the drain pipe, which is somewhat will reduce the contact of the flow of this water with the cold walls of the pipe during its movement through the pipe, and secondly, it will slightly increase the initial velocity of the water flow at the entrance to the drain pipe. The latter will reduce the time for melt water to move through the drainpipe and, consequently, will reduce heat loss by it during movement along the drainpipe.
Диаметр выходного сечения насадка определяется возможным максимальным расходом талой воды с обогреваемой площади водостока в период работы антиобледенительной системы на кровле крыши. Если диаметр выходного сечения насадка не будет согласован с величиной возможного максимального расхода талой воды с кровли крыши, то может произойти переполнение внутренней емкости конусообразной вставки этой водой и ее перелив наружу с последующим замерзанием на наружных поверхностях водоприемной воронки и водосточной трубы.The diameter of the outlet cross section of the nozzle is determined by the possible maximum flow of melt water from the heated area of the drain during the operation of the de-icing system on the roof. If the diameter of the outlet cross section of the nozzle is not consistent with the value of the maximum possible flow of melt water from the roof, then the internal capacity of the cone-shaped insert can overflow with this water and overflow it with subsequent freezing on the outer surfaces of the water intake funnel and drainpipe.
Таким образом, установка в водоприемной воронке съемной полой конусообразной вставки с размещением в коаксиальном зазоре между их стенками электрического нагревательного кабеля позволяет снизить отрицательное воздействие окружающей среды на оболочку кабеля, что соответственно повысит надежность его работы. Кроме того, это обеспечивает уменьшение потерь тепла в атмосферу водоприемной воронкой и дополнительный подогрев талой воды стенкой конусообразной вставки.Thus, the installation of a removable hollow cone-shaped insert in a water intake funnel with placement of an electric heating cable in the coaxial gap between their walls allows reducing the negative environmental impact on the cable sheath, which will accordingly increase the reliability of its operation. In addition, this provides a reduction in heat loss to the atmosphere by the intake funnel and additional heating of the melt water by the wall of the conical insert.
Для исключения замерзания воды на стенках водосточной трубы ниже водоприемной воронки необходимо в течение всего периода работы антиобледенительной системы обеспечить поддержание на стенках трубы положительной температуры. Это можно сделать в принципе двумя способами. В первом - в трубе помещается несколько ниток нагревательного кабеля, как это отмечено в прототипе. Это увеличит выделение тепла непосредственно в водосточной трубе, однако одновременно приведет к удорожанию системы внешнего водостока, особенно при использовании дорогих саморегулирующихся электрических нагревательных кабелей, которые в настоящее время рекомендованы для размещения в водосточных трубах. Во втором - увеличивается теплоотдача от одного нагревательного кабеля, размещенного в водосточной трубе, за счет увеличения поверхности теплообмена между внешней оболочкой этого кабеля и внутренней средой (воздух + поток талой воды) в трубе. При этом увеличение такой поверхности не должно препятствовать движению потока талой воды в трубе. В этом случае можно будет проложить в водосточной трубе более мощный нагревательный кабель, не боясь перегрева его внутренней электроизоляции и внешней оболочки.To prevent freezing of water on the walls of the drainpipe below the water intake funnel, it is necessary to maintain a positive temperature on the walls of the pipe during the entire period of the anti-icing system. This can be done in principle in two ways. In the first one, several threads of the heating cable are placed in the pipe, as noted in the prototype. This will increase the heat generation directly in the drainpipe, but at the same time it will increase the cost of the external drainage system, especially when using expensive self-regulating electric heating cables, which are currently recommended for placement in drainpipes. In the second, the heat transfer from one heating cable located in the drain pipe increases due to an increase in the heat exchange surface between the outer shell of this cable and the internal environment (air + melt water flow) in the pipe. Moreover, an increase in such a surface should not impede the movement of melt water flow in the pipe. In this case, it will be possible to lay a more powerful heating cable in the drainpipe, without fear of overheating of its internal electrical insulation and outer shell.
Второй способ реализован в предлагаемом изобретении. Для этого размещаемый в водосточной трубе электрический нагревательный кабель ниже насадка жестко соединен зажимами с тросом, закрепленным на кровле крыши и проходящим по центру водосточной трубы. Зажимы, на участке от выходного сечения насадка до входа в сливное колено, имеют плоские вертикальные и развернутые относительно друг друга ребра. Наличие ребер на зажимах увеличивает площадь передачи тепла от нагретой системы «нагревательный кабель + трос + зажимы с ребрами» во внутренность водосточной трубы. Соответственно, зажимы с ребрами выполняются из материала с высокой теплопроводностью, не поддающегося коррозии, например из тонколистовой нержавеющей стали.The second method is implemented in the present invention. To do this, the electric heating cable located in the gutter below the nozzle is rigidly connected by clamps to a cable fixed to the roof roof and passing through the center of the gutter. The clamps, in the area from the outlet section of the nozzle to the entrance to the drain elbow, have flat vertical and unfolded ribs relative to each other. The presence of ribs on the clamps increases the area of heat transfer from the heated system "heating cable + cable + clamps with ribs" into the interior of the drainpipe. Accordingly, the clamps with ribs are made of a material with high thermal conductivity that is not susceptible to corrosion, for example, from stainless steel sheet.
Жесткое соединение зажимами нагревательного кабеля с металлическим тросом обеспечивает плотный контакт между ними и соответственно эффективную передачу тепла от электрического нагревательного кабеля тросу и самим зажимам с ребрами, что обеспечивает их хороший прогрев.A rigid connection between the clamps of the heating cable and the metal cable ensures tight contact between them and, accordingly, efficient heat transfer from the electric heating cable to the cable and the clamps themselves with ribs, which ensures their good heating.
За счет увеличения площади теплоотдачи увеличивается эффективность передачи тепла во внутренность водосточной трубы. Как известно, поверхности металлических тел, обладающие высокой теплопроводностью, при прочих равных условиях более интенсивно передают тепло в окружающую среду, чем поверхности других тел с меньшей теплопроводностью. Вертикальная ориентация ребер зажимов практически не увеличивает гидравлическое сопротивление водосточной трубы.By increasing the area of heat transfer increases the efficiency of heat transfer to the inside of the drainpipe. As you know, the surface of metal bodies with high thermal conductivity, ceteris paribus, more intensively transfer heat to the environment than the surfaces of other bodies with lower thermal conductivity. The vertical orientation of the clamp ribs practically does not increase the hydraulic resistance of the drainpipe.
Как известно, вода, контактируя с нагретыми поверхностями твердых тел, нагревается от них более эффективно, чем в результате контакта с нагретым воздухом. Поэтому, чтобы больший объем талой воды за время движения по водосточной трубе смог контактировать с нагретыми твердыми поверхностями системы «нагревательный кабель + трос + зажимы с вертикально ориентированными ребрами» плоскости ребер соседних зажимов развернуты относительно друг друга. В этом случае вертикально ориентированные ребра разных зажимов будут омываться разными слоями потока талой воды в водосточной трубе.As you know, water, in contact with the heated surfaces of solids, heats up more efficiently from them than as a result of contact with heated air. Therefore, so that a larger volume of melt water during movement along the drainpipe can come into contact with heated solid surfaces of the "heating cable + cable + clamps with vertically oriented ribs" system, the ribs of adjacent clamps are turned relative to each other. In this case, vertically oriented ribs of different clamps will be washed by different layers of melt water flow in the drainpipe.
Размер ребер зажимов, угол разворота ребер, их количество на каждом зажиме и количество последних в водосточной трубе зависят от очень многих факторов, в том числе, например, от изгибов водосточной трубы. Поэтому для каждого конкретного случая они подбираются экспериментально.The size of the ribs of the clamps, the angle of rotation of the ribs, their number at each clamp and the number of the ribs in the gutter depend on many factors, including, for example, the bends of the gutter. Therefore, for each specific case, they are selected experimentally.
Наличие дополнительных теплоотдающих поверхностей в водосточной трубе позволяет повысить линейную мощность находящегося в ней электрического нагревательного кабеля, не опасаясь перегрева его внешней оболочки и внутренней электроизоляции. Как показали опытные испытания, увеличение линейной тепловой мощности до допустимых значений при использовании, например, электрических нагревательных коаксиальных кабелей [3], позволяет не только поддерживать температуру талой воды при движении в водосточной трубе на постоянном уровне, но и несколько увеличивать ее.The presence of additional heat transfer surfaces in the drainpipe allows you to increase the linear power of the electric heating cable located in it, without fear of overheating of its outer shell and internal electrical insulation. As shown by experimental tests, an increase in linear thermal power to acceptable values when using, for example, electric heating coaxial cables [3], allows not only to maintain the temperature of melt water during movement in the drain pipe at a constant level, but also to slightly increase it.
Кроме того, эксперименты показали, что плотное прижатие электрического нагревательного коаксиального кабеля к тросу зажимами, установленными на расстоянии друг от друга порядка 0,5-1,0 м, при наличии на этих зажимах всего 2-х вертикально ориентированных ребер, расположенных друг напротив друга и развернутых относительно ребер соседних крепежных элементов на 10-15° позволяет увеличить линейную мощность этого кабеля до величин, обеспечивающих дополнительный подогрев талой воды в трубе, даже при использовании только одного кабеля.In addition, experiments showed that tight pressing the electric heating coaxial cable to the cable with clamps installed at a distance of about 0.5-1.0 m from each other, if there are only 2 vertically oriented ribs located on these clamps located opposite each other and deployed relative to the ribs of adjacent fasteners by 10-15 ° it allows to increase the linear power of this cable to values that provide additional heating of melt water in the pipe, even when using only one cable.
Таким образом, предлагаемое техническое решение подогрева талой воды в процессе ее движения по водосточной трубе позволяет увеличить линейную мощность электрического нагревательного кабеля при поддержании температуры оболочки кабеля на уровне, обеспечивающем ее температурную стойкость и электроизоляционные свойства. Это дает дополнительный подогрев талой воды в процессе ее движения по водосточной трубе, причем при минимальном удорожании антиобледенительной системы в целом, что выгодно отличает предлагаемое техническое решение от других технических решений по подогреву талой воды в водосточных трубах, используемых в аналогичных антиобледенительных системах, в том числе и в прототипе.Thus, the proposed technical solution for heating melt water during its movement along the drainpipe allows to increase the linear power of the electric heating cable while maintaining the temperature of the cable sheath at a level that ensures its temperature resistance and electrical insulation properties. This provides additional heating of the melt water during its movement along the drainpipe, and with a minimum increase in the cost of the de-icing system as a whole, which distinguishes the proposed technical solution from other technical solutions for heating melt water in downpipes used in similar de-icing systems, including and in the prototype.
Сброс воды из водосточной трубы осуществляется в водоприемник, представляющий собой поглотительный колодец, по подземной трубе, соединяющей сливное колено водосточной трубы, выходное сечение которого расположенное ниже уровня земли, с этим колодцем ниже уровня промерзания грунта. Поглотительный колодец при отсутствии около здания ливневой канализации позволяет избежать сброса талой воды из водосточной трубы непосредственно на земную поверхность, имеющую зимой отрицательную температуру. Последнее приводит, как отмечено выше, к образованию наледей непосредственно под водосточными трубами.Water is discharged from the drainpipe to the water intake, which is an absorption well, through an underground pipe connecting the drain elbow of the drainpipe, the outlet cross section of which is located below ground level, with this well below the freezing level of the soil. An absorption well in the absence of storm sewers near the building avoids the discharge of melt water from the drainpipe directly to the earth's surface, which has a negative temperature in winter. The latter leads, as noted above, to the formation of ice directly beneath the drainpipes.
Как известно, поглотительные колодцы используются в тех случаях, когда отсутствует возможность создать для отвода воды дренажные системы или использовать ливневую канализацию. Форма поглотительного колодца в принципе может быть любой, однако наиболее распространена и успешно используется цилиндрическая. Стенки таких колодцев в настоящее время обычно крепятся пластиковыми гофрированными трубами соответствующих диаметров, что не требует больших трудозатрат на обустройство таких колодцев. Дно поглотительного колодца соответственно находится ниже уровня промерзания грунта и расположения кровли его дренирующего слоя.As you know, absorption wells are used in cases where it is not possible to create drainage systems for draining water or use storm drains. The shape of the absorption well, in principle, can be any, but the most common and successfully used is cylindrical. The walls of such wells are currently usually fastened with plastic corrugated pipes of appropriate diameters, which does not require large labor costs for the arrangement of such wells. The bottom of the absorption well, respectively, is below the level of freezing of the soil and the location of the roof of its drainage layer.
Чтобы исключить замерзание талой воды в сливном колене водосточной трубы и в подземной трубе, соединяющей это колено с поглотительным колодцем, в них проложен трос с жестко соединенным с ним электрическим нагревательным кабелем. Длина троса и электрического нагревательного кабеля должны быть такими, чтобы концы троса и нагревательного кабеля располагались у выходного сечения трубы. К концу троса прикреплен груз округлой формы, который обеспечивает расположение троса с жестко соединенным кабелем на дне подземной трубы, то есть в потоке талой воды, стекающей по этой трубе в поглотительный колодец. Это обеспечивает поддержание положительной температуры в потоке талой воды и уменьшает вероятность образования наледей, как в сливном колене, так и в подземной трубе.To prevent freezing of melt water in the drain bend of the drainpipe and in the underground pipe connecting this bend to the absorption well, a cable is laid in them with an electric heating cable rigidly connected to it. The length of the cable and electric heating cable must be such that the ends of the cable and heating cable are located at the outlet section of the pipe. A round-shaped load is attached to the end of the cable, which ensures the location of the cable with a rigidly connected cable at the bottom of the underground pipe, that is, in a stream of melt water flowing down this pipe into the absorption well. This ensures that a positive temperature is maintained in the melt water flow and reduces the likelihood of ice formation, both in the drain elbow and in the underground pipe.
Для увеличения срока службы подземной трубы и сокращения потерь тепла ею в мерзлый грунт подземная часть сливного колена и труба с внешней стороны гидро- и теплоизолированы. Способы гидро- и теплоизоляции проложенных в земле труб хорошо известны и широко используются в системах централизованного тепловодоснабжения. Наличие прикрепленного к тросу груза округлой формы позволяет довольно легко размещать трос с закрепленным на нем нагревательным электрическим кабелем в сливном колене и далее в подземной трубе при опускании всей нагревательной системы в водосточную трубу.To increase the service life of the underground pipe and reduce heat loss by it into frozen soil, the underground part of the drain bend and the pipe are hydro- and heat-insulated from the outside. Methods of hydro and thermal insulation of pipes laid in the ground are well known and widely used in centralized heat supply systems. The presence of a round-shaped cargo attached to the cable makes it quite easy to place the cable with the heating electric cable fixed on it in the drain elbow and then in the underground pipe when lowering the entire heating system into the drain pipe.
Выходное сечение подземной трубы в поглотительном колодце расположено ниже уровня промерзания грунта соответственно за весь зимний период. Это обеспечивает слив воды из этой трубы только в зону положительных температур поглотительного колодца в течение всего зимнего периода. Кроме того, центр выходного сечения этой трубы находится на оси поглотительного колодца, что позволяет сформировать поток талой воды непосредственно в центре поглотительного колодца, то есть в зоне с более высокими положительными температурами и уменьшить вероятность попадания воды на стенку этого колодца.The output section of the underground pipe in the absorption well is located below the level of soil freezing, respectively, for the entire winter period. This ensures that water from this pipe is drained only into the zone of positive temperatures of the absorption well throughout the winter period. In addition, the center of the outlet section of this pipe is located on the axis of the absorption well, which allows the formation of melt water flow directly in the center of the absorption well, that is, in the zone with higher positive temperatures and to reduce the likelihood of water entering the wall of this well.
Кроме того, поглотительный колодец с глубины на 3-4 см ниже нижнего основания крышки люка колодца заполнен твердым кусковым водостойким наполнителем: гравий, щебень, дробленый красный кирпич и так далее. Поэтому участок подземной трубы в поглотительном колодце, а соответственно и выходное сечение этой трубы находятся внутри этого наполнителя. Наличие наполнителя в поглотительном колодце позволяет не только избежать деформирования его стенок в ходе многократного замерзания и оттаивания грунта, а и свести к минимуму свободную конвекцию воздуха, находящегося в зонах поглотительного колодца с отрицательными и положительными температурами его стенок. Кроме того кусковой наполнитель находится в зоне отрицательных температур поглотительного колодца в относительно сухом состоянии и поэтому обладает довольно невысокой теплопроводностью. Исполняя роль теплоизолятора, этот наполнитель не дает появиться отрицательным температурам на стенках поглотительного колодца ниже глубины промерзания грунта.In addition, the absorption well from a depth of 3-4 cm below the lower base of the manhole cover is filled with solid lumpy waterproof filler: gravel, crushed stone, crushed red brick, and so on. Therefore, the section of the underground pipe in the absorption well, and, accordingly, the outlet section of this pipe are inside this filler. The presence of filler in the absorption well allows not only to avoid deformation of its walls during repeated freezing and thawing of the soil, but also to minimize free convection of the air in the areas of the absorption well with negative and positive temperatures of its walls. In addition, the bulk filler is in the zone of negative temperatures of the absorption well in a relatively dry state and therefore has a fairly low thermal conductivity. Acting as a heat insulator, this filler does not allow negative temperatures to appear on the walls of the absorption well below the freezing depth of the soil.
Подача потока талой воды во внутрь наполнителя позволяет избежать появления процесса разбрызгивания талой воды в поглотительном колодце. Если же наполнителя не будет, то при появлении большого потока талой воды на выходе из подземной трубы может возникнуть процесс ее разбрызгивания, в результате которого талая вода может попадать на стенку поглотительного колодца с отрицательной температурой и замерзать на ней.The flow of melt water into the filler allows you to avoid the process of spraying melt water in the absorption well. If there is no filler, then when a large stream of melt water appears at the exit of the underground pipe, a process of its spraying may occur, as a result of which melt water can fall on the wall of the absorption well with a negative temperature and freeze on it.
Прослойка воздуха толщиной 3-4 см между крышкой люка поглотительного колодца и поверхностью помещенного в него кускового твердого водостойкого наполнителя является своего рода теплоизолятором и соответственно препятствует охлаждению до отрицательных температур наполнителя, расположенного ниже уровня промерзания грунта.An interlayer of air 3-4 cm thick between the cover of the hatch of the absorption well and the surface of the lumpy solid waterproof filler placed in it is a kind of heat insulator and, accordingly, prevents the cooling of the filler below freezing temperatures below freezing.
Свободный объем водопоглотительного колодца, ниже глубины промерзания грунта не должен быть меньше максимального объема снежно-ледяного покрова, в пересчете на воду, находящегося на обогреваемой площади водостока в водосточную трубу и растапливаемого антиобледенительной системой обогрева кровли в ходе ее непрерывной работы. В противном случае уровень талой воды в поглотительном колодце может оказаться в зоне отрицательных температур его стенок, что может привести к ее замерзанию.The free volume of the water-absorbing well below the depth of freezing of the soil should not be less than the maximum amount of snow and ice cover, calculated on the water located on the heated area of the drain into the drain pipe and heated by the anti-icing system for heating the roof during its continuous operation. Otherwise, the level of melt water in the absorption well may be in the zone of negative temperatures of its walls, which can lead to its freezing.
Крышка люка водопоглотительного колодца в зимний период должна предотвратить попадание холодного атмосферного воздуха и внешних осадков в поглотительный колодец, например в результате оттепели. Это позволит избежать появления в водосточной трубе естественной тяги, что соответственно увеличивает потерю тепла в окружающую среду и, кроме того, не позволит внешним осадкам заполнить поглотительный колодец, что в последующем может отрицательно сказаться на процессе водоотведения талой воды с кровли крыши.The cover of the manhole of the water absorption well in winter should prevent the entry of cold atmospheric air and external precipitation into the absorption well, for example, as a result of a thaw. This will avoid the appearance of natural draft in the drainpipe, which accordingly increases the loss of heat into the environment and, in addition, does not allow external precipitation to fill the absorption well, which subsequently can adversely affect the process of draining melt water from the roof.
Весной, летом и особенно осенью возможны затяжные ливневые осадки. В этом случае скорость поступления воды в поглотительный колодец может быть больше скорости ее дренирования из колодца. Излишки воды могут попасть в водосточную трубу и заблокировать ее работу. Чтобы избежать этого, нужно в этот период обеспечить отвод возможных излишков воды из поглотительного колодца наружу.In the spring, summer and especially in the fall, prolonged rainfall is possible. In this case, the rate of water entering the absorption well may be greater than the speed of its drainage from the well. Excess water can enter the drainpipe and block its operation. To avoid this, it is necessary during this period to ensure the removal of possible excess water from the absorption well to the outside.
Чтобы предотвратить попадание холодного атмосферного воздуха и внешних осадков в поглотительный колодец в зимний период и обеспечить отвод излишков воды из него весной, летом и осенью, крышка люка снабжена технологическим отверстием, в которое вставляются съемные пробки, выполненные для зимнего периода в зимнем герметичном варианте, а для весеннее-летне-осеннего периода в летнем варианте. Пробка, выполненная в зимнем варианте, полностью и герметично перекрывает технологическое отверстие крышки люка, а в летнем варианте выполнена с каналами, расположенными выше крышки люка и ориентированными параллельно поверхности крышки. Последнее позволяет свести к минимуму возможность попадания в поглотительный колодец твердых частиц с поверхности земли, которые со временем могут резко ухудшить водопроницаемость кускового наполнителя и процесс дренирования воды из поглотительного колодца.In order to prevent cold atmospheric air and external precipitation from entering the absorption well in winter and to ensure that excess water is drained from it in spring, summer and autumn, the manhole cover is equipped with a technological hole in which removable plugs are made, which are sealed for the winter period, and for the spring-summer-autumn period in the summer version. The cork, made in the winter version, completely and hermetically closes the technological hole of the manhole cover, and in the summer version is made with channels located above the manhole cover and oriented parallel to the surface of the cover. The latter allows minimizing the possibility of solid particles entering the absorption well from the surface of the earth, which over time can drastically impair the permeability of the bulk filler and the process of water drainage from the absorption well.
Таким образом, предложенная конструкция системы внешнего водостока для удаления талой воды в зимний период с кровли крыши здания, оборудованной электронагревательной кабельной антиобледенительной системой, позволяет без дополнительного обогрева стенок поглотительного колодца сохранять весь объем поступившей в него талой воды в жидком состоянии вплоть до ее удаления из колодца в дренирующий слой грунта.Thus, the proposed design of an external drainage system for removing melt water in the winter from the roof of a building equipped with an electric heating cable de-icing system allows to keep the entire volume of melt water entering it in a liquid state without additional heating up to its removal from the well into the drainage layer of soil.
Соединение электрического нагревательного кабеля с аналогичным кабелем на кровле крыши разъемной соединительной муфтой позволяет по мере необходимости разъединять эти кабели и вынимать из водосточной трубы ее нагревательную систему (трос с соединенным с ним электрическим нагревательным кабелем и полая конусообразная вставка, соединенная с тросом через нагревательный кабель). Это позволяет более качественно выполнять необходимые ремонтные работы и освобождать водосточную трубу на весенне-летне-осенний период. В результате увеличивается ремонтнопригодность системы внешнего водостока с кровли крыши здания, а соответственно и срок ее безаварийной службы. На нагревательную систему водосточной трубы в течение всего весеннее-летне-осеннего периода не будет отрицательного воздействия окружающей среды, например потоков дождевых осадков с твердыми частицами, смываемыми с кровли крыши.The connection of the electric heating cable with a similar cable on the roof of the roof with a detachable connecting sleeve allows you to disconnect these cables and remove its heating system from the drain pipe (cable with an electric heating cable connected to it and a hollow cone-shaped insert connected to the cable via a heating cable). This allows you to better perform the necessary repairs and free the drainpipe for the spring-summer-autumn period. As a result, the maintainability of the external drainage system from the roof of the building increases, and, accordingly, the period of its trouble-free service. The heating system of the drainpipe during the entire spring-summer-autumn period will not be negatively affected by the environment, for example, rainfall streams with solid particles washed away from the roof.
На фиг. 1 показана предложенная система внешнего водостока с кровли крыши здания для удаления талой воды в зимний период, в поперечном сечении, с выделенным узлом А, показывающим возможное конструктивное исполнение пробки, вставляемой в технологическое отверстие крышки поглотительного колодца, в зимнем и летнем вариантах.In FIG. 1 shows the proposed system of the external drain from the roof of the building to remove melt water in the winter, in cross section, with a dedicated node A, showing the possible design of the plug inserted into the technological hole of the cover of the absorption well in winter and summer versions.
Система внешнего водостока с кровли крыши здания для удаления талой воды в зимний период, представленная на фиг. 1, содержит водосточную трубу 1 с водоприемной воронкой, имеющей ободок 2, конус 3 и стакан 4, и сливным коленом 5. На ободке 2 водоприемной воронки установлена полая конусообразная вставка 6. Большее верхнее основание вставки 6 полностью перекрывает входное сечение ободка воронки, а нижнее меньшее основание снабжено насадком 7 (на чертеже цилиндрический), длина которого равна 3-5 диаметрам его выходного сечения.The system of the external gutter from the roof of the building roof to remove melt water in winter, shown in FIG. 1 contains a
Диаметр меньшего нижнего основания вставки 6 обеспечивает наличие коаксиального зазора 8 между внешними поверхностями вставки 6 и насадка 7 и внутренними поверхностями ободка 2, конуса 3 и стакана 4 воронки. В зазоре 8 на наружных поверхностях вставки 6 и насадка 7 спирально жестко закреплен электрический нагревательный кабель 9, соединенный с электрическим нагревательным кабелем на кровле крыши разъемной соединительной муфтой (на чертеже не показано) и не контактирующий с внутренними стенками водоприемной воронки и верхнего участка водосточной трубы.The diameter of the smaller lower base of the
Электрический нагревательный кабель 9 ниже уровня выходного сечения насадка 7 жестко соединен с тросом 10 по всей его длине зажимами 11. Трос 10 закреплен на кровле крыши и проходит по центру водосточной трубы 1 до входа в сливное колено 5. Зажимы 11 на участке водосточной трубы 1 от выходного сечения насадка 7 до входа в сливное колено 5 снабжены плоскими вертикально ориентированными ребрами (на чертеже показано два ребра, расположенные друг напротив друга), при этом, как показано на чертеже, плоскости ребер соседних крепежных элементов развернуты относительно друг друга.The
Оптимальное расстояние между соседними зажимами 11 по длине электрического нагревательного кабеля, обеспечивающее наиболее эффективную передачу тепла от нагревательного кабеля во внутренность водосточной трубы, зависит от линейной мощности этого кабеля, материала ребер зажимов, диаметра водосточной трубы, ее изгибов и ряда других факторов. Для каждого конкретного случая это расстояние, как отмечено выше, подбирается экспериментально. Экспериментально также подбираются размеры ребер и угол их разворота.The optimal distance between
Чтобы избежать большого отклонения троса 10 с жестко соединенным электрическим нагревательным кабелем 9 в сторону поглотительного колодца на конечном участке водосточной трубы, зажим 11 на входе в сливное колено может быть выполнен с четырьмя вертикально ориентированными ребрами одинаковой длины, образующими крест, с длиной ребер, не препятствующих протяжке троса с кабелем по водосточной трубе (не показано).To avoid a large deviation of the
Выходное сечение сливного колена 5 водосточной трубы располагается ниже уровня земли и посредством подземной трубы 12 соединено с поглотительным колодцем 13 ниже уровня промерзания грунта. Уровень кровли дренирующего слоя грунта в принципе может быть как ниже, так и выше уровня промерзания грунта. Если уровень кровли дренирующего слоя грунта будет ниже уровня промерзания грунта, то тогда дно поглотительного колодца должно находиться ниже уровня кровли дренирующего слоя (как показано на чертеже). Если же уровень кровли дренирующего слоя будет выше уровня промерзания грунта, то тогда достаточно располагать дно колодца ниже уровня промерзания грунта, не выходя за пределы дренирующего слоя грунта. Соответственно в обоих случаях дно поглотительного колодца будет находиться всегда ниже уровня кровли дренирующего слоя грунта и соответственно в зоне положительных температур.The output section of the
Поглотительный колодец 13 с глубины на 3-4 см ниже нижнего основания крышки его люка заполнен кусковым твердым водостойким наполнителем 14. Это может быть, например, гранитный щебень, битый красный кирпич и так далее. Соответственно часть подземной трубы 12, расположенная в поглотительном колодце 13, находится внутри наполнителя, а ее выходное сечение располагается на оси этого колодца.The absorption well 13 from a depth of 3-4 cm below the lower base of the hatch cover is filled with a piece of solid
Поперечные размеры поглотительного колодца и его глубина выбираются такими, чтобы свободный объем этого колодца, заполняемый талой водой, ниже глубины промерзания грунта был не меньше возможного объема снежно-ледяного покрова, в пересчете на воду, находящегося на обогреваемой площади водостока в водосточную трубу и растапливаемого кабельной антиобледенительной системой обогрева кровли в ходе ее непрерывной работы.The transverse dimensions of the absorption well and its depth are chosen so that the free volume of this well, filled with melt water, below the freezing depth of the soil is not less than the possible volume of snow and ice cover, in terms of water located on the heated area of the drain into the drain pipe and melted by cable anti-icing system for heating the roof during its continuous operation.
Стенка поглотительного колодца ниже уровня промерзания грунта на участке ее контакта с дренирующим слоем грунта может быть перфорирована, что увеличит скорость дренирования воды из колодца в дренирующий слой грунта, имеющего соответственно положительную температуру. Крышка 15 люка поглотительного колодца 13 выполнена с технологическим отверстием, в которое устанавливаются съемные пробки 16, соответственно исключающие попадание атмосферного воздуха и внешних осадков в поглотительный колодец в зимний период (зимний герметичный вариант пробки 16) и обеспечивающие удаление излишков воды из этого колодца на поверхность земли в весенне-летне-осенний период при его переполнении ливневыми затяжными дождевыми осадками (летний вариант пробки 16). Соответственно в летнем варианте пробка 16 имеет каналы для сброса излишков воды из поглотительного колодца. Конструктивное исполнение этих пробок может быть разное. Возможное исполнение зимнего и летнего вариантов пробки 16 схематично представлено на фиг. 1. Каналы для удаления воды в летнем варианте пробки (узел А (летний вариант)) на фиг. 1 ориентированы параллельно крышке 15 поглотительного колодца. Это в определенной степени затрудняет попадание в поглотительный колодец мелкодисперсных твердых частиц, которые со временем могут ухудшить водопроницаемость кускового поглотителя в колодце и дренирование воды из колодца.The wall of the absorption well below the level of soil freezing at the site of its contact with the drainage layer of the soil can be perforated, which will increase the rate of drainage of water from the well into the drainage layer of the soil, which has a correspondingly positive temperature. The
На конце троса 10 закреплен груз округлой формы 17, который укладывает трос 10 с жестко соединенным с ним электрическим нагревательным кабелем 9 на дне подземной трубы 12, то есть в потоке талой воды. Зажимы, жестко соединяющие трос 10 и электрический нагревательный кабель 9 в сливном колене 6 и подземной трубе 13, представляют собой трубчатые оболочки, широко применяющиеся в электротехнике при монтажных работах (не показаны). Соответственно, длина троса позволяет разместить груз 17 около выходного сечения подземной трубы 12, а диаметр этого груза обеспечивает свободное прохождение троса с закрепленным на нем нагревательным кабелем по водосточной 1 и подземной 12 трубам.At the end of the
Для уменьшения потерь тепла в мерзлый грунт и для борьбы с коррозией подземная часть сливного колена 5 и подземная труба 12 с внешней стороны покрыта слоем 18 гидротеплоизоляции.To reduce heat loss to frozen ground and to combat corrosion, the underground part of the
Верхнее большее сечение конусообразной вставки 6 перекрыто сеткой (не показано), ячейки которой, пропуская без задержки поток талой воды во вставку, препятствуют попаданию в нее разных посторонних предметов, например листьев деревьев, способных перекрыть нижнее меньшее основание вставки.The upper larger section of the cone-shaped
Предлагаемая система внешнего водостока с кровли крыши здания функционирует следующим образом. Одновременно с включением в работу электронагревательной кабельной антиобледенительной системы на кровле крыши подается напряжение и на электрический нагревательный кабель 9 в водосточной трубе 1. Происходит нагрев съемной полой конусообразной вставки 6, троса 10, жестко соединенного с кабелем 9 по всей его длине, и соответственно зажимов 11, снабженных на участке от выходного сечения насадка 7 до входа в сливное колено 5 вертикально ориентированными и развернутыми относительно друг друга плоскими ребрами.The proposed system of the external drain from the roof of the roof of the building operates as follows. Simultaneously with the start-up of the electric heating cable de-icing system on the roof, voltage is applied to the
Талая вода с кровли крыши, стекая в водоприемную воронку 2 водосточной трубы 1, попадает на нагретую поверхность конусообразной вставки 6. В результате осуществляется дополнительный подогрев талой воды. В насадке 7 полой вставки 6 происходит формирование потока талой воды для его движения в центральной части водосточной трубы 1. Двигаясь в центральной части трубы 1 до входа в сливное колено 5, поток талой воды омывает нагретые трос 10, электрический нагревательный кабель 9 и зажимы 11, оборудованные вертикально ориентированными плоскими ребрами.Melt water from the roof of the roof, flowing into the water intake funnel 2 of the
Движение основной части потока талой воды в центральной части водосточной трубы сводит к минимуму потери тепла корпусом водосточной трубы 1 в атмосферу. Как показали результаты опытной эксплуатации предлагаемой системы, эти потери тепла в основном меньше поступления тепла от нагревательного электрического кабеля. В результате имеет место не охлаждение талой воды при движении по водосточной трубе, а ее дополнительный подогрев.The movement of the main part of the melt water stream in the central part of the drainpipe minimizes heat loss by the body of the
Вода из сливного колена 5 водосточной трубы 1 попадает в подземную трубу 12 и далее в поглотительный колодец 13. Чтобы полностью исключить вероятность замерзания талой воды в подземной трубе 12, она с внешней стороны покрыта слоем 18 гидротеплоизоляции, и, кроме того, на ее дне, то есть в потоке талой воды, расположен трос 10, жестко соединенный с электрическим нагревательным кабелем 9. Подземная труба 12 имеет выход в поглотительный колодец 13 ниже уровня промерзания грунта, то есть значительно ниже входа водосточной трубы 1 в сливное колено 5. Наличие уклона у трубы 12 увеличивает скорость течения талой воды в ней, что дополнительно снижает тепловые потери талой водой на нагрев стенки подземной трубы.Water from the
Из подземной трубы 12 талая вода попадает в поглотительный колодец 13, заполненный кусковым твердым водостойким наполнителем 14. В связи с тем, что выходное сечение трубы 12 находится ниже уровня промерзания грунта, то талая вода попадает в колодце в вышеуказанный наполнитель, имеющий положительную температуру. Через кусковой наполнитель талая вода просачивается до перфорированных стенок поглотительного колодца и его дна и далее в дренирующий слой грунта.From the
Крышка 15 люка поглотительного колодца 13 выполнена с технологическим отверстием, в которое устанавливается съемная пробка 16, изготовленная в двух вариантах. Зимний герметичный вариант исключает попадание в колодец атмосферного воздуха и внешних осадков в зимний период. Летний вариант обеспечивает удаление излишков воды из этого колодца в весеннее-летне-осенний период через соответствующие каналы в ней. Каналы для удаления излишков воды из поглотительного колодца ориентированы горизонтально, что позволяет свести к минимуму попадание в поглотительный колодец из окружающей среды мелкодисперсных твердых частиц.The
При возникновении аварийных ситуаций, а также по окончании зимнего периода электрический нагревательный кабель 9 отсоединяется от электрического нагревательного кабеля антиобледенительной системы на кровле крыши, так как они соединены разъемной муфтой, и вся нагревательная система (конусообразная вставка + трос + электрический нагревательный кабель) вынимается из водосточной трубы.In case of emergencies, as well as at the end of the winter period, the
После проведения ремонтных работ и в начале зимнего периода вся эта система опускается в водосточную трубу. Нагревательный кабель 9 соединяется с нагревательным кабелем и на кровле крыши, и система готова к работе.After carrying out repairs and at the beginning of the winter period, the whole system is lowered into the drainpipe. The
В весенне-летне-осенний период стекающая с кровли крыши дождевая вода попадает в поглотительный колодец 13, откуда она либо дренируется в грунт, либо, при наличии длительных ливневых осадков, частично удаляется из этого колодца через выполненную в летнем варианте пробку 16 наружу, то есть на поверхность земли. Таким образом, нагревательная система находится в водосточной трубе только в течение зимнего периода, что значительно уменьшает вероятность возникновения различных аварийных ситуаций и увеличивает сроки ее работы.In the spring-summer-autumn period, rainwater flowing from the roof of the roof enters the absorption well 13, from where it either drains into the ground, or, in the presence of prolonged rainfall, is partially removed from this well through the
Таким образом, использование изобретения позволяет расширить область применения предлагаемой системы удаления талой воды с кровель крыш, оборудованных кабельными антиобледенительными системами, при одновременном уменьшении потерь тепла в окружающую среду, а соответственно и снижении энергозатрат процесса водоотведения, а также повышении надежности работы всей системы и уменьшения трудозатрат на ее эксплуатацию.Thus, the use of the invention allows to expand the scope of the proposed system for removing melt water from roofs equipped with cable de-icing systems, while reducing heat loss to the environment, and accordingly, reducing the energy consumption of the water disposal process, as well as improving the reliability of the entire system and reducing labor costs for its operation.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2158809, МПК7 E04D 13/064, с приоритетом от 14.04.1999.1. RF patent No. 2158809, IPC 7 E04D 13/064, with priority dated 04/14/1999.
2. http://devi-krasnodar.ru/antiobledenitelnye_sistemy_na_krysh. Антиобледенительные системы на крышах (2011 г.) (прототип).2. http://devi-krasnodar.ru/antiobledenitelnye_sistemy_na_krysh. Roof anti-icing systems (2011) (prototype).
3. Патент РФ 2236769, МПК7 Н05В 3/56, приоритетом от 25.07.2002.3. RF patent 2236769, IPC 7 Н05В 3/56, priority date 25.07.2002.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015153243A RU2667559C2 (en) | 2015-12-11 | 2015-12-11 | External drainage system from the roofing of the building |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015153243A RU2667559C2 (en) | 2015-12-11 | 2015-12-11 | External drainage system from the roofing of the building |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015153243A RU2015153243A (en) | 2017-06-19 |
| RU2015153243A3 RU2015153243A3 (en) | 2018-05-03 |
| RU2667559C2 true RU2667559C2 (en) | 2018-09-21 |
Family
ID=59068044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015153243A RU2667559C2 (en) | 2015-12-11 | 2015-12-11 | External drainage system from the roofing of the building |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2667559C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU191422U1 (en) * | 2019-05-07 | 2019-08-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" | Anti-icing drain funnel |
| RU200151U1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-10-08 | Владимир Алексеевич Вдовухин | DRAINING FACILITY ROOF BUILDING |
| RU2750881C1 (en) * | 2020-11-03 | 2021-07-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Device for removing ice from building drainage pipes |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109138297A (en) * | 2018-09-06 | 2019-01-04 | 上海建工七建集团有限公司 | A kind of rain water on roof diversion system and construction method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05280226A (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | Hokkai Koken:Kk | Method and device for preventing snow drop and freezing of roof for use in cold place and water drain or rainwater gutter for use with it |
| RU2158809C1 (en) * | 1999-04-14 | 2000-11-10 | Маслов Виктор Валентинович | Rain-water goods with electric heating |
| RU2381339C2 (en) * | 2007-08-23 | 2010-02-10 | Виктор Германович Зотин | Ice protection system for drip caps and spout pipes |
| RU100533U1 (en) * | 2010-08-19 | 2010-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Русло" | ICE PREVENTION DEVICE |
-
2015
- 2015-12-11 RU RU2015153243A patent/RU2667559C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05280226A (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | Hokkai Koken:Kk | Method and device for preventing snow drop and freezing of roof for use in cold place and water drain or rainwater gutter for use with it |
| RU2158809C1 (en) * | 1999-04-14 | 2000-11-10 | Маслов Виктор Валентинович | Rain-water goods with electric heating |
| RU2381339C2 (en) * | 2007-08-23 | 2010-02-10 | Виктор Германович Зотин | Ice protection system for drip caps and spout pipes |
| RU100533U1 (en) * | 2010-08-19 | 2010-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Русло" | ICE PREVENTION DEVICE |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU191422U1 (en) * | 2019-05-07 | 2019-08-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" | Anti-icing drain funnel |
| RU200151U1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-10-08 | Владимир Алексеевич Вдовухин | DRAINING FACILITY ROOF BUILDING |
| RU2750881C1 (en) * | 2020-11-03 | 2021-07-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Device for removing ice from building drainage pipes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015153243A (en) | 2017-06-19 |
| RU2015153243A3 (en) | 2018-05-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2667559C2 (en) | External drainage system from the roofing of the building | |
| CN101906854B (en) | Snow-melting pressure flow rain hopper | |
| RU191422U1 (en) | Anti-icing drain funnel | |
| RU2226596C1 (en) | Water drainage system | |
| CN213234045U (en) | Energy-saving snow melting device | |
| CN211572297U (en) | Water falling system capable of preventing icing | |
| CN105297558B (en) | Railway tunnel deicing device | |
| KR101595089B1 (en) | Insulation and waterproof system for rooftop of building | |
| RU2158809C1 (en) | Rain-water goods with electric heating | |
| RU101724U1 (en) | ROOF DEVICE FOR BUILDINGS AND STRUCTURES | |
| RU42559U1 (en) | DEVICE FOR PREVENTING ICE DRAINAGE OF WATERPROOF BUILDING SYSTEMS | |
| CN215631131U (en) | Roof ice and snow melting device | |
| CN206800827U (en) | A kind of overboard system that can prevent from freezing | |
| CN201756764U (en) | Snow-melt type pressure flow roof drain | |
| CN219710797U (en) | Deicing module suitable for roof gutter siphon drainage system | |
| US20170051509A1 (en) | Ice Concentration Prevention Mechanism | |
| RU2305734C1 (en) | Heated rainwater gutter head | |
| RU2435004C1 (en) | Rainwater system | |
| CN217871437U (en) | Anti-icing formula siphon rainwater fill | |
| RU2708292C1 (en) | Vortex gutter | |
| RU2494199C1 (en) | Arrangement of building and structure roof | |
| CN219710796U (en) | Roof gutter snow-melting and ice-melting device | |
| RU138714U1 (en) | ROOF DEVICE FOR BUILDINGS AND STRUCTURES | |
| CN202039512U (en) | Electromagnet snow melt anti-freezing drain gully | |
| JP3111422U (en) | Drain structure of snow-free roof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181212 |