RU84036U1

RU84036U1 - ROOF DEVICE FOR BUILDINGS AND STRUCTURES

Info

Publication number: RU84036U1
Application number: RU2008120807/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Степанович Бугаев; Владимир Борисович Лапшин; Алексей Алексеевич Палей
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ПРОСТОР"
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-06-27

Abstract

Устройство крыши здания и сооружения, содержащее кровлю с расположенным в нижней ее части водосточным желобом, антиобледенительное покрытие, выполненное в виде тонкостенной оболочки, перекрывающей пространство между верхней кромкой водосточного желоба и нижней кромкой кровельной поверхности с напуском относительно нижней кромки кровельной поверхности, отличающееся тем, что водосточный желоб установлен относительно нижней кромки кровельной поверхности на расстоянии 0,1 м<δ<0,4 м.The device of the roof of the building and structures, comprising a roof with a gutter located in its lower part, an anti-icing coating made in the form of a thin-walled shell overlapping the space between the upper edge of the gutter and the lower edge of the roof surface with an inlet relative to the lower edge of the roof surface, characterized in that a gutter is installed relative to the lower edge of the roofing surface at a distance of 0.1 m <δ <0.4 m.

Description

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации зданий и сооружений и может быть использовано для предотвращения образования на кромках крыши наледи и сосулек.The invention relates to the field of construction and operation of buildings and structures and can be used to prevent the formation of ice and icicles on the edges of the roof.

Известны технические устройства, обеспечивающие периодическое удаление сосулек по мере их накопления на кромке кровли.Known technical devices for the periodic removal of icicles as they accumulate on the edge of the roof.

Так, в устройстве крыши здания и сооружения для удаления сосулек, которое представлено в описание к авторскому свидетельству №775268 по кл. Е04D 13/06, опубл. 30.10.80 г., бюл. №40. В известном устройстве используется система из блоков и двуплечих рычагов, шарнирно закрепленных на углах стен здания.. К концам рычагов прикреплены тросы, натянутые вдоль кровли. Короткие концы рычагов соединены дополнительными тросами с источником механического возмущения, например, дверями. Система рычагов, блоков и тросов позволяет использовать механические усилия при открывании дверей для воздействия на сосульки. Известное устройство обеспечивает отрыв и сброс с крыши уже сформированных сосулек за счет механической энергии.So, in the device of the roof of the building and structures for removing icicles, which is presented in the description of the copyright certificate No. 775268 of class. E04D 13/06, publ. 10.30.80 g., Bull. Number 40. The known device uses a system of blocks and two shoulders levers pivotally mounted on the corners of the walls of the building .. To the ends of the levers are attached cables stretched along the roof. The short ends of the levers are connected by additional cables to a source of mechanical disturbance, for example, doors. The system of levers, blocks and cables allows the use of mechanical forces when opening doors to act on icicles. The known device provides separation and discharge from the roof of already formed icicles due to mechanical energy.

В устройстве для удаления льда, представленном в описании к патенту РФ на изобретение №2169245 по кл.7 Е04D 13/00 (опубл. 20.06.2001 г., бюл. №17) используется источник механических импульсов с узлом крепления на здании или сооружении и упругий элемент, расположенный вдоль карниза крыши. Устройство дополнительно снабжено подпружиненными в противоположном направлении действию механических In the device for removing ice, presented in the description of the patent of the Russian Federation for the invention No. 2169245 according to cl. 7 E04D 13/00 (published on June 20, 2001, bull. No. 17), a source of mechanical impulses with a mounting unit on a building or structure is used and an elastic element located along the eaves of the roof. The device is additionally equipped with spring-loaded in the opposite direction to the action of mechanical

импульсов штоками, с одной стороны связанными с упругим элементом, выполненным в виде линейного волновода, механически развязанного с карнизом крыши, а с другой стороны - с источником механических импульсов. В известном устройстве за счет подпружиненных штоков обеспечивается концентрация импульса силы от источника его возмущения на линейный волновод, увеличивая тем самым амплитуду силового возмущения, передаваемого на сосульки. Чем обеспечивается отрыв их от крыши и сброс под действием собственной силы тяжести вниз на землю.pulses by rods, on the one hand connected with an elastic element made in the form of a linear waveguide mechanically decoupled from the eaves of the roof, and on the other hand, with a source of mechanical impulses. In the known device due to the spring-loaded rods, the concentration of the force pulse from the source of its perturbation to the linear waveguide is provided, thereby increasing the amplitude of the force perturbation transmitted to the icicles. What ensures their separation from the roof and discharge under the influence of their own gravity down to the ground.

Если описанные устройства обеспечивали решение задачи удаления сосулек с кровли, то в техническом решении, представленном в описании изобретения к патенту РФ №2086601 по Кл.6 С09К 3/18, решается задача снижения вероятности образования наледи и сосулек. Решение поставленной задачи обеспечивается нанесением на поверхность кровли неполярных каучуков. Покрытие может обеспечить эффективную защиту поверхности от нарастания льда. Однако для защиты крыши от наледи и сосулек, возникающих на ее нижних кромках использование известного покрытия дорого и не всегда эффективно. Так, на отлогих крышах возможно смерзание льда по всей поверхности крыши, разрушение которого может произойти лишь при нарастании больших сосулек, угрожающих безопасности населения.If the described devices provided a solution to the problem of removing icicles from the roof, then in the technical solution presented in the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2086601 according to Cl.6 C09K 3/18, the problem of reducing the likelihood of the formation of frost and icicles is solved. The solution to this problem is provided by applying non-polar rubbers to the roof surface. Coating can provide effective surface protection against ice buildup. However, to protect the roof from frost and icicles arising on its lower edges, the use of a known coating is expensive and not always effective. So, on sloping roofs, ice may freeze over the entire surface of the roof, the destruction of which can occur only with the growth of large icicles that threaten the safety of the population.

Известно устройство крыши здания и сооружения, включающее кровлю, на поверхность которой, нанесено противообледенительное покрытие полосой вдоль нижней кромки кровли, ширина полосы в зависимости от климатической зоны и наклона крыши определяется значением от 0,1 м до 2,5 м.; полоса покрытия нанесена с напуском относительно кровли на величину свисания не менее 2 см вниз от ее нижней кромки; угол между поверхностью кровли и плоскостью напуска не превышает значения 180°. См. патент РФ №2244790, МПК Е04D 13/076A device is known for the roof of a building and structure, including a roof, the surface of which is de-iced with a strip along the lower edge of the roof, the width of the strip depending on the climatic zone and the slope of the roof is determined by a value from 0.1 m to 2.5 m .; the coating strip is applied with an overlap relative to the roof by an overhang of at least 2 cm down from its lower edge; the angle between the roof surface and the inlet plane does not exceed 180 °. See RF patent No. 2244790, IPC E04D 13/076

Известное техническое решение позволяет снизить сцепление замерзающей воды с поверхностью крыши в нижней ее части и, тем самым снизить The known technical solution allows to reduce the adhesion of freezing water to the roof surface in its lower part, and thereby reduce

вероятность образования наледи и сосулек, либо, как минимум, снизить нагрузки на кровлю в процессе удаления с крыши наледи.the likelihood of frost and icicles, or at least reduce the load on the roof during the removal of ice from the roof.

Вместе с тем, учитывая, что значительная часть крыш имеет малый угол ската, вследствие чего, даже при незначительных силах сцепления наледи с антиобледенительным покрытием имеют случаи удержания наледи на поверхности кровли.At the same time, taking into account that a significant part of the roofs has a small slope angle, as a result of which, even with insignificant adhesion forces, the ice with the anti-icing coating has cases of holding ice on the roof surface.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, является крыша здания и сооружения, содержащее кровлю с расположенным в нижней ее части, на расстоянии не менее 0,4 м от нижней части кромки, водосточным желобом, антиобледенительное покрытие, выполненное в виде тонкостенной оболочки, перекрывающей пространство между верхней кромкой водосточного желоба и нижней кромкой кровельной поверхности с напуском относительно нижней кромки кровельной поверхности.The closest technical solution to the proposed one is the roof of a building and structure, containing a roof located in its lower part, at a distance of at least 0.4 m from the lower part of the edge, with a gutter, an anti-icing coating made in the form of a thin-walled shell overlapping the space between the upper edge of the gutter and the lower edge of the roof surface with an inlet relative to the lower edge of the roof surface.

См. заявку на изобретение №2007106030/03 от 20.02.2007 г. В данном устройстве путем организации отвода талых вод значительно снизилась вероятность образование сосулек и наледи на кромке кровли.See application for invention No. 2007106030/03 dated 02.20.2007. In this device, by organizing the removal of meltwater, the probability of icicles and ice formation on the edge of the roof is significantly reduced.

Вместе с тем, использование известного устройства на зданиях с узкими карнизами приводит к необоснованному удорожанию конструкции.However, the use of the known device on buildings with narrow cornices leads to unreasonable rise in the cost of construction.

Целью настоящего изобретения является снижение стоимости устройства.The aim of the present invention is to reduce the cost of the device.

Для достижения заявленной цели в известном устройстве крыши здания и сооружения, содержащее кровлю с расположенным в нижней ее части водосточным желобом, антиобледенительное покрытие, выполненное в виде тонкостенной оболочки, перекрывающей пространство между верхней кромкой водосточного желоба и нижней кромкой кровельной поверхности с напуском относительно нижней кромки кровельной поверхности, водосточный желоб установлен относительно нижней кромки кровельной поверхности на удалении на расстоянии 0,1 м<δ<0,4 м.To achieve the stated goal in the known device of the roof of a building and structure, comprising a roof with a gutter located in its lower part, an anti-icing coating made in the form of a thin-walled shell overlapping the space between the upper edge of the gutter and the lower edge of the roof surface with an inlet relative to the lower edge of the roof surface, the gutter is installed relative to the lower edge of the roof surface at a distance of 0.1 m <δ <0.4 m.

Предлагаемое техническое решение позволяет сократить площадь антиобледенительного покрытия и снизить стоимость затрат на оборудование кровельThe proposed solution allows to reduce the area of the anti-icing coating and reduce the cost of the cost of equipment

На фиг.1 представлена условная схема предлагаемого технического решения. Устройство включает в себя кровлю 1 с установленным в нижней ее части, на расстоянии 0,1 м<δ<0,4 м. от нижней кромки 2 поверхности кровли водосточным желобом 3. Антиобледенительное покрытие 4, выполненное из листового материала в виде тонкостенной оболочки, перекрывающей пространство между нижней кромкой кровли 1 и верхним краем водоотводящего желоба 3.Figure 1 presents the conditional diagram of the proposed technical solution. The device includes a roof 1 installed in its lower part, at a distance of 0.1 m <δ <0.4 m from the lower edge 2 of the roof surface with a gutter 3. An anti-icing coating 4 made of sheet material in the form of a thin-walled shell, covering the space between the lower edge of the roof 1 and the upper edge of the drainage channel 3.

Покрытие может быть выполнено, из различных материалов, например, из кровельной стали, пружинной листовой стали, различных пластмассовых тонкостенных листов, из различных технических тканей с водоотталкивающими свойствами. Основные требования к материалу - это, прежде всего, сохранение прочностных свойств под действием всех нагрузок и его динамические свойства. Собственные частоты колебаний закрепленной оболочки между нижней кромкой 2 поверхности кровли и верхним краем водоотводящего желоба 3 должны быть не ниже 5 Гц. Крепление антиобледенительного покрытия на верхней кромке может осуществляться согласно общим требованиям проектирования конструкций. Например, с помощью болтового соединения 5. Для уплотнения соединения и избежания затекания сточных вод под антиобледенительное покрытие место соединения может быть герметизировано с помощью прокладки 6. Схема крепления антиобледенительного покрытия 4 вдоль нижней кромки 2 определяется материалом антиобледенительного покрытия. При использования тканей крепление к нижней кромке может быть осуществлено известным способом на люверсах, по аналогии с креплением рекламных банеров, см., например патент РФ №2291261 (на рис.не показано). При использовании более жестких и гибких материалов (типа кровельного железа) крепление антиобледенительного покрытия может осуществляться по аналогии The coating can be made of various materials, for example, roofing steel, spring sheet steel, various plastic thin-walled sheets, various technical fabrics with water-repellent properties. The main requirements for the material are, first of all, the preservation of strength properties under the influence of all loads and its dynamic properties. The natural vibration frequencies of the fixed shell between the lower edge 2 of the roof surface and the upper edge of the drainage channel 3 should be at least 5 Hz. The de-icing coating can be mounted on the upper edge according to the general design requirements. For example, using a bolted joint 5. To seal the joint and prevent leakage of wastewater under the anti-icing coating, the joint can be sealed with a gasket 6. The fixing pattern of the anti-icing coating 4 along the lower edge 2 is determined by the material of the anti-icing coating. When using fabrics, fastening to the lower edge can be carried out in a known manner on grommets, by analogy with the fastening of advertising banners, see, for example, RF patent No. 2291261 (not shown in the figure). When using more rigid and flexible materials (such as roofing iron), fixing the anti-icing coating can be carried out by analogy

с креплением нижнего листа свеса кровли (см., например, патент РФ №2282930). С внутренней стороны водосточного желоба 3, в нижней его части выполнены водоотводящие воронки 7. Конструктивное выполнение узла водосточной воронки в водосточном желобе может быть различным, например, может быть выполнено по схеме, известной фирмы Nicoll представленной . Основное требование к выполнению узла воронки - это герметичность соединения с водосточным желобом. Учитывая отдаленность водосточного желоба от кромки кровли, выполнение трассировки водосточной воронки к водосточной трубе (на рис.1 не показана) может быть выполнено различным образом, при соблюдении условий не замерзания талых вод при отрицательных температурах воздуха. В известных устройствах трассировка водосточной воронки выполнена к обогреваемой водосточной трубе (на рис.1 не показана). В предлагаемом техническом решении, при наличии возможности проложить в здании внутренний водосток, водоотводящий желоб 3 установлен в пределах чердачного помещения, и трассировка водосточной воронки выполнена к системе внутреннего водостока (на рис.1 не показана). При отсутствии внутреннего водостока трассировка водосточной воронки выполнена к системе городского водостока (на рис.1 не показана). Расстояние между водосточными воронками выбирают исходя из конкретных конструктивных и эксплуатационных особенностей крыши. Вместе с тем, с целью исключения возможности замерзания талых вод в водостоке, расстояние между водосточными воронками 7 должно быть не более Юм. С целью сокращения пути движения талых вод к водосточным воронкам 7 на поверхности кровли установлены дополнительные водостоки (на рис.1 не показаны).with fastening of the lower sheet of the overhang of the roof (see, for example, RF patent No. 2282930). On the inner side of the gutter 3, in its lower part drainage funnels are made 7. The design of the gutter funnel assembly in the gutter can be different, for example, can be performed according to the scheme known by Nicoll presented. The main requirement for the implementation of the funnel assembly is the tightness of the connection to the gutter. Given the remoteness of the gutter from the edge of the roof, the tracing of the gutter funnel to the gutter (not shown in Fig. 1) can be performed in various ways, provided that the melt water does not freeze at negative air temperatures. In known devices, the drain funnel is traced to a heated drain pipe (not shown in Fig. 1). In the proposed technical solution, if it is possible to lay an internal drain in the building, a gutter 3 is installed within the attic, and the drain funnel is traced to the internal drain system (not shown in Fig. 1). In the absence of an internal drain, the tracing of the drain funnel is made to the city drain system (not shown in Fig. 1). The distance between the drain funnels is selected based on the specific structural and operational features of the roof. However, in order to exclude the possibility of freezing melt water in the drain, the distance between the drain funnels 7 should be no more than Hume. In order to reduce the path of meltwater movement to gutters 7, additional gutters were installed on the roof surface (not shown in Fig. 1).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Атмосферные осадки, попадая на кровлю 1, стекают к водосточному желобу 3 и через водосточные воронки 7 отводятся от здания. В зимний период, при отрицательных температурах воздуха, поверхность кровли покрыта снежным The proposed device operates as follows. Atmospheric precipitation, falling on the roof 1, flows to the gutter 3 and is discharged from the building through the drain funnels 7. In winter, at negative air temperatures, the roof surface is covered with snow

покровом. Снежные массы, попадающие на антиобледенительное покрытие 4, вследствие значительного угла наклона, ветровых колебаний его поверхности скатываются вниз. Талые воды, образуемые вследствие таяния снежного покрова верхней части крыши из-за солнечной радиации, либо тепловых потоков подкрышевого пространства задерживаются водоотводящими желобами 3 и через водосточные воронки 7 отводятся от здания. Замерзанию талых вод в водосточном желобе препятствуют тепловые потоки, исходящие из водосточных воронок 7.cover. Snow masses falling on the anti-icing coating 4, due to a significant angle of inclination, wind vibrations of its surface roll down. Melt water, formed due to the melting of the snow cover of the upper part of the roof due to solar radiation, or heat flows of the under-roof space is delayed by the drains 3 and through the drain funnels 7 are diverted from the building. The freezing of melt water in the gutter is prevented by heat flows from the drain funnels 7.

Как показали результаты экспериментальных исследований, путем соответствующего выбора сочетания жесткостных параметров антиобледенительного покрытия, угла наклона его поверхности, жесткостных параметров крепления его на поверхности кровли, можно добиться таких колебаний конструкции, которые при ширине его полосы ~0,1 м обеспечат снижение вероятности удержания на его поверхности снежного покрова. Подбор параметров материала покрытия и конструкции его крепления может осуществляться на основе общих требований, предъявляемых к проектированию подкрепленных оболочек. Учитывая, что к материалу антиобледенительного покрытия предъявляются более высокие требования, чем к поверхности кровли, стоимость его существенно влияет на стоимость всего устройства. Учитывая, что значительная часть зданий имеет уменьшенную ширину карниза, сужение конструкции антиобледенительного покрытия приведет к экономии материальных средств.As the results of experimental studies have shown, by appropriate selection of the combination of stiffness parameters of the anti-icing coating, the angle of inclination of its surface, stiffness parameters of fixing it on the roof surface, it is possible to achieve such structural vibrations that, with a band width of ~ 0.1 m, will reduce the probability of holding snow cover surface. The selection of parameters of the coating material and the design of its fastening can be carried out on the basis of general requirements for the design of reinforced shells. Considering that the requirements for the material of the anti-icing coating are higher than for the surface of the roof, its cost significantly affects the cost of the entire device. Given that a significant part of the buildings has a reduced width of the cornice, narrowing the design of the anti-icing coating will lead to savings in material resources.

Таким образом, исходя из вышеизложенного, можно сделать заключение о том, что выявленные сравнительно с прототипом новые существенные признаки в совокупности с известными, позволяют снизить расход материала на антиобледенительное покрытие и, как следствие, снизить стоимость предлагаемого устройства и достичь цели предполагаемого изобретения.Thus, based on the foregoing, we can conclude that the new significant features identified in comparison with the prototype, together with the known ones, can reduce the material consumption for the anti-icing coating and, as a result, reduce the cost of the proposed device and achieve the objective of the proposed invention.

Claims

The device of the roof of the building and structures, containing a roof with a gutter located in its lower part, an anti-icing coating made in the form of a thin-walled shell overlapping the space between the upper edge of the gutter and the lower edge of the roof surface with an inlet relative to the lower edge of the roof surface, characterized in that a gutter is installed relative to the lower edge of the roofing surface at a distance of 0.1 m <δ <0.4 m.