КРОВЛЯ ЗДАНИЯ С ГИДРОСИСТЕМОЙ Российский патент 2000 года по МПК E04B7/02 E04B1/94 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении зданий и сооружений с кровлей, обладающей повышенной прочностью и пожарной безопасностью.

Известны здания и сооружения (М. С. Туполев. Конструкция гражданских зданий. М. , Стройиздат, 1968, с. 96), неотъемлемой частью которых является кровля, которая содержит коньковую балку (как правило, деревянную) со стропилами и подкосами. По мере старения и при появлении дополнительных нагрузок (например, снег) коньковая балка может разрушаться, что приводит к провалу кровли и потере ее водозащитных функций. Подобное происходит и при пожаре, когда обгорение коньковой балки приводит к потере ею несущей способности и обрушению кровли со всеми отрицательными последствиями.

Известны системы пожаротушения зданий и сооружений (Е.А. Кузнецова. Противопожарное снабжение многоэтажных зданий. М., Стройиздат, 1990, с. 22, 23, 28, 29), содержащие на кровле емкости с жидкостью, связанными трубопроводами с запорной арматурой с гидросистемой противопожарного водоснабжения.

Наиболее близким аналогом является патент США N 3464172 (Н. кл. 52-168, 1969 г. ), представляющий собой плоскостной модуль из трубопроводов, образующих жесткий каркас и снабженных запорной арматурой и спринклерами, а также напорной и отводящей магистралями.

Обеспечивая высокий предел огнестойкости при пожаре за счет охлаждения конструкции и спрыск в подкровельное пространство и помещение воды в случае пожара, такой модуль обладает рядом недостатков:
а) невозможностью образования застойных зон в трубопроводах при пожаре, что чревато нежелательным закипанием воды;
б) невозможностью использования в бытовых целях, например, для подачи в помещение нагретой воды в летнее время;
в) необходимостью использования дополнительных силовых элементов для связывания плоскостных модулей в единый жесткий каркас кровли.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является обеспечение ускоренного тушения кровли при пожаре, а также повышение ее долговечности и прочности с одновременным выполнением функций бытового водоснабжения в обычном (непожарном) режиме.

Данная задача решается за счет того, что кровля здания с гидросистемой, включающая горизонтальную емкость в верхней части, трубопроводы с запорной арматурой, спринклерами, напорной и отводящими магистралями, представляет собой жесткий каркас, образующий коллектор и опирающийся на стены здания, причем трубопроводы снабжены элементами для крепления кровли. Кровля снабжена коньковой балкой, стропилами с подкосами и водозащитным покрытием, причем горизонтальная емкость совмещена с коньковой балкой и имеет в поперечном сечении треугольную или ромбическую форму, обращенную вершиной вниз, либо цилиндрическую форму. Емкость в верхней части снабжена дыхательным клапаном с поплавком.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана общая схема гидросистемы применительно к двускатной кровле, на фиг. 2 - разрушаемая вставка трубопровода, на фиг. 3 - поперечный разрез емкости с дыхательным клапаном.

Предлагаемая кровля состоит из коньковой балки 1 со стропилами и подкосами, водозащитного покрытия 2 с крепежными элементами, емкости 3 с водой (огнетушащей жидкостью), трубопроводов 4, гидромагистралей 5, 6 и 7 с вентилями 8 и гидроразъемами (фланцами, штуцерами) 9. Емкость 3 и трубопроводы 4 содержат вставки 10 (спринклеры), а емкость 3, кроме того, в верхней части снабжена дыхательным клапаном 11 с поплавком 12.

Емкость 3 имеет в поперечном сечении цилиндрическую, ромбическую или треугольную форму (фиг. 3), обращенную вершиной вниз, размещена в верхней части кровли горизонтально, может быть связана с коньковой балкой 1 и в нижней части снабжена вставками 10, установленными, например, с помощью резьбовых соединений (фиг. 2). С нижней частью емкости 3 сообщены трубопроводы 4, которые образуют общий коллектор, содержащий вставки 10 и представляющий собой жесткий каркас (например, такой как показан на фиг. 1), опирающийся нижним периметром на стены зданий или специальные несущие конструкции. С трубопроводами 4 связаны гидромагистрали 5, 6 и 7, причем наклонные трубопроводы 4 могут быть снабжены элементами (например, наваренными уголками) для крепления кровли. Клапан 11 с внутренней стороны содержит поплавок 12, смонтированный таким образом, что обеспечиваются вход - выход воздуха из емкости 3 при неполном ее заполнении водой (огнетушащей жидкостью, далее водой) и закрытие клапана 11 при полном заполнении емкости 3 (фиг. 3). Гидромагистраль 5 через гидроразъем 9 связана с напорной магистралью 13, обеспечивающей заполнение трубопроводов 4 и емкости 3, и может содержать манометр 14 или индикатор давления воды. Форма емкости 3 обеспечивает ее высокую прочность и устойчивость к давлению льда в случае замерзания залитой жидкости. Емкость 3, трубопроводы 4 и гидромагистрали 5, 6 и 7 с вентилями 8 образуют единую гидросистему.

В исходном положении емкость 3, трубопроводы 4 и гидромагистрали 5, 6, 7 заполнены водой, вентили 8 закрыты, вставки 10 герметично закрывают трубопроводы 4 и днище емкости 3. Связь емкости 3 с коньковой балкой 1 и жесткой каркасной конструкцией из трубопроводов 4 и емкости 3 (фиг. 1) позволяет устанавливать на этой конструкции покрытие 2 с минимальными затратами материалов. Такая кровля длительное время может сохранять свою несущую способность и устойчивость к дополнительным нагрузкам, например, в виде слоя снега. Кроме того, вода в емкости 3 хорошо прогревается в летнее время и может использоваться в бытовых целях, подаваясь в здание через магистраль 7 при открытии соответствующего вентиля 8. Уровень воды при этом может периодически пополняться из напорной магистрали 13 при открытии вентиля 8 гидромагистрали 5. Во избежание несанкционированного разрушения вставок 10 при повышенном давлении воды контроль за ним ведется по манометру 14. Если здание неотапливаемое и не предусматривает наличие в нем людей в зимнее время, то при низкой вероятности пожара вода может быть слита через гидромагистраль 6 путем открытия вентиля 8.

В случае возникновения пожара в здании с такой кровлей на первом этапе вода из гидросистемы подается автоматически при термическом разрушении соответствующих вставок 10. При наличии в здании людей организуется дополнительная подача воды из напорной магистрали 13 через гидромагистраль 5 и вентиль 8. В этом случае уровень воды в емкости 3 повышается, поплавок 12 обеспечивает перекрытие клапана 11, давление воды в гидросистеме повышается, что приводит к выбиванию вставок 10 из трубопроводов 4 и интенсивной подаче воды в подкровельное пространство. При прибытии пожарной техники осуществляется подключение к гидромагистралям 6 и 7 рукава 15 автоцистерны через гидроразъемы 9 и после открытия вентиля 8 организовывается интенсивная подпитка гидросистемы. Подобная конструкция кровли обеспечивает высокий предел огнестойкости, снижает риск обрушения и сокращает время тушения пожара.

При проведении последующего ремонта здания осуществляется замена поврежденных частей трубопроводов 4 и емкости 3 (например, путем проведения сварочных работ), если таковые повреждения имеют место, замена сработавших вставок 10 и проверка гидросистемы на герметичность.

Таким образом, при применении заявляемого изобретения значительно повышается срок службы кровли здания в нормальном режиме эксплуатации, обеспечивается устойчивое снабжение водой, что важно при использовании здания в дачном варианте. Повышается предел огнестойкости кровли в случае пожара и обеспечивается его быстрое тушение в подкровельном пространстве и в самом здании на ранней стадии в автоматическом режиме, а после прибытия пожарного расчета - интенсивной подачей воды. Сводится к минимуму возможность образования в трубопроводах застойных зон и закипания воды при пожаре.

Изобретение относится к строительству и может использоваться в зданиях и сооружениях для повышения срока эксплуатации кровли и обеспечения устойчивого водоснабжения в нормальном режиме. Технический результат изобретения заключается в увеличении предела огнестойкости кровли при пожаре и сокращении времени его тушения путем оперативной подачи воды в подкровельное пространство. Под кровлей здания размещена емкость, связанная сверху с коньковой балкой, а снизу - с трубопроводами, образующими жесткий каркас, к которому может крепиться водозащитное покрытие кровли. Трубопроводы и нижняя часть емкости снабжены вставками, обеспечивающими подачу воды при воздействии повышенной температуры или повышенного давления воды. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Кровля здания с гидросистемой, включающая трубопроводы, образующие жесткий каркас и снабженные запорной арматурой и спринклерами, отличающаяся тем, что она снабжена емкостью, размещенной горизонтально в верхней части кровли, а нижней частью сообщена с трубопроводами, образуя вместе с ними общий коллектор, трубопроводы и емкость заполнены водой и имеют вставки, обращенные в сторону верхнего перекрытия здания и рассчитанные на разрушение для герметизации трубопроводов и емкости от температуры конвективной колонки при пожаре или от заданной величины внутреннего избыточного давления. 2. Кровля по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена коньковой балкой, стропилами с подкосами и водозащитным покрытием с крепежными элементами. 3. Кровля по п.1, отличающаяся тем, что емкость выполнена с коньковой балкой и имеет в поперечном сечении треугольную или ромбическую форму, обращенную вершиной вниз. 4. Кровля по п.1, отличающаяся тем, что емкость имеет в поперечном сечении цилиндрическую форму. 5. Кровля по п.1, отличающаяся тем, что емкость в верхней части снабжена дыхательным клапаном с поплавком. 6. Кровля по п.1, отличающаяся тем, что трубопроводы снабжены элементами для крепления кровли.