СПОСОБ УСТАНОВКИ ЭНЕРГООБМЕННОГО БЛОКА И КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ВСТРАИВАНИЯ ЭТОГО БЛОКА В КОНСТРУКЦИЮ КРЫШИ ЗДАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК E04D13/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу установки энергообменного блока в конструкцию крыши здания, и более конкретно - к способу согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Кроме того, настоящее изобретение относится к конструкции для установки энергообменного блока в конструкцию крыши здания, и более конкретно - к конструкции согласно ограничительной части пункта 8 формулы изобретения.

Уровень техники

Энергообменные блоки и элементы, в частности, солнечные нагреватели, встраивают в конструкцию крыш зданий для использования солнечной энергии или тепловой энергии окружающей атмосферы. Обычно энергообменные блоки устанавливают поверх кровельного покрытия, в частности, на стальные элементы кровли или на кровельную черепицу. Использование этих типов внешних энергообменных блоков является проблематичным, поскольку они требуют установки в кровельном покрытии проходных выводов для жидкостных трубопроводов или электрических соединений. Кроме того, невстроенные конструктивные решения такого вида в значительной степени выступают над поверхностью кровельного покрытия, что иногда является неприемлемым по архитектурным причинам. Для преодоления этих недостатков предусмотрены энергообменные блоки, встраиваемые в конструкции крыш зданий. Встраиваемые энергообменные блоки по меньшей мере частично интегрируются в конструкцию крыши, при этом энергообменный блок образует кровельное покрытие в том месте, где он установлен. Встраивание энергообменных блоков обычно осуществляется путем замены кровельного покрытия на энергообменный блок или кроме замены кровельного покрытия путем удаления по меньшей мере части опорной конструкции, включая возможно предусмотренный кровельный изоляционный слой, расположенный под покрытием кровли, и установку на это место энергообменного блока.

Недостаток способов и конструкций для встраивания энергообменного блока в конструкцию крыши здания заключается в том, что они требуют удаления главных частей опорной конструкции крыши, а также кровельного изоляционного слоя. Обычно это означает, что обрешетка, стропила и кровельный изоляционный слой удаляются или по меньшей мере видоизменяются с учетом встраиваемого энергообменного блока, который устанавливается, по существу, на том же самом уровне, что и кровельное покрытие. Однако это ослабляет грузоподъемность крыши, а также представляет собой сложную задачу для выполнения. Такая конструкция является проблематичной, поскольку, если энергообменный блок образует кровельное покрытие в месте его установки, крыша должна выдерживать нагрузки, в частности, снеговую нагрузку 240 кг/м², которая требуется в некоторых странах Северной Европы, и которая должна также обеспечиваться в зоне установки.

В других известных решениях энергообменные блоки все-таки в значительной степени выступают над поверхностью кровельного покрытия.

Альтернативные конструкции известного уровня техники включают энергообменный блок с канавками или пазами, в которые могут входить стропила, при этом энергообменный блок может быть установлен в конструкции крыши на более низком уровне. Такие канавки или пазы доходят до изоляционного материала в нижней части энергообменного элемента, поэтому энергетическая эффективность энергообменного блока снижается. Кроме того, указанные канавки или пазы вместе с опорной конструкцией крыши определяют и ограничивают место установки энергообменного элемента, поэтому местоположение энергообменного блока не может быть выбрано произвольно. Таким образом, этот вид подхода требует энергообменных блоков, которые имеют конструкцию и размеры, соответствующие определенному шагу между стропилами, т.е., использование энергообменного блока со стандартными размерами является невозможным. Это создает особые проблемы, если производится встраивание в существующую крышу с неизвестным заранее шагом между стропилами, который обычно составляет от 900 до 1200 мм.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение способа, конструкции и энергообменного элемента, которые позволят устранить или по меньшей мере уменьшить вышеуказанные недостатки. Эти задачи изобретения решены при помощи способа согласно отличительной части пункта 1 формулы изобретения. Задачи настоящего изобретения решены также при помощи конструкции согласно отличительной части пункта 8 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Изобретение основано на идее встраивания энергообменного элемента в конструкцию крыши здания таким образом, чтобы энергообменный блок образовывал кровельное покрытие в зоне установки, как описано ниже. Крыша содержит кровельное покрытие и опорную конструкцию, включающую два или более соседних стропил и верхние опоры крыши, проходящие по меньшей мере между двумя соседними стропилами, в частности, обрешетку, установленную на стропилах. Зона установки создается на крыше для встраивания энергообменного блока. Зона установки образуется в результате удаления или исключения из зоны установки кровельного покрытия и верхних опор крыши. При строительстве новой крыши зону установки можно оставить свободной от кровельного покрытия и, возможно, также от верхних опор крыши. Энергообменный блок, имеющий верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, встраивается в конструкцию крыши в зоне установки, при этом энергообменный блок образует локальное кровельное покрытие в зоне установки. Согласно настоящему изобретению энергообменный блок опирается на стропила в зоне установки таким образом, чтобы нижняя поверхность энергообменного блока была расположена, по существу, в перпендикулярном направлении к поверхности крыши на высоте ниже верхней поверхности верхних опор крыши, но на уровне или выше верхней поверхности стропил, или таким образом, чтобы нижняя поверхность энергообменного блока была расположена, по существу, в перпендикулярном направлении к поверхности крыши на высоте между верхней поверхностью стропил и нижней поверхностью верхних опор крыши. В предпочтительном варианте осуществления энергообменный блок опирается и прикрепляется к стропилам при помощи одного или более удлиненных несущих опорных элементов, в частности, несущих металлических профилей, расположенных в направлении, по существу, перпендикулярном стропилам, и прикрепленных к стропилам для создания опоры и соединения энергообменного блока с конструкцией крыши. В одном варианте осуществления несущие опорные элементы изготовлены из стали и имеют Z-образный или L-образный профиль поперечного сечения. Несущие опорные элементы могут быть предусмотрены на верхнем и нижнем конце для создания опоры и прикрепления верхней и нижней кромки энергообменного блока к стропилам и обеспечения грузоподъемности в продольном направлении стропил для энергообменного блока в зоне установки. Энергообменный блок или энергообменные элементы предпочтительно снабжены самонесущей конструкцией или выполнены самонесущими. Энергообменный блок может содержать два или более энергообменных элементов, соединенных вместе при помощи водостойкого соединения, при этом нижние поверхности соседних энергообменных элементов образуют, по существу, однородную плоскую нижнюю поверхность энергообменного блока. Водостойкое соединение между соседними энергообменными элементами и, по существу, плоская однородная нижняя поверхность энергообменного блока позволяют встраивать энергообменный блок в зону установки согласно настоящему изобретению.

Настоящее изобретение обеспечивает способ и конструкцию для встраивания энергообменного блока в крышу здания, по существу, на том же самом уровне, что и кровельное покрытие, и не требует больших изменений опорной конструкции крыши, которые ослабили бы грузоподъемность крыши. Кроме того, настоящее изобретение позволяет свободно выбирать место установки энергообменного элемента независимо от расположения стропил или другого опорного элемента опорной конструкции крыши. Поэтому данное решение можно успешно применять как для новых, так и для существующих крыш. Кроме того, водостойкие соединения между соседними энергообменными элементами и водостойкие боковые соединения теплообменного агрегата можно выровнять с возможными стоячими фальцами кровли, чтобы получить хорошо встроенную отделку.

Краткое описание чертежей

Ниже приведено более подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены

фигура 1 - здание с энергообменным блоком, встроенным в конструкцию крыши;

фигура 2 - схематическое изображение одного варианта осуществления зоны установки, предусмотренной на крыше здания для встраивания энергообменного блока;

фигура 3 - схематическое изображение энергообменного блока, встроенного в зону установки с фигуры 2;

фигура 4 - вид спереди конструкции энергообменного блока, встраиваемой в конструкцию крыши, согласно фигуре 2;

фигура 5 - вид сбоку конструкции энергообменного блока, встраиваемой в конструкцию крыши согласно фигуре 2;

фигура 6 - вид с переднего торца одного варианта осуществления энергообменного элемента согласно настоящему изобретению;

фигура 7 - боковое соединение энергообменного элемента с фигуры 6 с кровельным покрытием;

фигура 8 - соединение между соседними энергообменными элементами по боковым кромкам энергообменных элементов с фигуры 6;

фигура 9 - верхняя опорная конструкция для опоры верхней кромки энергообменного блока на конструкцию крыши; и

фигура 10 - нижняя опорная конструкция для опоры нижней кромки энергообменного блока на конструкцию крыши.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 показано здание 1 с двухскатной крышей 2, имеющей конек 8. Крыша 2 имеет кровельное покрытие 6 со стоячими фальцами 7, выступающими с плоской поверхности кровельного покрытия 6 и проходящими в поперечном направлении относительно конька 8. Кровельное покрытие 6 предпочтительно выполнено из элементов стальных листов. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено каким-либо конкретным типом кровельного покрытия или типом крыши. Крыша 2 может представлять собой плоскую крышу, односкатную крышу или любой другой тип крыши. Кроме того, кровельное покрытие может быть выполнено из кровельной черепицы, фасонных стальных кровельных элементов или любого другого материала. Крыша 2 также снабжена энергообменным блоком 4, встроенным в конструкцию крыши 2 таким образом, чтобы этот энергообменный блок 4 образовывал локальное кровельное покрытие. Встраивание энергообменного блока 4 означает, что этот энергообменный блок 4 по меньшей мере частично встроен в конструкцию крыши 2 таким образом, чтобы верхняя поверхность энергообменного блока 4 находилась, по существу, на том же самом уровне, что и поверхность кровельного покрытия 6 или очень близко к уровню поверхности кровельного покрытия 6.

Крыша 2 содержит также опорную конструкцию, которая расположена под кровельным покрытием и предназначена для обеспечения грузоподъемности крыши 2. На фигуре 2 схематически показан вид сверху опорной конструкции крыши 2. Опорная конструкция содержит стропила 10, проходящие в первом направлении на предварительно заданном расстоянии друг от друга. Крыша снабжена двумя или более соседними стропилами. В данном варианте осуществления стропила расположены поперечно или перпендикулярно коньку 8 крыши 2. Опорная конструкция содержит также обрешетку 12, установленную на верхней поверхности стропил 10 или на вентиляционных планках 9 и присоединенную к ним. Обрешетка 12 расположена в поперечном направлении относительно стропил 10 и в данном варианте осуществления, по существу, перпендикулярно направлению стропил 10 и параллельно направлению конька 8. В вариантах осуществления, показанных в этом контексте, обрешетка 12 выполнена в виде узких реек, однако, в альтернативных вариантах осуществления такую обрешетку 12 можно заменить листами, досками или т.п., например, фанерой. Поэтому реечную обрешетку 12 и листы фанеры можно использовать в качестве верхней опоры крыши, опирающейся на стропила. Показанные ниже варианты осуществления содержат обрешетку 12 из удлиненных реек в качестве верхней опоры крыши, однако, такую обрешетку в показанных вариантах осуществления и в настоящем изобретении можно заменять любым видом верхних опор крыши, например, фанерными листами. На фигуре 4 показан вид спереди опорной конструкции крыши 2. Стропила 10 снабжены вентиляционными планками 9, которые присоединены к стропилам 10 и проходят вдоль их верхней поверхности. Обрешетка 12 или верхние опоры крыши установлены и присоединены к вентиляционным планкам 9, как показано на фигуре 4. Кровельный изоляционный слой 24 установлен и развернут под кровельным покрытием 6. Кровельный изоляционный слой 24 прикреплен к стропилам 10 и расположен между стропилами 10 и вентиляционными планками 9. При этом следует отметить, что опорная конструкция, описанная выше и показанная на чертежах, представляет собой только один пример, при этом кровельный изоляционный слой 24 и вентиляционные планки 9 можно исключить. Верхние опоры 12 крыши, которые представляют собой рейки, листы фанеры или доски, расположены по меньшей мере между двумя соседними стропилами 10. При этом верхние опоры 12 крыши прикреплены или присоединены к соседним стропилам 10. Верхние опоры 12 крыши создают и определяют поверхность крыши и образуют основание для присоединения кровельного покрытия.

Согласно настоящему изобретению энергообменный блок 4 встраивается в конструкцию крыши 2, при этом для размещения энергообменного блока 4 на крыше 2 образована зона 5 установки. Энергообменный блок 4 встраивается в зону 5 установки крыши 2 таким образом, чтобы верхняя поверхность 30 энергообменного блока 4 образовывала кровельное покрытие в зоне 5 установки. На фигуре 2 показана зона 5 установки, созданная на крыше 2. Создание зоны 5 установки включает удаление или исключение обрешетки 12 или верхних опор крыши в зоне 5 установки. Как показано на фигуре 2, обрешетка 12 или верхние опоры крыши отпиливаются и удаляются из зоны 5 установки. В альтернативном варианте осуществления, когда зона 5 установки создается в новой крыше крыша, эта зона 5 установки может быть оставлена без обрешетки 12 или верхних опор крыши. Создание зоны 5 установки может также включать удаление из нее вентиляционных планок 9, расположенных в продольном направлении на верхней поверхности стропил 10. При строительстве новой крыши зону 5 установки можно оставить без вентиляционных планок 9. Однако стропила 10 и кровельный изоляционный слой 24 не удаляются и не изменяются каким-либо образом. Следует понимать, что в данном варианте осуществления и согласно настоящему изобретению зона 5 установки и энергообменный блок 4 выполняются таким образом, что удаление или изменение стропил 10 и кровельного изоляционного слоя 24 не требуется. Если зона 5 установки создается на существующей крыше 2, то ее создание может также включать удаление кровельного покрытия 6 из зоны 5 установки. Следует также отметить, что при строительстве новой крыши изобретение можно также применить без удаления каких-либо существующих элементов во время строительства, только исключая вышеуказанные конструктивные детали из зоны 5 установки.

После удаления или исключения необходимых деталей опорной конструкции из зоны 5 установки в зоне 5 можно разместить один или более удлиненных несущих опорных элементов 18, 20, располагаемых, по существу, в направлении обрешетки 12 или перпендикулярно направлению стропил 10 для создания опоры и присоединения энергообменного блока 4 к конструкции крыши. Несущие опорные элементы 18, 20 могут быть выполнены из стали и иметь Z-образный или L-образный профиль поперечного сечения. Z-образный профиль поперечного сечения является предпочтительным, поскольку он имеет жесткость на изгиб, пригодную для этой области применения. В варианте осуществления, показанном на фигуре 2, один или более верхних несущих опорных элементов 18 устанавливаются в верхнем конце зоны 5 установки, а один или более нижних несущих опорных элементов 20 устанавливаются в нижнем конце зоны 5 установки. Несущие опорные элементы 18, 20 могут быть прикреплены к стропилам 10 при помощи винтов, болтов или аналогичных крепежных элементов. Описанное выше присоединение энергообменного блока 4 к несущим опорным элементам показано на фигурах 9 и 10. Верхний конец зоны установки может быть расположен вблизи конька 8, поэтому он может быть покрыт ендовой крыши (не показана на чертежах) на коньке 8.

Зона 5 установки может быть также снабжена одной или более удлиненными крепежными лентами 22, расположенными, по существу, в направлении обрешетки 12 или в направлении, перпендикулярном стропилам 10, и прикрепленными к стропилам 10 для соединения стропил 10 друг с другом в зоне 5 установки. Крепежные ленты 22 могут представлять собой гибкие стальные или другие металлические ленты и могут быть присоединены к стропилам 10 при помощи винтов, гвоздей или т.п. Крепежные ленты 22 передают усилия предпочтительно посредством растягивающего натяжения.

Как указано выше, зону 5 установки получают путем удаления или исключения из зоны 5 установки кровельного покрытия 6 и обрешетки 12, а также, возможно, вентиляционных планок 9. Зона 5 установки содержит также один или более удлиненных несущих опорных элементов 18, 20, расположенных, по существу, в направлении обрешетки 12 или в направлении, перпендикулярном стропилам 10, и присоединенных к стропилам 10 для создания опоры и встраивания энергообменного блока 4 в конструкцию крыши в зоне 5 установки. В варианте осуществления, показанном на фигуре 2, один или более верхних несущих опорных элементов 18 предусмотрены в верхнем конце зоны 5 установки и/или один или более нижних несущих опорных элементов 20 предусмотрены в нижнем конце зоны 5 установки. Кроме того, одна или более крепежных лент 22 присоединены к стропилам 10 в зоне 5 установки. Крепежные ленты 22 предпочтительно расположены, по существу, в направлении обрешетки 12 или параллельно обрешетке 12 или в направлении, поперечном стропилам 10, для скрепления стропил 10 друг с другом в зоне 5 установки. В одном варианте осуществления крепежные ленты 22 проходят через зону 5 установки параллельно несущим опорным элементам 18, 20 в промежутке между верхними несущими опорными элементами 18 и нижними несущими опорными элементами 20. Энергообменный блок 4 установлен на несущих опорных элементах 18, 20, а также на крепежных лентах 22 таким образом, чтобы несущие опорные элементы поднимали нижнюю поверхность энергообменного блока 4, по существу, в перпендикулярном направлении к поверхности крыши над нижней поверхностью верхних опор 12 крыши в зоне 5 установки. Иными словами, энергообменный блок устанавливается на несущих опорных элементах 18, 20 в зоне установки таким образом, чтобы нижняя поверхность энергообменного блока 4 находилась ниже верхней поверхности верхних опор крыши, но на одном уровне или выше верхней поверхности стропил крыши. Следует понимать, что вместо несущих опорных элементов 18, 20 или дополнительно к ним в зоне установки и на стропилах 10 или на вентиляционных планках 9 могут быть предусмотрены также другие опорные или распорные элементы для обеспечения положения нижней поверхности энергообменного блока 4 ниже верхней поверхности верхних опор крыши, но на уровне или выше верхней поверхности стропил крыши. Это можно также обеспечить путем удаления материала с существующих верхних опор 12 крыши или замены верхних опор крыши на верхние опоры крыши, имеющие меньшую высоту профиля.

Как показано на фигуре 2, зону 5 установки можно также снабдить дополнительной обрешеткой 14, смежной с обрешеткой 12, для усиления зоны 5 установки и/или для получения участков для присоединения энергообменного блока 4. Кроме того, на один или более вырезов обрешетки 12 можно установить соединительный элемент 16 для присоединения боковой поверхности энергообменного блока 4 к опорной конструкции крыши 2. Соединительный элемент 16 может представлять собой фланец, брусок, профиль или т.п.

В альтернативном варианте осуществления используется энергообменный блок 4, снабженный одним или более удлиненными несущими опорными элементами 18, 20 до встраивания энергообменного блока 4 в зону 5 установки. Это можно осуществить, установив один или более верхних несущих опорных элементов 18 на верхнюю кромку энергообменного блока 4 и/или один или более нижних несущих опорных элементов 20 на нижнюю кромку энергообменного блока 4. При этом несущие опорные элементы 18, 20 могут быть частью энергообменного блока 4 и могут помещаться в зону 5 установки вместе с энергообменным блоком 4. Аналогично этому крепежные ленты 22 могут быть присоединены к энергообменному блоку 4 перед размещением в зоне 5 установки.

На фигуре 3 показан энергообменный блок 4, встроенный в зону 5 установки. Энергообменный блок 4 опирается на стропила 10, при этом нижняя поверхность 31 энергообменного блока 4 расположена в вертикальном направлении или, по существу, в направлении перпендикулярном поверхности крыши или поверхности покрытия 6 на высоте или в промежутке между верхней поверхностью стропил 10 крыши 2 и ниже верхней поверхности обрешетки 12 крыши 2 в зоне 5 установки, или альтернативно на высоте или в промежутке между верхней поверхностью стропил 10 крыши 2 и нижней поверхностью обрешетки 12 крыши 2. Энергообменный блок 4 прикреплен в зоне 5 установки 4 несущими опорными элементами 18, 22.

На фигуре 4 показан вид спереди зоны 5 установки, с энергообменным блоком 4, встроенным в конструкцию крыши 2. Как показано на фигуре 4, энергообменный блок 4 опирается на стропила 10, при этом нижняя поверхность 31 энергообменного блока 4 расположена в вертикальном направлении или, по существу, в направлении перпендикулярном крыше или к поверхности кровельного покрытия 6 между верхней поверхностью стропил 10 крыши 2 и нижней поверхностью обрешетки 12 или верхних опор 10 крыши 2 в зоне 5 установки. Нижняя поверхность энергообменного блока является, по существу, плоской и располагается в вертикальном направлении в зоне 5 установки между верхней поверхностью стропил 10 крыши 2 и нижней поверхностью обрешетки 12 крыши 2. По этой причине удаления или изменения стропил 10 не требуется, и грузоподъемность крыши 2 не уменьшается. Иными словами, энергообменный элемент не выступает ниже уровня, определяемого верхними поверхностями стропил 10. Зона 5 установки предпочтительно выполнена таким образом, чтобы она начиналась от конька 8 крыши 2 и продолжалась в направлении свеса крыши 2. Это позволяет располагать верхнюю кромку энергообменного блока 4 под ендовой крыши или под другим покрытием конька (не показано), как видно на фигуре 5.

На фигурах 4 и 5 показан также вариант осуществления, в котором опорная конструкция крыши содержит вентиляционные планки 9 и кровельный изоляционный слой 24. Вентиляционные планки 9 удаляются из зоны установки 4, и энергообменный блок 4 опирается на стропила 10 таким образом, чтобы нижняя поверхность 31 энергообменного блока 4 находилась в вертикальном направлении или между верхней поверхностью стропил 10 крыши 2 и верхней поверхностью вентиляционных планок 9 крыши 2 в зоне 5 установки. Кроме того, энергообменный блок 4 опирается на стропила 10, при этом нижняя поверхность 31 энергообменного блока 4 расположена на верхней стороне кровельного изоляционного слоя 24. Это позволяет встраивать энергообменный блок глубоко в конструкцию крыши 2, таким образом, чтобы верхняя поверхность энергообменного блока 4 находилась, по существу, на том же самом уровне или близко к уровню поверхности кровельного покрытия 6. Как показано на фигуре 3, способ и конструкция согласно настоящему изобретению позволяют свободно устанавливать или располагать энергообменный блок 4 в продольном направлении обрешетки 12 или конька 8 или в поперечном направлении к стропилам 10 в требуемой позиции в зоне 5 установки или крыши без ограничений, накладываемых расположением стропил 10 или других частей опорной конструкции или крыши. Энергообменный блок 4 или энергообменные элементы 3, образующие энергообменный блок 4, предпочтительно выполнены, собраны или образованы в виде самонесущих блоков или элементов, поэтому верхние опоры 12 крыши, расположенные по меньшей мере между двумя соседними стропилами 10, можно исключить или удалить. Самонесущая конструкция энергообменного блока 4 или энергообменных элементов 3 может быть снабжена опорной рамой или опорной рамой и стеклянной пластиной, образующей верхнюю поверхность над энергообменным элементом или блоком и соединенной с опорной рамой. Ниже приведено описание одного варианта осуществления самонесущего энергообменного блока и элемента. Самонесущий энергообменный блок или элементы могут быть встроены в зону установки без использования дополнительных опорных конструкций.

Как показано на фигурах 3, 4 и 5, энергообменный блок 4 может содержать два или более отдельных энергообменных элемента 3, соединенных вместе таким образом, чтобы энергообменный блок 4 имел, по существу, однородную плоскую нижнюю поверхность. На фигуре 6 показан один тип энергообменного элемента 3, образующего солнечный нагреватель 26. Энергообменный элемент 3, встраиваемый в конструкцию крыши 2 здания 1, содержит боковые кромки, торцевые кромки, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность. Элемент 3 содержит также коллектор 38 энергии для отбора энергии от окружающей атмосферы, изолятор 34, предусмотренный между коллектором 38 энергии и нижней поверхностью, и рамную конструкцию 30, 31, 32. Рамная конструкция содержит боковые рамные элементы 32, образующие боковые кромки, и плоскую нижнюю пластину 31, конструктивно соединенную с боковыми рамными элементами 32 и образующую нижнюю поверхность. Рамная конструкция может также содержать стеклянную пластину 30 или другую верхнюю пластину, образующую верхнюю поверхность над коллектором 38 энергии и конструктивно соединенную с боковыми рамными элементами 32 для получения самонесущего энергообменного элемента 3 с боковыми рамными элементами 32. Коллектор 38 энергии установлен во внутреннем пространстве 37 элемента 3, при этом внутреннее пространство изолировано от боковых рамных элементов 32 боковым изолятором 35. Плоская нижняя пластина 31 может быть выполнена из тонкого стального листа, а боковые рамные элементы 32 - из тонкого стального листа, имеющего С-образный профиль поперечного сечения, как показано на фигуре 6. Кроме того, по меньшей мере одна из торцевых кромок энергообменного элемента может быть снабжена продольным несущим опорным элементом 18, 20, имеющим Z-образный или L-образный профиль поперечного сечения. На чертежах настоящей заявки энергообменный блок представляет собой солнечный нагреватель, в котором коллектор 38 энергии выполнен в виде трубопровода для текучей среды с теплоносителем, представляющим собой жидкость или газ. Однако следует отметить, что энергообменный элемент 3 может представлять собой солнечный нагревательный элемент, фотоэлектрическую ячейку или теплообменный элемент другого вида. При этом теплообменный элемент может не получать или не отбирать энергию или теплоту, он также может иметь обратный принцип действия. Так, например, он может излучать тепловую энергию в целях охлаждения.

Энергообменный элемент 3 может также содержать боковой фланец 33, который присоединен к боковой поверхности элемента 3 или предусмотрен на ней и который выступает над верхней поверхностью элемента 3. Соединение между стеклянной пластиной 30 и боковым рамным элементом 32 уплотнено герметиком 36. Соседние энергообменные элементы 3 соединяются друг с другом при помощи водостойкого соединения. Водостойкое соединение может быть также предусмотрено между энергообменным блоком 4 или энергообменным элементом 4 и кровельным покрытием 6. На фигуре 7 показано детальное изображение водостойкого бокового соединения между энергообменным блоком 4 и кровельным покрытием 6 в крыше со стоячими фальцами. Кровельное покрытие снабжено фланцем 7 со стоячим фальцем, проходящим вдоль всего бокового фланца 33 энергообменного элемента 3. Кроме того, на фигуре 8 показан детальный вид водостойкого соединения между соседними энергообменными элементами 3 в энергообменном блоке 4. Соединение элементов содержит накладку 40, которая устанавливается на боковые фланцы 33 соседних элементов 3. Накладка может обеспечивать пружинную фиксацию для ее прикрепления к соседним боковым фланцам 33. При этом энергообменный блок 4 может содержать два или более энергообменных элементов 3, последовательно соединенных друг с другом продольными соединениями 33, 40, расположенными, по существу, в направлении стропил 10 или стоячих фальцев 7 крыши 2. Таким образом, получается встроенный энергообменный блок с водостойкими соединениями между соседними энергообменными элементами. В соответствии с этим энергообменные элементы 3 соединяются вместе при помощи водостойкого соединения таким образом, чтобы нижние поверхности соседних энергообменных элементов 3 образовывали энергообменный блок 4, имеющий, по существу, однородную плоскую нижнюю поверхность. Водостойкое соединение между соседними энергообменными элементами 3 и, по существу, плоская однородная нижняя поверхность энергообменного блока 4 являются необходимыми требованиями для встраивания энергообменного блока 4 в зону 5 установки согласно настоящему изобретению. В настоящем изобретении водостойкое соединение между соседними энергообменными элементами 3 предпочтительно образуется при помощи боковых фланцев 33, таким образом, водостойкое соединение образуется над верхней поверхностью энергообменного блока 4, поэтому нижние поверхности энергообменных элементов 3 могут быть установлены на одном уровне для получения, по существу, плоской однородной нижней поверхности энергообменного блока 4.

Как показано на фигурах 1 и 4, крыша 2 может представлять собой крышу со стоячими фальцами, выполненную из стальных листов и содержащую продольные стоячие фальцы 7, расположенные с предварительно установленными интервалами. Ширина энергообменного блока 4 или энергообменных элементов 3 энергообменного блока 4 предпочтительно является кратной предварительно установленному расстоянию между стоячими фальцами 7. При этом соединения 33, 34 между элементами и боковые соединения 7, 33 могут быть выровнены со стоячими фальцами 7 крыши 2. Энергообменный блок 4 и элемент 3, а также способ и конструкция для встраивания являются выгодными, поскольку энергообменный блок 4 и элементы 3 можно располагать в соответствии со стоячими фальцами 7 или другими элементами кровельного покрытия или иным образом в требуемом месте без ограничений, налагаемых опорной конструкцией крыши 2. Кровельное покрытие может быть также снабжено профильной кромкой для получения замкового соединения между кровельным покрытием 6 и теплообменным элементом 4. Профильная кромка может быть выполнена в виде паза, а боковой фланец 33 может образовывать гребень для получения соединения гребнем в паз между кровельным покрытием 6 и теплообменным элементом 4. Кроме того, паз может быть выполнен таким образом, чтобы получить защелочное фальцевое соединение между кровельным покрытием 6 и теплообменным элементом 4.

Для специалистов в данной области техники очевидно, что по мере развития технологии концепцию изобретения можно использовать различными способами. Изобретение и его варианты осуществления не ограничены описанными выше примерами и могут изменяться в пределах объема формулы изобретения.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу и конструкции для установки энергообменного блока в конструкцию крыши здания и к энергообменному элементу. Технический результат изобретения заключается в повышении энергической эффективности энергообменного блока. Энергообменный блок опирается на стропила в зоне установки, при этом нижняя поверхность энергообменного блока расположена между верхней поверхностью стропил крыши и нижней поверхностью обрешетки крыши. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ установки энергообменного блока (4), имеющего верхнюю поверхность (30) и нижнюю поверхность (31), в крышу (2) здания (1), при этом крыша (2) содержит опорную конструкцию, включающую последовательно расположенные стропила (10) и верхние опоры (12) крыши, установленные на стропилах (10) и проходящие по меньшей мере между двумя соседними стропилами (10) для образования поверхности крыши,

при этом указанный способ содержит:

- формирование зоны (5) установки на крыше (2) для размещения энергообменного блока (4); и

- установку энергообменного блока (4) в зону (5) установки крыши (2) таким образом, чтобы верхняя поверхность (30) энергообменного блока (4) образовывала кровельное покрытие в зоне (5) установки,

отличающийся тем, что

- формирование зоны (5) установки включает удаление верхних опор (12) крыши из зоны (5) установки или оставление зоны (5) установки без верхних опор (12) крыши, а

- установка энергообменного блока (4) включает опирание энергообменного блока (4) на стропила (10) таким образом, чтобы нижняя поверхность (31) энергообменного блока (4) была расположена, по существу, в перпендикулярном направлении к поверхности крыши, на высоте ниже верхней поверхности верхних опор (12) крыши, но на уровне или выше верхней поверхности стропил (10) в зоне (5) установки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что установка энергообменного блока (4) включает опирание энергообменного блока (4) на стропила (10) таким образом, чтобы нижняя поверхность (31) энергообменного блока (4) была расположена, по существу, в перпендикулярном направлении к поверхности крыши, на высоте между верхней поверхностью стропил (10) крыши (2) и нижней поверхностью верхних опор (12) крыши (2) в зоне (5) установки.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что формирование зоны (5) установки включает также удаление из зоны (5) установки вентиляционных планок (9), расположенных в продольном направлении на верхней поверхности стропил (10) или оставление зоны (5) установки без вентиляционных планок (9), при этом установка энергообменного блока (4) включает опирание энергообменного блока (4) на стропила (10) таким образом, чтобы нижняя поверхность (31) энергообменного блока (4) была расположена в вертикальном направлении между верхней поверхностью стропил (10) крыши (2) и верхней поверхностью вентиляционных планок (9) крыши (2) в зоне (5) установки.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что опорная конструкция содержит также кровельный изоляционный слой (24), расположенный под кровельным покрытием (6) и проходящий между стропилами (10) и вентиляционными планками (9), при этом указанный способ включает также опирание энергообменного блока (4) на стропила (10) таким образом, чтобы нижняя поверхность (31) энергообменного блока (4) была расположена на верхней стороне кровельного изоляционного слоя (24).

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что формирование зоны (5) установки включает размещение в зоне (5) установки одного или более удлиненных несущих опорных элементов (18, 20), расположенных, по существу, в поперечном направлении относительно стропил (10) для создания опоры и присоединения энергообменного блока (4) к конструкции крыши, или обеспечение энергообменного блока (4) одним или более удлиненными несущими опорными элементами (18, 20) перед установкой энергообменного блока (4) в зону (5) установки.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что один или более верхних несущих опорных элементов (18) прикрепляют к верхнему концу зоны (5) установки, а один или более нижних несущих опорных элементов (20) прикрепляют к нижнему концу зоны (5) установки, или один или более верхних несущих опорных элементов (18) прикрепляют к верхней кромке энергообменного блока (4) и/или один или более нижних несущих опорных элементов (20) прикрепляют к нижней кромке энергообменного блока (4).

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что формирование зоны (5) установки включает обеспечение в зоне (5) установки одной или более удлиненных крепежных лент (22), проходящих в поперечном направлении относительно стропил (10) и прикрепленных к стропилам (10) для скрепления стропил (10) друг с другом в зоне (5) установки.

8. Конструкция для установки энергообменного блока (4) в крышу (2) здания (1), при этом крыша (2) содержит опорную конструкцию, включающую последовательно расположенные стропила (10) и верхние опоры (12) крыши, установленные на стропилах (10) и проходящие по меньшей мере между двумя соседними стропилами (10) для образования поверхности крыши,

при этом указанная конструкция содержит:

- зону (5) установки для размещения энергообменного блока (4); и

- энергообменный блок (4), имеющий верхнюю поверхность (30) и нижнюю поверхность (31) и встраиваемый в конструкцию крыши (2) в зоне (5) установки таким образом, что указанный энергообменный блок (4) образует кровельное покрытие в зоне (5) установки,

отличающаяся тем, что зона (5) установки образована удалением верхних опор (12) крыши из зоны (5) установки или оставлением зоны (5) установки без верхних опор (12) крыши, при этом энергообменный блок (4) опирается на стропила (10) в зоне (5) установки таким образом, что нижняя поверхность (31) энергообменного блока (4) расположена, по существу, в перпендикулярном направлении к поверхности крыши, на высоте ниже верхней поверхности верхних опор (12) крыши, но на уровне или выше верхней поверхности стропил (10) крыши (2).

9. Конструкция по п.8, отличающаяся тем, что энергообменный блок (4) опирается на стропила (10) в зоне (5) установки таким образом, что нижняя поверхность (31) энергообменного блока (4) расположена, по существу, в перпендикулярном направлении к поверхности крыши, на высоте между верхней поверхностью стропил (10) крыши (2) и нижней поверхностью верхних опор (12) крыши (2) в зоне (5) установки.

10. Конструкция по п.8 или 9, отличающаяся тем, что опорная конструкция содержит также вентиляционные планки (9), расположенные в продольном направлении на верхней поверхности стропил (10), при этом вентиляционные планки (9) удалены или исключены из зоны (5) установки, при этом энергообменный блок (4) опирается на стропила (10) в зоне установки таким образом, что нижняя поверхность (31) энергообменного блока (4) расположена, по существу, в перпендикулярном направлении к поверхности крыши, между верхней поверхностью стропил (10) крыши (2) и верхней поверхностью вентиляционных планок (9) крыши (2) в зоне (5) установки.

11. Конструкция по п.8 или 9, отличающаяся тем, что опорная конструкция содержит также кровельный изоляционный слой (24), расположенный под кровельным покрытием (6) и установленный между стропилами (10) и вентиляционными планками (9), при этом энергообменный блок (4) опирается на стропила (10) таким образом, что нижняя поверхность (31) энергообменного блока (4) расположена на верхней стороне кровельного изоляционного слоя (24) в зоне (5) установки.

12. Конструкция по п.8 или 9, отличающаяся тем, что указанная конструкция содержит также один или более удлиненных несущих опорных элементов (18, 20), расположенных, по существу, в поперечном направлении к стропилам (10) и присоединенных к стропилам (10) для создания опоры и присоединения энергообменного блока (4) к конструкции крыши, при этом один или более верхних несущих опорных элементов (18) предусмотрен на верхнем конце зоны (5) установки и/или один или более нижних несущих опорных элементов (20) предусмотрен на нижнем конце зоны (5) установки, или один или более верхних несущих опорных элементов (18) предусмотрен на верхней кромке энергообменного блока (4) и/или один или более нижних несущих опорных элементов (20) предусмотрен на нижней кромке энергообменного блока (4).

13. Конструкция по п.9, отличающаяся тем, что указанная конструкция содержит одну или более крепежных лент (22), присоединенных к стропилам (10) в зоне (5) установки и проходящих в поперечном направлении к стропилам (10) для скрепления стропил (10) друг с другом в зоне (5) установки.

14. Конструкция по п.8 или 9, отличающаяся тем, что энергообменный блок (4) содержит один или более энергообменных элементов (3), имеющих самонесущую раму (30, 31, 32).

15. Конструкция по п.8 или 9, отличающаяся тем, что энергообменный блок (4) содержит один или более энергообменных элементов (3), имеющих, по существу, плоскую нижнюю поверхность (31).

16. Конструкция по п.8 или 9, отличающаяся тем, что содержит два или более энергообменных элемента (38), соединенных друг с другом для образования энергообменного блока (4), при этом соседние энергообменные элементы (3) соединены друг с другом при помощи водостойкого соединения (33, 40) таким образом, что нижние поверхности соседних энергообменных элементов (3) образуют, по существу, однородную плоскую нижнюю поверхность энергообменного блока (4).

17. Конструкция по п.8 или 9, отличающаяся тем, что энергообменный элемент (3) содержит рамную конструкцию (30, 31, 32), снабженную стеклянной пластиной (30), образующей верхнюю поверхность над энергообменным элементом (38), обеспечивая получение самонесущего энергообменного элемента (3).