Способ предотвращения образования сосулек на кромке скатной кровли Российский патент 2018 года по МПК E04D13/76 

Изобретение относится к области городского коммунального хозяйства, в частности к способам, направленным на предотвращение образования наледи и сосулек на кровле зданий.

Из уровня техники известно устройство, используемое в способе предотвращения образования сосулек и наледи на кровле здания, выбранное в качестве ближайшего аналога, предусматривающее монтаж по периметру кровли нагревательного элемента, совмещенного с капельником, нагревающимся при пропускании электрического тока по нагревательному элементу, при этом капельник выполнен выступающим за пределы кромки скатной кровли, нагревательный элемент расположен внутри капельника вдоль его внешней кромки, выступающей за пределы скатного свеса кровли, а монтаж капельника осуществляется с внутренней стороны скатной кровли (см. патент US №2699484, 1 Claim. (С1. 219-19), опубл. 07 ноября, 1952 г.).

Задачи, на решение которых направлено известное устройство: обеспечение легкого крепления к обрезным доскам на стене дома, внешняя аккуратность, усиление конструкции крыши, прочность конструкции, простота в установке, конструктивная простота и простота в изготовлении, недорогая в эксплуатации.

Верхняя часть капельника в известном устройстве располагается под нижним рядом черепицы, которая является кровельным материалом. Помимо этого, капельник в известном устройстве расположен таким образом, что угол его наклона совпадает с углом наклона кровли. Капельник в известном устройстве закрепляется посредством отбортовки на обрезных досках, которые прикреплены к боковой стене здания. Кроме того, нагревательный элемент внутри капельника установлен на опорных элементах для удержания нагревательного элемента внутри капельника на расстоянии от стенок капельника. Материалом для изготовления капельника в известном устройстве является оцинкованное железо, толщина которого согласно стандартам составляет 0,5-2,5 мм.

Наличие таких элементов, как отбортовка, обрезные доски, опорные элементы, делает известную конструкцию недостаточно простой, то есть усложняет конструкцию известного устройства. И, в это же время, наличие этих элементов усложняет монтаж данного устройства на скатной кровле и ремонтные работы. Это связано тем, что при монтаже известного устройства требуется выполнение множества технологических манипуляций: установка нагревательного элемента на опорных элементах, крепление обрезных досок на стену здания, крепление отбортовки на обрезных досках. А при выполнении ремонтных работ выполнение данных манипуляций в обратном порядке. При этом рабочее пространство, в котором придется выполнять замену нагревательного элемента, незначительное, что затрудняет выполнение ремонтных работ без снятия капельника с кровли. Помимо этого, при необходимости снятия капельника с кровли для его замены необходимо снять нижний ряд черепицы, закрепленной на обрешетке, для чего необходимо предусмотреть дополнительное приспособление для удержания верхних рядов черепицы, которые удерживались нижним рядом черепицы.

Выполнение угла наклона капельника совпадающим с углом наклона кровли, не обеспечивает возможность регулировать скорость (частоту) отрыва образующихся капель воды при кровлях с разным углом наклона. Это объясняется тем, что общеизвестно, что чем больше уклон, тем больше скорость течения воды. Таким образом, скорость стекания воды на малоуклонных (пологих) кровлях значительно ниже, чем на высоких (крутых) крышах. А поскольку отрыв капли от кромки капельника напрямую зависит от ее массы (веса) (согласно общеизвестной информации из уровня техники), то есть от количества и скорости поступающей на ее формирование воды, следовательно, частота отрыва капель от кромки капельника напрямую зависит от угла наклона капельника. В связи с этим, известное устройство целесообразно применять только для крутых кровель, то есть кровель с большим уклоном. Таким образом, известное устройство малоэффективно для пологих (малоуклонных) кровель.

Использование для изготовления капельника оцинкованного железа, толщина которого как правило составляет 0,5-2,5 мм, значительно снижает теплопроводность материала данного устройства. Общеизвестно, что коэффициент теплопередачи обратно пропорционален толщине стенки.

Таким образом, техническим результатом, на решение которого направлено заявляемое изобретение, является создание способа, использующего для предотвращения образования сосулек на кровле здания устройство, значительно более простое конструктивно и обеспечивающее более простой монтаж, более эффективное для любых углов наклона кровли и обладающее более высокой ремонтопригодностью.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе предотвращения образования сосулек на кромке скатной кровли, предусматривающем монтаж по периметру кровли нагревательного элемента, совмещенного с капельником, нагревающимся при пропускании электрического тока по нагревательному элементу, при этом капельник выполнен выступающим за пределы кромки скатной кровли, нагревательный элемент расположен внутри капельника вдоль его внешней кромки, выступающей за пределы скатного свеса кровли, а монтаж капельника осуществляется с внутренней стороны скатной кровли, согласно изобретению монтаж капельника осуществляется путем его крепления к стропилам, при этом выступающая часть капельника имеет угол наклона, отличающийся от угла наклона свеса кровли, но не более чем на 30 градусов.

При этом капельник выполнен из соединенных между собой листов металла.

А для изготовления капельника используется металл толщиной 0,2 мм.

Именно осуществление монтажа капельника путем его крепления к стропилам и выполнение выступающей части капельника с углом наклона, отличающимся от угла наклона свеса кровли, но не более чем на 30 градусов, а также выполнение капельника из соединенных между собой листов металла или из согнутого листа металла толщиной 0,2 мм позволяет достичь заявленного технического результата.

Конструкция устройства, используемого в заявляемом способе, значительно проще устройства, используемого в ближайшем аналоге. Это обеспечивается благодаря тому, что в заявляемом способе используется устройство, исключающее наличие дополнительных конструктивных элементов: обрезных досок, крепежа к данным доскам, отбортовки, опорных элементов для удержания нагревательного элемента на расстоянии от корпуса капельника.

Именно конструкция используемого в заявляемом способе устройства, монтаж капельника путем его крепления к стропилам, располагая его между обрешеткой и стропилами кровли здания, способствует исключению из конструкции данных дополнительных элементов. Это обеспечивается за счет того, что крепление капельника к стропилам обеспечивает ему достаточную удерживающую способность, без необходимости дополнительных креплений к стене.

Именно заявляемая конструкция капельника в заявляемом изобретении способствует и упрощению его монтажа. Это связано с тем, что закрепление капельника на стропилах между обрешеткой и стропилами в заявляемом изобретении исключает необходимость привлечения дополнительных технологических переходов, достаточно осуществить выполнение одной технологической манипуляции - закрепить капельник на стропилах.

Именно используемое в заявляемом способе устройство, система его монтажа и его конструкция обеспечивают улучшение его ремонтопригодности. Так, выполнение конструкции капельника в виде соединенных между собой листов металла, скрепленных между собой любым известным способом, позволяет упростить ремонт капельника как на кровле, так и вне кровли. Это обеспечивается за счет того, что для извлечения нагревательного элемента из полости капельника потребуется только разъединить скрепленные между собой листы металла, доступ к которым не ограничен ничем, затем вставить новый нагревательный элемент и заново скрепить данные листы металла между собой любым известным способом. При этом при таком выполнении капельника обеспечивается хорошая доступность к заменяемым элементам.

Крепление капельника под углом, отличающимся от угла наклона свеса кровли, но не более чем на 30 градусов, способствует значительному улучшению эффективность способа. Именно этот признак заявляемого способа обеспечивает возможность подбирать и задавать угол наклона выступающей части капельника, за счет чего достигается возможность регулировать скорость (частоту) отрыва образующихся капель воды с учетом угла наклона кровли здания. Это обеспечивается за счет того, что чем больше уклон кровли, тем быстрее вода от таяния снега будет поступать к кромке капельника, где будет формироваться в капли объемом (весом), достаточным для отрыва от кромки капельника. А поскольку отрыв капли от кромки капельника напрямую зависит от ее массы (веса), то есть от количества и скорости поступающей на ее формирование воды, следовательно, частота отрыва капель от кромки капельника напрямую зависит от угла наклона капельника.

Заявляемый способ поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена принципиальная схема размещения используемого в способе устройства. На фиг. 2 приведена схема устройства здания и его скатной кровли. На фиг. 3 - принципиальная схема конструкции капельника (общий вид сверху и вид сбоку). На фиг. 4 - поперечное сечение капельника с размещенным внутри него нагревательным элементом из двух соединенных между собой листов металла (фиг. 4). На фиг. 5 и 6 возможные варианты поперечного сечения капельника, изготовленного из согнутого листа металла, использование которых не исключает заявляемый способ.

По периметру кромки скатной крыши 1 здания с внутренней стороны карнизного свеса кровли осуществляют монтаж капельника 2. Капельник 2 представляет собой соединенные между собой любым известным способом листы металла. Заявляемый способ не исключает варианты использования капельника, изготовленного из согнутого листа металла. Поперечное сечение места сгиба листов может иметь различную конфигурацию: U-образную (фиг. 5), каплеобразную (фиг. 6), а также V-образную, С-образную, П-образную (не изображено).

Внутри капельника 2 расположен нагревательный элемент 3. Нагревательный элемент 3 располагается вдоль внешней кромки капельника 2. Капельник 2 заводят между обрешеткой 4 и стропилами 5 кровли 1 здания и прикрепляют к стропильной системе (стропилам) таким образом, что он располагается под свесом укрывного материала кровли 1, на котором находится снежный покров или наледь 6. При пропускании по нагревательному элементу 2 электрического тока нагревается и внешняя кромка капельника 2. Нагретая внешняя кромка капельника 2 растапливает снег и лед и он в виде капель 7 падает на землю. Внешняя кромка капельника 2 выступает из под свеса скатной кровли за ее пределы на 5-200 мм.

Выступающая часть капельника 2 имеет угол наклона, отличающийся от угла наклона свеса кровли 1, но не более чем на 30 градусов. Заявляемый способ не исключает его использование и при совпадении угла наклона капельника с углом наклона кровли.

Для изготовления капельника 2 используют металл толщиной 0,2 мм. В качестве нагревательного элемента 3 используют нагревательный провод или кабель любого известного сечения.

На капельнике 2 в противоположной от нагревательного элемента 3 стороне расположено поле «А» для крепления капельника 2 к стропильной системе. Капельник 2 оснащен выводами для подключения к фазному, нулевому 8 и заземляющему проводу 9. Защиту от случайных или вандальных вмешательств на электрический нагревательный элемент 3 обеспечивает металлический корпус капельника 2. Согнутые или соединенные между собой листы металла соединяются при помощи клепок 10 или болтов и гаек (не обозначено).

Устройство подключается к питающей сети через устройство защитного отключения (УЗО) 30 или 100 мА и гальваническую развязку (не изображено).

Для большей эстетики капельник 2 окрашивают под цвет кровли.

Каждый капельник 2 с нагревательным элементом 3 может оснащаться электронным или механическим ограничителем температуры для его отключения при превышении предельной рабочей температуры.

Используемое в заявляемом способе устройство достаточно просто устанавливается на действующие объекты при помощи автовышки или подъемно-крановых средств, при этом не повреждая существующее устройство кровли. Монтаж используемого в заявляемом способе устройства не требует специальных навыков и приспособлений монтажа.

Способ осуществляется следующим образом.

На размещенный заявляемым способом нагревательный элемент 3 подается напряжение, после чего поверхность нагрева - кромка выступающей части капельника 2 достигает температуры, превышающей температуру окружающего воздуха на 20-50°. Далее тепло контактным способом передается на остальную поверхность металлического капельника 2, а от него на кровельное покрытие крыши. Под воздействием тепла снег начинает таять и сползать на край карниза и далее на выступающую часть капельника 2, на которой полностью тает и стекает вниз в виде капель 7.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу предотвращения образования наледи и сосулек на кровле зданий. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности кровли. Способ предусматривает монтаж по периметру кровли нагревательного элемента, совмещенного с капельником, нагревающимся при пропускании электрического тока по нагревательному элементу. Монтаж капельника осуществляется путем его крепления к стропилам, при этом выступающая часть капельника имеет угол наклона, отличающийся от угла наклона свеса кровли. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ предотвращения образования сосулек на кромке скатной кровли, предусматривающий монтаж по периметру кровли нагревательного элемента, совмещенного с капельником, нагревающимся при пропускании электрического тока по нагревательному элементу, при этом капельник выполнен выступающим за пределы кромки скатной кровли, нагревательный элемент расположен внутри капельника вдоль его внешней кромки, выступающей за пределы скатного свеса кровли, а монтаж капельника осуществляется с внутренней стороны скатной кровли, отличающийся тем, что монтаж капельника осуществляется путем его крепления к стропилам, при этом выступающая часть капельника имеет угол наклона, отличающийся от угла наклона свеса кровли, но не более чем на 30 градусов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что капельник выполнен из согнутого листа металла или из соединенных между собой листов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, для изготовления капельника используется металл толщиной 0,2 мм.