Изобретение относится к области строительства и жилищно-коммунального хозяйства, дорожного строительства и предназначено для предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий с возможностью интеграции в систему «Умный город», «Умный дом».
Каждый год перед коммунальными службами и владельцами частных домов встает проблема борьбы с обледенением крыш домов, водостоков и наземных переходов на автомагистралях. Наледь, сосульки, снежный покров на крышах являются угрозой для здоровья и жизни людей, а также сохранности имущества. Кроме этого, образование наледи на крыше дома увеличивает механическую нагрузку на кровельную конструкцию. Это приводит к сокращению срока ее службы, а вследствие забитых льдом водостоков и желобов происходит задержка талой воды [Шаталова А.О. Инновационные системы предотвращения обледенения карнизов зданий// Инновации в строительстве. Выпуск 3, 2017].
Существующие способы очистки крыш от наледи и сосулек можно разделить на способы борьбы с образовавшейся наледью и на способы предотвращения образования наледи.
К первой группе относятся способы, устраняющие следствие обледенения: сбивание сосулек и наледи дворниками, промышленными альпинистами и другими сотрудниками ЖКХ; создание теплого периметра для того, чтобы растопить образовавшийся лед; пневматические способы с подачей сжатого воздуха в гибкие оболочки.
Недостатком способов борьбы с образовавшейся наледью является возможность падения сосулек и снежного покрова до начала процесса очистки.
Ко второй группе принадлежат способы, предотвращающие образование сосулек и ледяных наростов путем: утепления чердачных помещений утепление керамзитом, ватными материалами, материалами на основе пенопласта; устройство специальных открытых окон на крышах; борьба с адгезией снега к поверхности крыши домов путем использования специальных гидрофобных материалов и покрытий; сдув осадков с крыши направленным воздушным потоком (патент РФ №2462566, МПК E04D 13/076, опубл. 27.09.2012).
Известно несколько типов устройств для борьбы с обледенением защищаемых объектов: термические, механические, пневматические и гидрофобные.
Так, известны устройства, создающие тепловой периметр, содержат шланги или трубы, уложенные вдоль кромки крыши, по которой подается горячая вода или горячий воздух (патенты РФ №2333326, МПК E04D 13/076 от 27.05.2006; №2441122, МПК E04D 13/076 от 10.10.2011; МПК E04D 13/080 от 20.06.2007, Патент JP №0628613, МПК E04D 13/076, опубл.03.08.1994), либо электронагревательные кабели или элементы (патенты РФ №2161680, МПК E04D 13/064 от 10.01.2001РФ №2310727, МПК E04D 13/076 от 10.11.2007, №2371339, МПК E04D 13/076 от 27.02.2009).
Недостатками известных изобретений являются высокие эксплуатационные расходы, а также риск возникновения коррозии кровли.
Устройства, реализующие механический способ защиты от сосулек и наледей, содержат механические, электромеханические пьезоэлектрические элементы для создания импульсных деформаций или вибраций в материале крыши с целью предупреждения образования и разрушения уже образовавшихся на кромках крыши и самой крыше сосулек и наледей (патенты РФ №2327829, МПК Е01Н 5/12, опубл. 27.10.2007, №2439261, МПК У05 В 13/076, опубл. 20.11.2011).
Недостатком известных устройств является низкая эффективность и низкая безопасность, негативное воздействие на материал кровель.
Известны способы борьбы с наледью, создающие гидрофобные покрытия кровель (патент РФ №2291261 МПК E04D 13/076, опубл. 17.08.2005, №2244790, E04D 13/076, опубл.05.03.2003).
Недостатком известных способов является недостаточная надежность, малый срок службы покрытий.
Известны пневматические способы удаления снега, наледи и сосулек с крыш с применением гибких оболочек (шланг, рукав) эластомерного или резиноармированного материала, в которые при необходимости подается сжатый воздух, под воздействием которого оболочка раздувается, под действием чего слой снега или льда приподнимается (разрывается, ломается) и сбрасывается с крыши (патент РФ №2518531, МПК E04D 13/076, опубл. 10.06.2014, JP 5725631 B2, МПК Е04Н 9/16, опубл. 27.05.2015, JP 6522058 B2, МПК Е04Н 9/16, опубл. 29.05.2019).
Недостатком известных изобретений является то, что на отдельных участках крыши наледь и сосульки могут образоваться за пределами поверхности гибкой оболочки. Также возможно при значительном понижении температуры смерзание отдельных участков гибкой оболочки. Остается риск, что в процессе роста сосулька упадет.
Известна полезная модель «Система для удаления снега и наледи с крыши здания», которая содержит подведенный к крыше трубопровод, связанный одним концом с устройством, создающим воздушный поток, и нагреватель (патент RU 72247 U1, E04D 13/076, опубл. 10.04.2008). При этом нагреватель выполнен в виде проточного радиатора, концы которого встроены в выведенную в чердачное помещение трубу системы отопления. Радиатор установлен в чердачном помещении между устройством, создающим воздушный поток, и трубопроводом.
Недостатком полезной модели является то, что при установке системы для удаления снега и наледи с крыши здания требуется изменение системы отопления.
Известно устройство для удаления снега с кровли, которое представляет собой короб, жестко установленный на опорах на крыше (патент СССР №1730399, МПК E04D 13/00, опубл. 30.04 1992). Короб снабжен предохранительным колпаком, установленным сверху и зонтом снизу. Внутри короба расположен вентилятор. При наличии снегопада включают вентилятор и производят прогон воздуха, засасывая его из под верхнего колпака сверху короба. Нижний зонт направляет воздушный поток от вентилятора так, чтобы он расстилался по крыше, не давая снежинкам осесть. По окончании снегопада вентилятор выключают.
Недостатком известного изобретения является ограниченность охватываемой площади крыши для сдува снега.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ предотвращения образования сосулек, налета снега, налета твердых частиц вещества, при котором на поверхность крыши устанавливают, по меньшей мере, одно устройство сдува снега, содержащее вентилятор, создающее направленный воздушный поток (патент РФ №2 462 566, МПК E04D 13/076, опубл. 27.09.2012). При начале снегопада включают устройство сдува снега, создают направленный воздушный поток, сдувают снег, отличающийся тем, что изменяют направление воздушного потока последовательно по секторам поверхности крыши путем вращения устройства для сдува снега.
Недостатком известного способа является то, что устройство сдува должно быть достаточно мощным или необходимо устанавливать несколько устройств сдува, чтобы охватить поверхность всей крыши, что влечет за собой повышение веса устройства и эксплуатационных затрат. Например, если устройство сдува с потребляемой мощностью 500 Вт удаляет осадки с крыши в радиусе 5 м, то на крыше длиной 100 м нужно ставить 10 устройств сдува, по 1 единице на каждые 10 м, чтобы охватить всю длину ската крыши. Тогда общая потребляемая мощность повысится до 5 кВт, а также увеличится время обслуживания устройств сдува.
Задачей предлагаемого изобретения является предотвращение образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений, снижение энергопотребления при больших площадях охвата поверхности крыши, автоматизация и повышение эффективности сдува осадков.
В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность предотвращать образование наледей и сосулек на крышах зданий сдувом выпадающих осадков подачей воздуха под давлением, автоматизировать и повысить эффективность защиты крыш зданий и других объектов от образования наледей и сосулек, снизить энергопотребление за счет применения автоматизированных систем управления, рельсов и пневмомагистралей (трубопроводов).
1. Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений, включающем монтаж на поверхности крыши по меньшей мере одного устройства сдува, включение устройства сдува при начале выпадения осадков, создание направленного воздушного потока с помощью устройства сдува, осуществление сдува осадков с поверхности крыши последовательно по секторам поверхности крыши, согласно изобретению, снизу от снегозадержателя устанавливают устройство сдува с выдувной трубой, монтируемое на каретке, перемещаемой с возможностью возвратно-поступательного движения по рельсам, установленным вдоль длины крыши, при начале образования сосулек и наледи включают электродвигатель с помощью блока управления, перемещают каретку по рельсам, выдувают направленный поток воздуха под давлением из выдувной трубы, осуществляют сдув влаги вниз по скату крыши, предотвращая накопление влаги на козырьке крыши.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений, включающем монтаж на поверхности крыши по меньшей мере одного устройства сдува, включение устройства сдува при начале выпадения осадков, создание направленного воздушного потока с помощью устройства сдува, согласно изобретению, устройство сдува выполнено в виде располагаемой вдоль ската крыши трубы, разделенной на сектора, с выдувными соплами, в которую поочередно в каждый сектор подают воздух под давлением из пневмоаккумулятора, осуществляют сдув влаги вниз по скату крыши, предотвращая накопление влаги на козырьке крыши, при этом при уменьшении давления в пневмоаккумуляторе ниже минимального допустимого значения включают компрессор и нагнетают воздух в пневмоаккумулятор из вентиляционной системы, при достижении необходимого давления в пневмоаккумуляторе отключают компрессор.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежах на фиг.1-4, на которых представлена общая схема для осуществления предлагаемых вариантов способа предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений.
На фиг.1 - изображена общая схема первого варианта изобретения для способа предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений;
На фиг.2 - изображена общая схема (вид сверху) первого варианта изобретения для способа предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений;
На фиг.3 - изображена общая схема (вид сбоку) первого варианта изобретения для способа предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений;
Позициями на фигурах обозначены:
1 - крыша здания;
2 - снегозадержатель;
3 - устройство сдува;
4 - выдувная труба;
5 - каретка;
6 - рельсы;
7 - трос;
8 - электродвигатель;
9 - блок управления.
На фиг.4 - изображена общая схема второго варианта изобретения для способа предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений.
Позициями на фигурах обозначены:
1 - крыша здания;
2 - устройство сдува (труба);
3 - выдувные сопла;
4 - пневмоаккумулятор;
5 - компрессор;
6 - вентиляционная система;
7 - блок управления.
Ниже буду раскрыты два варианта изобретения способа предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений.
Первый вариант изобретения.
Способ предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений (Фиг. 1-3).
На крыше 1 устанавливают снизу от снегозадержателя 2 устройство сдува 3 с выдувной трубой 4. Устройство сдува 3 может представлять собой любой известный механизм подачи воздуха под давлением, например, воздуходувку или вентилятор с нагревателем. Устройство сдува 3 монтируют на каретке 5, которая перемещается по рельсам 6 вдоль ската крыши 1. Каретку 5 приводят в движение при помощи электродвигателя 8, который может быть встроен в каретку 5 или располагаться на конце рельсов 6 и передвигать каретку с помощью троса 7. При выпадении осадков (снегопад, дождь) или капели включают устройство сдува 3 и электродвигатель 8 с помощью блока управления 9. Перемещают каретку 5 с устройством сдува 3 по рельсам 6 вдоль ската крыши 1. При этом сдувают осадки вниз по скату крыши 1, т.к. каретка 5 с устройством сдува 3 совершает возвратно-поступательное движение по рельсам 6 вдоль ската крыши 1. Таким образом предотвращают накопление осадков на козырьке крыши 1. Второй вариант изобретения.
Способ предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений (Фиг. 4).
На крыше 1 устанавливают устройство сдува 2. Устройство сдува 2 выполнено в виде трубы с выдувными соплами 3, расположенными по всей длине трубы. Устройство сдува 2 с выдувными соплами 3 располагают вдоль ската крыши 1. При выпадении осадков (снегопад, дождь) или капели в устройство сдува 2 подают воздух под давлением 4-8 атм из пневмоаккумулятора 4 с помощью блока управления 7. Воздух под давлением выводят из выдувных сопел 3 и сдувают осадки вниз по скату крыши. Причем в зависимости от архитектурных особенностей крыши устройство сдува 2 разделяют на сектора и воздух из пневмоаккумулятора 4 подают поочередно в каждый сектор во избежание потерь давления по длине трубы и на местные сопротивления (повороты, сужения и т.п.). Таким образом предотвращают накопление осадков на козырьке крыши 1. При уменьшении давления в пневмоаккумуляторе 4, включают компрессор 5 и нагнетают воздух из вентиляционной системы 6 здания. При достижении необходимого давления в пневмоаккумуляторе 4 выключают компрессор 5 с помощью блока управления 7.
ПРИМЕР
Пример выполнения способа предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений (вариант 1).
На крыше длиной 100 м устанавливают рельсы снизу от снегозадержателя вдоль ската крыши здания. Каретку приводят в движение при помощи троса, при этом движущий ее электродвигатель мощностью 100 Вт располагают на конце рельсов. При начале снегопада включают устройство сдува мощностью 500 Вт и электродвигатель с помощью блока управления. Перемещают каретку с установленным на ней устройством сдува по рельсам вдоль ската крыши со скоростью 5 м/мин. Воздух под давлением направленным потоком подают из выдувной трубы и сдувают выпадающий и начинающий накапливаться снег вниз по скату крыши. Перемещаясь вдоль длины крыши, устройство сдува удаляет падающий снег, из-за чего снег не успевает накапливаться на козырьке крыши. Общая потребляемая мощность составит 600 Вт.При окончании снегопада блок управления останавливает работу устройства сдува и электродвигателя.
Пример выполнения способа предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений (вариант 2).
На крыше длиной 100 м устанавливают устройство вдоль всей длины крыши здания. Для сокращения потерь давления устройство сдува разделяют на сектора по 10 м. При повышении температуры воздуха, когда снежный покров на крыше начинает подтаивать, капли талой воды сдувают направленным потоком воздуха из сопел устройства сдува под давлением 5 атм вдоль ската крыши. Пневмоакумулятор емкостью 120 л поочередно подает воздух под давлением к секторам устройства сдува с помощью блока управления.
Воздух под давлением выдувают из сопел устройства сдува сектора и направленным воздушным потоком сдувают с поверхности крыши осадки. Далее воздух из пневмоаккумулятора направляют в следующий сектор. После подачи воздуха во все сектора устройства сдува процесс повторяют. Таким образом наледь на крыше не успевает образоваться. При уменьшении давления в пневмоаккумуляторе ниже 4,8 атм включают компрессор, который нагнетает теплый воздух из вентиляционной системы здания. При достижении требуемого давления блок управления выключает устройство сдува и останавливает каретку.
Группа изобретений относится к области строительства, а именно к способу предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий. Технический результат изобретения – повышение эксплуатационной надежности крыши. В способе снизу от снегозадержателя устанавливают устройство сдува с выдувной трубой на каретку, которую закрепляют на рельсовой системе, охватывающей всю длину крыши. Включают устройство сдува и электродвигатель при начале образования сосулек и наледи с помощью блока управления, перемещают каретку по рельсовой системе вдоль длины крыши, выдувают направленный поток воздуха под давлением из выдувной трубы, осуществляют сдув влаги вниз по скату крыши, предотвращая накопление влаги на козырьке крыши. Предусмотрен вариант выполнения устройства сдува в виде в виде трубы с выдувными соплами. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
1. Способ предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений, включающий монтаж на поверхности крыши по меньшей мере одного устройства сдува, с помощью которого создают воздушный поток для сдува выпадающих осадков, отличающийся тем, что устройство сдува выполняют с выдувной трубой и устанавливают снизу от снегозадержателя крыши на каретке, перемещаемой с возможностью возвратно-поступательного движения по рельсам, установленным вдоль длины крыши, при выпадении осадков с помощью блока управления включают устройство сдува и электродвигатель, приводят в движение каретку и выдувают направленный поток воздуха под давлением из выдувной трубы, осуществляют сдув осадков вниз по скату крыши, предотвращая накопление осадков на козырьке крыши.
2. Способ предотвращения образования наледей и сосулек на крышах зданий и сооружений, включающий монтаж на поверхности крыши по меньшей мере одного устройства сдува, включение устройства сдува при начале выпадения осадков, создание направленного воздушного потока с помощью устройства сдува, отличающийся тем, что устройство сдува выполнено в виде располагаемой вдоль ската крыши трубы, разделенной на сектора, с выдувными соплами, в которую поочередно в каждый сектор подают воздух под давлением из пневмоаккумулятора, осуществляют сдув осадков вниз по скату крыши, предотвращая накопление осадков на козырьке крыши, при этом при уменьшении давления в пневмоаккумуляторе ниже минимального допустимого значения включают компрессор и нагнетают воздух в пневмоаккумулятор из вентиляционной системы, при достижении необходимого давления в пневмоаккумуляторе отключают компрессор.
СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СОСУЛЕК, НАЛЕТА СНЕГА, НАЛЕТА ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ВЕЩЕСТВА | 2011 |
|
RU2462566C1 |
Устройство для удаления снега с кровли | 1990 |
|
SU1730399A1 |
JP 9021215 A, 21.01.1997 | |||
JP 2003056207 A, 26.02.2003. |
Авторы
Даты
2024-10-11—Публикация
2022-12-08—Подача