RU2526077C1

RU2526077C1 - Device to prevent icicles from falling off pitched roof

Info

Publication number: RU2526077C1
Application number: RU2013118541/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Григорьев
Original assignee: Владимир Степанович Григорьев
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2014-08-20

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: device comprises a double-layer meshed curtain fixed to a roof and arranged above gutters at the angle within the angle of roof slope and with a support at the external wall with formation of its descending part downstream them. The curtain is provided above gutters from a double-layer meshed elastic-resilient material with application of a hygroscopic material, and in the descending part between layers in the curtain there is a layer of filler from material of hygroscopic structure with hydrophilic property.

EFFECT: increased operational reliability of a roof.

1 dwg

Description

Изобретение относится к строительным конструкциям, в частности к устройствам для предохранения от падения сосулек с кровли скатной крыши.The invention relates to building structures, in particular to devices for preventing icicles from falling from the roof of a pitched roof.

Известны устройства для борьбы с падением сосулек путем предупреждения их образования при обогревании кромки кровли крыши нагревательными кабелями; применения ручных орудий скалывания сосулек для предотвращения от их случайного падения; удаления при применении электроимпульсной противооблединительной системы [1, с.540-543].Known devices for combating the fall of icicles by preventing their formation when heating the edge of the roof of the roof with heating cables; the use of hand tools for chipping icicles to prevent them from accidentally falling; removal when using an electric pulse anti-icing system [1, p.540-543].

Недостатками данных устройств являются: в первом случае - необходимость использования дорогостоящих кабелей и большой расход электроэнергии; во втором случае - большие затраты и высокая опасность труда, а также механического повреждения кровли крыши от ударов применяемых орудий; в третьем случае - возможность разрушения только локальной сосульки и практически неприменимость электроимпульсной системы для протяженных участков сливного желоба.The disadvantages of these devices are: in the first case - the need to use expensive cables and high power consumption; in the second case, high costs and a high risk of labor, as well as mechanical damage to the roof of the roof from impacts of the applied tools; in the third case, the possibility of destruction of only the local icicle and the practically inapplicability of the electric pulse system for extended sections of the drain trough.

Из известных наиболее близким по технической сущность является устройство для предохранения от падения сосулек с наружной кромки кровли крыши [2], которое содержит закрепленный на кромке кровли крыши в зоне образования сосулек свисающий элемент, выполненный в виде шторки из упругоэластичного материала гигроскопической структуры с гидрофильным свойством и с высотой, по меньшей мере, не более размера длины образуемых сосулек, и расположено над водосточными желобами водосточной системы без касания их нижней части стенок.Of the known closest in technical essence is a device for preventing icicles from falling from the outer edge of the roof roof [2], which contains a hanging element fixed to the edge of the roof roof in the icicle formation zone, made in the form of a curtain made of an elastic material of a hygroscopic structure with a hydrophilic property and with a height of at least not more than the size of the length of the formed icicles, and is located above the gutters of the gutter system without touching their lower part of the walls.

Работа данного устройства (прототипа) заключается в следующем. При таянии снега на кровле крыши в случае положительной температуры окружающей среды образуемая вода с нее стекает и равномерно пропитывает шторку из гигроскопического материала, и при его перенасыщении влагой лишняя ее часть перетекает в желоба и далее из них по водосточным трубам в канализацию или на землю. Подобная ситуация наблюдается и при атмосферных осадках в виде дождя.The operation of this device (prototype) is as follows. When snow melts on the roof roof in the case of a positive ambient temperature, the water formed from it flows off and evenly soaks the curtain from hygroscopic material, and when it is saturated with moisture, the excess part flows into the gutters and then from them through the drain pipes to the sewer or to the ground. A similar situation is observed with precipitation in the form of rain.

В случае же отрицательной температуры окружающей среды вода от таяния снега или дождя в капиллярах штоки замерзает и замоноличивает ее подобно железобетонной конструкции, а при дальнейшем таянии снега нарост намораживаемой массы льда достигает нижней части стенок желобов, которые являются ограничителями роста сосулек.In the case of a negative ambient temperature, the water from the melting of snow or rain in the capillaries freezes and monolizes it like a reinforced concrete structure, and with further melting of snow, the growth of the frozen mass of ice reaches the lower part of the walls of the gutters, which limit the growth of icicles.

Причина падения сосулек под действием силы тяжести, в первую очередь, кроется в подтаянии их в зоне образования, т.е. на кромке кровли крыши, а не в низкой прочности на растяжение льда.The reason for the fall of icicles under the influence of gravity, first of all, lies in their melting in the formation zone, i.e. on the edge of the roof, and not in the low tensile strength of the ice.

При этом в отдельности каждую сосульку можно представить в виде телесного конуса изо льда объемом V=1/3·sh и массой m=1/3·shp, где s - площадь основания конуса; h - высота конуса (сосульки); p - плотность льда.In this case, each icicle individually can be represented as a solid cone made of ice with a volume of V = 1/3 · sh and a mass of m = 1/3 · shp, where s is the area of the base of the cone; h is the height of the cone (icicles); p is the density of ice.

Так, с учетом вышеприведенных зависимостей при пределе прочности на растяжение льда, равным σ=m/s=10 кг/см² [3, с.827], сосулька площадью s=1 кг/см², т.е. d=1,15 см, и ρ=0,001 кг/см³ может разрушиться под действием собственной силы тяжести в месте ее примерзания по всей площади основания к кромке крыши с достижением высоты h=3σ/ρ=3×10/0,001=30000 см, т.е. 300 м. Следовательно, в этом случае даже при стократном запасе прочности на растяжение льда высота сосулек при их росте на крыше составит h=3 м, что психологически наблюдателю трудно воспринять безопасным из-за низкой ударной прочности льда, т.е. его хрупкости.So, taking into account the above dependences, with an ice tensile strength equal to σ = m / s = 10 kg / cm ² [3, p. 827], an icicle with an area of s = 1 kg / cm ² , i.e. d = 1.15 cm, and ρ = 0.001 kg / cm ³ can collapse under the influence of its own gravity in the place of its freezing over the entire area of the base to the edge of the roof with a height of h = 3σ / ρ = 3 × 10 / 0.001 = 30000 cm , i.e. 300 m. Therefore, in this case, even with a hundred-fold margin of ice tensile strength, the height of icicles when they grow on the roof will be h = 3 m, which is psychologically difficult for an observer to perceive as safe because of the low impact strength of ice, i.e. its fragility.

Общим признаком прототипа и предлагаемого устройства является наличие прикрепленной к крыше двухслойной сетчатой шторки из упругоэластичного материала с размещением на ней гигроскопического наполнителя.A common feature of the prototype and the proposed device is the presence of a two-layer mesh curtain attached to the roof from an elastic material with the placement of an absorbent filler on it.

Однако известное решение направлено на удержание намораживаемого слоя льда при таянии снега на кровле крыши по всей высоте шторки из гигроскопического материала, т.е. от кромки кровли до желобов водосточной системы, и связано с большими ее размерами, а следовательно, с большими затратами на изготовление и ведет к изменению архитектурного облика зданий и сооружений.However, the known solution is aimed at retaining a freezing layer of ice when snow melts on the roof over the entire height of the curtain of hygroscopic material, i.e. from the edge of the roof to the gutters of the gutter system, and is associated with its large size, and therefore, with large manufacturing costs, and leads to a change in the architectural appearance of buildings and structures.

Задача изобретения - предохранение от падения сосулек, расширение функциональных достоинств устройства, снижение затрат на изготовление и повышение эксплуатационной надежности крыши.The objective of the invention is to prevent icicles from falling, expanding the functional advantages of the device, reducing manufacturing costs and increasing the operational reliability of the roof.

Это достигается тем, что в устройстве для предохранения от падения сосулек с кровли скатной крыши, содержащем прикрепленную к крыше двухслойную сетчатую шторку из упругоэластичного материала с размещением в ней гигроскопического наполнителя, расположенную над водосточными желобами под углом в пределах угла уклона крыши и с опорой на их наружную стенку с образованием за ними ниспадающей ее части высотой не более двукратной высоты желобов, а между слоями в ниспадающей части шторки размещен слой наполнителя из материала гигроскопической структуры с гигрофильным свойством (базальтовая вата, стекловата, полимерная ткань и др.).This is achieved by the fact that in the device for preventing icicles from falling from the roof of a pitched roof, comprising a two-layer mesh curtain of elastic material attached to the roof with a hygroscopic filler placed in it, located above the gutters at an angle within the angle of the roof and with support on them the outer wall with the formation of their falling part behind them with a height of no more than twice the height of the gutters, and between the layers in the falling part of the curtain there is a filler layer made of hygroscopic material structures with a hygrophilic property (basalt cotton wool, glass wool, polymer fabric, etc.).

На фиг.1 изображен общий вид устройства для предохранения от падения сосулек с кровли скатной крыши с желобами и элементами крепления водосточной системы.Figure 1 shows a General view of a device for preventing icicles from falling from the roof of a pitched roof with gutters and fastening elements of the drainage system.

Устройство для предохранения от падения сосулек с кровли скатной крыши содержит двухслойную сетчатую шторку 1 из упругоэластичного материала (базальтовые и углеродные волокна, хладоводостойкий полимер, нержавеющая сталь), верхняя часть которой прикреплена к кромке крыши 2 с помощью накладки 3, а следующая за ней часть расположена над желобами 4 с опорой на их наружную стенку с образованием за ними ниспадающей ее части с гигроскопическим наполнителем 5 в ней. Желоба 4 установлены на кронштейнах 6, прикрепленных к несущим элементам крышки 7 здания или сооружения 8.The device for preventing icicles from falling from the roof of a pitched roof contains a two-layer mesh curtain 1 made of an elastic material (basalt and carbon fibers, a cold-resistant polymer, stainless steel), the upper part of which is attached to the edge of the roof 2 using a lining 3, and the next part is located above the grooves 4 with support on their outer wall with the formation of their falling part with hygroscopic filler 5 in it. The gutters 4 are mounted on brackets 6 attached to the supporting elements of the cover 7 of the building or structure 8.

Устройство работает следующим образом. При атмосферных осадках в виде дождя или таяния снега в случае положительной температуры окружающей среды вода с кровли крыши 2 стекает в желоба 4 через расположенную над ними сетчатую часть шторки 1, не перетекая в ее ниспадающую часть, а далее из них по водосточным трубам в канализацию на землю.The device operates as follows. In case of atmospheric precipitation in the form of rain or snowmelt in the case of a positive ambient temperature, water from the roof 2 flows into the gutters 4 through the mesh part of the curtain 1 above them, not flowing into its falling part, and then from them through the drain pipes into the sewer the ground.

В случае же отрицательной температуры окружающей среды вода, образующаяся при подтаянии снега на кровле крыши 2, постепенно заполняет желоба 4 и замерзает в них, замоноличивая льдом расположенную над ними часть шторки 1. Далее появляющаяся вода на кровле крыши 2 при таянии снега свободно перетекает на ниспадающую часть шторки 1 с расположенным в ней наполнителем 5, пропитывает его гигроскопическую структуру и замерзает в ее капиллярах, обеспечивая тем самым начало роста сосулек и надежного закрепления сосулек за счет армирования их льда в зоне образования.In the case of a negative ambient temperature, the water that forms when the snow melts on the roof top of the roof 2 gradually fills the gutters 4 and freezes in them, adding ice to the part of the curtain 1 located above them. Then, the water that appears on the roof of the roof 2 freely flows to the falling snow part of the curtain 1 with the filler 5 located in it, impregnates its hygroscopic structure and freezes in its capillaries, thereby providing the beginning of the growth of icicles and reliable fixation of icicles by reinforcing their ice in onet education.

Применение в устройстве двухслойной сетчатой шторки с разными свойствами по высоте ее расположения относительно элементов кровли крыши 2 и водосточной системы позволяет целенаправленно в зависимости от температуры окружающей среды, т.е. положительной или отрицательной, обеспечить в первом случае сток дождевой воды с кровли крыши 2 непосредственно в желоба 4 и защитить от попадания листьев в них, а во втором случае, минуя их, направлять воду с кровли крыши 2 при таянии снега в ниспадающую часть шторки 1 с наполнителем 5 для образования сосулек и надежного удержания на ней. Устройство дает возможность исключить образование сосулек на кромке кровли крыши 2, следовательно, и избежать их подтаяния и падения под воздействием собственной силы тяжести. При этом находящаяся масса льда в желобах 4 и удаление зоны образования сосулек от кромки кровли крыши 2 в ниспадающую часть шторки 1 являются стабилизирующими факторами обеспечения температуры их льда близкой к температуре окружающей среды. Подобного эффекта, но в меньшей степени, можно достигать и при отвесном положении шторки 1 с нахождением в нижней части ее половины гигроскопического наполнителя 5.The use in the device of a two-layer mesh curtain with different properties in terms of its height relative to the elements of the roof of the roof 2 and the drainage system allows purposefully depending on the ambient temperature, i.e. positive or negative, in the first case, ensure the rainwater flow from the roof of the roof 2 directly into the gutters 4 and protect it from leaves in them, and in the second case, bypassing them, direct water from the roof of the roof 2 when snow melts into the falling part of the curtain 1 s filler 5 for the formation of icicles and reliable retention on it. The device makes it possible to exclude the formation of icicles on the edge of the roof of the roof 2, therefore, to avoid melting and falling under the influence of its own gravity. Moreover, the mass of ice in the gutters 4 and the removal of the icicle formation zone from the edge of the roof of the roof 2 to the falling part of the curtain 1 are stabilizing factors to ensure that their ice temperature is close to the ambient temperature. A similar effect, but to a lesser extent, can be achieved with the vertical position of the curtain 1 with the hygroscopic filler 5 in the lower part of it.

Кроме того, оно обладает высокой совместимостью с действующими водосточными системами, просто реализуемо с применением доступных материалов, повышает эксплуатационную надежность крыши.In addition, it has high compatibility with existing gutter systems, it can be easily implemented using available materials, and it increases the operational reliability of the roof.

Источники информацииInformation sources

1. Серия «Застройщик». Кровельные системы. Материалы и технологии. ООО «Стройинформ». Издательство «Феникс», 2006. - 631 с.1. Series "Developer". Roofing systems. Materials and technologies. LLC Stroyinform. Phoenix Publishing House, 2006. - 631 p.

2. Патент РФ № 2458218, опубл. 10.082012. Бюл. №22, кл. МПК Е04D 13/076.2. RF patent No. 2458218, publ. 10.082012. Bull. No. 22, cl. IPC E04D 13/076.

3. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. - 4 изд. - М.: Издательство «Наука», 1965. - 856 с.3. Belyaev N.M. Strength of materials. - 4th ed. - M .: Publishing house "Science", 1965. - 856 p.

Claims

A device for preventing icicles from falling from the roof of a pitched roof, containing a two-layer mesh curtain of elastic material attached to the roof using hygroscopic material and located above the gutters at an angle within the angle of inclination of the roof and resting on their outer wall to form behind them its falling part with a height of no more than twice the height of the gutters, characterized in that between the layers in the falling part of the curtain there is a filler layer of hygroscopic structure material ur with a hydrophilic property.