Результат интеллектуальной деятельности: КАРНИЗ КРЫШИ ЗДАНИЯ

Изобретение относится к строительству крыш жилых и производственных зданий, исключающих падение образовавшихся сосулек.

Известны карнизы на чердачных и совмещенных крышах, имеющих покрытие из листового железа, волоконно-асбестоцементных листов и пр. /см. Осипов Л.Г. и др. Гражданские и промышленные здания. М.,"Высшая школа", 1964, с.231, рис.129 [1]/.

Недостатками известных конструкций является слабость сил сцепления образующихся при таянии снега и льда сосулек с карнизным свесом, приводящая к отрыву сосулек от карниза под действием собственного веса и их падению, представляющему опасность для расположенных внизу людей и объектов.

Известны также конструкции карнизов с предотвращением образования сосулек, в которых край карниза выполнен специальной желобообразной формы, а карнизный свес выполнен с соответствующим покрытием, в частности края металлического желоба облицованы резиной или специальными гидрофобными материалами, не смачивающимися водой /см. патент ФРГ №2643348, кл. E04D 13/06, опубл. 1978 г. [2]/.

Недостатками известных конструкций является малая эффективность, конструктивная сложность, невозможность применения к уже существующим зданиям, необходимость в коренной переделке карнизов, что сопряжено с большими материальными и трудовыми затратами.

Кроме того, известные конструкции имеют предельно ограниченное применение, ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является карниз крыши здания, в котором консольный свес кровли снабжен элементами для намерзания воды из гидрофильного вещества с повышенной способностью к смачиванию водой, имеющего низкую теплопроводность и значительную удельную теплоемкость, и выполненными в форме двух досок, например, из мягких пород дерева, прикрепленных с нижней и верхней сторон консольного свеса кровли на всю длину карниза /см. а.с. СССР №953143,кл, E04D 13/06, 1982 [3], и принятый за прототип.

Указанная конструкция обеспечивает удлинение времени нагрева элементов для примерзания воды, а также более сильное примораживание к ним сосулек, что приводит к дольшему удержанию сосулек на элементах в процессе их таяния. Однако, как показывают исследования, при любых характеристиках материалов элементов для намерзания воды именно площадь контактирования сосулек с данными элементами, а также геометрические и конструктивные особенности поверхностей данных элементов в наибольшей степени влияют на прочность удержания сосулек в процессе их таяния. В устройстве-прототипе [3] площадь контакта практически ограничена верхним сечением сосульки и не позволяет обеспечить надежное удержание до полного таяния без опасности срыва. Кроме того, само нахождение на карнизе сосулек значительных размеров до полного их таяния в любом случае представляет опасность.

Сущность изобретения заключается в создании карниза, снабженного специальным приспособлением, способным с одной стороны формировать и эффективно удерживать на себе сосульки, а с другой - не допускать их нарастания до значительных размеров и обеспечивать автоматическое разрушение и сброс на ранних стадиях формирования, используя энергию естественных внешних воздействий, в данном случае - ветровые возмущения.

Технический результат - повышение эксплуатационных качеств устройства за счет обеспечения возможности сосредоточения и удержания сосулек на специальных элементах и их автоматического и своевременного разрушения.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном карнизе крыши здания с консольным свесом кровли, снабженным размещенными по всей длине карниза элементами для намерзания воды, выполненными из гидрофильного материала с низкой теплопроводностью и значительной удельной теплоемкостью, особенность заключается в том, что элементы для намерзания воды выполнены в виде уложенной вдоль наружнего края свеса полосы из прочной водостойкой ткани с закрепленными на ней и вертикально свисающими вниз с заданным шагом и длиной концами, каждый из которых сформирован из совокупности гибко соединенных друг с другом жестких пластинок с последовательным ортогональным разворотом их плоскостей вокруг продольной оси конца, при этом пластины выполнены из упругопластического полимерного материала типа сотопласта, имеющего сотовую объемную структуру с открытыми со всех наружных сторон пластинок ячейками.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично, изображен предлагаемый карниз на общем виде.

Карниз крыши I здания 2 с консольным свесом 3 кровли снабжен размещенными по всей длине карниза элементами для намерзания воды с образованием сосулек 4, выполненными из гидрофильного материала с низкой теплопроводностью и значительной удельной теплоемкостью, при этом элементы для намерзания воды выполнены в виде уложенной вдоль наружного края свеса 3 полосы 5 из прочной водостойкой ткани с закрепленными на ней и вертикально свисающими вниз с заданными шагом и длиной концами, каждый из которых сформирован из совокупности гибко соединенных с полосой 5 и друг с другом жестких пластинок 6 с последовательным ортогональным разворотом их плоскостей вокруг продольной оси конца, при этом пластинки 6 выполнены из упругопластического полимерного материала типа сотопласта, имеющего сотовую объемную структуру с открытыми со всех наружных сторон пластинок 6 ячейками. Гибкое соединение пластинок 6 с полосой 5 и друг с другом осуществлено с помощью отрезков 7 эластичного водостойкого шнура, привязанных к отверстиям 8 в краях полосы 5 и пластинок 6. Концы 6, 7, сформированные из пластинок 6, соединенных отрезками 7 шнура, являются направляющими для стекания с крыши I воды при таянии снега и льда, и одновременно арматурой для образования на них сосулек 4 и их длительного удержания вплоть до полного таяния. Заданный шаг между концами 6, 7 обеспечивает практически полное отекание воды только по ним и раздельное образование сосулек 4 без взаимного соединения. Длина концов 6, 7 порядка 30 см, ширина пластинок 6 порядка 5-6 см и их длина /по высоте здания/ порядка 6-7 см являются вполне достаточными как для надежного удержания сосулек,так и для обеспечения заданной нагрузки при ветровых возмущениях /см. далее/. Вмерзание каждого конца 6, 7 непосредственно в тело сосульки 4, а также наличие в материале пластинок 6 пор /ячеек/ многократно увеличивает площадь сцепления каждой сосульки 4 с элементами для намерзания воды, делает сосульки 4 с концами 6, 7 практически едиными телами с единой продольной и поперечной структурой, не позволяющей сосульке 4 соскользнуть с концов 6, 7, что резко увеличивает силы сцепления и обеспечивает удержание сосулек 4 до полного их таяния. Кроме того, применяемый для изготовления пластинок 6 материал /сотопласты/ /см., например,"Материалы для авиационных приборов и конструкций" под ред. акад. А.Ф.Белова, М.,"Металлургия", 1982 г., стр.371-374 С [4]/ за счет наличия пространственных пор отличается по сравнению с обычным деревом мягких пород (см. устройство-прототип [3]) повышенной гидрофильностью и удельной теплоемкостью, а также многократно сниженной теплопроводностью. Наличие открытых наружу и сообщающихся ячеек /пор/ обеспечивает предельно высокую гидрофильность, то есть сцепление воды с поверхностью пластинок 6. Именно благодаря вышеуказанным свойствам данные материалы используют [4] для наружней теплозащиты и внутренней теплоизоляции объектов.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Выше уже был описан процесс формирования и удержания сосулек 4 на концах 6, 7. Однако, как было указано выше, при этом желательно не допускать разрастания этих сосулек до значительных размеров, а постепенно автоматически их разрушать непосредственно на стадии формирования, обеспечивая их постепенное осыпание с концов 6, 7. Для этой цели в предлагаемом устройстве использован естественный природный источник, а именно - ветровые возмущения. Эти возмущения во времена года, характерные для образования сосулек /весна, зима/, практически всегда присутствуют, особенно на высоте, и имеют частую смену направлений. В условиях городской застройки на высоте характерно наличие зон значительной турбулентности с сильными порывами ветра, происходящими практически непрерывно даже при наблюдаемом полном штиле на земле. За счет ортогональной ориентации плоскостей соседних пластинок 6 и гибкости отрезков 7 шнуров при любых направлениях ветра происходят изгибные сложные пространственные колебания пластинок 6 друг относительно друга. На стадии формирования сосулек 4 /особенно в полужидкой фазе/ такие колебания приводят к излому сосулек, их раскрошиванию и осыпанию на землю, не опасному для расположенных внизу людей и объектов. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет, с одной стороны, надежно концентрировать образующиеся сосульки на специальных элементах и длительно их выдерживать, не позволяя упасть на землю, а с другой - автоматически и практически постоянно разрушать, не давая возможности достичь значительных опасных размеров. На практике такой процесс сопровождается осыпанием на землю мелких осколков и удержанием на пластинках 6 отдельных частей сосулек 4 с их внедрением в ячеистую структуру пластинок 6 до полного таяния.

Предлагаемое устройство достаточно просто, дешево, может быть изготовлено в примитивных, кустарных условиях, обладая при этом повышенной эффективностью. Устройство предельно универсально, может быть использовано практически при любых типах крыш как с козырьком, так и без, как на наклонных, так и на плоских, при любой этажности, любых материалах кровли. Устройство абсолютно неэнергозатратно, может быть использовано как при строительстве новых зданий, так и для старых зданий.