Результат интеллектуальной деятельности: ВОДООТВОД ДЛЯ СКАТНОЙ КРЫШИ МНОГОЭТАЖНОГО ДОМА

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в покрытиях многоэтажных зданиях.

Известен водоотвод для скатной крыши многоэтажного здания (см. а. с. СССР №798259, кл. Е04Д 13/04),включающий размещенные по краям крыши водосборные лотки со сливными отверстиями и трубы внутреннего водостока.

Недостатком известного решения является отсутствие подогрева зоны сливных отверстий, что может способствовать переполнению водосборных лотков талой водой в ранневесенний период из-за образования ледяных пробок во сливных отверстиях.

Известен водоотвод для скатной крыши многоэтажного здания (см. патент РФ №2130536. МПК Е04Д 13/04,опубл. 20.05.1999), включающий размещенные по краям крыши водосборные лотки со сливными отверстиями и примыкающими к ним сливными трубками, систему подогрева зоны сливных отверстий и трубы внутреннего водостока, отличающийся тем, что система подогрева выполнена в виде замкнутой металлической утепленной оболочки, отстоящей от наружной поверхности сливной трубки, с патрубками для пропуска обратной воды отопления здания.

Недостатком является высокая ресурсоемкость эксплуатации многоэтажного здания из-за непроизводительных затрат электрической энергии для дежурного освещения в темное время суток подъездов и вспомогательных помещений и определяемая как отбором энергии из типовых электрических сетей, так и необходимостью использования оборудования, понижающего напряжение.

Технической задачей предлагаемого изобретения является ресурсосберегающая эксплуатация многоэтажного здания за счет использования для освещения в темное время суток подъездов и вспомогательных помещений нетрадиционно вырабатываемой электрической энергии путем снабжения водоотвода пневмогидрогенератром, расположенным в его верхней части. Пневмогидрогенератор включает крыльчатку с устройством выработки и аккумулирования электрической энергии, причем крыльчатка расположена внутри водоотвода и выполнена в виде не менее четырех лопастей, загнутых назад относительно направления движения дождевой воды, а устройство выработки и аккумулирования электрической энергии размещено вне водоотвода.

Технический результат по обеспечению ресурсосберегающей эксплуатации многоэтажного здания достигается тем, что водоотвод для скатной крыши многоэтажного здания, включающий размещенные по краям крыши водосборные лотки со сливными отверстиями и примыкающими к ним сливными трубками, систему подогрева зоны сливных отверстий и трубы внутреннего водостока, при этом система подогрева выполнена в виде замкнутой металлической утепленной оболочки, отстоящей от наружной поверхности сливной трубки, с патрубками для пропуска обратной воды отопления здания.

На чертеже 1 изображен водоотвод с пневмогидрогенератором.

Водоотвод для скатной крыши многоэтажного здания содержит размещенные по краям утепленной крыши 1 водосборные лотки 2 со сливными отверстиями 3 и примыкающими к ним сливными трубками 4, а также трубы внутреннего водостока 5. Сливная трубка 4 выполнена с отстоящей от ее наружной поверхности замкнутой металлической оболочкой 6 и размещена внутри элемента утепленной крыши 1. Оболочка 6 снабжена входным 7 и выходным 8 патрубками для пропуска обратной воды отопления, а также продольной перегородкой 9, улучшающей циркуляцию горячей воды вдоль трубки 4.

Горячая вода из обратной трубы отопления 10 мансардного помещения пропускается через оболочку 6, нагревая сливную трубку 4 и зону сливного отверстия 3, а затем возвращается в обратную трубу отопления 10. Пневмогидрогенератор 11 включает крыльчатку 12, устройство выработки и аккумулирования электроэнергии 13. Крыльчатка расположена внутри водосточного лотка 2 и выполнена в виде не менее четырех лопастей 14, загнутых назад относительно движения дождевой воды, а устройство выработки и аккумулирования электроэнергии 13 размещено вне водоотвода, при этом в трубе 5 водостока нижнее основание 15 расположено вблизи основания многоэтажного здания.

Устройство работает следующим образом.

В светлое время суток труба внутреннего водостока 5 прогревается под воздействием солнечной радиации, что приводит к повышению температуры воздуха, находящегося во внутреннем объеме трубы внутреннего водостока 5. Наличие температурного перепада между воздухом у основания многоэтажного здания и, соответственно, в нижней части 15 трубы внутреннего водостока 5 и слоями воздуха по высоте трубы внутреннего водостока 5, при отсутствии атмосферных осадков в виде дождя, приводит к перемещению потока атмосферного воздуха за счет свободной конвекции с возрастающей скоростью в результате изменения его плотности, достигая максимально возможной скорости к водосточному лотку 2 трубы внутреннего водостока 5, т. е. перед крыльчаткой 12. При воздействии на лопости 14, загнутые вперед относительно движущегося воздушного потока, достигается наибольший вращательный момент на устройство выработки и аккумулирования электроэнергии 13 при непосредственном использовании или для последующего ее аккумулирования.

В темное время суток труба внутреннего водостока 5 прогревается под воздействием теплоты, передаваемой теплопроводностью от наружных ограждений многоэтажного здания, что приводит к повышению температуры воздуха, находящегося во внутреннем объеме трубы внутреннего водостока 5, с последующим уменьшением его плотности. Восходящий воздушный поток, возникший за счет разности плотностей воздуха как у основания многоэтажного здания, т.е. в нижней части 15 трубы внутреннего водостока 5, так и на различных уровнях по мере этажности здания, перемещается в водосточный лоток 2 водоотвода, достигая максимально возможной скорости перед крыльчаткой с последующей выработкой электрической энергии.

В связи с тем, что спуск воды по трубе внутреннего водостока 5 в течение года имеет случайно-вероятностный промежуток времени, а перемещение воздуха вследствие разности плотностей, обусловленных особенностью многоэтажного здания, у основания 15 трубы внутреннего водостока 5 и водосточного лотка 2, вызванное изменяющейся суточной температурой в течение суток при эксплуатации здания, имеет преимущественное значение, то форма лопастей 14 крыльчатки 12 выбирается загнутыми вперед. Тогда при поступлении дождевой воды из водосточного лотка 2 в трубу внутреннего водостока 5 сверху вниз, лопасти 14 крыльчатки 12, загнутые назад относительно перемещающегося потока жидкости, обеспечивают получение наилучшего КПД гидравлического (см., например, стр.45 Попов В.М. "Рудничные водоотливные установки" М.: Недра 1983 - 203 с., ил.), а при поступлении воздуха в трубу внутреннего водостока 5 снизу вверх, особенно для многоэтажных зданий и уникальных сооружений, когда наблюдается существенная разница температуры воздуха у нижней части основания 15 трубы внутреннего водостока 5 и водосточного лотка 2, воздействие воздушного потока на лопасти 14 крыльчатки 12, которые относительно перемещающегося воздуха загнуты вперед, обеспечивают максимально достижимый для свободной конвекции температурно-скоростной режим (см., например, стр.202 Исаченко В.П. и др. "Теплопередача" М.: Энергоиздат 1981 г.- 418 с., ил.) и, соответственно, наибольший для данных условий вращающий момент устройства выработки и ее аккумулирования 13. В результате размещения крыльчатки 12 в водосточном лотке 2 с лопастями 14 в количестве не менее четырех и загнутых назад относительно движения дождевого потока обеспечивается достаточно равномерное в течение года производство электрической энергии, например, используемой для освещения в темное время суток вспомогательных помещений, многоэтажных сооружений, в том числе и подъездов жилых зданий.

Оригинальность предлагаемого изобретения заключается в том, что достигается снижение энергоемкости многоэтажного здания путем устранения энергозатрат централизованной энергосистемы за счет освещения вспомогательных помещений, подъездов, лестничных клеток и т. д. электрической энергией, вырабатываемой пневмогидрогенератором, использующим энергию движущегося потока воздуха, или перемещающейся дождевой воды в водоотводе, вследствие размещения в водосточном лотке крыльчаток с загнутыми лопастями и устройства выработки и аккумулирования электроэнергии, расположенного вне водоотвода.