Кровля
Изобретение относится к области строительства, в частности к кровлям. Технический результат заключается в повышении качества и в облегчении монтажа кровли. Кровля состоит из параллельных рядов черепиц. Черепицы четных и нечетных рядов смещены в горизонтальном направлении относительно друг друга на половину своей фигуры. Каждая черепица последующего ряда наложена частью своей тыльной поверхности на две черепицы предыдущего ряда. Черепицы представляют собой в плане фигуры, выполненные на основе определяющих их построение замкнутых кривых. Кривыми являются окружности одинакового диаметра или овалы одинакового размера, или полуовалы одинакового размера в их нижней части или в их верхней части и, соответственно, полуокружности в их верхней части или в их нижней части. Внешняя формообразующая кромка черепицы образована полуокружностью или полуовалом, или касательными к полуокружности или к полуовалу. В теле каждой черепицы имеются крепежные отверстия. Кровля образована из черепиц, имеющих одинаковые или разные формообразующие кромки нижней части, взятые из вышеуказанных форм, в любом сочетании в рядах и внутри рядов, составляющих кровлю. 2 з.п. ф-лы, 17 ил.
Изобретение относится к области строительства и предназначено для создания кровельных покрытий зданий различного назначения.
Известна кровля из черепицы, представляющей собой в плане неправильный шестиугольник, имеющий клиновидные ребра по периметру фигуры (см. патент GB №2242696, кл. Е04D 1/12, 1991). Недостатком известной конструкции является низкое качество кровельных покрытий и отсутствие универсальности.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является кровля, состоящая из параллельных рядов черепиц, в которых черепицы четных и нечетных рядов смещены в горизонтальном направлении относительно друг друга на половину своей фигуры, а каждая черепица последующего ряда наложена частью своей тыльной поверхности на две черепицы предыдущего ряда, при этом каждая черепица представляет собой пластину, выполненную в плане в форме круга с двумя серповидными симметричными выемками и с клинообразными ребрами жесткости, размещенными по периметру пластины и направленными вверх по длине серповидных выемок и вниз по длине круга (см. патент RU №2037042, кл. Е04D 1/12, 1995, фиг.8). Известная кровля обладает несколькими существенными недостатками, обусловленными тем, что при укладке кровли две пары окружностей используемых в ней черепиц при формировании кровельного покрытия, попарно касающиеся между собой, при наложении одной пары на другую, в месте касания и пересечения дают точку. В связи с этим налицо полное отсутствие нахлеста по скату кровельного покрытия в местах крепления, что неизбежно приведет к протечкам в самых ответственных местах, более того отверстия для крепления, расположенные по обе стороны от оси симметрии, при монтаже окажутся выдвинутыми консольно над верхней точкой крепления, что может привести либо к вибрации кровли под ветровыми нагрузками, либо к ее разрушению или деформациям черепиц в зависимости от применяемого при изготовлении материала и силы действия крепежных элементов на тело черепиц.
Существенными недостатками известной конструкции также являются слабое сопротивление кровли ветровым нагрузкам из-за отсутствия крепления в большей видимой части черепицы, а также возможность капиллярного проникновения влаги в местах беззазорного контакта внешнего и внутреннего клиновидного ребра.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи по созданию кровли из черепицы, которая может быть использована для кровельного покрытия зданий различного назначения с неограниченной площадью покрытия.
Технический результат, который может быть достигнут при использовании заявляемого изобретения, заключается в повышении качества, в том числе надежности, кровельного покрытия, в облегчении монтажа черепиц при формировании кровли и повышении качества монтажа, в возможности собирать различные оригинальные рисунки кровельного покрытия с различной покрываемой поверхностью и из черепиц с различной внешней поверхностью, в исключении возможности смещения черепиц относительно друг друга в сформированном кровельном покрытии.
Для достижения указанного технического результата предлагается кровля, состоящая из параллельных рядов черепиц, в которых черепицы четных и нечетных рядов смещены в горизонтальном направлении относительно друг друга на половину своей фигуры, а каждая черепица последующего ряда наложена частью своей тыльной поверхности на две черепицы предыдущего ряда, и в которых черепицы представляют собой в плане фигуры, выполненные на основе определяющих их построение замкнутых кривых: или окружностей одинакового диаметра, или овалов одинакового размера, или полуовалов одинакового размера в их нижней части или в их верхней части и соответственно полуокружностей в их верхней части или в их нижней части, диаметр которых равен ширине полуовала, с образованием нижней и верхней частей, первая из которых образует в кровле ее видимую поверхность, а вторая - ее невидимую, накрываемую черепицами вышележащего ряда поверхность. Нижняя часть черепицы имеет форму тела, внешняя формообразующая кромка которого образована полуокружностью или полуовалом, определяющими построение фигуры черепицы, или форму фигурного тела, внешняя формообразующая кромка которого образована, по меньшей мере, двумя касательными к упомянутой полуокружности или к упомянутому полуовалу в сочетании с дугообразными участками этой полуокружности или полуовала, или без этих дугообразных участков. Внешняя формообразующая кромка каждой черепицы представляет собой выступающее со стороны тыльной поверхности черепицы клиновидное ребро, выполненное с равномерно убывающей в сторону верхней части черепицы высотой. Верхняя часть каждой черепицы выполнена симметричной и ограничена боковыми дугообразными выемками, кромки которых представляют собой выступающие со стороны фронтальной поверхности черепицы клиновидные ребра с равномерно убывающей в сторону верхней части черепицы высотой, конгруэнтные клиновидным ребрам формообразующих кромок нижней части черепицы. В теле каждой черепицы имеются крепежные отверстия, два из которых выполнены в боковых частях черепицы, и еще два других - в крепежном участке, являющемся продолжением верхней части черепицы и выходящем за пределы определяющей построение фигуры черепицы замкнутой кривой, причем местоположение крепежных отверстий выбрано из условия обеспечения возможности совмещения отверстий в боковых частях черепиц вышележащего ряда кровли с отверстиями в крепежном участке черепиц нижележащего ряда кровли. Кровля образована из черепиц, имеющих одинаковые формообразующие кромки нижней части, взятые из вышеуказанных форм, или образована с использованием черепиц, имеющих разные формообразующие кромки нижней части, взятые из вышеуказанных форм, в любом сочетании как в рядах, составляющих кровлю, так и внутри этих рядов.
Клиновидное ребро нижней части черепицы имеет отверстие, расположенное в его средней части и служащее для размещения крепежного элемента - кляммера.
Кляммер имеет форму крючка, прямолинейная часть которого выполнена с возможностью установки в крепежное отверстие в клиновидном ребре нижней части черепицы, а его изогнутая часть - с возможностью охвата крепежного участка черепицы со стороны его тыльной поверхности.
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг.1, 2, 3, 4 показаны некоторые возможные модификации внешней поверхности черепиц, образованные касательными к окружности;
на фиг.5 показана базовая фигура черепицы, образующая которой овал;
на фиг.6 показана базовая фигура черепицы, образующая которой - окружность;
на фиг.7 - то же вид снизу по оси симметрии;
на фиг.8 - то же, вид слева;
на фиг.9 и 10 показан кляммер и способ его установки;
на фиг.11 и 12 показаны переходные фигуры черепицы;
на фиг.13 показан разрез кровли (кровельного покрытия);
на фиг.14 - простейшее построение рисунка кровли;
на фиг.15 показан принцип монтажа черепицы;
на фиг.16 - отдельные черепицы с различными формообразующими кромками;
на фиг.17 - кровля с использованием черепиц с различными формообразующими кромками.
Предлагаемая кровля состоит из параллельных рядов черепиц 1, в которых черепицы четных рядов 2 и нечетных рядов 3 смещены в горизонтальном направлении относительно друг друга на половину своей фигуры. При этом каждая черепица 1 последующего ряда наложена частью своей тыльной поверхности на две черепицы 1 предыдущего ряда.
Используемые в кровле черепицы представляют собой в плане симметричные фигуры, выполненные на основе определяющих их построение: окружностей одинакового диаметра (фиг.1-4) или овалов одинакового размера (фиг.5), или полуовалов одинакового размера в их нижней части и соответственно полуокружностей в их верхней части (фиг.12), диаметр которых равен ширине полуовала, или полуовалов одинакового размера в их верхней части и соответственно полуокружностей в их нижней части (фиг.11), диаметр которых равен ширине полуовала. Нижние части 4 черепиц 1 образуют в кровле ее видимую поверхность, а верхние части 5 черепиц 1 образуют в кровле ее невидимую, накрываемую черепицами вышележащего ряда поверхность.
Нижняя часть 4 черепицы 1 может иметь форму тела, внешняя формообразующая кромка 6 которого имеет форму полуокружности 7 (фиг.4, 6, 11), или полуовала 8 (фиг.5, 12), определяющих построение фигуры черепицы.
Нижняя часть 4 черепицы 1 может иметь форму фигурного тела, внешняя формообразующая кромка 6 которого образована, по меньшей мере, двумя касательными к полуокружности 7 или к полуовалу 8 в сочетании с дугообразными участками этой полуокружности или полуовала, или без этих дугообразных участков. На фиг.1 показана черепица, внешняя формообразующая кромка 6 которой образована двумя касательными 9 к полуокружности 7 и дугообразными участками 10 этой полуокружности, а на фиг.2 и 3 показаны черепицы, внешняя формообразующая кромка 6 которых образована соответственно пятью и четырьмя касательными 9 к полуокружности 7.
Внешняя формообразующая кромка 6 каждой черепицы 1 представляет собой выступающее со стороны тыльной поверхности 11 черепицы клиновидное ребро 12, выполненное с равномерно убывающей в сторону верхней части 5 черепицы высотой.
Верхняя часть 5 каждой черепицы 1 выполнена симметричной и ограничена боковыми дугообразными выемками 13, кромки которых представляют собой выступающие со стороны фронтальной поверхности 14 черепицы клиновидные ребра 15 с равномерно убывающей в сторону верхней части черепицы 1 высотой, конгруэнтные клиновидным ребрам 12 формообразующих кромок 6 нижней части 4 черепицы,
Используемые в конструкции черепиц противолежащие клиновидные ребра жесткости одновременно выполняют функции внутреннего и наружного водоотталкивающего устройства и равномерно убывают на нет по периметру фигуры черепицы, по оси симметрии вверх.
В теле каждой черепицы 1 имеются крепежные отверстия. Два крепежных отверстия 16 выполнены в боковых частях черепицы, и еще два крепежных отверстия 17 выполнены в крепежном участке 18, который является продолжением верхней части 5 черепицы 1 и выходит за пределы определяющей построение фигуры черепицы замкнутой кривой. Местоположение крепежных отверстий 16 и 17 выбрано из условия обеспечения возможности совмещения отверстий 16 в боковых частях черепиц вышележащего ряда кровли с отверстиями 17 в крепежном участке 18 черепиц нижележащего ряда кровли.
Клиновидное ребро 12 нижней части 4 черепицы 1 имеет отверстие 19, выполненное в средней части этого ребра. Отверстие 19 служит для размещения в нем крепежного элемента - кляммера 20.
В итоге каждая черепица 1 независимо от внешней формы поверхности имеет пять крепежных отверстий, строго ориентированных на фигуре черепицы, чем достигается эффект самовыравнивания при укладке кровли, так как отверстия 16 в боковых частях вышележащего ряда при монтаже совмещаются с соответствующими отверстиями 17 в верхней части черепицы нижележащего ряда (фиг.15), при этом каждый крепежный шуруп 21 проходит через тело двух черепиц, не допуская смещения черепиц относительно друг друга. Отверстие 19, выполненное в средней части клиновидного ребра 12, расположено на оси симметрии черепицы. При монтаже черепицы в отверстие 19 вставляется кляммер 20. Кляммер 20 выполнен в виде крючка из пружинной проволоки, прямолинейная часть 22 которого выполнена с возможностью установки в крепежное отверстие 19 в клиновидном ребре 12, а его изогнутая часть 23 выполнена с возможностью охвата крепежного участка 18 черепицы со стороны его тыльной поверхности и закрепляется под тело черепицы между двумя крепежными шурупами предыдущего ряда (фиг.9, 10 и 15).
Черепица 1 может быть изготовлена из металла, керамики, полимербетона или композиционных материалов.
На фиг.1, 2, 3, 4 и 5 показан принцип построения фигур черепицы 1, используемой в кровле. Базовыми элементами, на основе которых строятся фигуры черепицы, являются овал или окружность, относительно которых задается та часть фигуры черепицы, которая при формировании кровли образует ее видимую поверхность.
Принципиального различия в методах расчета видимых частей черепицы 1 вокруг разных образующих фигур нет.
В качестве примера приводится построение фигур черепицы вокруг окружности.
Ось А является осью симметрии, а ось В расположена под углом 90° к оси А, проходит через центр окружности и в точках пересечения с окружностью ограничивает видимую часть фигур черепицы. Для достижения универсальности диаметр окружностей для всех фигур одинаков.
Верхняя часть 5 черепицы 1 (то есть та часть, которая при формировании кровли образует ее невидимую поверхность) в плане представляет собой сложную фигуру, состоящую из части поля, которое образуется полуокружностью, лежащей выше оси В, после вычленения из нее двух симметричных участков окружностями, радиусы R' которых меньше радиуса R образующей окружности на общую суммарную толщину клиновидного ребра 15, клиновидного ребра 12 и противокапиллярного зазора 24, составляющего не менее 2-3 мм, а центры радиусов находятся в точках С, лежащих на касательных А' и А″, ниже точки пересечения с касательной В' на величину h, где h=1/20 диаметра образующей окружности.
Крепежный участок 18, выходящий за образующую фигуру, является продолжением верхней части 5 фигуры и прямолинейно поднимается вверх по оси симметрии на расстояние 2h от точки пересечения оси А с касательной В'.
Такое решение обеспечивает нахлест вышележащей черепицы в наиболее ответственном соединении на величину не менее 2h.
В результате вышеперечисленных построений получаются фигуры черепицы с различной внешней формой. При этом верхняя часть 5 черепицы 1 с крепежным участком 18, выходящим за пределы образующей фигуры, является универсальной для всех возможных фигур внешней поверхности черепиц.
При изготовлении черепицы из хрупкого материала необходимо предусмотреть лыски под кляммер на тыльной стороне фигуры черепицы между двумя крепежными отверстиями и выполнить их соразмерно длине зажимаемой части кляммера и диаметру проволоки, применяемой при его изготовлении.
При изготовлении черепицы из металла или композиционных гибких материалов кляммер просто забивается при монтаже в распор между обрешеткой и выходящей за пределы образующей окружности невидимой части черепицы.
Наличие кляммера, удерживающего клиновидное ребро видимой части черепицы, значительно повышает надежность кровельного покрытия, а при изготовлении черепицы из металла или композиционного гибкого материала позволяет укрывать поверхности кровли, образующая которых - окружность.
Формирование кровли из черепиц 1 начинается с установки по шнуру карнизных элементов 25, в которых предусмотрены строго ориентированные крепежные отверстия под шурупы 21 и кляммеры 20. Далее каждая черепица 1 зацепляется отверстием 19 за соответствующий кляммер 20 и закрепляется на карнизном элементе шурупами 21 через крепежные отверстия 17.
Качественно выполненный монтаж карнизных элементов и первого ряда черепицы гарантирует совпадение всех крепежных отверстий в последующих рядах, чем достигается легкость и качество монтажа.
Кровельное покрытие может быть выполнено из черепиц, имеющих одинаковую форму их нижней части 5. Однако кровельное покрытие, благодаря универсальности используемых в нем черепиц, может быть выполнено из черепиц, имеющих различную форму и построенных на основе различных определяющих их построение замкнутых кривых (окружностей одинакового диаметра или овалов одинакового размера, или полуовалов одинакового размера в их нижней части или в их верхней части и соответственно полуокружностей в их верхней части или в их нижней части, диаметр которых равен ширине полуовала), в любом их возможном сочетании как в рядах, так и внутри рядов. Так, например, возможны следующие сочетания черепиц в кровле:
- все черепицы, используемые в кровле, представляют собой в плане фигуры, выполненные на основе определяющих их построение окружностей одинакового диаметра, при этом формообразующие кромки нижней части черепиц, используемых в одних рядах, имеют форму полуокружности, а формообразующие кромки нижней части черепиц, используемых в других рядах, образованы касательными к полуокружности; причем такие ряды могут формироваться с чередованием через один, через два и т.д.;
- все черепицы, используемые в кровле, представляют собой в плане фигуры, выполненные на основе определяющих их построение овалов одинакового размера, при этом формообразующие кромки нижней части черепиц, используемых в одних рядах, имеют форму полуовала, а формообразующие кромки нижней части черепиц, используемых в других рядах, образованы касательными к полуовалу; причем такие ряды могут формироваться с чередованием через один, через два и т.д.;
- все черепицы, используемые в кровле, представляют собой в плане фигуры, выполненные на основе определяющих их построение окружностей одинакового размера, при этом в некоторых рядах или во всех рядах использованы черепицы, имеющие различные формообразующие кромки нижней части, в пределах этого ряда;
- все черепицы, используемые в кровле, представляют собой в плане фигуры, выполненные на основе определяющих их построение овалов одинакового размера, при этом в некоторых рядах или во всех рядах использованы черепицы, имеющие различные формообразующие кромки нижней части, в пределах этого ряда;
- в кровле использованы ряды черепиц, построенных на основании окружностей, и ряды черепиц, построенных на основании овалов, а также так называемые ряды переходных черепиц (фиг.11 и 12), построенных на основании полуовалов в их верхней части и полуокружностей в их нижней части, и ряды переходных черепиц, построенных на основании полуовалов в их нижней части и полуокружностей в их верхней части; в этом случае для перехода от рядов черепиц, построенных на основании окружностей, к рядам черепиц, построенных на основании овалов, используются ряды переходных черепиц, при этом за рядом черепиц, построенных на основании окружностей, следует ряд переходных черепиц, построенных на основании полуокружностей в их нижней части и полуовалов в их верхней части, и затем ряд черепиц, построенных на основании овалов; для дальнейшего перехода от рядов черепиц, построенных на основании овалов, к рядам черепиц, построенных на основании окружностей, также используются ряд переходных черепиц, при этом за рядом черепиц, построенных на основании овалов, следует ряд переходных черепиц, построенных на основании полуовалов в их нижней части и полуокружностей в их верхней части, и затем ряд черепиц, построенных на основании окружностей; при этом возможно сочетание различных форм формообразующих кромок нижних частей черепиц как между рядами, так и в пределах ряда;
- кровля может быть сформирована только из рядов переходных черепиц, при этом ряды переходных черепиц, построенных на основании полуокружностей в их нижней части и полуовалов в их верхней части, чередуются через один с рядами переходных черепиц, построенных на основании полуовалов в их нижней части и полуокружностей в их верхней части, при этом возможно сочетание различных форм формообразующих кромок нижних частей черепиц как между рядами, так и в пределах ряда.
Ряды кровли могут быть составлены из черепиц, выполненных на основе определяющих их построение окружностей одинакового диаметра, и/или из черепиц, выполненных на основе определяющих их построение овалов одинакового размера, и с возможным использованием при этом переходных черепиц, т.е. черепиц, выполненных на основе определяющих их построение полуовалов одинакового размера в их нижней части и соответственно полуокружностей в их верхней части и черепиц, выполненных на основе определяющих их построение полуовалов одинакового размера в их верхней части и соответственно полуокружностей в их нижней части.
Использование при формировании кровли черепиц, построенных на основе разных замкнутых фигур (окружностей, овалов), переходных черепиц, а также выполнение формообразующих кромок нижней части черепиц различной формы дает возможность собирать оригинальный рисунок на кровельном ковре из черепиц с различной внешней поверхностью.
1. Кровля, состоящая из параллельных рядов черепиц, в которых черепицы четных и нечетных рядов смещены в горизонтальном направлении относительно друг друга на половину своей фигуры, а каждая черепица последующего ряда наложена частью своей тыльной поверхности на две черепицы предыдущего ряда, и в которых черепицы представляют собой в плане симметричные фигуры, выполненные на основе определяющих их построение замкнутых кривых: окружностей одинакового диаметра или овалов одинакового размера, или полуовалов одинакового размера в их нижней части или в их верхней части и соответственно полуокружностей в их верхней части или в их нижней части, диаметр которых равен ширине полуовала, с образованием нижней и верхней частей, первая из которых образует в кровле ее видимую поверхность, а вторая - ее невидимую, накрываемую черепицами вышележащего ряда, поверхность, при этом нижняя часть черепицы имеет форму тела, внешняя формообразующая кромка которого образована полуокружностью или полуовалом, определяющих построение фигуры черепицы, или форму фигурного тела, внешняя формообразующая кромка которого образована, по меньшей мере, двумя касательными к упомянутой полуокружности или к упомянутому полуовалу в сочетании с дугообразными участками этой полуокружности или полуовала, или без этих дугообразных участков, причем внешняя формообразующая кромка каждой черепицы представляет собой выступающее со стороны тыльной поверхности черепицы клиновидное ребро, выполненное с равномерно убывающей в сторону верхней части черепицы высотой, верхняя часть каждой черепицы выполнена симметричной и ограничена боковыми дугообразными выемками, кромки которых представляют собой выступающие со стороны фронтальной поверхности черепицы клиновидные ребра с равномерно убывающей в сторону верхней части черепицы высотой, конгруэнтные клиновидным ребрам формообразующих кромок нижней части черепицы, при этом верхняя часть черепицы является универсальной для всех возможных фигур черепиц и имеет крепежный участок, являющийся ее продолжением и выходящий за пределы определяющей построение фигуры черепицы замкнутой кривой, используемые в черепицы противолежащие клиновидные ребра образуют элементы внутреннего и наружного водоотталкивающего устройства, а установленный противокапиллярный зазор составляет не менее 2 мм, в теле каждой черепицы имеются крепежные отверстия, два из которых выполнены в боковых частях черепицы, и еще два других - в крепежном участке верхней части черепицы, причем местоположение крепежных отверстий выбрано из условия обеспечения возможности совмещения отверстий в боковых частях черепиц вышележащего ряда кровли с отверстиями в крепежном участке черепиц нижележащего ряда кровли, кровля образована из черепиц, имеющих одинаковые формообразующие кромки нижней части, взятые из вышеуказанных форм, или образована с использованием черепиц, имеющих разные формообразующие кромки нижней части, взятые из вышеуказанных форм, в любом сочетании как в рядах, составляющих кровлю, так и внутри этих рядов.
2. Кровля по п.1, характеризующаяся тем, что клиновидное ребро нижней части черепицы имеет отверстие, расположенное в его средней части и служащее для размещения крепежного элемента - кляммера.
3. Кровля по п.2, характеризующаяся тем, что кляммер имеет форму крючка, прямолинейная часть которого выполнена с возможностью установки в крепежное отверстие в клиновидном ребре нижней части черепицы, а его изогнутая часть - с возможностью охвата крепежного участка черепицы со стороны его тыльной поверхности.
