Карниз крыши здания


 


Владельцы патента RU 2512145:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области строительства, в частности к карнизу крыши здания. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Карниз крыши здания содержит выступающую полосу из упругой стали, задерживающую на своей поверхности слой льда, снега и сосульки. Полоса выполнена с возможностью релейной потери устойчивости формы /продольного изгиба/ под действием осевой нагрузки, превышающей критическое значение. Левый конец полосы прикреплен к карнизу шарнирно с помощью оси, а правый введен в контакт с биметаллической пружиной, развивающей при заданной температуре окружающей среды вышеуказанное значение осевой нагрузки. 1 ил.

 

Изобретение относится к строительству крыш жилых и производственных зданий, исключающих опасность схода с крыши снега и льда, а также падение сосулек значительных размеров.

Известен карниз крыши здания, содержащий закрепленный вдоль его кромки нагревательный элемент в виде трубы, соединенный с транспортными воздуховодами / см. патент РФ на изобретение №2340746, кл. Е04D 13/076, 2008 [1]/.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции крыши и значительные энергозатраты.

Известен также карниз крыши здания, содержащий шарнирно прикрепленный к свесу кровли поворотный сбивающий орган, выполненный составным из шарнирно соединенных полос и снабженный бойком, соединенным с гибкой связью /см., например, а.с. СССР №1188288, кл. Е04D 13/06, 1982 [2]/

Недостатками известного устройства являются ручной характер процесса при полном отсутствии автоматизации, его низкая эффективность и значительная трудоемкость, а также сложность конструкции.

Кроме того, известны карнизы крыш зданий с механическим удалением снега, льда и сосулек, содержащие выступающую за кромку карниза упругую полосу, соединенную либо с пространственным кинематическим механизмом с гибкими сбивающими органами и мотором-редуктором /см. патент РФ на полезную модель 04589, кл. Е04D 13/076, 2010 [3] /, либо с источником механических колебаний, выполненным в виде закрепленного на здании вала с электродвигателем и эксцентриками /см. патент РФ на полезную модель №110790, кл. Е04D 13/076, 2010 [4]; патент РФ на полезную модель №108466, кл. Е04D 13/076, 2011 [5] /, либо с источником механических вибраций и импульсов в виде передвижного вибратора, соединенного с вибропроводом, состоящим из набора горизонтальных и вертикальных металлических стержней /см. патент РФ на полезную модель №110789, кл. Е04D 13/064, 2010 [6] /, либо с источниками механических импульсов, взаимодействующих с волноводами, выполненными из профильных конструкций, закрепленных с напуском относительно кромки кровли /см. патент на полезную модель №90450, кл. Е01С 11/24, 2009 [7]/.

Недостатками всех известных устройств являются предельная сложность конструкции вследствие необходимости использования специальных виброимпульсных возбудителей, вибропроводов и волноводов, кинематических исполнительных механизмов и т.д., значительные энергозатраты, низкие эксплуатационные характеристики устройств из-за отсутствия возможности полной автоматизации процесса удаления сосулек, наледи и снега с краев кровли, причем на начальной стадии их образования без создания опасности для расположенных внизу людей и объектов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является карниз крыши здания, содержащий выступающую за его кромку протяженную гибкую полосу из упругой стали, выполненную с возможностью задерживания на своей поверхности наледи и снега /см. патент РФ на полезную модель №90823, кл. Е04D 13/076, 2009 [8] /, и принятый за прототип.

Недостатками устройства-прототипа являются его низкие эксплуатационные характеристики вследствие опасности скопления на краях кровли значительных масс наледи, снега и сосулек крупных размеров и их возможность самопроизвольного обрушения.

Сущность изобретения заключается в создании предельно простой, эффективной, экономичной и автономной конструкции карниза, обеспечивающей автоматический и периодический сброс с края кровли сосулек, наледи и снега до достижения массой этих отложений опасных значений.

Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик устройства за счет обеспечения полной автоматизации и автономности процесса сброса сосулек, наледи и снега с края кровли здания.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном карнизе крыши здания, включающем выступающую за его кромку протяженную прямолинейную полосу из упругой стали, выполненную с возможностью задерживания на своей поверхности наледи и снега, особенность заключается в том, что полоса выполнена с возможностью релейной потери устойчивости своей прямолинейной формы /продольного изгиба/ в плоскости наименьшей поперечной жесткости, параллельной торцу карниза, под действием сжимающей осевой нагрузки, превышающей ее критическое значение для соответствующей упругой полосы, один конец полосы прикреплен к карнизу шарнирно с помощью консольно закрепленной на торце карниза в одной с ним плоскости оси, а другой конец полосы введен в скользящий контакт с также консольно закрепленной на торце карниза термобиметаллической пружиной, развивающей при заданной температуре окружающей среды вышеуказанное значение сжимающей осевой нагрузки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично на общем виде изображено предлагаемое устройство.

Карниз 1 крыши здания 2 содержит выступающей за его кромку протяженную прямолинейную полосу 3 из упругой стали, выполненную с возможностью задержания на своей поверхности слоя 4 наледи и снега, а также свисания по кромке сосулек 5. При этом полоса 3 выполнена с возможностью релейной потери устойчивости своей прямолинейной формы /продольного изгиба/ в плоскости наименьшей поперечной жесткости, параллельной торцу 6 карниза 1, под действием сжимающей осевой нагрузки, превышающей ее критическое значение для соответствующей упругой полосы 3. То есть при действии сжимающей осевой нагрузки, превышающей критическое значение, полоса 3 релейно /скачком/ прогибается либо выпуклостью вверх, либо вниз /направление скачка случайно и зависит от многих конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов, однако не имеет принципиального значения при работе устройства/. При этом один конец полосы 3 /левый на рисунке/ прикреплен к карнизу 1 шарнирно с помощью консольно закрепленной на торце 6 карниза 1 в одной с ним плоскости оси 7 с осевым ограничителем 8 боковых смещений полосы 3. Другой конец полосы 3 /правый на рисунке/ введен в скользящий контакт с также консольно закрепленной на торце 6 карниза 1 плоской термобиметаллической пружиной 9, развивающей при заданной температуре окружающей среды вышеуказанное значение сжимающей осевой нагрузки, то есть нагрузки, превышающей критическое значение для конкретной упругой стальной полосы 3 с определенными и геометрическими, и технологическими параметрами. Справа на рисунке /замазан/ расположен активный слой пружины 9, соответственно слева - пассивный слой. При нагревании пружина 9 прогибается влево и прикладывает к полосе 3 сжимающее осевое усилие. Скользящий контакт пружины 9 с полосой 3 осуществлен с помощью прикрепленной к внутренней боковой поверхности пружины 9 планки 10 с направляющим пазом, в котором свободно размещен правый на рисунке торец полосы 3.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Параметры термобиметаллической пружины 9 подобраны таким образом, чтобы при температурах окружающей среды порядка 0°С÷-2°С пружина 9 была практически прямолинейна. При более значительных отрицательных температурах пружина 9 изгибается вправо на рисунке в сторону от полосы 3, однако глубина паза в планке 10 не позволяет при этом выйти полосе 3 из паза, то есть она остается в любом случае опертой на пружину 9 /скользящий контакт/. При повышении температуры окружающей среды до +2°С÷+4°С пружина 9 начинает прогибаться влево на рисунке и постепенно прикладывать к полосе 3 увеличивающееся осевое усилие. В момент превышения этим усилием критического значения для полосы 3 последняя релейно сработает, то есть щелчком /скачком/ прогнется вверх или вниз. Естественно, что такой скачок приведет автоматически к сбросу с полосы 3 слоя 4 снега, льда и сосулек 5. Как показывают эксперименты, именно при температурах +2°С÷+4°С начинается процесс активного образования на полосе 3 слоя наледи 4 и сосулек 5. Параметры термобиметаллической пружины 9, а также конструктивно-технологические параметры всего устройства /исходный зазор между торцом полосы 3 и дном паза в рейке 10 /планки/ и т.п./ подбираются таким образом, чтобы пружина 9 развила критичекое усилие сжимающей осевой нагрузки именно при этих температурах в диапазоне +2°÷+4°С. При такой температуре наледь 4 и сосульки 5 уже начинают образовываться, однако их масса еще не достигает опасных значений. Поэтому их сброс не представляет опасности для расположенных внизу людей и объектов. В период максимально интенсивного сосулькообразования /осень, весна/ температура окружающей среды в течение суток несколько раз меняется от отрицательных к положительным значениям и обратно, проходя через ноль. Поэтому в течение суток происходят многократные автоматические срабатывания упругой полосы 3, позволяющие, как уже говорилось, вовремя сбрасывать наледь 4 и сосульки 5, не допуская их нарастания до значительных размеров. Перестройка температуры срабатывания устройства в случае необходимости - или для более частого срабатывания, например с +3°С на +1°С, с целью практического исключения нарастания наледи и сосулек далее до малых размеров, или, наоборот, для более редкого срабатывания, например с +3°С на +5°С, на неопасных для людей и объектов участках крыши - может быть осуществлена либо заменой термобиметаллической пружины 9 пружиной с другими характеристиками, либо регулировкой установки путем удаления-приближения пружины 9 в исходном состоянии к правому торцу полосы 3. Для такой регулировки в устройстве предусмотрено консольное крепление пружины 9 к торцу 6 карниза 1 с помощью специального, подвижного вдоль торца 6 карниза 1 зажима. На рисунке данное крепление не показано, так как, по мнению заявителя, оно общеизвестно и не оказывает принципиального влияния на работу устройства. Крепления же левого конца упругой полосы 3 шарнирно позволяет согласно теории устойчивости сжатых стершей, протяженных полос и т.п. резко уменьшить значение критической нагрузки, при которой возникает потеря продольной устойчивости. Например, согласно формуле Эйлера, такое крепление левого конца полосы 3 по сранению, например, с его жесткой заделкой при одинаковом закреплении правого конца позволяет уменьшить значение критической нагрузки в четыре раза. Это приводит к упрощению реализации устройства, повышению стабильности его работы, ослаблению требований по развиваемой продольной силе к термобиметаллической пружине 9 и т.д.

Предлагаемое устройство характеризуется предельной простотой конструкции, надежностью, оно может быть изготовлено практически в кустарных условиях. Устройство абсолютно автономно, не требует источников электроэнергии, а также реализует автоматический процесс, полностью исключая участие в нем человека.

Карниз крыши здания, содержащий выступающую за его кромку протяженную прямолинейную полосу из упругой стали, выполненную с возможностью задерживания на своей поверхности наледи и снега, отличающийся тем, что полоса выполнена с возможностью релейной потери устойчивости своей прямолинейной формы /продольного изгиба/ в плоскости наименьшей поперечной жесткости, параллельной торцу карниза, под действием сжимающей осевой нагрузки, превышающей ее критическое значение для соответствующей упругой полосы, один конец полосы прикреплен к карнизу шарнирно с помощью консольно закрепленной на торце карниза в одной с ним плоскости оси, а другой конец полосы введен в скользящий контакт с также консольно закрепленной на торце карниза термобиметаллической пружине, развивающей при заданной температуре окружающей среды вышеуказанное значение сжимающей осевой нагрузки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для автоматического механического удаления сосулек с крыш здания. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для предотвращения образования сосулек с крыш зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для сброса сосулек, наледи и снега со свеса крыши. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши.

Устройство для удаления сосулек относится к строительству крыш жилых и производственных зданий, исключающих опасность схода с крыши снега и льда. Устройство для удаления сосулек 1 с карниза 2 крыши 3 здания 4 содержит гибкие режущие элементы 5, расположенные вдоль карниза параллельно ему.

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для удаления наледи и сосулек с карнизов крыш зданий, сооружений и вокруг воронок водосточных труб.

Изобретение относится к строительству, в частности к устройству сброса льда и снега с края кровли. Технический результат изобретения заключается в эксплуатационной надежности крыш.

Изобретение относится к области строительства, в частности к крышам зданий, исключающих опасность схода снега, льда и падения сосулек. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши.

Изобретение относится к области строительства, в частности к консольному свесу кровли здания. Технический результат изобретения заключается в снижении эксплуатационных затрат.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для автоматического механического удаления сосулек с крыш зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для удаления снега и наледи с карнизов крыш. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для предотвращения образования наледи в водостоках зданий и способу его установки. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности водостоков. Устройство включает электронный блок СВЧ-излучения, который выполнен на каркасе с перегородками, содержит: вентилятор, силовой трансформатор или инверторный блок, высоковольтный конденсатор, диодный выпрямительный мост, магнетрон с датчиком температуры, сетевой противопомеховый фильтр, сетевой шнур электропитания. Электронный блок СВЧ имеет защитный кожух с ручками и страховочным тросиком, съемный колпак. Устройство выполнено в виде автономного электронного блока, который вкладывают в опору, установленную в воронке водостока. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу удаления сосулек с крыш зданий и устройству, реализующему данный способ. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. В устройстве использован механизм разрушения, для периодичности действия которого используют эффект гравитации. Механизм представляет коромысло, у которого одно плечо выполняет роль противовеса, а второе, рабочее плечо, предназначено для образования и роста сосулек. Увеличение массы и расстояния до центра массы в процессе роста сосулек на рабочем плече используют для разворота коромысла и последующего соударения сосулек о неподвижную преграду, обеспечивая разрушение сосулек. После разрушения сосулек и освобождения от них рабочего плеча коромысло разворачивается под действием силы тяжести плеча-противовеса в обратном направлении и возвращается в первоначальное положение, готовое к новому разрушению. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к пневматической противообледенительной системе для крыш зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Противообледенительная система содержит герметичный протектор из эластомерного или резиноармированного материала с возможностью подключения к источнику сжатого воздуха - компрессору. Протектор выполнен плоским из сложенного пополам в продольном направлении рулонного полотнища с напуском одной из сторон, которое со всех сторон свободно облегает объемную крупноячеистую сетку. Через протектор пропущена трубка со штуцерами на концах, прикрепленная к краю сетки со стороны напуска. Часть трубки, находящаяся в протекторе, перфорирована отверстиями, а выход источника сжатого воздуха через первый выход подключенного к его выходу тройника и шланг соединен с входным штуцером трубки, выходной штуцер которой закрыт заглушкой. Второй выход тройника подключен к входу нормально открытого электровентиля, обмотка которого и обмотка электродвигателя компрессора через двухполюсный выключатель параллельно подключены к низковольтному источнику электропитания и к розетке для подключения к системе автономного низковольтного переносного источника электропитания. 4 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к карнизу крыши здания. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Карниз крыши содержит выступающую за его кромку упругую полосу из стали, выполненную с возможностью задержания снега, льда и сосулек. Полоса изогнута по многоволновой синусоидальной кривой с помощью механизма создания продольного натяга критической силой высшего порядка, при этом один конец полосы закреплен на карнизе шарнирно с помощью оси, а механизм создания натяга представляет собой консольную стойку прямоугольного сечения с регулировочными винтами и подвижными фиксаторами, введенными в силовой скользящий контакт с другим концом полосы. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к системе для предотвращения образования сосулек и ледяных наростов на металлических крышах зданий и сооружений. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности кровли. Система, содержащая крышу и водосточные трубы, включает металлический проводник, прикрепленный вдоль контура крыши к нижней поверхности ее кромки. На металлическом проводнике закреплены свисающие вниз гибкие полосы, на внутренней поверхности которых размещены гибкие горизонтально расположенные пьезоэлементы, концы которых подключены к двум разным точкам проводника, образуя автономный замкнутый контур. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно, к устройству для удаления сосулек, скапливающихся на карнизах крыш зданий. Технический результат изобретения заключается в с повышении эксплуатационной надежности крыши. Устройство включает смонтированные в ряд под карнизом крыши посредством цилиндрических шарниров поворотные рычаги, снабженные приводом. Оси шарниров вертикальны, а свободные концы поворотных рычагов соединены между собой продольными штангами, связанными с концами поворотных рычагов вертикальными пальцами. На нижнем конце оси одного из поворотных рычагов смонтирован кривошип, повернутый в плане относительно рычага на угол больший 90° и соединенный посредством вертикального пальца с приводным механизмом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для предохранения от падения сосулек с кровли скатной крыши. Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности крыши. Устройство содержит прикрепленную к крыше двухслойную сетчатую шторку, 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. Шторка выполнена над водосточными желобами из двухслойного сетчатого упругоэластичного материала с применением гигроскопического материала, а в ниспадающей части между слоями в шторки размещен слой наполнителя из материала гигроскопической структуры с гидрофильным свойством. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству новых и реконструкции существующих крыш жилых домов, зданий и сооружений с металлической кровлей. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Крыша оснащена устройством для удаления льда и снега, которое представляет конструкцию из легкого по весу эластичного материала, уложенную поверх спуска и желоба крыши. В нижней части устройство снабжено греющим электрическим кабелем и утяжеляющим эластичную конструкцию балластом. Верх эластичной конструкции крепится так, чтобы между кровлей и эластичной конструкцией оставался зазор, достаточный для стекания со ската дождевых вод в расположенный под эластичной конструкцией желоб. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для механизированной очистки от снега, наледи и сосулек скатных кровель зданий и сооружений. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Устройство включает упругие профили, закрепленные консольно на кромке кровли. Устройство содержит, направляющую на верхних уровнях крыши, вибратор, связанный с профилями посредством рычагов и тросов, а также закрепленные на тросах покровные чехлы. Свисающие полки упругих профилей выполнены в виде кровельных водосточных желобов, причем с тросами соединены внешние борта желобов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для удаления сосулек с крыш зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Устройство для удаления сосулек закреплено под карнизом крыши с водосточными трубами и водосборными воронками. Устройство состоит из сбивающего органа, прикрепленного к воронкам и связанного с приводным механизмом. Сбивающий орган содержит П-образный вал с коленчатым изгибом в зоне сосулек и прямыми участками. Участки свободно с возможностью вращения вставлены в поперечные отверстия в воронках. Приводной механизм вращения вала выполнен в виде размещенного внутри каждой воронки ковша, заполняемого талой водой, и противовеса в виде резьбового стержня и гайки. 2 ил.
Наверх