Карниз крыши здания


 


Владельцы патента RU 2519029:

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

Известен карниз крыши здания, содержащий закрепленный вдоль его кромки нагревательный элемент в форме трубки, соединенный с транспортными воздуховодами /см. патент РФ на изобретение №2340746, кл. E04В 13/076, 2008 [1]/.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции крыши и значительные энергозатраты.

Известен также карниз крыши здания, содержащий шарнирно прикрепленный к карнизу 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 удаления при полном отсутствии автоматизации, его низкая эффективность и значительные трудоемкость и сложность конструкции.

Кроме того, известны карнизы крыш зданий с механическим удалением снега, льда и сосулек, содержащие выступающую за кромку упругую полосу, соединенную либо с пространственным кинематическим механизмом с гибкими сбивающими органами и мотором-редуктором /см. патент РФ на полезную модель №104589, 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 РФ на полезную модель №90450, кл. Е01C 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 автоматизации процесса удаления сосулек, наледи и снега с краев крыши, причем на начальной стадии их образования без создания опасности для 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 крыши значительных масс наледи, снега и сосулек крупных размеров и их возможность самопроизвольного обрушения.

Сущность изобретения заключается в создании простой эффективной и универсальной конструкции карниза, обеспечивающей ручной и автоматический периодический сброс с края крыши сосулек, наледи и снега, не допуская достижения массой этих отложений опасных значений для расположенных внизу людей и объектов.

Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик устройства за счет обеспечения ручного и автоматического своевременного сброса сосулек, наледи и снега с края крыши здания.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном карнизе крыши здания, содержащем выступающую за его кромку протяженную полосу из упругой стали, выполненную с возможностью задержания на своей поверхности наледи и снега, особенность заключается в том, что полоса выполнена изогнутой по многоволновой синусоидальной кривой с помощью механизма создания предварительного продольного сжимающего натяга критической силой высшего порядка, соответствующей одной из высших форм релейной потери устойчивости полосы со сменой направлений выгнутости и вогнутости всех ее полуволн при действии на одну из полуволн заданной поперечной силы, при этом один конец полосы прикреплен к карнизу шарнирно с помощью консольно закрепленной на торце карниза в одной с ним плоскости оси, механизм создания предварительного натяга представляет собой также консольно закрепленную на торце карниза стойку с регулировочными винтами и фиксаторами, введенными в силовой скользящий контакт с другим концом полосы, а нижние поверхности двух соседних полуволн изогнутой полосы соединены с гибким шнурами, свободно свисающими вдоль стены здания до зоны их досягаемости с земли или с одного из балконов здания.

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

Карниз 1 крыши здания 2 содержит выступающую за его кромку протяженную полосу 3 из упругой стали, выполненную с возможностью задержания на своей поверхности наледи и снега 4, а также свисания по кромке сосулек 5. Полоса 3 выполнена изогнутой по многоволновой синусоидальной кривой с помощью механизма создания предварительного сжимающего продольного натяга критической силой высшего порядка, соответствующей одной из высших формарелейной потери устойчивости полосы 3 со сменой направлений выпуклости и вогнутости всех ее полуволн при действии на одну из полуволн заданной поперечной силы. При этом один конец полосы 3 /левый на чертеже/ 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 смещения полосы 3. Механизм создания предварительного продольного сжимающего натяга полосы 3 представляет собой также консольно закрепленную на торце 6 карниза 1 стойку 9 прямоугольного поперечного сечения с регулировочными винтами 10 и подвижными фиксаторами 11, введенными в силовой скользящий контакт с другим концом полосы 3. Фиксаторы 11 надеты своим осевым отверстием на удаленные от стойки 9 нерезъбовые концы винтов 10 и законтрены с двух сторон в осевом направлении стопорными шайбами с возможностью свободного проворота на винтах 10, при этом на наружных торцах фиксаторов 11 выполнены пазы, свободно охватывающие боковой торец /правый на чертеже/ полосы 3. Подробно конструкция закрепленных на винтах 10 фиксаторов 11 на чертеже не показана, так как эти элементы известны и подробно описаны. Нижние поверхности двух соседних полуволн изогнутой полосы 3 /на чертеже левая 12 изображена выпуклостью вверх, правая 13 - выпуклостью вниз/ соединены с гибкими шнурами 14, 15, свободно свисающими вдоль фронтальной стены здания 2 до зоны их досягаемости человеком с земли или с одного из балконов 16 здания 2 /на чертеже показан второй вариант/.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Предварительно кратко остановимся на принципе работы устройства. Впервые вопрос продольной устойчивости стержней и пластин рассмотрел и математически обосновал в 1744 году Л.Эйлер. Он дал общую формулу критической силы, при которой стержень и полоса релейно теряют продольную устойчивость. Более того, Эйлер показал, что бывает низшая форма потери устойчивости, когда стержень /полоса/ при продольном сжатии критической силой низшего порядка релейно выпучиваются в одну из сторон, так и высшие формы потери устойчивости. При таких формах предварительно искривленный по синусоидам с двумя, тремя и более полуволнами путем создания сжимающего предварительного продольного натяга приложением критической силы высшего порядка стержень /полоса/ в случае действия достаточной по величине поперечной силы на одну из полуволн релейно теряет устойчивость, скачком изменяя направления выпуклости и вогнутости всех своих полуволн на противоположные, то есть переходит в новое устойчивое состояние. Вышеописанный эффект легко проверить на практике, нажав, например, сверху на выпуклую полуволну предварительно изогнутой по синусоиде тонкой упругой полосы действующей на нее продольной сжимающей силой. При этом полоса "щелчком" перейдет в новое устойчивое положение, при котором выпуклости и впадины поменяются местами. Согласно данному принципу предварительно, свободно надев пазы фиксаторов 11 на правый торец полосы 3, плавным заворачиванием винтов 10 создают критическую силу, продольно сжимающую полосу 3 и обеспечивающую искривление полосы 3 по синусоиде с несколькими /порядка четырех-восьми/ полуволнами. Крепление левого на чертеже конца полосы 3 шарнирно позволяет согласно теории устойчивости сжатых стержней /полос/ резко уменьшить значение этой критической силы. Например, согласно формуле Эйлера такое крепление по сравнению с жесткой заделкой при одинаковом креплении правого конца полосы 3 /скользящая заделка/ позволяет уменьшить значение критической силы в четыре раза. Предлагаемое устройство может работать как в ручном, так и в автоматическом режимах без участия человека. Ручной режим более стабилен, надежен и позволяет производить предварительную грубую регулировку устройства. При появлении на полосе 3 снега, льда 4 и сосулек 5 человек с балкона 16 или с земли дергает за гибкие шнуры 14, 15 /при показанном на чертеже положении полосы 3 - за шнур 14, так как полуволна 12 обращена выпуклостью вверх/. Полоса 3 при этом релейно /скачком/ перескакивает из одного в другое устойчивое состояние, при котором изменяются направления выпуклостей и вогнутостей всех ее полуволн. Естественно, это приводит к сбросу с полосы 3 слоя снега, льда 4 и сосулек 5. Такой сброс необходимо проводить на ранней стадии образования отложений 4, 5, чтобы их падение не представляло опасности для расположенных внизу людей и объектов, либо заранее принять меры предупреждения об опасности. Следующий рывок надо делать уже за шнур 15, так как после перескока уже полуволна 13 будет обращена выпуклостью вверх. Естественно, что с земли или с балкона 16 не видно, какой из шнуров 14, 15 дергать первым, поэтому надо начинать с любого шнура, а в случае отсутствия срабатывания дергать за другой шнур. В случае примерзания снега, льда 4 и сосулек 5 к полосе 3 надо, поочередно прикладывая рывки к шнурам 14, 15, осуществить несколько срабатываний полосы 3, последовательно изменяя направления выпуклостей и вогнутостей ее полуволн 12, 13 вверх и вниз. Для автоматического срабатывания полосу 3 регулировкой критической сжимающей силы надо настроить винтами 10 так, чтобы она срабатывала при сравнительно малом весе осадков 4, 5, действующих сверху полосы 3 на выпуклые вверх полуволны, например, 12. В этом случае даже случайная нагрузка от веса слоя снега, льда 4 и сосулек 5 на одну или несколько обращенных выпуклостью вверх полуволн 12 приведет к автоматическому срабатыванию всей полосы 3. Такой вариант весьма вероятен, так как наледь на полосе 3 в своей жидкой фазе стекает вниз с выпуклых вниз полуволн 13 полосы 3, а куски наледи в ее твердом виде скапливаются на выпуклых вверх полуволнах 12 полосы 3, вызывая их срабатывание вниз. Естественно, что такой режим менее стабилен, чем ручной, менее надежный и может быть использован как дополнение к ручному режиму. Автоматические срабатывания на ранней стадии образования отложений позволяют лучше подготовиться к ручному режиму, замедлить процесс формирования отложений 4, 5, ослабить их примерзание к полосе 3, предупредить своим возникновением о необходимости проведения ручного режима.

Предлагаемое устройство характеризуется простотой конструкции, надежностью, универсальностью, экономией энергозатрат, расширенными областями применения и функциональными возможностями.

Карниз крыши здания, содержащий выступающую за его кромку протяженную полосу из упругой стали, выполненную с возможностью задержания на своей поверхности наледи и снега, отличающийся тем, что полоса выполнена изогнутой по многоволновой синусоидальной кривой с помощью механизма создания предварительного продольного сжимающего натяга критической силой высшего порядка, соответствующей одной из высших форм релейной потери устойчивости полосы со сменой направлений выпуклости и вогнутости всех ее полуволн при действии на одну из полуволн заданной поперечной силы, при этом один конец полосы прикреплен к карнизу шарнирно с помощью консольно закрепленной на торце карниза в одной с ним плоскости оси, механизм создания предварительного натяга представляет собой также консольно закрепленную на торце карниза стойку с регулировочными винтами и фиксаторами, введенными в силовой скользящий контакт с другим концом полосы, а нижние поверхности двух соседних полуволн изогнутой полосы соединены с гибким шнурами, свободно свисающими вдоль стены здания до зоны их досягаемости с земли или с одного из балконов здания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, в частности к пневматической противообледенительной системе для крыш зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши.

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.

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.

Изобретение относится к области строительства, в частности к карнизу крыши здания. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши.

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 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.

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству новых и реконструкции существующих крыш 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 собой антиобледенительное покрытие из тонколистового материала, располагаемое в нижней части кровли и на воронке водосточной трубы. Антиобледенительное покрытие крепится к кровле и воронке водосточной трубы с помощью монтажной пены, заполняющей свободное пространство между внутренней стороной антиобледенительного покрытия и внешней стороной элемента водоотводящей системы. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для удаления сосулек и наледей с крыш. Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности крыши. Устройство содержит корпус, на котором закреплен полый подпружиненный секторный упор, имеющий возможность под действием ледяной нагрузки углового поворота, что приводит к изменению сопротивления емкостного датчика и, как следствие, автоматическому включению звукового сигнала, предупреждающего об опасности схода с крыши наледей и сосулек. 2 ил.

Крыша // 2532491
Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству новых и реконструкции существующих крыш жилых домов, зданий и сооружений с металлической скатной крышей. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши ее долговечности. Крыша оснащена устройством для удаления льда и снега с нижней части крыши и устройством, которое препятствует возможному лавинообразному сходу снега и льда со ската металлической кровли. Снегозадерживающее устройство представляет собой решетчатую конструкцию, устанавливаемую на вертикальной стенке желоба. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство относится к области строительства, в частности к устройству для приема падающих сосулек с крыши зданий и сооружений. Технический результат изобретения заключается в защите от травматизма пешеходов. Устройство содержит полукруглый лоток, в основании которого располагаются желобок для сброса образующейся от сосулек воды. Устройство прикреплено по всему периметру здания, над или под окном или под балконом и расположено под углом до 1-го градуса в сторону водосливной трубы. Талая вода через соединительную трубу поступает в водосточную трубу, причем в верхней ее части устанавливается для предотвращения попадания снега и закупоривания трубы конусообразный предохранитель. 4 ил.
Наверх