RU2688655C2 - Device for removal of melt water from roofs - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to construction, namely to devices for removal of melt waters from roofs and prevention of formation of icicles and ice crusts on roofs of houses and formation of ice plugs in downpipes. Device consists of guides, snow retaining beam, drain tray made of thin sheet material and coated with foil-insulated, additional built-in funnel and insert in the bend of downpipe in its presence. Drain tray, additional funnel and insert are coated with dark-coloured hydrophobic mastic.EFFECT: technical result of invention consists in improvement of roof load-carrying capacity.3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ремонту и строительству зданий, в частности реконструкции имеющихся систем водостока для отвода талых вод в зимне-весенний период с наклонных и условно плоских крыш зданий и предохраняет от обледенения козырьки крыш и замерзания талой воды в водосточных трубах.The invention relates to the repair and construction of buildings, in particular the reconstruction of existing drainage systems for removal of melt water in the winter-spring period from inclined and conventionally flat roofs of buildings and protects the visors of the roof from freezing and freezing of melt water in drainpipes.

Известно устройство для предохранения от образования льда в водосточных трубах в виде нагревательных кабелей, расположенных по всей длине трубы (серия «Застройщик», Кровельные системы, Материалы и технологии, ООО Стройинфарм, Издательство «Феникс», 2006, 631 с.). Однако, такие устройства производят обогрев трубы даже при отсутствии в ней воды, с затратой электроэнергии от (20…60) Вт на погонный метр, в зависимости от температуры окружающей среды. Для удаления льда из замерзшей трубы мощность нагревательных кабелей возрастает до трех раз, кроме того, существует угроза разрушения трубы при падении глыбы льда с большой высоты и обрыв электрических проводов.A device is known for protecting against the formation of ice in drainpipes in the form of heating cables located along the entire length of the pipe (Developer series, Roofing systems, Materials and technologies, Stroyinfarm LLC, Phoenix Publishing House, 2006, 631 p.). However, such devices produce heating of the pipe even in the absence of water in it, with a power consumption of (20 ... 60) W per linear meter, depending on the ambient temperature. To remove ice from a frozen pipe, the power of heating cables increases up to three times, in addition, there is a threat of pipe destruction if a block of ice falls from a great height and breaks in electrical wires.

Известна водосточная система (RU 243004), содержащая водоотводящую трубу, расположенную в чердачном помещении, которая отводит талую воду в канализационную трубу, внутри здания. Использование данного способа возможно лишь при новом строительстве или капитальном ремонте зданий со скатными крышами, так как требуется пробивка отверстия в стене дома для вывода трубы наружу, и проведение работ внутри чердачного помещения, а при отрицательной температуре окружающего воздуха нет гарантии, что на выходе трубы из стены дома от испарений не образуется ледяная пробка, и чтобы удалить ее потребуется ввести подогрев трубы, а сама водосточная система требует обслуживания в виде открытия и закрытия затвора на крыше дома при определенных погодных условиях.Famous gutter system (RU 243004), containing a drainage pipe located in the attic room, which diverts the melt water into the sewer pipe inside the building. Using this method is possible only with new construction or major repairs of buildings with sloping roofs, as it requires punching a hole in the wall of the house to bring the pipe out, and work inside the attic, and at negative ambient temperatures there is no guarantee that the walls of the house from the evaporation does not form an ice block, and to remove it you will need to enter the heating pipe, and the drainage system itself requires maintenance in the form of opening and closing the shutter on the roof of the house at limited weather conditions.

Известно устройство для предохранения от образования льда в водосточной трубе (RU 2458219). Устройство содержит перекрывающий элемент из водонепроницаемого материала, предохраняющий от попадания воды в водосточную трубу и от замерзания воды в ней, который выполнен в виде клапана-поплавка по форме сечения сливного отверстия водосточной трубы и установлен внутри воронки водосточной трубы на сливное отверстие последней с возможностью его подъема при наличии воды и опускании при ее отсутствии, под действием силы тяжести. Данное устройство позволяет осуществить слив талой воды в водосточную трубу, однако имеет недостатки. Устройство с помощью герметика посажено на внутреннюю поверхность воронки в сливное отверстие водосточной трубы, но, в связи с тем, что вода является смачивающей жидкостью, при открытии клапана будет протекать по стенкам водосточной трубы, намерзая на них. Кроме того, в устройстве предусматривается примерзание клапана к направляющему седлу, но поток талой воды может быть незначительным, и подъемная сила, действующая на клапан, может быть меньше веса вытесненной жидкости, и не сможет оторвать клапан от седла. Воронка полностью заполнится льдом, и устройство перестанет работать, а талая вода пойдет через край воронки, образуя сосульки.A device for protection from the formation of ice in a drainpipe (RU 2458219) is known. The device contains a closing element of waterproof material that prevents water from entering the drainpipe and freezing of water in it, which is made in the form of a float valve in the form of a cross section of the drain hole of the drainpipe and is installed inside the funnel of the drainpipe to the drain opening of the latter with the possibility of its rise in the presence of water and lowering in its absence, by gravity. This device allows you to drain the melt water in the drain pipe, however, has drawbacks. The device with the help of a sealant is planted on the inner surface of the funnel in the drain hole of the drain pipe, but due to the fact that water is a wetting liquid, when the valve is opened, it will flow along the walls of the drain pipe, freezing on them. In addition, the device provides for freezing of the valve to the guide seat, but the flow of thawed water may be insignificant, and the lifting force acting on the valve may be less than the weight of the displaced fluid and will not be able to tear the valve from the seat. The funnel will be completely filled with ice, and the device will stop working, and the melt water will go over the edge of the funnel, forming icicles.

Известно устройство «Металлическая кровля» (RU 41762 U1, 2004 г.) с настенными желобами, расположенными с небольшим уклоном в сторону лотков согласно рис. и водосточными трубами со сливными воронками, которое выбрано в качестве прототипа. Данное устройство позволяет отводить воду с крыши дома, но имеет существенный недостаток: в осенне-зимний период талая вода будет замерзать как на желобах, расположенных на козырьке крыши, так и на лотках, размещенных над сточными воронками.Known device "Metal roof" (RU 41762 U1, 2004) with wall chutes, located with a slight bias towards the trays according to Fig. and drain pipes with drain funnels, which is selected as a prototype. This device allows you to divert water from the roof of the house, but has a significant drawback: in the autumn-winter period, the melt water will freeze both on the gutters located on the roof visor and on the trays placed above the waste funnels.

Рассмотрим суть физических явлений, происходящих в зимне-весенний период на крыше дома. Крыша дома имеет температуру поверхности (за счет нагрева от чердачного помещения) выше, чем козырек, свисающий с крыши и водосточные трубы, не имеющие этого подогрева. Это подтверждается таянием снега на крыше даже при отрицательной температуре воздуха и замерзанием талой воды на козырьке и в водосточных трубах в ночное время. Кроме того, подтаявшая масса снега скользит по наклону крыши и останавливается у желоба на козырьке, свисая с него, где и замерзает при наступлении отрицательных температур, препятствуя дальнейшему стоку. При таянии снега, только незначительная ее часть напрямую попадет в воронку водосточной трубы. Остальная часть воды попадет сначала на желоб козырька кровли и вдоль него стекает в водосточную трубу. Так как температура талой воды лишь немного превышает температуру таяния снега, то попадая на желоб козырька, который имеет температуру окружающего воздуха, она начинает остывать и замерзать на желобе или в водосточной трубе, полностью заполняя ее, после чего на крыше образуются сосульки и наледи.Consider the essence of the physical phenomena that occur in the winter-spring period on the roof of the house. The roof of the house has a surface temperature (due to heating from the attic) is higher than the visor, hanging from the roof and drain pipes that do not have this heating. This is confirmed by the melting of snow on the roof, even with a negative air temperature and freezing of melt water on the visor and in the drain pipes at night. In addition, the melted mass of snow slides along the slope of the roof and stops near the gutter on the visor, hanging down from it, where it freezes when negative temperatures occur, preventing further runoff. When the snow melts, only a small part of it will directly fall into the funnel of the drainpipe. The rest of the water will fall first on the chute of the roof canopy and along it flows into the drain pipe. Since the temperature of melt water is only slightly higher than the melting temperature of the snow, falling on the chute of the visor, which has an ambient temperature, it begins to cool and freeze on the chute or in the drain pipe, completely filling it, after which icicles and ice are formed on the roof.

Для устранения замерзания основную часть талой воды предлагается направить по теплой крыше дома, минуя козырек, к воронкам водосточных труб, а водоотведение сделать таким образом, чтобы талая вода, не касаясь стенок водосточной трубы, падала на землю.To eliminate the freezing, it is proposed to direct the main part of the thawed water along the warm roof of the house, bypassing the visor, to the funnels of the drainpipes, and drainage should be done so that the melted water, without touching the walls of the drainpipe, falls to the ground.

Это достигается следующим образом: на крыше дома под небольшим углом к краю козырька устанавливаются направляющие, выполненные в виде деревянных брусков или металлических уголков, покрытые гидрофобной мастикой и прикрепленные клеевой массой или иным способом без зазоров к кровельному покрытию и снегозащитный брус, установленный с водопропускным зазором по всей его длине. Эти направляющие подводят талую воду в сливной лоток, а также препятствуют, вместе со снегозащитным брусом, сползанию снеговой массы к желобу и водосточной воронке на козырьке крыши и разделяют участки крыши с разной температурой поверхности: козырек и остальную части крыши. Сливной лоток, скрепленный с направляющими, имеет отогнутый конец, и установлен таким образом, что его отогнутый вертикальный конец расположен по центру водосточной воронки трубы.This is achieved as follows: guides made in the form of wooden bars or metal corners, covered with hydrophobic mastic and attached with glue mass or otherwise without gaps to the roof covering and snow protection bar installed with a culvert clearance along the roof are installed at a small angle to the edge of the visor on the roof of the house its entire length. These guides bring melt water into the drain pan, as well as prevent, together with the snow protection bar, the snow mass creeps to the chute and the drain funnel on the roof canopy and separates the roof sections with different surface temperatures: the canopy and the rest of the roof. Drain tray, fastened with guides, has a bent end, and is installed in such a way that its bent vertical end is located in the center of the drain funnel of the pipe.

Для труб, имеющих в верхней части изгиб (колено) (фиг. 4), внутрь изгиба устанавливается вкладыш из теплоизоляционного материала, верхний конец которого закрепляется на дополнительную воронку, а нижний конец так же располагается над центром вертикальной части следующего участка трубы, и изнутри покрывается гидрофобной мастикой.For pipes having a bend (knee) in the upper part (Fig. 4), a liner of insulating material is installed inside the bend, the upper end of which is fixed to an additional funnel, and the lower end is also located above the center of the vertical part of the next pipe section, and is covered from the inside hydrophobic mastic.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично изображены элементы конструкции.The invention is illustrated by drawings, which schematically shows the structural elements.

1. На фиг. 1 - общий вид устройства для отвода талых вод с крыши.1. In FIG. 1 - a general view of the device for removal of melt water from the roof

2. На фиг. 2 - сливной лоток «а» вид спереди, «б» вид в разрезе. Лоток выполнен из листового металлического материала с теплоизоляционным покрытием из фольгированного изолона. Фольгированный изолон несколько выступает за пределы отогнутого конца лотка и не позволяет талой воде намерзать на нем, за счет эффекта смачивания.2. In FIG. 2 - drain tray "a" front view, "b" sectional view. The tray is made of sheet metal material with a heat-insulating coating of foiled izolona. The foil isolon somewhat protrudes beyond the bent end of the tray and does not allow the frozen water to freeze on it, due to the wetting effect.

3. На фиг. 3 - лоток и дополнительная воронка в разрезе, установленная на герметик внутри основной воронки и имеющая диаметр меньше, чем диаметр водосточной трубы на 40-70 мм.3. In FIG. 3 - a tray and an additional funnel in the section, installed on the sealant inside the main funnel and having a diameter smaller than the diameter of the drain pipe by 40-70 mm.

4. На фиг. 4 - устройство с водосточной трубой имеющей изгиб. На внешнюю часть сливного лотка и дополнительную воронку нанесен слой гидрофобной мастики темного цвета, для дополнительного их нагрева солнечным излучением и быстрого стекания с них воды.4. In FIG. 4 - device with a drain pipe having a bend. A layer of dark-colored hydrophobic mastic is applied to the outer part of the drain pan and an additional funnel, to further heat them with solar radiation and quickly drain water from them.

Устройство работает следующим образом: при таянии снега на крыше талая вода по направляющим стекает по теплой крыше к сливному лотку и направляется в водосточную трубу. Ввиду того, что коэффициент теплоемкости воды в 10 раз превышает теплоемкость материала лотка, а масса стекающей воды, благодаря направляющим, значительна и протекает по козырьку крыши расстояние не более 0,5 м, поверхность сливного лоток принимает температуру талой воды. Замерзание воды на лотке и стенке водосточной трубы не происходит, так как за счет вертикально расположенной нижней части сливного лотка и дополнительной воронки вода падает вертикально вниз, не касаясь стенок водосточной трубы, и за несколько секунд достигает поверхности земли. С козырька крыши талая вода стекает при положительной температуре окружающего воздуха через дополнительную воронку. В нижней части трубы изогнутый патрубок может быть заменен открытым лотком, с которого замерзшая вода удаляется механическим способом.The device works as follows: when the snow melts on the roof, the melted water flows along the guides along the warm roof to the drain pan and is directed to the drain pipe. Due to the fact that the coefficient of heat capacity of water is 10 times greater than the heat capacity of the material of the tray, and the mass of flowing water due to the guides is significant and flows through the roof canopy a distance of no more than 0.5 m, the surface of the drain pan takes the temperature of the melted water. Water freezing on the tray and the wall of the drain pipe does not occur, because due to the vertically located lower part of the drain tray and the additional funnel, the water falls vertically down without touching the walls of the drain pipe, and in a few seconds it reaches the ground surface. The melt water flows from the roof visor at a positive ambient temperature through an additional funnel. At the bottom of the pipe, the bent nozzle can be replaced with an open tray, from which the frozen water is removed mechanically.

Устройство имеет следующие преимущества:The device has the following advantages:

- При установке на условно плоские и наклонные крыши зданий не требуется переделка уже имеющейся водосточной системы, а требуется только установка дополнительных элементов.- When installed on conventionally flat and sloping roofs of buildings, no alteration of the existing drainage system is required, but only installation of additional elements is required.

- Устройство не требует расхода электроэнергии, не требует периодического технического обслуживания, подходит к любому типу крыш, просто в изготовлении и надежно в эксплуатации.- The device does not require power consumption, does not require periodic maintenance, is suitable for any type of roof, easy to manufacture and reliable in operation.

Claims (3)

1. Устройство для отвода талых воды с крыши, включающее желоба, расположенные под углом к краю козырька, водосточную трубу с воронкой и расположенный над воронкой лоток, верхняя часть которого соединена с желобами, отличающееся тем, что сливной лоток выполнен из металлического листового материала с теплоизоляционным покрытием из фольгированного изолона, покрытого гидрофобной мастикой темного цвета, при этом нижняя часть сливного лотка выполнена вертикальной с размещением ее конца над серединой внутреннего диаметра водосточной трубы, а внутри основной воронки установлена дополнительная воронка, покрытая гидрофобной мастикой темного цвета, наружный диаметр нижней части которой меньше внутреннего диаметра водосточной трубы.1. Device for removal of melt water from the roof, including gutters, angled to the edge of the visor, drain pipe with a funnel and a tray located above the funnel, the upper part of which is connected to the gutters, characterized in that the drain tray is made of metal sheet material with thermal insulation a coating of foiled isolon coated with a dark-colored hydrophobic mastic, while the lower part of the drain pan is made vertical with its end located above the middle of the inner diameter of the drainpipe, and inside the main funnel, an additional funnel is installed, covered with a dark-colored hydrophobic mastic, the outer diameter of the lower part of which is smaller than the internal diameter of the drainpipe. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что к сливному лотку прикрепляются под небольшим углом к краю козырька направляющие, выполненные из деревянных брусков или металлических уголков, покрытые гидрофобной мастикой и прикрепленные клеевой массой или иным способом без зазора к кровельному покрытию.2. The device according to claim 1, characterized in that guides to the drain tray are attached at a slight angle to the edge of the visor, made of wooden bars or metal corners, covered with hydrophobic mastic and attached with adhesive glue or otherwise without a gap to the roof covering. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутрь изогнутой части водосточной трубы на дополнительную воронку установлен теплоизоляционный вкладыш, покрытый гидрофобной мастикой, нижняя часть которого расположена над центром следующего вертикального участка водосточной трубы.3. The device according to p. 1, characterized in that inside the curved part of the drain pipe on an additional funnel installed insulating liner, covered with a hydrophobic mastic, the lower part of which is located above the center of the next vertical section of the drain pipe.

Images