Выбор оптимальных параметров для серийной застройки с учетом климатических условий. Исследование энергосберегающих систем антиобледенения для различных типов крыш, эксплуатируемых в разных климатических зонах. Анализ внешних факторов обледенения крыши.
Аннотация к работе
Ежегодно от падающих с крыш глыб льда и сосулек погибают и получают увечья люди, портится находящийся в низу автотранспорт. Также под тяжестью наледей происходит ускоренное разрушение элементов кровли. Чистить крышу не будет необходимости, повысится комфорт и безопасность эксплуатации зданий. Необходимость и направленность данной цели можно обусловить следующими задачами: u Выбор оптимальных параметров для серийной застройки. u Разработка технических требований к приборам такого типа. u Разработка нормативно-технической документации u Анализ имеющихся систем u Подготовка системы к патентованию u Анализ внешних факторов, влияющих на процесс обледенения крыш u Изучение мероприятий по предотвращению процесса обледенения Предметом исследования выступают энергосберегающие системы снеготаяния и антиобледенения на основе полупроводниковых пленочных нагревателей адаптированных для различных типов крыш, эксплуатируемых в различных климатических зонах.Особенность климата Иркутска такова, что в зимний период суточный перепад температуры воздуха может находиться в пределах от 3-5°С днем и до-30°С ночью. К тому же в условиях города на поверхности снежного покрова появляется налет темной грязи, что существенно снижает теплоотражающую способность снега, а благодаря наличию оголившихся и быстро прогревающихся солнцем участков кровельного покрытия слой снега весной подтаивает и с внутренней стороны. Потоки теплого воздуха из отапливаемого помещения даже в устойчивый мороз могут способствовать таянию снега на крыше и замерзанию полученной воды. Там где в силу разных причин отвод талой воды с кровли затруднен, при последующем понижении температуры воздуха до отрицательных значений, вода замерзнет, и превратиться в лед. Далее события развиваются так: при очередном кратковременном воздействии источника тепла на снежно-ледяную корку, таянию будет подвергаться, прежде всего, снег (у льда скорость плавления ниже), а когда вновь ударит морозец, толщина ледяного слоя неизбежно увеличится.В результате патентного исследования было определено 80 патентов на изобретения и полезных моделей систем антиобледенения. По моему мнению, актуальными являются следующие: u Патент РФ №2503785 от 03.07.2012Устройство для удаления сосулек со свесов крыши включает закрепленный на стене с помощью кронштейнов рабочий орган с приводным механизмом и скалывателями сосулек. Приводной механизм выполнен в виде срезанной сверху корытообразной трубки для скопления в ней талой воды, прикрепленной к нижней части дугообразных скоб прямо под краем свеса. u Патент РФ №2493339 от 11.01.2011 Комплекс включает карбоновую термоленту, обеспечивающую подогрев кромки кровли, инфракрасный или СВЧ излучатели для обогрева водостоков и петли из термокабеля для подогрева водосточных труб. Датчики температуры и влажности установлены на карнизе крыши и горловине водостока, подсоединены к микрочипу, а дистанционный включатель размещен в блоке автоматики устройства и выполнен на основе Bluetooth или Wi-Fi. Комплекс управляется дистанционно с помощью пульта управления, расположенного у оператора или дежурного по зданию, на нем же отображается информация о текущем состоянии агрегатов комплекса. u Патент РФ №2485261 от 24.08.2011 Устройство включает расположенный под нижней кромкой кровли скатной крыши водосточный желоб, выполненный с возможностью опрокидывающего поворота в вертикальной плоскости, причем нижняя кромка кровли утолщена и имеет минимальную неподкрепленную длину.Только при наработке достаточного опыта в конкретных условиях, появления собственных специалистов, техническое решение начинает применяться осознанно и действительно там, где это необходимо. Системы снеготаяния для кровель и водостоков, к сожалению, не избежали этой общей тенденции. При установке системы надо иметь в виду, что проектировщик должен обеспечить появившейся в результате работы системы воде свободный путь полного стока с кровли. Существуют также границы мощностей греющей части систем, установленные на основании практики, несоблюдение которых приводит к неэффективному действию оборудования в указанном диапазоне температур, а значительное превышение последних приводит лишь к перерасходу электрической мощности без какого-либо улучшения работы системы. Он должен управлять работой системы и допускать возможность подстройки параметров температуры с учетом конкретных особенностей климатической зоны, расположения и этажности здания. u Греющие кабели должны быть установлены на всем пути талой воды, начиная с горизонтальных желобов и лотков, и заканчивая выходами из водостоков, а при наличии входов в ливневую канализацию - вплоть до коллекторов ниже глубины промерзания. u Необходимо соблюдать нормативы установленной мощности греющих кабелей для различных частей системы - горизонтальных лотков и желобов, вертикальных водостоков.В период времени, когда превалируют знакопеременные температуры, крыши зданий покрываются толстой ледяной коркой, смерзается снег, замерзают желоба и водостоки, появляются опасные сосульк
План
Содержание
Введение
1. Внешние факторы, влияющие на процесс обледенения крыш
2. Анализ имеющихся систем антиобледенения
2.1 Патентное исследование
2.2 Общий анализ системы антиобледенения на основе греющего кабеля
3. Энергосберегающие системы снеготаяния и антиобледенения на основе полупроводниковых пленочных нагревателей
3.1 Анализ внешних факторов обледенения крыши
Заключение
Список литературы
Введение
Ежегодно от падающих с крыш глыб льда и сосулек погибают и получают увечья люди, портится находящийся в низу автотранспорт. Также под тяжестью наледей происходит ускоренное разрушение элементов кровли.
Всего этого можно избежать если установить систему антиобледенения. Чистить крышу не будет необходимости, повысится комфорт и безопасность эксплуатации зданий.
Актуально данное исследование в первую очередь для сибирского региона. Ведь у нас снежные и морозные зимы, а также резкоконтинентальный климат. Днем воздух может прогреваться до положительных температур, а ночью снижаться аж до минус 30 градусов.
К настоящему времени применение систем снеготаяния стало обычным явлением, тем не менее, большинство публикаций на эту тему являются либо чисто рекламными, либо декларируют общие положения, почерпнутые из переводов заграничных руководств. Применение кабельных систем отопления для очистки водостоков и кромок крыш от льда является сложным, как для расчетов и проектирования, так и для монтажа и эксплуатации. Поэтому целью работы будет разработка и исследование новой энергоэффективной системы антиобледенения с пленочными полупроводниковыми нагревателями.
Необходимость и направленность данной цели можно обусловить следующими задачами: u Выбор оптимальных параметров для серийной застройки. u Разработка технических требований к приборам такого типа. u Разработка нормативно- технической документации u Анализ имеющихся систем u Подготовка системы к патентованию u Анализ внешних факторов, влияющих на процесс обледенения крыш u Изучение мероприятий по предотвращению процесса обледенения
Предметом исследования выступают энергосберегающие системы снеготаяния и антиобледенения на основе полупроводниковых пленочных нагревателей адаптированных для различных типов крыш, эксплуатируемых в различных климатических зонах.
Установка системы, которая будет препятствовать обледенению кровли, необходима и должна носить обязательный характер, так как она призвана повысить уровень безопасности эксплуатации здания, передвижения автотранспорта и пешеходов.
Системы антиобледенения созданные на основе греющих кабелей, не смотря на свою дороговизну и высокую энергоемкость, постепенно находят свое применение. Несмотря на то, что в ряде случаев применение кабельной системы антиобледенения, не только не оправдывает надежд, но и наоборот ухудшает ситуацию. В первую очередь, это обусловлено тем, что система антиобледенения крыш и водостоков это сложная инженерная задача, которая должна учитывать особенности климатической зоны, какого типа крыша - теплая или холодная, вид водосточных желобов - по кровле или же подвесные. Так же очень важным является конструкция капельника, и материал, из которого производятся водосточные трубы и желоба. Система антиобледенения должна работать совместно с интеллектуальным щитом управления, который должен выбирать алгоритм работы в зависимости от температурного диапазона, влажности, осадков, времени суток и ветровой нагрузки. Причем алгоритмы работы отличаются не только по климатическим зонам, но и по ориентации к частям света, нахождения в близи водоема и от планировочной застройки.
Поэтому исследования в данном направлении должны вестись, чтобы упростить систему, снизить ее себестоимость и увеличить надежность.