Крыша с солнцезащитным экраном
Использование: в крышах, нуждающихся в снижении их перегрева и перегрева помещений верхних этажей зданий в районах с жарким климатом. В крыше солнцезащитный экран установлен на стойках 5 и представляет собой рамы 9 с отражательными элементами, выполненными в виде листов, изогнутых по параболической кривой вида у 0,25х1 9со стеклянным покрытием . В фокусах отражательных элементов установлены теплоприемники, подсоединенные к системам отопления. Благодаря выбранной форме кривой, лучи, отражаясь от элементов, фиксируются в их фокусе. Использование крыши позволит снизить перегрев здания и полностью удовлетворить энергетические нужды жилого дома. 2 ил. .
: СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
Ф \ Ю
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4949832/33 (22} 26.06.91 (46) 23,02.93. Б юл.. М 7 (71) Центральный научно-исследовательский и проектный институт типового и экспериментальногоо проектирования жилища (72) А.А,Фоломин, В.Л.Чаплицкая и С.Б.Кутуев (56) Лицкевич В.К. Жилище и климат, М.;
Стройиздат, 1987, с.85.
Авторское свидетельство СССР кл, Е 04 В 7/14, 1979.
{54) КРЫША С СОЛНЦЕЗАЩИТНЫМ ЭКРАНОМ (57) Использование: в крышах, нуждающихся в снижении их перегрева и перегрева
„БЦ,, 1796755 Al (я)5 Е 04 D 3/35, Е 04 В 7/16 помещений верхних этажей зданий в районах с жарким климатом. В крыше солнцезащитный экран установлен на стойках 5 и представляет собой рамы 9 с отражательными элементами, выполненными в виде листов, изогнутых по параболической кривой вида у = 0,25 х со стеклянным покры1,9 тием. В фокусах отражательных элементов установлены теплоп риемники, подсоединенные к системам отопления. Благодаря выбранной форме кривой, лучи, отражаясь от элементов, фйксируются в их фокусе.
Использование крыши позволит снизить перегрев здания и полностью удовлетворить. энергетические нужды жилого дома.
2 ил.
1796755
Изобретение относится к строительным конструкциям и представляет собой крышу с солнцезащитным устройством для применения на зданиях, нуждающихся в снижении их перегрева и перегрева помещений верхних этажей зданий в поле солнечной радиации летом для районов с жарким климатом;
Известна крыша с солнцезащитным экраном для зданий, облучаемых солнечной радиацией, состоящая из сплошного покрытия, укрепленного на стойках. Собственно экран выполнен из волнистых асбестоцементных листов, расположенных на определенной высоте параллельно плоскости крыши, Указанная конструкция крыши с экраном является малоэффективной вследствие того, что движение воздуха под экраном, обеспечивающее конвективный теплосъем с поверхности кровли, возможно только при достаточных ветровых воздействиях. В противном случае перегрев крыши и помещений верхнего этажа неизбежен.
Наиболее близким решением из известных является крыша с солнцезащитным экраном, включающая плиты перекрытия, тепло- и гидроизоляционные слои, несущие элементы со стойками, на которых закреплены щиты солнцезащитного экрана с отражательными элементами в виде листов, Отражательные элементы экрана известной крыши представляют собой двойной ряд плоских пластин, установленных под углом друг к другу. Частичный перегрев такой крыши происходит: — из-за отсутствия обтекаемости плоских пластин солнцезащитного экрана. В результате этого создаются дополнительные аэродинамические сопротивления воздействия ветрового напора, значительно снижая его скорости и соответственно конвективный теплосъем с облученной солнцем поверхности экрана; — обеспечивается только активный отвод избыточного тепла от воздействия солнечной радиации на крышу с экраном рассмотренной конструкции, не используется эта энергия на бытовые нужды.
Цель изобретения — предотвращение . перегрева крыши от воздействия солнечной радиации.
Это достигается тем, что в крыше с coriнцезащитным экраном, включающей плиты покрытия, тепло- и гидроизоляционные слои, несущие элементы со стойками, на которых закреплены щиты солнцезащитного экрана с отражательными элементами в виде листов, каждый лист отражательного элемента изогнут с обеспечением его гео30 экрана.
Крыша состоит из плит 1 покрытия с тепло- 2 и гидроизоляционным 3 покрытиями, несущих элементов 4 со стойками 5, Высота стоек находится в пределах 1 — 2 м, что соответствует высоте расположения
40 солнцезащитного экрана от кровли, На стойках 5 жестко закреплены рамы 6 солнцезащитного экрана 7 с отражательными элементами 8. Отражательные элементы 8 выполнены в виде листов, изогнутых по па45 раболической кривой вида: у = 0,25 x со стеклянным покрытием 9. Стеклянное покрытие 9 вместе с отражательным злементом 8 образуют замкнутый объем. Вид параболы установлен опытным путем. Отра50 жательные элементы 8, изогнутые по указанной параболе, обеспечивают высокую степень концентрации солнечного излучения в ее фокусе, что, в свою очередь, обеспечивает высокую степень нагрева
55 теплоприемника, Отражательные элементы 8 крепят последовательно в железобетонной раме 6 на расстоянии 3-5 см между собой под углом
<р + 15 к горизонту для круглогодичного ис5
25 метрической неизменяемости поперечного сечения по параболической кривой вида у =
0,25 х . Кроме того крыша снабжена систе1,9 мой отопления и горячего водоснабжения, а экран выполнен с теплоприемниками, каждый из которых установлен в фокусе изогнутого листа и соединен с системой отопления или горячего водоснабжения для использования полученной солнечной энергии.
Выйолнение отражательных элементов экрана крыши в виде листов, изогнутых по параболе, позволит сконцентрировать отраженные от поверхности лучи в ее фокусе, тем самым получить высокий потенциал.тепла, который обеспечивает более интенсивное движение воздуха вокруг листов, снимая большое количество тепла с поверхности крыши.
При том, параболическая кривая вида: у
= 0,25 x сохраняет геометрически неизменяемое сечение листов, что позволит сохранить фокус неизменяемым и, следовательно, исключить рассеивание солнечной энергии.
Кроме того, форма кривой обеспечивает высокую жесткость отражательных элементов экрана, что позволяет снизить число опор под него и обеспечить сплошность кровли.
На фиг;1 показан фрагмент крыши с солнцезащитным экраном и теплоприемником; на фиг.2 изображено поперечное сечение отражательного элемента солнцезащитного
1796755
5 б пользования солнечной энергии, где p — лосъем в поверхности крыши, не допускает максимальная высота стояния солнца над попадания солнечных лучей на кровлю и горизонтом для каждой конкретной широты соответственно продлевает срок службы местности. кровли, а также поглощение и концентраКрепление отражательных элементов 8 5 цию избыточного тепла солнечной энергии, установлены теплоприемники 10 из нержа- с использованием для теплоснабжения довеющей стали в виде цилиндра наружным ма. диаметром 5 см, длиной 5900 мм и толщи- Монтаж крыши с солнцезащитным экной стенки 3мм. Для снижения теплопотерь раном производят следующим образом: на труба из нержавеющей стали помещена в 10 несущие стены верхнего этажа укладывают трубу из молибденового стекла наружным кровельные плиты 1, тепло — 2 и гидроизо.диаметром 9 см и толщиной стенки от 1 до ляцию 3, устанавливают опорные стойки 5
1,5 мм, поскольку молибденовое стекло об- экрана 7 на несущие конструкции здания. ладает высокой прозрачностью в области Щиты солнцезащитного экрана 7 полсолнечного спектра интегральное пропу- 15 ной заводской готовности устанавливают на сканиеоколо0,9ихорошовыдерживаетне- стойки 5. Затем рамы 6 солнцезащитного равномерный обогрев при концентрации экрана 7 жестко крепят к несущим стойкам солнечного облучения. Поглощающую по- 5, например, с помощью сварки металличеверхность теплоприемника 10 зачерняли ских закладных деталей, после чего произчерной сажей с А = 0,85, Е = 0,9 (степень 20 водят замоноличивание стыков. После черноты), Параболоцилиндрические отра- установки солнцезащитного экрана 7 тепложательные элементы 8 экрана 7 характери- приемники 10 подсоединяют к отопительэовались размерами 5900 х 3000 мм. ной системедома.
Отражательная поверхность их была обра- При активном воздействии солнечной зована листами электрополированного 25 радиациилучи, пройдячерезстеклянноепоалюминия толщиной 1 мм с защитной ок- крытие 9 поступают на отражательные элесидной пленкой толщиной 10-12 мкм. Ин- менты 8и послечегособираются в фокусе и тегральный коэффициент отражения поглощаютсячернымметаллическимстержсолнечных лучей поверхностью зеркально- нем 10. Благодаря выбранной форме криго алюминия А=0,85, 30 вой, лучи, отражаясь от элементов 8, Теплоприемник 10 подсоединен к сис- фиксируются четко в фокусе, гдеустановлен теме отопления и горячего водоснабжения теплоприемник 10, снижая теплопотери при для передачи тепла с помощью теплоноси- многократном отражении от криволинейтеля от приемника к потребителю. ной поверхности отражательных элементов
Ориентация криволинейных элементов 35 8. экрана рекомендуется преимущественно Эффективность предлагаемого решеюжнаясвозможнымиидопустимымиоткло- ния по сравнению с прототипом состоит в нениями от юга по азимуту до 30 восточнее том, что выполнение крыши с солнцезащитили западнее в случае невозможноети осу- ным экраном, имеющим отражательные
: ществления строго южной ориентации. 40 пластины, изогнутые по параболе вида у =
Криволинейные отражательные эле- =0,25 х, как показали исследования, по1,9 менты солнцезащитного экрана крыши раз- зволит вдвое увеличить степень концентрамещены на расстоянии 3 — 5 см друг от друга ции солнечного излучения и соответственно для обеспечения непопадания солнечных получения высоких температур поглощаюлучей на кровлю под экраном, набираются 45 щей поверхности теплоприемника. Таким в щиты из железобетонной рамы и криволи- образом, использование предлагаемого ренейных элементов экрана, установленные шения позволйт полностью обеспечить все на опоры на расстоянии от 1 м до 2 м от энергетические нужды жилого дома, Кроме поверхности кровли. того, предлагаемое расположение солнечТакое. выполнение устройства обеспе- 50 ного теплоприемника на солнцезащитном чивает направленные конвективные потоки экране крыши позволит защитить крышу и воздуха, вызывающие дополнительный теп- помещения верхнего этажа от перегрева.
Формула изобретения.
1. Крыша с солнцезащитным экраном, включающая плиты покрытия, тепло- и гидроизоляцианные слои, несущие элементы со стойками, на которых закреплены щиты солнцезащитного экрана с отражател ьн ыми элементами в виде листов, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью предотвращения
1796755
Составитель С,Петровский
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Ткач
Редактор Т.Куркова
Заказ 636 Тираж . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101 перегрева крыши от воздействия солнечной радиации, каждый лист отражательного элемента изогнут с обеспечением его геометрической неизменяемости поперечного сечения по параболической кривой вида у = 0,25 x .
1,9
2. Крышапоп.1,отличающаяся тем, что, с целью использования полученной солнечной энергии, она снабжена системой отопления или горячего водоснабжения, а экран выполнен степлоприемниками, каждый из которых установлен в фокусе изогнутого листа и соединен с системой отопления или горячего водоснабжения.
