Борьба с сосульками – важнейшая проблема в зимневесенний период, т.к. речь идет о безопасности людей. Чаще всего она решается с помощью лома и кувалды, а потом приходится ремонтировать кровлю. В данной статье рассматриваются различные способы и устройства для удаления сосулек и наледей, предлагается наше устройство и проводится его экспериментальное сравнение с аналогами.
Можно выделить два подхода в борьбе с сосульками:
-
профилактический – недопустить образования сосулек,
-
реальный – резать, бить, плавить и даже расстреливать из винтовки или лазера.
В профилактическом подходе используется два решения. Решение первое – если на крыше не будет снега, то не будет и сосулек. Снег можно убрать тем или иным способом (обычно лопатой). Можно сделать крышу с большим уклоном, чтобы снег не задерживался. Можно нанести на кровельный материал антиобледенительное покрытие. Решение второе – не дать снегу превратиться в лед. В этом решении используют два противоположных приема: первый – снег должен остаться снегом, второй – снег должен стать водой. Но, в первом случае даже абсолютная теплоизоляция не убережет от солнечной радиации и при температурах около 0 °С сосульки будут. Нагреть и расплавить снег можно бесплатно, например, используя тепло систем вентиляции [1]. Способов и устройств, использующих платное тепло во много раз больше: от полива крыши горячей водой [2] и использования имеющихся тепловых сетей [3], до электронагрева [4]. Если не греть улицу, то за счет 1 кВт·час электроэнергии можно расплавить 10 кг снега или льда [5]. Устройства и способы, предлагаемые в реальном подходе борьбы с сосульками можно разделить на стационарные (укрепленные на карнизе или стене) и передвижные (или переносные), а по типу воздействия на лед – на механические (разрушающие или срезающие) и тепловые (плавящие). В стационарных устройствах механического действия, предложенных в работах [68], человек (или электродвигатель) с помощью троса приводит в движение каретку 1 с элементом сбивания 2 и срезает сосульку 3 (рис. 1). Вот только сосульки для их работы должны быть небольшими и расположенными на одной линии, сросшийся монолит (рис. 2) им «не по резакам». Белый Д.М. большим числом своих «сосулеломов карнизных», предлагает бить по сосулькам [9,10 и др.], и заставить это делать ветер [11]. Правда автор не думает об эстетике фасада здания. Много предложений вдоль края кровли расположить какойлибо волновод (упругий элемент), который вибрируя, сбросит сосульки [1214]. Но, как видно из видеоролика НПО «Новатор», сосульки толщиной в мизинец упали не везде [14]. Стационарных устройств теплового воздействия на сосульки тоже много. Самый простой способ – уложить «змейкой» греющий кабель вдоль края крыши и подключить его к 220 В. Можно сложнее – листом мягкого металла с расположенным на нем изолированным нагревателем обернуть кромку свеса кровли [15], а можно разместить нагреватель с внутренней стороны карнизного свеса [16]. К сожалению, такие устройства больше греют улицу. Теперь о передвижных (или переносных) устройствах для борьбы с сосульками. Мы считаем, что стрелять из лазера [17] или винтовки [18] по сосулькам нельзя. Свет большой интенсивности льдом не только поглощается, но может и отразиться, например, на сетчатку глаза. ОтрикоРис. 1. Устройство для удаления сосулек с карнизов крыш [8] Рис.2. Монолит из сосулек Л.В. ЗАДОРИНА, В.А. МУРАТОВА, О.М. ЗВЕРЕВ, Пермский национальный исследовательский политехнический университет ССК «КРОВЛЯ И ИЗОЛЯЦИЯ» №2–3 (84–85) 2019 ИНСТРУМЕНТ 46 шетившие пули в лучшем случае попадут в стену. Мускульную силу человека используют устройства [19, 20], но сомнительно, что они лучше обычного лома. Авторы [21, 22] предлагают оборудовать автомобиль телескопической трубой или штангой, на конце которой расположить «лепестковый обрушиватель» или «электронож» (рис. 3). В отличие от автовышки, летом такая установка будет простаивать. Теперь о передвижных установках теплового воздействия. Авторы изобретений [23, 24] предлагают использовать пар. За счет конденсации 1 кг пара и последующего охлаждения воды из пара можно расплавить 78 кг льда [5], главное точно подвести корзину автовышки с соплом 1 к сосульке (рис. 4). Но сколько будет стоить пар? Немного юмора. Авторы устройства [25] предлагают купить в магазине игрушек вертолет на радиоуправлении и поместить в него электрофен (рис.5). Т.е. на валу, крутящем несущий винт разместить лопатки 1 которые погонят воздух через электронагревательный элемент 2 и выдвигающийся телескопический тубус 3. «Оператор (наверное возрастом 5 лет) через пульт управления осуществляет маневр устройством, подводит устройство к сосульке». Нагретый «воздух под давлением устремляется к ледяной массе, лед тает»! Конечно, никто не будет делать такой вертолет, но, например, прикрепить электрофен к шарниру телескопической рукояти можно. Целью нашей работы являлось создание максимально дешевого, простого в изготовлении, мобильного, удобного в работе, по возможности универсального и безопасного в устройства для удаления сосулек и наледей. Нами выбран тепловой тип воздействия, т.к. он не предполагает больших усилий, и решили экономить на электроэнергии – сосульки срезать. «Устройство для удаления сосулек с крыш зданий» [26] режет лед раскаленной нихромовой проволокой, поэтому проще называть его ледорез. торный сварочный аппарат постоянного тока. Диаметр нихромовой проволоки для нагревателя может быть от 1,0 до 5,0 мм. У нихрома диаметром менее 1,0 мм слишком малы мощность и прочность. Более 5 мм уже пруток. Максимальные рабочие температуры для нихрома Х20Н80 – 1100 °С, для Рис.3. Обрушиватель сосулек [25] Рис. 4. Способ удаления сосулек и снежных наносов и устройство для осуществления этого способа [30] Рис. 5. Устройство для удаления сосулек с крыш зданий [25] Описание устройства Рабочий орган ледореза – нихромовый нагревательный элемент 1 (рис. 6), установленный на диэлектрическом упругом держателе 2, закрепленном с помощью шарнира 3 на конце телескопической штанги 4. Электропитание нагревательного элемента 1 осуществляется изолированными медными проводами 5 через выключательавтомат 6 от источника питания, которым может служить генератор и аккумулятор работающего автомобиля (например автовышки) или конверРис. 6. Устройство для удаления сосулек с крыш зданий (ледорез) [26] Рис. 7. Работа с земли
