Пристрій для електроосмотичного осушення об’єктів, головним чином стін будинків і споруд

Винахід відноситься до галузі електроосмотичного осушення об'єктів, зокрема стін будинків і споруд житлового, господарчого, промислового і іншою призначення. В останні роки в Україні, в Росії і Європі спостерігається інтенсивне підняття ґрунтових вод, яке приводить до капілярного руху вологи вгору крізь фундамент в стіни будинку, при цьому традиційна гідроізоляція з руберойду не витримує осмотичного тиску рідини. Це приводить до відволожування стін, зниженню терміну служби будинку, а мешканці захворюють на ревматизм, астму і інші хвороби Просушування стін підведенням зовнішнього тепла, наприклад, нагрітим повітрям, малоефективне і неекономічне. Відомий спосіб електроосмотичного обезводнення, пристрій для здійснення якого містить зовнішній електрод, виконаний у вигляді вертикальних стержнів, з‘єднаних в замкнутий контур струмопровідним матеріалом, встановлених у грунті навкруги об‘єкту, що висушується, і розташований всередині цього контуру, внутрішній електрод виконаний у вигляді вертикальної фільтрувальної труби. Електроди з‘єднані з джерелом постійного електричного струму (див. авторське свідоцтво СРСР № 762913, кл. В 01 D 13/02, 1980 р.) Прийнято за прототип. Недоліком відомого пристрою є те, що розміщення єдиного електрода в центрі ділянки, що осушується, неприпустимо для рішення задачі осушення стін будинку, що має великий периметр і несумірну з ним товщу. Другим недоліком є те, що на електроди подають пості й ний струм. При довгочасному протіканні струму крізь електроди, що знаходяться в грунті в середовищі з великими розчинами солей, в біля - електродній зоні проходить електрохімічна реакція - електрохімічна поляризація. Продукти реакції накопичуються біля електродів і утворюють гальванопару. ЕРС, яка має протилежний знак по відношенню до напруги, прикладеної до електродів. Постійний струм, що проходить крізь електроди, зменшується до дуже малої величини, що суттєво знижує ефективність процесу осушення. Однак, цей аналог найбільш близький до пристрою, що заявляється, і вибраний мною як прототип. Технічною задачею винаходу є створення пристрою дня електроосмотичного осушення стін будинків і споруд, в якому усунена електрохімічна поляризація, а в місцях традиційної гідроізоляції стін будинку створюється зона електроосмотичного відведення вологи у грунт. Технічним результатом винаходу є підвищення ефективності осушення стін будинків за рахунок ежекційного відведення вологи із стін у шар грунту, розташований нижче фундаменту будинку, і запобігання підйому ґрунтових вод в зону гідроізоляції стін, а також суттєве зниження витрат електроенергії за рахунок зменшення потужності, що споживається, по мірі підвищення омічного опору у міжконтурному просторі при підсушуванні стін. Поставлена технічна задача і технічний результат досягаються тим, що в пристрої для електроосмотичного осушення об‘єктів, головним чином стін будинків і споруд, що містить зовнішній електрод, виконаний у вигляді вертикальних стержнів, з‘єднаних в замкнутий контур струмопровідним матеріалом, встановлених у грунті навкруги об‘єкту, що осушується, і розташований всередині цього контуру внутрішній електрод, з‘єднані з джерелом електричного струму, внутрішній електрод виконаний у вигляді групи горизонтальних стержнів, з‘єднаних в замкнутий контур струмопровідним матеріалом, встановлених у стінах будинку, що осушується, над контуром зовнішнього електроду, при цьому електроди з‘єднані з джерелом змінного струму. Ці ознаки необхідні і достатні для здійснення винаходу і досягнення технічного результату в усіх випадках, які підпадають під правовий захист пристрою. Винахід характеризується також тим, що горизонтальні стержні внутрішнього електрода розміщені у стику фундаменту і стіни будинку під гідроізоляційною прокладкою, а також тим, що кількість стержнів зовнішнього і внутрішнього електродів взято в співвідношенні 1 : 5, при цьому крайні в співвідношенні стержні внутрішнього електрода розташовані в загальних вертикальних площинах із стержнями зовнішнього електрода. Ці ознаки є факультативними, тому що визначають найбільш доцільне місце розташування і кількість горизонтальних стержнів внутрішнього електрода, яке може бути визначено і іншим чином. Причинно-наслідковий зв‘язок сукупності суттєвих ознак і технічного результату, що створюється ними, полягає в тому, що виконання внутрішнього електрода у вигляді групи горизонтальних стержнів, з‘єднаних струмопровідним матеріаломв замкнутий контур, встановлених у стінах будинку, дозволяє створювати осмотичне відведення вологи із всього периметру стін будинку в грунт нижче його фундаменту і запобігати рух в них ґрунтових вод крізь фундамент. З‘єднання зовнішнього і внутрішнього електродів з джерелом змінного струму, дозволило запобігти електрохімічній поляризації у міжстержневих зонах електродів за рахунок зміни полярності струму і за рахунок цього запобігти зменшення і навіть притінення протікання електричного струму при ще достатній вологості стін, забезпечивши ефективність процесу до повного осушення стін. Розміщення горизонтальних стержнів внутрішнього електрода у стику фундаменту і стін будинку під гідроізоляційною прокладкою дозволило полегшати їх установлення у “слабкій ланці” будинку і захистити гідроізоляційну прокладку від дії грунтових вод за рахунок створення під нею зони електроосмотичного осушення. Вибір співвідношення кількості стержнів зовнішнього і внутрішнього електродів, як 1 : 5 дозволило підвищити рівномірність електричного поля у міжстержневих просторах електродів і за рахунок цього підвищити ефективність осушення стін. Розташування крайніх у зазначеному співвідношенні стержнів внутрішнього електрода в загальних вертикальних площинах із стержнями зовнішнього електрода дозволило покращити відведення вологи від стін у грунт по найменшому шляху. Винахід пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображений пристрій для електроосмотичного осушення, встановлення навкруги і на стінах будинку, фіг. 2 - теж саме, розтин А - А на фіг. 1; фіг. 3 - місце 1 на фіг. 1, показане взаємне розташування стержнів зовнішнього і внутрішнього електродів. Пристрій складається з двох електродів, виконаних у вигляді замкнутих контурів зовнішнього 1 і внутрішнього 2 із електропровідного матеріалу, з'єднані електричним колом 3 з джерелом 4 змінного струму. До контуру 1 приварені вертикальні електропровідні стержні 5, заглиблені під відмостку 6 у грунт по периметру фундаменту 7 з зовнішньої сторони будинку 8 і закриті будівельним розчином, а до контуру 2 приварені горизонтальні струмопровідні стержні 9, встановлені у стику між фундаментом і стінами 10 під гідроізоляційною прокладкою 11. Стержні 9 і контур 2 встановлені в стінах 10 у потай і закриті будівельним розчином. Стержні 5 і 9 в кожному контурі 1 і 2 розташовані на рівній відстані один від одного, а їх кількість взята в співвідношенні 1 : 5, при цьому крайні в співвідношенні стержні 9 внутрішнього електрода розташовані в загальних вертикальних площинах Н - Н із стержнями 5 зовнішнього електрода. Осушення будинку пристроєм здійснюється наступним чином. При поданні на контури 1 і 2 зовнішнього і внутрішнього електродів від джерела 4 по електричному колі 3 змінного струму, в результаті іонізації у міжконтурній зоні, зі стін 10 по капілярах під дією електроосмотичного тиску волога переміщується до вертикальних стержнів 5 і стікає по них у шар грунту, розташований нижче фундаменту 7. Процес іде до тих пір, поки у міжконтурному просторі стін 10 не збільшиться омічний опір в результаті осушення стін, після чого процес зупиняється, а при новому зволоженні із-за зменшення омічного опору - автоматично поновлюється. Таким чином пристроєм забезпечується саморегулювання процесу руху рідини по капілярах, досягається ефективне осушення стін будинку і зниження енерговитрат. Оскільки живлення електродів здійснюється джерелом змінного струму, між контурами і їх стержнями не виникає електрохімічна поляризація, і процес іде до повною осушення стін будинку. Одночасно електроосмотичний тиск, що створюється у міжконтурній зоні, перешкоджає руху волога вгору, забезпечуючи додаткову і надійну гідроізоляцію стін від надходження в них грунтових вод. Осушення стін будинку проводиться пристроєм ефективно і економічно. Так, при початковій щільності струму до 2 А на 1 м2 процес осушення протікає у 140 разів швидше природного і при досягненні міжконтурного омічного опору у чотири мегоома (суха стіна) - переходить у черговий режим контролю за станом вологості стін і економічного живлення від мережі з вживанням енергії у 4-6 ват і напругою на електродах до 2 вольт. При зменшенні опору між електродами до 2,2-2,5 мегоома процес осушення поновлюється. Пристрій пройшов дослідну перевірку при осушенні Петропавлівського собору у м. Сімферополі з товщиною стін у 1,5 м і підтвердив високу ефективність осушення, надійність роботи і економічність.