具有含成角的側(cè)面的塊的壁隔熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本文公開了壁系統(tǒng)和制造該壁系統(tǒng)的方法。根據(jù)一個實施方式，壁系統(tǒng)包括：多個豎直偏移的水平支承構(gòu)件；以及壁板，具有至少一個向內(nèi)延伸的脊狀凸起。壁系統(tǒng)還包括至少兩個泡沫隔熱塊。每個泡沫隔熱塊具有適于與向內(nèi)延伸的脊狀凸起的形狀相符的表面。多個泡沫隔熱塊沿每個水平支承構(gòu)件間隔開，并且被緊固在壁板與水平支承構(gòu)件之間。由泡沫隔熱塊形成的空間允許位于支承構(gòu)件與泡沫隔熱塊之間的隔熱材料層擴展，從而提高系統(tǒng)的隔熱性能。
【專利說明】具有含成角的側(cè)面的塊的壁隔熱系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2011年3月9日提交的第61/451，056號美國臨時申請的權(quán)益，該美國臨時申請的全部內(nèi)容通過引用被并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明大體上涉及構(gòu)造建筑物的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及隔熱金屬建筑物的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0004]傳統(tǒng)上，根據(jù)一系列步驟構(gòu)造金屬建筑物。首先，構(gòu)造金屬框架。金屬框架包括多個結(jié)構(gòu)支承構(gòu)件。屋頂部分包括被稱為檁(purlin)的傾斜的屋頂結(jié)構(gòu)構(gòu)件。壁包括被稱為梁的豎直間隔的水平延伸的構(gòu)件。一旦框架被安裝，通常對建筑物的屋頂部分和壁部分進行隔熱。
[0005]關(guān)于屋頂裝置，隔熱材料層被覆蓋在檁之上，然后屋頂板被緊固在隔熱材料上。在一些情況中，已知將縱向熱塊安裝在檁的上凸緣上使得它在所覆蓋的隔熱材料層之上沿檁的整個長度延伸。
[0006]關(guān)于傳統(tǒng)的壁，從上面固定隔熱材料層使得該層覆蓋在水平延伸的梁上。然后金屬壁板被緊固至梁的外凸緣，從而在壁板與每個梁的外凸緣接合處擠壓位于它們之間的隔熱材料層。這些成行的被壓緊的隔熱材料形成了熱損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]所公開的實施方式包括適于安裝到建筑物的豎直偏移的水平支承構(gòu)件(例如，梁)上的壁系統(tǒng)。在一個實施方式中，系統(tǒng)包括具有至少一個向內(nèi)延伸的特征(例如，脊狀凸起或溝道)的壁板。在實施方式中，多個泡沫隔熱塊適于(在一側(cè)上)與向內(nèi)延伸的特征的形狀相符。而且，多個泡沫隔熱塊可沿每個水平支承構(gòu)件(豎直地)間隔開，然后被緊固在壁板與支承構(gòu)件之間。泡沫隔熱塊還水平間隔開，由此形成陣列。泡沫隔熱塊的厚度形成間隙。該間隙允許隔熱材料層擴展到在泡沫隔熱塊之間形成的空間內(nèi)。
[0008]在一個實施方式中，多個泡沫隔熱塊中的每個具有與所述特征(例如，脊狀凸起)的互補形狀相符的向前成角的相對的側(cè)面和適于固定至每個梁上的外凸緣的背面。
[0009]還公開了一種方法，其包括:(i)提供建筑物結(jié)構(gòu)，該建筑物結(jié)構(gòu)具有多個豎直偏移的水平支承構(gòu)件；(ii)獲得壁板，該壁板具有位于所述壁的內(nèi)側(cè)表面上的至少一個向內(nèi)延伸的特征；(iii)使該多個泡沫隔熱塊中的每個的一個側(cè)面的形狀與所述向內(nèi)延伸的特征相符；(iv)將該多個泡沫隔熱塊放置在水平支承構(gòu)件的外側(cè)與向內(nèi)延伸的特征之間；以及(v)將壁緊固至水平支承構(gòu)件，從而將泡沫隔熱塊夾在兩者之間。
【專利附圖】

【附圖說明】[0010]下面參考附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施方式，附圖通過引用被并入本文，在附圖中:
[0011]圖1A示出了傳統(tǒng)的隔熱壁板的剖視圖；
[0012]圖1B示出了傳統(tǒng)的隔熱金屬建筑物壁設(shè)計的水平截面的俯視圖；
[0013]圖1C是示出了圖1A和圖1B中所示的傳統(tǒng)設(shè)計的梁周圍的細節(jié)的剖視圖；
[0014]圖1D示出了用于實現(xiàn)公開的實施方式的目的的傳統(tǒng)的壁；
[0015]圖2示出了根據(jù)本文中公開的本發(fā)明的隔熱壁的立體圖；
[0016]圖3A、圖3C和圖3D分別示出了邊緣成角的間隔塊的立體圖、俯視圖、以及正視圖；
[0017]圖4A示出了本發(fā)明的隔熱壁的豎直截面；
[0018]圖4B示出了本發(fā)明的隔熱壁的水平截面；
[0019]圖4C示出了圖4A的豎直截面的局部放大圖；以及
[0020]圖4D示出了圖4B的水平截面的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明的實施方式提供了用于建筑物的隔熱金屬板系統(tǒng)和用于構(gòu)造用于建筑物的壁的金屬板的方法。
[0022]為了提供公開的實施方式的背景，圖1A、圖1B和圖1C示出了現(xiàn)有技術(shù)中已知的內(nèi)容。首先參考圖1A，示出了傳統(tǒng)的系統(tǒng)10，其中安裝了金屬壁板12以建立建筑物壁。這種壁板12通常被緊固至多個水平延伸且豎直間隔的Z形梁(girt) 14。金屬壁板12通常使用緊固件16緊固至水平的Z形梁，緊固件16通常為自攻螺絲。
[0023]當希望隔熱時，在內(nèi)側(cè)具有覆蓋層19的隔熱材料層18通常被展開，從壁上垂下，然后使用緊固件16固定在壁板12與Z形梁14之間。緊固件16被擰入到梁的外凸緣24中，如圖1C所示。覆蓋層19防止與居住者的不希望的接觸，呈現(xiàn)更吸引人的外觀，并且形成隔汽層。在被安裝時，隔熱材料被夾在豎直溝道22的內(nèi)表面之間。沿壁12上下延伸的豎直溝道22為最內(nèi)部的部分，這意味著其朝向建筑物的內(nèi)部延伸最遠(見圖1B)。在這些溝道的每個之間，壁12的最外面凸起部分20還一致地沿豎直方向延伸。緊固件16被驅(qū)動穿過壁12的溝道區(qū)域22，穿過隔熱材料層18，然后進入梁外凸緣24。
[0024]觀察圖1C中的分解視圖，可看到當緊固件16被擰入壁的內(nèi)部部分22時，其壓靠在梁14的最外側(cè)的凸緣24上并將隔熱材料的部分26夾在兩者之間。
[0025]隔熱材料18在區(qū)域26中的壓緊導致嚴重的熱損失。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，隔熱材料層的下壓建立了熱阻抗變?nèi)醯膮^(qū)域。由此，如果觀察靠近梁的外凸緣的區(qū)域中的熱流圖，則將看到熱能通過圍繞緊固件16的區(qū)域的顯著流動，并且間隔在梁外凸緣之上或之下的位置處的熱損失被減少。這是因為隔熱材料18(例如，在圖1A中梁之間的中間位置處)比其從將其夾在中間的梁外凸緣24向外凸起(billow)并膨起(fluff)更遠。而且考慮隔熱材料層在板12的多個位置處被釘在溝道22的內(nèi)表面與梁的外凸緣24之間，所導致的熱損失將表現(xiàn)為位于建筑物的每個這樣配置的壁的外部上的多個豎直偏移的平行水平熱損失帶。
[0026]在圖2至圖4中可見的本發(fā)明的裝置110極大地減少了金屬壁112中的熱損失。如傳統(tǒng)的系統(tǒng)，金屬壁112使用緊固件116附接至建筑物的梁114的外側(cè)。還如傳統(tǒng)的系統(tǒng)，面對的隔熱材料層118垂下來，并且在壁被安置時安裝在壁與梁114之間。還如傳統(tǒng)的系統(tǒng)，隔熱材料層具有位于隔熱材料內(nèi)側(cè)的覆蓋層119。而且，新的系統(tǒng)110像傳統(tǒng)的系統(tǒng)10 一樣被緊固在壁112的最內(nèi)側(cè)的溝道部分122處。
[0027]但是新的系統(tǒng)110的不同之處在于，梁的外凸緣124在緊固壁板112時不直接擠壓隔熱材料層118。相反地，均具有向前成角的相對側(cè)的多個泡沫間隔塊126沿梁14的長度斷續(xù)地緊固在壁112與梁外凸緣124之間。
[0028]從圖4A可見，間隔塊126以相當長的距離128豎直地間隔開。距離128遠大于每個塊的縱向尺寸，從而允許塊之間的顯著豎直間距。而且，在橫向，間隔塊126 (從圖4B可見)橫向間隔距離130。這在間隔塊126中產(chǎn)生了顯著的熱力學優(yōu)勢，因為間隔塊126由隔熱泡沫構(gòu)成，所以在熱力學方面將金屬壁板112與梁隔熱和偏移。每個塊的橫向尺寸顯著小于塊之間的水平距離130，距離130由壁板112上的脊狀凸起/溝道122之間的距離表示。參照圖2。而且，隔熱材料層118僅在若干分開的位置由梁外凸緣124夾緊。因此，塊126除了提供熱阻抗之外，還用于將壁與梁外凸緣間隔開。這為隔熱材料層凸起(膨起)建立了更多的區(qū)域，還防止熱損失幾乎延伸梁外凸緣的全部距離，就像圖1A-C所示的在傳統(tǒng)設(shè)計中發(fā)生的那樣。
[0029]間隔塊126的細節(jié)可最佳在圖3A-D中觀察到。首先參照圖3A，可看到，每個間隔塊126具有正面302 (見圖3C)和兩個相對的成角的正面304。在側(cè)向，間隔塊126具有側(cè)面306，側(cè)面306向后延伸至兩個后部308，兩個后部308通過以收斂角截斷塊的后部而形成，然后間隔塊126具有背面310。圖3D示出了塊126的背面。塊126的頂部312可在圖3B中看到并且在圖3C和圖3D中被指明。盡管未示出，塊126的底部與頂部312相同，并且塊126的側(cè)面與側(cè)面和頂部與底部對稱。
[0030]如圖2和圖4C-D中最佳可見，這些塊126被具體配置為安裝在壁的溝道/脊狀凸起部分122的內(nèi)側(cè)脊狀凸起表面與梁外凸緣124之間。更具體地，面302緊靠溝道122的脊狀凸起，并且成角的側(cè)面304將對應(yīng)于溝道122的傾斜表面，使得塊安裝在壁內(nèi)側(cè)成為現(xiàn)實。在塊126的另一側(cè)，當壁被緊固時背面310將緊靠梁外凸緣124。
[0031]每個塊126具有厚度尺寸(面302與310之間)。由此，(位于圖2所示的陣列中的)塊的放置導致了壁的最內(nèi)側(cè)部分(例如，脊狀凸起)與水平支承構(gòu)件114的外凸緣之間的間隙。這使得隔熱材料層擴展到所形成的間隙中。
[0032]在建造建筑物的組裝方面，梁114已經(jīng)位于圖中所示的位置，并剩余的壁部件將被安裝在其外部。在一些實施方式中，隔熱材料層118將被垂在梁114的外側(cè)。不必須在此時獨立地緊固隔熱材料118，但是在許多情況中合理的是從上面固定層118并且在壁被緊固到梁114之前允許層118垂下來。在實施方式中，接下來的步驟涉及以某一方式固定塊。在一些實施方式中，這意味著在壁被緊固就位之前，塊將在所示的位置被附著至或以某一其他方式緊固至壁的內(nèi)側(cè)表面(脊狀凸起)。用于附著每個塊126的精確位置將通過將成水平行的塊126間隔在每個水平延伸的梁的豎直位置處來確定。這使得在所有的塊126被附著的情況下用戶能夠?qū)?12放置在垂下的隔熱材料118之上并且將板112保持就位。然后，每個緊固件116 (例如，自攻螺絲)可在外部存在塊126位置處擰入板112，然后被擰入塊中，并且進入梁外凸緣124。一旦所有的緊固件116已經(jīng)被安裝，板/塊組件將被固定至建筑物，但是板112與梁114之間的距離將形成極大的開放空間。塊126建立此空間。所建立的此空間不僅允許梁114之間的隔熱材料118的更多地膨起，還允許膨起進入沿梁凸緣在塊之間形成的空間內(nèi)。
[0033]膨起的隔熱材料層作為隔熱裝置被認為比壓緊的隔熱材料更有效。因此，更高百分比的壁板112被凸起的而非壓緊的隔熱材料所覆蓋。因此，與圖1所示的傳統(tǒng)系統(tǒng)相反，通過使用塊極大地減少了熱損失。而且，在圖2-4的壁后不存在膨起的隔熱材料的實施方式中，存在泡沫隔熱塊126。因此，不同于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，在板被安裝之后在整個板上提供高水平的熱阻抗。
[0034]在示出的各種部件的許多不同的布置以及未示出的部件都是可能的且不背離本發(fā)明的精神和范圍。本發(fā)明的實施方式已經(jīng)被描述用于說明性而非限制性。不背離本發(fā)明范圍的可替代性實施方式對本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。技術(shù)人員可開發(fā)實現(xiàn)前述改進的可替代性方法且不背離本發(fā)明的范圍。
[0035]將理解，某些特征和子組合是實用的并可在不參考其他特征和子組合的情況下實現(xiàn)并且包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。并非各個附圖中所列的所有步驟需要以所描述的特定順序?qū)崿F(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種壁系統(tǒng)，包括:多個豎直偏移的水平支承構(gòu)件；壁板，具有至少一個向內(nèi)延伸的脊狀凸起；以及多個泡沫隔熱塊，每個所述泡沫隔熱塊具有適于與所述向內(nèi)延伸的脊狀凸起的形狀相符的表面，其中所述多個泡沫隔熱塊沿每個所述水平支承構(gòu)件間隔開，所述多個泡沫隔熱塊被緊固在所述壁板與所述水平支承構(gòu)件之間，并且允許所述水平支承構(gòu)件與所述多個泡沫隔熱塊之間的隔熱材料層延伸到在所述多個泡沫隔熱塊之間形成的空間內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的壁系統(tǒng)，其中所述多個泡沫隔熱塊中的每個具有向前成角的相對的側(cè)面，所述側(cè)面與所述脊狀凸起的互補形狀相符。
3.如權(quán)利要求1所述的壁系統(tǒng)，其中所述泡沫隔熱塊由隔熱泡沫制成。
4.如權(quán)利要求1所述的壁系統(tǒng)，其中所述多個泡沫隔熱塊彼此間的豎直間隔距離大于單個所述泡沫隔熱塊的長度。
5.如權(quán)利要求1所述的壁系統(tǒng)，其中所述多個泡沫隔熱塊彼此間的水平間隔距離大于單個所述泡沫隔熱塊的寬度。
6.如權(quán)利要求6所述的壁系統(tǒng)，其中所述多個泡沫隔熱塊彼此間的豎直間隔距離大于單個所述泡沫隔熱塊的長度。
7.如權(quán)利要求1所述的壁系統(tǒng)，其中所述水平支承構(gòu)件為梁，并且所述泡沫隔熱塊被緊固至每個梁的外凸緣中。
8.如權(quán)利要求1所述的壁系統(tǒng)，其中:每個所述泡沫隔熱塊具有厚度尺寸；以及所述泡沫隔熱塊被放置成能夠使得在所述壁的最內(nèi)側(cè)部分與所述水平支成構(gòu)件上的多個外凸緣之間形成間隙，以使所述隔熱材料層延伸到所述間隙內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的壁系統(tǒng)，其中每個間隔塊包括:正面；兩個相對的成角的側(cè)面，適于與所述壁板上的脊狀凸起的形狀相符；以及基本平的背面，用于與所述水平支承構(gòu)件的外凸緣相接合。
10.一種制造壁的方法，包括:提供建筑物結(jié)構(gòu)，所述建筑物結(jié)構(gòu)具有多個豎直間隔的水平支承構(gòu)件；獲得壁板，所述壁板具有位于所述壁的內(nèi)側(cè)表面上的至少一個向內(nèi)延伸的部分；使所述多個泡沫隔熱塊中的每個的一個側(cè)面的形狀與所述向內(nèi)延伸的部分相符；將所述多個泡沫隔熱塊放置在所述水平支承構(gòu)件的外側(cè)與所述向內(nèi)延伸的部分之間；以及將所述壁緊固至所述水平支承構(gòu)件，從而將所述泡沫隔熱塊夾在所述壁與所述水平支承構(gòu)件之間。
【文檔編號】E04B2/56GK103635639SQ201280011716
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月9日
【發(fā)明者】理查德·R·麥克盧爾 申請人:藍野建筑北美有限公司