CN101137804B - 幕墙系统 - Google Patents

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Abstract

一种幕墙系统，具有由适于支承面板(51)的竖框(31)和横梁(32)构成的框架(30)。竖框(31)具有竖框本体部(31B)和从竖框本体部(31B)突出的竖框鼻部(31C)，及位于竖框本体部(31B)中的隔开的凹部(31A)。贯穿式横梁(32)各具有横梁本体部(32B)和从横梁本体部(32B)突出的横梁鼻部(32C)。横梁鼻部(32B)具有延伸超出横梁本体部(32B)的相对端部的延伸部(32A)，延伸部(32A)容置于竖框本体部(31B)的凹部(31A)中以使贯穿式横梁(32)由竖框(31)支承，由此形成框架部(30)用于密封地容置面板(51)以形成气密层，横梁(32)的延伸部(32A)与竖框鼻部(31C)之间限定一间隙。压力板(35、36)连接至竖框鼻部(31C)和横梁鼻部(32C)以与框架部(30)形成框格以将面板(51)固定于框格内。密封构件(40)堵塞各间隙以在玻璃面板(51)周围与框格形成加压腔体。

Description

幕墙系统
相关申请交叉引用
本专利申请要求本申请人于2005年3月8日提交的美国专利申请No.11/076,152的优先权。
技术领域
本发明总体上涉及幕墙系统，更特别而言涉及雨屏(rain-screen)型幕墙系统中幕墙的结构件之间的连接。
背景技术
幕墙被广泛地用作建筑物的外部包层，特别是商业或机构类型的建筑物的外部包层。幕墙包括构成建筑物的外表面的主要部分的玻璃面板，以及分隔玻璃面板的结构件。
结构件通常形成包括竖框(即竖直构件)和横梁(即水平构件)的栅格(grid)。面板被密封地容置在竖框与横梁组之间并由其支承，以便限定建筑物的外部包层。在雨屏型幕墙系统(区域排水系统)中，各玻璃面板周围的框架在内结构件与外结构件之间限定了一腔体。结构件、衬垫和玻璃面板形成雨屏。内结构件与外结构件之间的加压腔体限定了一压力区，该压力区的压力基本上等于施加于外结构件上的压力。加压腔体通风以使空气进入或离开该腔体，从而使腔体中的压力与幕墙外部的压力相等。相应地，例如由于风或类似的大气状态引起的压力增加将由该压力区抵消，因而不会导致通过雨屏渗透。
然而，幕墙系统仍然受水/空气渗透的影响。通过结构件的水/空气渗透通常是通过横梁与竖框之间的交叉处渗透。更具体地说，根据这种由竖框和横梁构成的构造，通常在互连的构件之间形成堵缝(caulking joint)。相邻件之间的堵缝密封互连件之间的界面并决定幕墙的水密性/气密性。
密封的功效与互连的结构件之间形成的接合处的质量有关。由于密封接合处是手工形成的，并且暴露于较大的温度变化与恶劣天气条件下，所以幕墙系统的水密性/气密性通常不充分，因而存在渗透。
用于幕墙的结构件的其它构造包括位于横梁端部的突出部，这些突出部容置于竖框中的相应凹部中，被称为“贯穿式横梁”。例如，Hocker等人的、于2004年2月19日公布的美国专利申请No.2004/0031220示出了这种构造。贯穿式横梁与竖框之间的互相连接减少了通过横梁和竖框之间的界面发生渗透的风险。
在这种系统中，由横梁收集的水通过重力作用并通过结构件的排水构造排放。更具体地说，横梁设置成使横梁上聚积的水被朝向竖框排放。相应地，在面板周围由结构件形成的竖直相邻的框格(sash)必须彼此流体连通以便排放竖框表面上的水。因此，由于所有框格彼此连通而难以在面板(即区域)的框格与周围压力之间保持压力均衡。目前，由于在各面板周围缺少隔离的加压腔体，所以带有贯穿式竖框的系统没有用于雨屏型幕墙系统中。
发明内容
本发明的一个特征是提供一种新颖的幕墙系统。
本发明的另一个特征是提供解决以上问题的幕墙系统。
因此，根据本发明，提供了这样一种幕墙系统，其具有由适于支承面板的竖框和横梁构成的框架，所述幕墙系统包括：用于支承面板的框架部，各框架部由以下部件形成：一对水平隔开的竖框，各所述竖框具有竖框本体部和从竖框本体部突出的竖框鼻部，在竖框本体部中形成一对竖直隔开的凹部；以及一对竖直隔开的贯穿式横梁，各所述贯穿式横梁具有横梁本体部和从横梁本体部突出的横梁鼻部，横梁鼻部具有延伸超出横梁本体部的相对端部的延伸部，延伸部容置于竖框本体部的凹部中以使贯穿式横梁由竖框支承，由此形成框架部，用于密封地容置面板以形成气密层，横梁的延伸部与竖框鼻部之间限定一间隙；压力板，其连接至竖框鼻部和横梁鼻部以便与框架部形成框格从而将面板固定于框格内；以及密封构件，密封构件堵塞各所述间隙以便在玻璃面板周围与框格形成加压腔体，由此通过结合气密层和加压腔体形成雨屏。
另外，根据本发明，提供了这样一种幕墙系统，其具有由适于支承面板的竖框和横梁构成的框架，所述幕墙系统包括：用于支承面板的框架部，各框架部由以下部件形成：一对水平隔开的竖框，各所述竖框具有竖框本体部和从竖框本体部突出的竖框鼻部，在竖框本体部中形成一对竖直隔开的凹部和带有纵向螺纹的通道；以及一对竖直隔开的贯穿式横梁，各所述贯穿式横梁具有横梁本体部和从横梁本体部突出的横梁鼻部，横梁鼻部具有延伸超出横梁本体部的相对端部的延伸部，延伸部容置于竖框本体部的凹部中以使贯穿式横梁由竖框支承，由此形成框架部，用于密封地容置面板以便形成气密层；紧固件，其穿过延伸部与纵向穿孔螺纹接合以将横梁固定至竖框；以及压力板，其连接至竖框鼻部和横梁鼻部以便与框架部形成框格从而将面板固定于该框格内。
附图说明
现在将参考附图描述本发明的优选实施例，附图中：
图1为根据现有技术的雨屏型幕墙框架的部件分解图；
图2为根据现有技术的竖框排水型幕墙框架的部件分解图；
图3为用于根据本发明优选实施例的幕墙框架的密封构件的透视图；
图4为根据本发明优选实施例的幕墙框架的部件分解图；
图5为在没有玻璃面板的情况下、图4的幕墙框架的透视图；
图6为沿图5的幕墙框架的剖面线VI-VI剖开的剖视图，其中增加了玻璃面板；
图7为沿着图5的幕墙框架的剖面线VII-VII剖开的剖视图，其中增加了玻璃面板；以及
图8为图5的幕墙框架的竖框的剖视图。
具体实施方式
参看图1，根据现有技术的第一种幕墙框架总体上以附图标记10表示。图1示出了竖框11与横梁12之间的相互关系。竖框11和横梁12均为挤压构件，分别设置有肩部13和14，以便支承玻璃面板(未示出)。压力板15和16分别连接至肩部13和14，由此限定了框格，而保持将玻璃面板束缚(captive)于该框格中。
横梁12通过连接支架17固定至竖框11。首先，例如使用紧固件将连接支架17固定至竖框11。然后，将连接支架17容纳于横梁12的内部腔体11A内。
为使气密层具有连续性，竖框11与横梁12之间的界面由形成于连接支架17与竖框11之间的密封接合部17A密封。相应地，一旦靠着肩部13和14容置玻璃面板，通过玻璃面板与衬垫19的接触和通过竖框11与横梁12之间的密封接合部17A，将会产生气密层。
为了限定玻璃面板周围的加压腔体，还设置了密封塞18，该密封塞18被挤压在肩部13与14之间。密封接合部18A绕着密封塞18的周边形成。因此，加压腔体被限定于各玻璃面板周围，这样，结合气密层和加压腔体形成雨屏。
参看图2，根据现有技术的竖框排水型幕墙框架总体上以附图标记20表示。图2示出了竖框21与贯穿式横梁22之间的相互关系。竖框21和横梁22均为挤压构件，分别设有肩部23和24，以便支承玻璃面板(未示出)。压力板(未示出)连接至肩部23和24，由此限定了框格，而保持将玻璃面板束缚在该框格中。
如图2所示，竖框21限定了凹部21A，其中贯穿式横梁22的延伸部22A容置于该凹部21A中。例如螺栓之类的紧固件(未示出)用于将横梁22固定至竖框21。
与雨屏型幕墙系统相反，在这种幕墙框架中，水(例如玻璃面板表面上接收的雨水)通过横梁22的肩部24排放。横梁22的肩部24通常定向成使水朝向竖框21排放(即竖框排水)，如图2中的A所示。
由于延伸部22A的构造，贯穿式横梁22在一对表面上接触竖框21，这导致在竖框21与横梁22之间的界面处发生下部水/空气渗透。竖框21与横梁22之间的界面没有直接暴露于风中。
参看图4，根据本发明优选实施例的幕墙框架总体上以附图标记30表示。幕墙框架30类似于图2的幕墙框架20，因为竖框带有凹部以便容置贯穿式横梁的延伸部。然而，幕墙框架30也提供了类似于图1的雨屏类型幕墙系统的区域排水。
更具体地说，所示的竖框31包括本体31B和鼻部31C，该竖框31具有凹部31A；而所示的贯穿式横梁32包括本体32B和鼻部32C，该贯穿式横梁32具有延伸部32A。竖框31的鼻部31C具有肩部33，肩部33与贯穿式横梁32的鼻部32C的肩部34相关联以便支承面板(例如玻璃面板)。随后，压力板35和36分别固定至竖框31和横梁32，由此限定了框格，玻璃面板(未示出)保持束缚在框格内，如图5中清楚所示。
幕墙系统30限定了雨屏，该雨屏基本上密封以防水/空气渗透。更具体地说，衬垫37A邻近肩部33和34设置，以便在玻璃面板容置于由竖框31、横梁32及压力板35和36形成的框格中时与该玻璃面板接触。而且，通过横梁32的延伸部32A穿入竖框31的凹部31A中，就由框架30和玻璃面板(图4中未示出)形成了大致水密的气密层。在延伸部32A与竖框31的本体31B和鼻部31C之间限定了一间隙。在所示的实施例中，间隙具有L形的几何形状。
类似于区域排水系统，幕墙系统30在各玻璃面板周围限定了压力区腔体，以便减少发生渗透的风险。为了形成各玻璃面板的加压腔体，设置了密封构件40，如图3和图4所示。
参看图3，密封构件40具有基本上平的基座41。壁42A、42B和42C从基座41的周边的三个侧面突出。指状物43从壁42B延伸，而凸缘44从基座41的对面突出。一对通孔45延伸穿过基座41。一对密封肋46设置于平的基座41中并大致平行于壁42B。应当指出，通孔45位于肋46之间。指状物43的侧面47是有角的。密封构件40优选由适于承受温度变化的聚合物材料或类似的橡胶基材料制成。
如图3和图7所示，基座41的壁42A与42C之间的距离为使延伸部32A的背面32B恰好容纳于由基座41和壁42形成的凹陷内。相应地，延伸部32A容置于竖框31的凹部31A中，其中基座41挤压于延伸部32A与凹部31A间。
为了在面板周围形成加压腔体，将密封构件40设置于竖框31与横梁32之间的间隙中。
如图4和图6所示，指状物43的尺寸适于夹在横梁32的肩部34与竖框31的肩部33之间。由于要在各玻璃面板51周围形成加压腔体，肩部33和34之间的空间借助于挤压在肩部33与34之间的指状物43而密封。一旦压力板35和36形成了玻璃面板周围的框格，衬垫37B(图4至图7)就接触玻璃面板51。因此，通过衬垫37A和37B形成加压腔体。如前文所述，该加压腔体由挤压在肩部33和34之间的指状物43密封。
为了使加压腔体内的压力与室外压力相适应，允许空气通过压力板35和36渗透，如雨屏型幕墙系统中已知的情况。相应地，通过结合气密层和加压腔体形成雨屏。
如图6所示，凸缘44容置于竖框31的通道50中。通孔32D(图6和图7)优选设置于延伸部32A中，并且定位成与密封构件40中的通孔45对准。横梁32由容置于通孔32D中的紧固件固定至竖框31。相应地，除了使渗透最小化的贯穿式构造之外，密封构件40容纳着横梁32的延伸部32A，以便进一步减少在竖框31与横梁32之间的界面处发生渗透的风险。密封肋46防止通过通孔32D渗透。
参看图6和图8，所示的竖框31具有位于竖框31的内部腔体中的通道52。通道52设有纵向螺纹(tapping)，以便与用于将横梁32固定至竖框31的紧固件配合。与现有技术的幕墙框架相反，这种构造有利地允许工人从前方位置将横梁紧固至竖框31。
对此处所述的实施例的任何显而易见的改动只要属于所附权利要求的范围，则这些改动都在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种幕墙系统，具有由适于支承面板的、竖框和横梁构成的框架，所述幕墙系统包括：
框架部，其用于支承所述面板，各所述框架部由以下部件形成：
一对水平隔开的竖框，各所述竖框具有竖框本体部和从所述竖框本体部突出的竖框鼻部，所述竖框本体部中形成一对竖直隔开的凹部；和
一对竖直隔开的贯穿式横梁，各所述贯穿式横梁具有横梁本体部和从所述横梁本体部突出的横梁鼻部，所述横梁鼻部具有延伸超出所述横梁本体部的相对端部的延伸部，所述延伸部容置于所述竖框本体部的凹部中以使所述贯穿式横梁由所述竖框支承，由此形成所述框架部，用于密封地容置面板以形成气密层，所述横梁的延伸部与所述竖框鼻部之间限定一间隙；
压力板，其连接至所述竖框鼻部和横梁鼻部，以便与所述框架部形成框格从而将所述面板固定于所述框格内；以及
密封构件，其堵塞各所述间隙以便与所述框格在玻璃面板周围形成加压腔体，由此通过结合所述气密层和所述加压腔体形成雨屏。
2.根据权利要求1所述的幕墙系统，其中各所述密封构件被挤压在所述延伸部的端面与所述竖框鼻部的表面之间。
3.根据权利要求1所述的幕墙系统，其中在所述横梁的延伸部与所述竖框鼻部和所述竖框本体部之间，各所述间隙具有L形的几何形状，所述密封构件具有相应形状，以便被挤压在所述横梁的延伸部与所述竖框鼻部和所述竖框本体部之间。
4.根据权利要求3所述的幕墙系统，其中所述密封构件抵靠着所述延伸部与所述凹部的周边之间的界面。
5.根据权利要求3所述的幕墙系统，其中所述密封构件的、位于所述延伸部与所述竖框本体部之间的部分中设有多个孔，紧固件穿过所述孔以将所述横梁固定至所述竖框。
6.根据权利要求5所述的幕墙系统，其中所述密封构件中设有多个肋以便防止流体通过所述孔渗透。
7.根据权利要求1所述的幕墙系统，其中所述横梁的延伸部由紧固件固定至所述竖框本体部。
8.根据权利要求7所述的幕墙系统，其中所述竖框本体部中设有带纵向螺纹的通道以便与所述紧固件螺纹配合。
9.一种幕墙系统，具有由适于支承面板的竖框和横梁构成的框架，所述幕墙系统包括：
框架部，其用于支承所述面板，各框架部由以下部件形成：
一对水平隔开的竖框，各所述竖框具有：竖框本体部和从所述竖框本体部突出的竖框鼻部，在所述竖框本体部中形成一对竖直隔开的凹部和带有纵向螺纹的通道；和
一对竖直隔开的贯穿式横梁，各所述贯穿式横梁具有横梁本体部和从所述横梁本体部突出的横梁鼻部，所述横梁鼻部具有延伸超出所述横梁本体部的相对端部的延伸部，所述延伸部容置于所述竖框本体部的凹部中以使所述贯穿式横梁由所述竖框支承，由此形成所述框架部，用于密封地容置面板以形成气密层；
紧固件，其穿过所述延伸部以便与所述纵向螺纹螺纹接合，从而将所述横梁固定至所述竖框；以及
压力板，其连接至所述竖框鼻部和所述横梁鼻部，以便与所述框架部形成框格从而将所述面板固定于所述框格内。
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