CN103635639B - 具有含成角的侧面的块的壁隔热系统 - Google Patents

Abstract

本文公开了壁系统和制造该壁系统的方法。根据一个实施方式，壁系统包括：多个竖直偏移的水平支承构件；以及壁板，具有至少一个向内延伸的脊状凸起。壁系统还包括至少两个泡沫隔热块。每个泡沫隔热块具有适于与向内延伸的脊状凸起的形状相符的表面。多个泡沫隔热块沿每个水平支承构件间隔开，并且被紧固在壁板与水平支承构件之间。由泡沫隔热块形成的空间允许位于支承构件与泡沫隔热块之间的隔热材料层扩展，从而提高系统的隔热性能。

Description

具有含成角的侧面的块的壁隔热系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年3月9日提交的第61/451,056号美国临时申请的权益，该美国临时申请的全部内容通过引用被并入本文。

技术领域

本发明大体上涉及构造建筑物的领域。更具体地，本发明涉及隔热金属建筑物的领域。

背景技术

传统上，根据一系列步骤构造金属建筑物。首先，构造金属框架。金属框架包括多个结构支承构件。屋顶部分包括被称为檩（purlin）的倾斜的屋顶结构构件。壁包括被称为梁的竖直间隔的水平延伸的构件。一旦框架被安装，通常对建筑物的屋顶部分和壁部分进行隔热。

关于屋顶装置，隔热材料层被覆盖在檩之上，然后屋顶板被紧固在隔热材料上。在一些情况中，已知将纵向热块安装在檩的上凸缘上使得它在所覆盖的隔热材料层之上沿檩的整个长度延伸。

关于传统的壁，从上面固定隔热材料层使得该层覆盖在水平延伸的梁上。然后金属壁板被紧固至梁的外凸缘，从而在壁板与每个梁的外凸缘接合处挤压位于它们之间的隔热材料层。这些成行的被压紧的隔热材料形成了热损失。

发明内容

所公开的实施方式包括适于安装到建筑物的竖直偏移的水平支承构件（例如，梁）上的壁系统。在一个实施方式中，系统包括具有至少一个向内延伸的特征（例如，脊状凸起或沟道）的壁板。在实施方式中，多个泡沫隔热块适于（在一侧上）与向内延伸的特征的形状相符。而且，多个泡沫隔热块可沿每个水平支承构件（竖直地）间隔开，然后被紧固在壁板与支承构件之间。泡沫隔热块还水平间隔开，由此形成阵列。泡沫隔热块的厚度形成间隙。该间隙允许隔热材料层扩展到在泡沫隔热块之间形成的空间内。

在一个实施方式中，多个泡沫隔热块中的每个具有与所述特征（例如，脊状凸起）的互补形状相符的向前成角的相对的侧面和适于固定至每个梁上的外凸缘的背面。

还公开了一种方法，其包括：（i）提供建筑物结构，该建筑物结构具有多个竖直偏移的水平支承构件；（ii）获得壁板，该壁板具有位于所述壁的内侧表面上的至少一个向内延伸的特征；（iii）使该多个泡沫隔热块中的每个的一个侧面的形状与所述向内延伸的特征相符；（iv）将该多个泡沫隔热块放置在水平支承构件的外侧与向内延伸的特征之间；以及（v）将壁紧固至水平支承构件，从而将泡沫隔热块夹在两者之间。

附图说明

下面参考附图详细描述本发明的示例性实施方式，附图通过引用被并入本文，在附图中：

图1A示出了传统的隔热壁板的剖视图；

图1B示出了传统的隔热金属建筑物壁设计的水平截面的俯视图；

图1C是示出了图1A和图1B中所示的传统设计的梁周围的细节的剖视图；

图1D示出了用于实现公开的实施方式的目的的传统的壁；

图2示出了根据本文中公开的本发明的隔热壁的立体图；

图3A、图3C和图3D分别示出了边缘成角的间隔块的立体图、俯视图、以及正视图；

图4A示出了本发明的隔热壁的竖直截面；

图4B示出了本发明的隔热壁的水平截面；

图4C示出了图4A的竖直截面的局部放大图；以及

图4D示出了图4B的水平截面的局部放大图。

具体实施方式

本发明的实施方式提供了用于建筑物的隔热金属板系统和用于构造用于建筑物的壁的金属板的方法。

为了提供公开的实施方式的背景，图1A、图1B和图1C示出了现有技术中已知的内容。首先参考图1A，示出了传统的系统10，其中安装了金属壁板12以建立建筑物壁。这种壁板12通常被紧固至多个水平延伸且竖直间隔的Z形梁（girt）14。金属壁板12通常使用紧固件16紧固至水平的Z形梁，紧固件16通常为自攻螺丝。

当希望隔热时，在内侧具有覆盖层19的隔热材料层18通常被展开，从壁上垂下，然后使用紧固件16固定在壁板12与Z形梁14之间。紧固件16被拧入到梁的外凸缘24中，如图1C所示。覆盖层19防止与居住者的不希望的接触，呈现更吸引人的外观，并且形成隔汽层。在被安装时，隔热材料被夹在竖直沟道22的内表面之间。沿壁12上下延伸的竖直沟道22为最内部的部分，这意味着其朝向建筑物的内部延伸最远（见图1B）。在这些沟道的每个之间，壁12的最外面凸起部分20还一致地沿竖直方向延伸。紧固件16被驱动穿过壁12的沟道区域22，穿过隔热材料层18，然后进入梁外凸缘24。

观察图1C中的分解视图，可看到当紧固件16被拧入壁的内部部分22时，其压靠在梁14的最外侧的凸缘24上并将隔热材料的部分26夹在两者之间。

隔热材料18在区域26中的压紧导致严重的热损失。本领域技术人员将认识到，隔热材料层的下压建立了热阻抗变弱的区域。由此，如果观察靠近梁的外凸缘的区域中的热流图，则将看到热能通过围绕紧固件16的区域的显著流动，并且间隔在梁外凸缘之上或之下的位置处的热损失被减少。这是因为隔热材料18（例如，在图1A中梁之间的中间位置处）比其从将其夹在中间的梁外凸缘24向外凸起（billow）并膨起（fluff）更远。而且考虑隔热材料层在板12的多个位置处被钉在沟道22的内表面与梁的外凸缘24之间，所导致的热损失将表现为位于建筑物的每个这样配置的壁的外部上的多个竖直偏移的平行水平热损失带。

在图2至图4中可见的本发明的装置110极大地减少了金属壁112中的热损失。如传统的系统，金属壁112使用紧固件116附接至建筑物的梁114的外侧。还如传统的系统，面对的隔热材料层118垂下来，并且在壁被安置时安装在壁与梁114之间。还如传统的系统，隔热材料层具有位于隔热材料内侧的覆盖层119。而且，新的系统110像传统的系统10一样被紧固在壁112的最内侧的沟道部分122处。

但是新的系统110的不同之处在于，梁的外凸缘124在紧固壁板112时不直接挤压隔热材料层118。相反地，均具有向前成角的相对侧的多个泡沫间隔块126沿梁14的长度断续地紧固在壁112与梁外凸缘124之间。

从图4A可见，间隔块126以相当长的距离128竖直地间隔开。距离128远大于每个块的纵向尺寸，从而允许块之间的显著竖直间距。而且，在横向，间隔块126（从图4B可见）横向间隔距离130。这在间隔块126中产生了显著的热力学优势，因为间隔块126由隔热泡沫构成，所以在热力学方面将金属壁板112与梁隔热和偏移。每个块的横向尺寸显著小于块之间的水平距离130，距离130由壁板112上的脊状凸起/沟道122之间的距离表示。参照图2。而且，隔热材料层118仅在若干分开的位置由梁外凸缘124夹紧。因此，块126除了提供热阻抗之外，还用于将壁与梁外凸缘间隔开。这为隔热材料层凸起（膨起）建立了更多的区域，还防止热损失几乎延伸梁外凸缘的全部距离，就像图1A-C所示的在传统设计中发生的那样。

间隔块126的细节可最佳在图3A-D中观察到。首先参照图3A，可看到，每个间隔块126具有正面302（见图3C）和两个相对的成角的正面304。在侧向，间隔块126具有侧面306，侧面306向后延伸至两个后部308，两个后部308通过以收敛角截断块的后部而形成，然后间隔块126具有背面310。图3D示出了块126的背面。块126的顶部312可在图3B中看到并且在图3C和图3D中被指明。尽管未示出，块126的底部与顶部312相同，并且块126的侧面与侧面和顶部与底部对称。

如图2和图4C-D中最佳可见，这些块126被具体配置为安装在壁的沟道/脊状凸起部分122的内侧脊状凸起表面与梁外凸缘124之间。更具体地，面302紧靠沟道122的脊状凸起，并且成角的侧面304将对应于沟道122的倾斜表面，使得块安装在壁内侧成为现实。在块126的另一侧，当壁被紧固时背面310将紧靠梁外凸缘124。

每个块126具有厚度尺寸（面302与310之间）。由此，（位于图2所示的阵列中的）块的放置导致了壁的最内侧部分（例如，脊状凸起）与水平支承构件114的外凸缘之间的间隙。这使得隔热材料层扩展到所形成的间隙中。

在建造建筑物的组装方面，梁114已经位于图中所示的位置，并剩余的壁部件将被安装在其外部。在一些实施方式中，隔热材料层118将被垂在梁114的外侧。不必须在此时独立地紧固隔热材料118，但是在许多情况中合理的是从上面固定层118并且在壁被紧固到梁114之前允许层118垂下来。在实施方式中，接下来的步骤涉及以某一方式固定块。在一些实施方式中，这意味着在壁被紧固就位之前，块将在所示的位置被附着至或以某一其他方式紧固至壁的内侧表面（脊状凸起）。用于附着每个块126的精确位置将通过将成水平行的块126间隔在每个水平延伸的梁的竖直位置处来确定。这使得在所有的块126被附着的情况下用户能够将板112放置在垂下的隔热材料118之上并且将板112保持就位。然后，每个紧固件116（例如，自攻螺丝）可在外部存在块126位置处拧入板112，然后被拧入块中，并且进入梁外凸缘124。一旦所有的紧固件116已经被安装，板/块组件将被固定至建筑物，但是板112与梁114之间的距离将形成极大的开放空间。块126建立此空间。所建立的此空间不仅允许梁114之间的隔热材料118的更多地膨起，还允许膨起进入沿梁凸缘在块之间形成的空间内。

膨起的隔热材料层作为隔热装置被认为比压紧的隔热材料更有效。因此，更高百分比的壁板112被凸起的而非压紧的隔热材料所覆盖。因此，与图1所示的传统系统相反，通过使用块极大地减少了热损失。而且，在图2-4的壁后不存在膨起的隔热材料的实施方式中，存在泡沫隔热块126。因此，不同于传统的系统，在板被安装之后在整个板上提供高水平的热阻抗。

在示出的各种部件的许多不同的布置以及未示出的部件都是可能的且不背离本发明的精神和范围。本发明的实施方式已经被描述用于说明性而非限制性。不背离本发明范围的可替代性实施方式对本领域技术人员将变得显而易见。技术人员可开发实现前述改进的可替代性方法且不背离本发明的范围。

将理解，某些特征和子组合是实用的并可在不参考其他特征和子组合的情况下实现并且包含在权利要求的范围内。并非各个附图中所列的所有步骤需要以所描述的特定顺序实现。

Claims (6)

1.一种壁系统，包括：

多个竖直偏移的水平支承构件；

壁板，具有位于所述壁板的内侧表面上的至少一个向内延伸的脊状凸起；以及

多个泡沫隔热块，每个所述块基本为实心的并具有适于与所述向内延伸的脊状凸起的形状相符的表面，

其中所述多个泡沫隔热块沿每个所述水平支承构件间隔开，所述块被紧固在所述板与所述支承构件之间；

隔热材料层，在所述支承构件与所述块之间延伸到横向地位于所述块之间的空间内，以及

其中所述块彼此间的竖直间隔距离大于单个块的长度，并且每个所述块包括：正面；两个相对的成角的侧向面，适于与所述脊状凸起的形状相符；以及基本平的背面，用于与所述水平支承构件的外凸缘相接合。

2.如权利要求1所述的壁系统，其中所述多个块中的每个具有向前成角的相对的侧面，所述侧面与所述脊状凸起的互补形状相符。

3.如权利要求1所述的壁系统，其中所述块彼此间的水平间隔距离大于单个块的宽度。

4.如权利要求1所述的壁系统，其中所述水平支承构件为梁，并且所述块被紧固至每个所述梁的外凸缘中。

5.如权利要求1所述的壁系统，其中：

每个所述块具有厚度尺寸；以及

所述块被放置成能够使得在所述壁板的最内侧部分与所述水平支承构件上的多个外凸缘之间形成间隙，以使所述隔热材料层延伸到所述间隙内。

6.一种制造壁的方法，包括：

提供建筑物结构，所述建筑物结构具有多个竖直偏移的水平支承构件；

获得壁板，所述壁板具有位于所述壁的内侧表面上的至少一个向内延伸的部分；

使多个泡沫隔热用块中每个的两个相对的成角的侧向面与所述向内延伸的部分相符，并且使每个所述块的基本平的背面与所述水平支承构件的外凸缘相接合；

将所述多个泡沫隔热块放置在所述水平支承构件的外侧与所述向内延伸的部分之间，其中所述块彼此间的竖直间隔距离大于单个块的长度；以及

将所述壁紧固至所述水平支承构件，从而将所述块夹在所述壁与所述水平支承构件之间。