CN104619932A - 具有蒸气屏障保护的壁系统 - Google Patents

Abstract

一种利用整体式蒸气缓凝器装配预制建筑物以控制在壁上形成凝结的系统。该系统允许绝缘材料厚度、不同种类的壁、不同刚性板中的内侧蒸气缓凝器、不同面或膜的许多不同组合。系统还提供了具有高保热质量的完成的内侧表面。

Description

具有蒸气屏障保护的壁系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年8月9日提交的第61/681,355号美国临时申请的优先权的利益。

技术领域

本申请总体上涉及金属建筑物领域。更具体地说，本申请涉及使建筑物绝缘并在建筑物的壁中维持蒸气屏障的领域。

背景技术

壁通常通过附接至柱的围梁水平地支撑以在建筑物结构内构成凹进部。通常，围梁附接至柱的侧部中，并且，柱位于壁/围梁附接线附近。这种方法导致典型的壁绝缘材料和蒸气缓凝器终止进入柱的侧部。利用柱上所需的各种网状物、凸缘和加固物很难完全地绝缘并使用连续的蒸气缓凝器。此外，通过将柱放置在壁线附近，通常绝缘材料被极大地压缩，从而降低壁系统的热性能。

发明内容

典型的预制建筑物的壁包括向外暴露的表面(壁面板)、绝缘材料(垫或板)、蒸气缓凝器(位于壁的受制约的内侧)，该蒸气缓凝器包括绝缘面、柔性膜、金属衬垫(面板)或其它具有良好置换率的硬质内壁基板，以减小水蒸气通过其迁移。使用蒸气缓凝器的问题在于，其在建筑物结构在屏障的延续部分中导致间断的位置处接合。这种接合必需如蒸气缓凝器材料一样紧密，以保持屏障的延续部分。所公开的技术提供了在结构柱线处容易地密封蒸气缓凝器的接缝的方法。

公开的技术在柱线的外侧安装围梁并消除压缩绝缘材料的这种问题。此外，装饰件(trim piece)安装在柱的外凸缘上，以提供从柱的一侧至另一侧密封蒸气缓凝器的表面。这种装饰延伸柱的全部高度以与屋顶的蒸气缓凝器接触，从而提供完整的屋顶蒸气缓凝器。

在预制建筑物的壁构造中维持连续的蒸气缓凝器并将其结合至屋顶的蒸气缓凝器非常重要，从而在屋顶与壁之间产生连续的、整体的蒸气缓凝器。在没有这种整体的、连续的蒸气缓凝器的情况下，由于达到处于露点温度的表面的内部空气的相对湿度，在有空隙的任何地方都可能出现凝结或潮湿。通过维持屏障，将可避免凝结和潮湿，其中所述屏障是绝缘的，以保持其温度高于露点温度。

典型的预制金属建筑物的壁及结构性构造具有很多挑战，这些挑战使得在全部壁上维持蒸气缓凝器，然后在屋顶平面中将其结合至的缓凝器非常困难。公开的系统、方法以及套件消除了在每个结构性柱线处的主要障碍之一。公开的技术还向可以有效厚度安装经济性垫绝缘材料的区域提供了许多外壁和内壁配置，使其对于所有种类的壁系统均通用。目的是提供具有良好的蒸气缓凝器解决方案的高“R-值(R-value)”壁系统，并为壁的安装者提供极容易的安装方法。

附图说明

下面参照附图详细地描述本发明的示意性实施方式，附图通过引用并入本文，其中：

图1为系统100的处于装配形式的侧面视图；

图2为使得许多特征能够如装配之前存在的形式被观察的分解图；

图3示出了在图1中的3-3处得到的水平剖视图；

图4为示出了使用壁系统的环境的立体图；

图5为揭示置于外部和内部(即，加热或冷却的)空气的安装有绝缘材料的预制建筑物的壁和屋顶的剖视图；以及

图6为柱的剖视图，其中示出了压缩的绝缘材料接近柱凸缘。

具体实施方式

在详细描述本发明之前，先定义在所公开的技术的上下文中使用的几个术语。除这些术语之外，如有必要，也可以在说明书的其他位置定义一些其他的术语。除非本文另有定义，在本说明书中使用的技术术语将具有其在本领域通用的含义。

围梁：框架壁中的水平结构构件，其主要为壁面板提供横向支承，以抵抗风荷载。

壁线：建筑物的壁的最外周边。

置换率：水通过材料扩散的量度。

蒸气缓凝器：蒸气缓凝器是由ASTM标准C755定义的材料或系统，其可以在特定条件下充分地减缓水蒸气的传递。

所公开的技术的实施方式提供了用于构建建筑物的绝缘壁的系统、套件和方法。

所公开的发明的实施方式如图1-图4所示。图5揭示了预制的建筑物的壁和屋顶的剖视图以示出绝缘材料安装的细节。图6是与图3所示的结构一致的柱剖视图，不同的是，图6详细描述了通常如何将绝缘材料压缩在柱凸缘和外壁面板106之间，从而降低绝缘材料的能力以减缓热传递。图1示出了处于装配形式的系统100的实施方式。图2是使得许多特征能够如装配之前存在的形式被观察的分解图。图3为图1中3-3处的水平剖面图，并且更详细地示出了该系统的屋顶/柱界面。图4示出了使用该壁系统的环境。

参照图1和图2，可以看出，该系统安装在存在于壁和屋顶相交位置处的典型的金属柱102和梁104的配置上。在典型建筑物的环境中，图4示出了柱102、梁104和围梁118可能出现的位置。重新参照图1和图2，可以看出，壁面板106最后固定在建筑物的外侧。在公开的实施方式中，该面板106为金属材料，但也可以由其它材料制成。

多个水平延伸的间隔块108也用于构建该系统。间隔块108通常由泡沫板绝缘产品制成。间隔块108在绝缘垫板110之上固定至围梁118上。绝缘垫110可以由玻璃纤维绝缘材料制成，但也可以包括其它种类的绝缘材料。

该系统还包括顶部绝缘隔热材料111，上部绝缘隔热材料112，中部绝缘隔热材料113和下部绝缘隔热材料114。在优选的实施方式中，绝缘隔热材料由市面上可买到的光面或非光面的玻璃纤维绝缘材料制成，但也可以使用其他绝缘材料来代替。

顶部绝缘隔热材料111包含在一对相对的金属C型构件115中。在此之下，上部绝缘隔热材料112置于围梁118中的一个上方。再往下，稍大的中部绝缘隔热材料113位于另一围梁118上方。再往下，下部绝缘隔热材料114设置在朝上的接纳支架120的顶部。

参照图2和图3，装饰件122用于将蒸气屏障128固定在建筑物的内侧，并且与蒸气屏障128一起用于创建密封。在实施方式中，装饰件122由金属制成，但其也可以由其他材料制成。蒸气屏障128示出为具有不同的实施方式。例如，在公开的图1-图3中，衬垫视为波纹状金属衬垫。但是其也可以替代地包括绝缘面、柔性膜、金属面板或其他具有良好的置换率的硬质内壁基板，以减少水蒸气通过其迁移。总之，在公开的实施方式中，衬垫固定在装饰件上以完成密封。

在实施方式中，根据以下过程进行安装。

首先，根据已知步骤架起柱102和梁104。然后，装饰件122与柱102的外凸缘103保持共线并且因此与柱102的外凸缘103重叠。如此布置装饰件122，从而外部的硬件，更具体地为相对的C型构件115、支架116、围梁118和接纳支架120均以所示的位置和方向安装。每一块硬件都使用紧固件固定。在公开的实施方式中，对硬件进行穿孔或钻孔，以使其可以接受螺栓。当然，也可以使用其他紧固件配置。紧固件穿过装饰件122(其也可被预穿孔)然后通过预钻的孔进入柱102(用于围梁118和接纳支架120)的外凸缘103或梁104(用于上支架116)的外凸缘。可以使用螺母来完成螺栓的固定。因此，装饰件122固定在外部硬件与柱的外凸缘之间。装饰件的外边缘126将延伸为宽于凸缘(例如，图3中所示的柱102的凸缘103；以及梁104的外凸缘)，这有利于接纳蒸气屏障128。由于紧固而被挤进外部硬件(例如，围梁118和接纳支架120)之后，装饰件122的平坦中间部分124与柱102的外凸缘103相接触。装饰件122的小的上部延伸到由梁104的顶部与上部屋顶结构132之间的桁条(如桁条130)创建的空间中。

现在，外部硬件被紧固至适当的位置中，通过使用粘合剂、双面胶或紧固件将蒸气屏障板128粘附至装饰件122的暴露的外边缘126(参见图3)来安装蒸气屏障板128。

接下来，安装绝缘隔热材料111、112、113和114。通过在相对的C型构件115之间按压隔热材料111来安装状隔热材料111。可选地，可在第一向外的C型构件紧固至支架116之上后安装隔热材料111。然后，外部C型构件可安装至向外的C型构件的开口C中，然后，外部C型构件紧固至合适的位置中，从而包含绝缘隔热材料111。

剩余的三个隔热材料从建筑物外侧安装。更具体地，隔热材料112放置在上支架116与其正下方的围梁118之间。一些隔热材料包括围绕其周边的粘合固定标签。这使得隔热材料被置于期望的位置之后仍保持在适当的位置中。类似地，隔热材料113固定至顶部围梁之下与直接位于并钉在隔热材料113下方的围梁之间的位置中。较低的隔热材料114被钉至较低的围梁与接纳支架120之间的位置中。

应注意，图3仅示出了绝缘材料的单个同质形式114a。在实施方式中，图3将包括相同的绝缘特征(例如，垫状物和隔热材料)，但为了简化起见没有描述这些特征。但是，可选地，装饰件122和蒸气屏障特征可以与类似于图3所示的一个实施方式的单一类型绝缘材料的实施方式使用。无论如何，应该理解，装饰件/蒸气屏障配置可与许多绝缘材料配置同样好地工作。

现在，内部构件被固定至适当的位置中，绝缘垫110褶状覆盖在框架外侧之上，通常，使其向上定位在顶部某处(例如，靠近C型构件115)，以使其一直向下延伸至地面。呈卷状的绝缘垫110可预先测量并预先切割成适当尺寸大小，或在展开之后在地面上切割。

在公开的实施方式中，安装壁面板106之前，将间隔块108在适当方向粘附至外部壁面板106的内表面。然后，壁面板106被提升到适当的位置中并进行安装。通过块108(也是预穿孔的)并提供存在于外部硬件中的预钻孔来安装紧固件(通过在面板的外侧中预穿的孔)从而完成上述步骤。例如，在装配的顶部，螺栓将通过面板、通过穿过各个间隔块的孔、通过外部C型构件滑动，并将螺母固定在其上。在其之下，螺栓将通过壁面板、块、通过围梁118的外部凸缘中的预钻孔滑动，并将螺母固定在其上。然后，最后一组螺栓将穿过面板和块中的孔，穿过接纳支架120的外部凸缘，并将螺母固定在其上。

应注意，可进行部件的可选装配。例如，在安装硬件部件115、116、118和120之后，但在安装衬垫128以及隔热材料绝缘部件112、113和114之前，可定位垫状绝缘材料110，并且可在垫状绝缘材料之上安装壁面板106与块108。然后，可从建筑物内侧安装隔热材料112、113和114，并将蒸气屏障衬垫128粘附至装饰凸缘126。

在不背离本发明的精神和范围的情况下，所描述的各种部件件以及未示出的部件的许多不同配置均是可能的。已描述的本发明的实施方式是示意性的，而不是限制性的。可选的实施方式对于本领域的技术人员是显而易见的而不背离本发明范围。在不背离本发明的范围的情况下，技术人员可开发实现上述改进的替代方法。

应该理解，某些特征和子组合是有多种用途的，并且可在不涉及其它特征和子组合的情况下被采用，并且这些特征和子组合在权利要求的范围内。并不是列在各附图中的所有步骤都需要以所述的特定顺序来实施。

Claims (23)

1.一种在预制建筑物的结构性柱线处密封蒸气缓凝屏障的接合线的方法，所述方法包括：

安装多个结构性建筑柱，所述结构性建筑柱中的每个包括外凸缘以及用于将屋顶梁固定至所述外凸缘的上部元件；

选择具有优选宽度的水平延伸的围梁，用于随后附接至所述结构性建筑柱的外凸缘；

使所述建筑物的壁线从所述结构性建筑柱偏移与所选围梁的跨度大体一致的距离；

将具有第一侧面和第二侧面以及内部面和外部面的装饰板附接至所述结构性建筑柱的外凸缘，所述装饰板的第一侧面和第二侧面悬于所述结构性建筑柱的外凸缘上方；

将至少一个围梁固定在所述装饰板上并固定至所述结构性建筑柱的外凸缘；

在所述围梁顶部放置第一绝缘垫；

邻近所述第一绝缘垫放置第二绝缘垫，所述第二绝缘垫中具有至少一个水平延伸的凹陷，其中所述至少一个水平延伸的凹陷与所述至少一个水平延伸的围梁的位置对齐；

将至少一个水平延伸的间隔块固定至外部壁面板，其中，定位所述间隔块以接纳至所述至少一个水平延伸的凹陷中；

将所述外部壁面板和间隔块固定至所述围梁；以及

将内蒸气屏障固定至所述装饰板的所述第一悬伸侧和第二悬伸侧，从而消除所述预制建筑物的壁的内部和外部之间的任何直接金属通路。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述围梁的宽度优选在3英寸和14英寸之间。

3.如权利要求1所述的方法，其中，梁被固定至所述结构性建筑柱的最高末端，所述梁为所述屋顶的元件提供结构性支承。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述装饰板被固定至从地平面延伸至所述梁的顶部的柱的凸缘。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一绝缘垫和第二绝缘垫是未加工面。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述水平延伸的间隔块优选地由泡沫板绝缘产品制成。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述内蒸气屏障为下列项中的至少一项：1)波纹状金属衬垫；2)柔性膜；3)具有良好置换率的硬质内壁基板，以减小水蒸汽通过所述壁迁移。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述内蒸气屏障超过所述柱结构性建筑柱的上部元件连续延伸至所述建筑物的屋顶，从而维持所述建筑物内的整体式蒸气屏障系统。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述装饰板延伸所述柱的全部高度以与屋顶的蒸气屏障接触，从而在所述外部壁与所述屋顶之间提供连续的蒸气屏障界面。

10.用于利用整体式蒸气缓凝器装配预制建筑物以控制在壁上形成凝结的套件，所述套件包括：

多个结构性建筑柱，所述结构性建筑柱中的每个包括外凸缘；

至少一个预定义宽度的水平延伸的围梁，用于随后附接至所述结构性建筑柱的外凸缘，其中，所述建筑物的壁线从所述结构性建筑柱偏移与所选围梁的跨度大体一致的距离；

装饰板，具有第一侧面和第二侧面以及内部面和外部面，固定至所述结构性建筑柱的外凸缘，所述装饰板的第一侧面和第二侧面横向延伸超过所述结构性建筑柱的外凸缘；

至少一个围梁，固定在所述装饰板之上，并固定至所述结构性建筑柱的外凸缘；

第一绝缘垫，配置在所述围梁顶部；

第二绝缘垫，邻近所述第一绝缘垫放置，所述第二绝缘垫中具有至少一个水平延伸的凹陷，所述凹陷与所述至少一个水平延伸的围梁的位置对齐；

至少一个水平延伸的间隔块，固定至外部壁面板，其中，定位所述间隔块用于接纳至所述至少一个水平延伸的凹陷中，并且所述外部壁和间隔块固定至所述围梁；以及

内蒸气屏障，固定至所述装饰板的第一横向延伸侧和第二横向延伸侧，从而消除所述预制建筑物的壁的内部和外部之间的任何直接金属通路。

11.如权利要求10所述的套件，其中，梁被固定至所述柱的最高末端，所述梁为所述屋顶的元件提供结构性支承。

12.如权利要求11所述的套件，其中，所述装饰板被固定至从地平面延伸至所述梁顶部的柱的凸缘。

13.如权利要求10所述的套件，其中所述第一绝缘垫和第二绝缘垫是未加工面。

14.如权利要求10所述的套件，其中，所述水平延伸的间隔块优选地由泡沫板绝缘产品制成。

15.如权利要求10所述的套件，其中，所述内蒸气屏障为下列项中的至少一项：1)波纹状金属衬垫；2)柔性膜；3)具有良好置换率的硬质内壁基板，以减小水蒸气通过所述壁迁移。

16.如权利要求10所述的套件，其中，所述围梁的跨度优选地在3英寸和14英寸之间。

17.如权利要求10所述的套件，其中，所述装饰板延伸所述结构性建筑柱的全部高度以与屋顶蒸气屏障接触，从而在所述外部壁与所述屋顶之间提供整体蒸气屏障界面。

18.一种用于在预制建筑物的构造中绝缘并维持连续的蒸气屏障的系统，所述系统包括：

多个建筑柱，其从壁线插入预定义的距离，所述建筑柱具有面向所述建筑物外部的凸缘；

装饰板，具有第一边缘和第二边缘以及向内表面和向外表面，所述装饰板被固定至所述建筑柱的凸缘，并且所述第一边缘和第二边缘横向延伸超过所述凸缘，以及，其中所述装饰板延伸所述建筑柱的全部高度以与屋顶的蒸气屏障接触，从而在所述屋顶和所述壁之间提供整体式蒸气屏障界面；

衬垫，固定至所述装饰板的向内表面，并在所述多个建筑柱之间延伸；

至少一个围梁，固定至所述多个建筑柱，所述围梁包括水平部分，所述水平部分之上设置有第一绝缘垫，所述第一绝缘垫在所述建筑柱之间横向延伸；

第二绝缘垫，抵靠所述第一绝缘垫放置，所述第二绝缘垫包括至少一个水平延伸的凹陷，所述凹陷的高度与所述至少一个围梁的高度一致；

外部壁面板，具有向内表面和向外表面；以及

至少一个间隔块，在第一侧上固定至所述外部壁面板的内表面，所述至少一个间隔块接纳在所述第二绝缘垫中的所述凹陷中，所述间隔块的第二侧固定至所述至少一个水平延伸的围梁，所述间隔块沿着所述围梁的整个长度纵向延伸；其中，当所述外壁处于适当位置时，所述间隔快阻止位于所述围梁和所述外部壁之间的直接金属对金属通路。

19.如权利要求18所述的系统，其中，所述衬垫为下列项中的至少一项：1)波纹状金属衬垫；2)柔性膜；3)具有良好置换率的硬质内壁基板，以减小水蒸气通过所述壁迁移。

20.如权利要求18所述的系统，其中，所述建筑柱优选地从3英寸至14英寸范围中的壁线插入的。

21.如权利要求18所述的系统，其中所述至少一个围梁优选地为两个或更多个围梁。

22.如权利要求18所述的系统，其中，所述至少一个间隔块优选地由泡沫板绝缘产品组成。

23.如权利要求18所述的系统，其中，所述第二绝缘垫优选地为玻璃纤维绝缘材料。