CN1926301A - 模块化嵌入式开孔系统 - Google Patents

Abstract

一种用于在结构的开口内进行安装的装置，该装置由一个框体和一个开孔部件组成，并且框体适宜固定于开口处而基本上永久地安装于开口中，且框体适合于与开孔部件匹配而把开孔部件安装在框体里，由此防止湿气侵入到结构内部。

Description

模块化嵌入式开孔系统

技术领域

本发明涉及一种防止空气和湿气侵入位于例如建筑物这样的包含有如窗、门等开孔部件的结构中的开口的系统和方法。

背景技术

湿气侵入开孔部件(窗、门、天窗、通风口、公用事业供给箱以及其它嵌入到如建筑物这样的结构中的开口的部件)的周边是造成建筑物受潮破坏，例如霉变和腐烂的最主要的原因之一。为了方便起见，下文中的术语“窗”将用于指上述提到的各种开孔部件。目前通过采用大量防水板、改变窗设计和安装方法等多种途径来控制湿气的侵入，并取得了不同程度的效果。与防止水由窗与墙的交界处进入墙体相比较而言，传统的方法或系统仅限于除去已经进入墙内的水。人们通常用机械窗台板将由窗或窗-墙交界处的渗漏点渗入的水引导到建筑物的外部，但是很难在窗台板和开孔部件之间实现连续完整的防空气/防潮密封，尤其是一个对各种设计和形状的开孔部件和开口都适用的密封。

而且在窗因为失效(例如渗漏)或因为需要改善或满足不同的功能(例如更好地防辐射、隔热、自动清洗等等)时，在采用目前的安装方法的情况下进行窗户的替换不仅难度大而且成本高昂。因此，目前窗户被认为是在建筑物墙中的永久的“固定设备”，尽管这些部件一般并不能在建筑物结构的整个使用期内保持其性能。

附图说明

图1是一个能够嵌置于结构内开口处的框体件的示意图。

图2是图1的一个横断面示意图。

图3是图1的一个侧视图。

图4是嵌置有窗的图2所示的框体件的一个横断面示意图。

图5是嵌置有窗的插口件的另一实施例的一个横断面示意图。

图6是嵌置了多个框体件的一个墙板的示意图。

图7是框体件的另一实旋例的侧视图。

图8是嵌置有窗的图7所示的框体件的侧视图。

具体实施例

过去的十几年来，建筑物的大量缺陷被确认为是由于水侵入并渗进建筑物结构的表面或抗风化保护层内所致。水侵入的一个主要区域是开孔部件和建筑物内嵌入该开口部件的开口之间的分界面。开孔部件是指窗、门、天窗、通风口、公用事业供给箱以及其它嵌入到例如建筑物这样的结构的开口中的部件。值得注意的是，结构并不被限制于建筑物，也可能包括任何具有开口且在该开口中可以嵌入一开孔部件的物体，这样的物体可以为例如船或娱乐车等等。为了方便起见，下文中的术语“窗”将用于指上述提到的各种开孔部件。本发明开发了一种装置来克服这些问题，该装置包括一个框体和一个窗，从而提供一种大大简化的模块化方法以一种标准化的方式来安装窗，并形成很有效的防止空气和湿气侵入的屏障。框体非常紧密地嵌入在建筑物结构的开口内或密封在覆盖墙板的抗风化保护层上。框体不但作为一固定设备固定住窗，它还将窗同建筑物包裹层和覆盖层的排水薄膜平面隔离开来。目前，如果在窗的角部形成了渗漏，并没有有效的办法将渗漏的水从内部空穴排到建筑物覆盖层的外部。而该框体能完成此重任，同时还能提高墙内的窗的性能。

本发明的框体能够防止墙、覆盖层和抗风化保护层上的表面水经由分界面上的、由于安装窗穿透了抗风化保护层或排水层而引起的裂缝和接缝而渗透进入墙或墙洞。这一系统端接和密封了到框体的抗风化保护层/薄膜/排水层，将开孔部件和分界面隔离。因为框体不是与窗而是直接与墙或抗风化薄膜密封，所以水被阻隔以免进入薄膜后面或墙洞里。框体能捕获任何从窗本身来的渗漏，而湿气将被从窗和建筑物结构隔离，并通过适当设置的排水路径被排出到建筑物的外部。该方法可以替换或解除对窗台板或端挡板的需求。

本发明将通过所附参考附图来进行描述。如图2所示，框体10被嵌入墙1的一个开口2中。框体10由四面邻接的壁(顶部、两侧面和底部)16和外部翼缘11组成。框体可以由能够相连在一起的可分离的块来制造，也可以通过模具或其它适当的成形工艺形成一个整体结构来制造。壁16适合于紧密地放进开口2中。如果开口的形状不是所描绘的四侧面形，壁16的形状可以和开口的形状相适应。例如，如果开口是圆的，壁16也可以用管状结构来代替。如图4所示，窗20被嵌入框体10中，并且窗由一可以提供框体的内部翼缘13和窗的内部框23的连接的机械锁闭装置，例如一夹具(未图示)固定就位。如此，框体和窗就可以无需使用穿透型紧固件而固定就位。如果开孔部件是窗之外的一些物品，机械锁闭装置可以安装在一适当的表面，比如翼缘或凸缘，而不是框上。当先将框体安装在开口中之后，要在内部翼缘13处安置一个内部密封装置15。通常如图2所示，在框体和窗之间的外部位置处安置一个外部密封装置17。密封装置15或17可由耐用泡沫或衬垫材料，或其它合适的材料制成。在将窗安装到框体内时，密封装置15也可以选择安置在窗的内部框23上。不管密封装置15最初被安置在何处，如图4所示，密封装置15都可以在窗20和框体10之间最深处的表面提供密封。利用密封装置15和17将窗和框体之间密封，可以在窗和框体之间形成一个内腔32，当在窗的底部和框体之间的内腔32的下部角落处附近设有开口时，内腔32和结构的外部形成压力平衡。位于内腔32的下部角落的开口还为任何可能聚集在内腔中的湿气提供排出路径。或者，适当地安置滴水孔(未图示)也可被用于和开口一样的用途。如图3所示，框体的底部或底板部分16优选为从内到外呈向下倾斜的角度，以便为排出可能聚集在框体的湿气提供排出路径。在开孔部件和框体之间的内腔32优选的尺寸约为四分之一英寸，以提供开孔部件与框体和墙之间的隔离，以及提供湿气间隙和热桥。

作为替换，可以使用穿透型紧固件将框体和窗固定。例如，使用螺丝钉穿过框体的外部以与墙成90°角钻入到窗内。窗台部分的任何穿孔都必须被密封。在另一个具体实施例中，可以在框体的后面安置弹簧压刀板以保持窗的密封。使用弹簧卡子仅需使用一把刀或其它的简单的拆卸工具就能容易地将窗从框体中取出。在又一具体实施例中，可以安置用以插入到窗和框体两者中去的螺丝凹槽楔。在再一具体实施例中，具有成形突起的键形机构可被拧入位于框体或窗或两者之上的相同形状的凹槽中。在又一具体实施例中，可以使用一系列的螺旋千斤顶，当其张紧时，会将窗压紧并抵靠住框体。其它的具体实施例包括利用插脚、锁定插销、滑动螺栓和凸轮将窗固定到框体上。还可设键合通道，与一圆筒体和一键槽一起设置，以限制通道。

在如图5所示的另一个具体实施例中，框体10包含一个沿着整个的四侧边延伸的连续通道14，其由外部翼缘11和框体翼缘凸缘12形成。窗20也包含一相匹配的在整个四个侧面上的X、由外部翼缘框21和窗翼缘凸缘22形成的连续通道24。框体和窗的各自的通道14和24形成如图5所示的对应关系，并由此组成为具有局部开口的空穴30。空穴30的局部开口允许密封/锁定装置31插入到空穴30中，从而无需利用穿透型紧固件就可将框体和窗固定就位。密封/锁定装置可以是压缩性材料，例如为由橡胶或泡沫制成的衬垫，或者其它的适当的材料，例如密封剂料。选择性地，可用一个盖板34覆盖住密封/锁定装置，从而保护空穴30和密封剂31免于暴露在环境，例如紫外线中，同时还能改善装置的外观。选择性地，可以使用一机械锁闭装置(未图示)比如一夹具来锁定框体的内部翼缘13和窗的内部框23。

当框体先安装在开口中后，要在内部翼缘13处安置一内部密封装置15。内部密封装置15由耐用泡沫或衬垫材料制成，或者与用作密封/锁定装置31的材料相类似。作为替换，在将窗安装到框体内时，密封装置15也可以安置在窗的内部框23上。不管密封装置15最初安置在何处，如图5所示，密封装置15都可以在窗20和框体10之间最深处的表面提供密封。在这一后部位置将窗和框体之间密封，可以在窗和框体之间形成一空腔32，当在通道14的下部角落处设有开口时(低于密封锁定装置)，空腔32和结构的外部形成压力平衡。开口还为任何可能聚集在空腔32的湿气提供一排出路径，并经由空穴30流出。如此当密封空穴30不限制湿气流通过空穴时，应格外留意。当空穴达到压力平衡时，空穴内的压力和外部压力是相等的，因此允许不受限制的、非承压水排出到框体的外部。或者，适当地安置滴水孔(未图示)也可被用作和开口一样的用途。

框体被永久地连接到墙体建筑的开口中，并与墙和/或覆盖建筑物墙体的抗风化薄膜形成密封。框体可以用胶粘剂、紧固件等类似物进行连接。由于窗是使用可移动的密封/锁定装置连接到框体的，所以窗(或者其它的穿透墙的装置)可以相对容易地被从建筑物中移走，而不会破坏薄膜和覆盖层。一安全锁定装置(未图示)可以安置在框体上以防止爬窗盗窃或者非法进入建筑物内，并且优选为位于朝向开口的内部。尽管窗有较长的使用期限，但是它们的寿命比起建筑物来还是要短。如此，当期望或者必需置换窗时，拆除和置换只需花费最小限度的人工费用，因为在拆除时墙不会受到破坏。这样尤其简化现有的窗，比如能提高节能效果、衰减声音、可自动清洗或调节光线等等的高级玻璃结构对现有的窗户的替换。

框体一般从建筑物的外侧进行安装，其框体翼缘11抵靠在结构的外部表面上。然而在有些情况下，比如当替换一具有墙板的结构中的现有窗时，对墙板进行拆除不仅困难且成本高昂，比如该墙板具有和窗齐平的砖或者石头时，为了安装带有图示翼缘11的框体而拆除这些墙板不便而且昂贵。因此，不具有突出在结构的外表面上的翼缘的框体有助于安装。翻新已有的房屋就是一种这样的情形。在这种情况下，一替换的具体实施例为如图7所示，框体10具有沿着外周边延伸的垫圈19，并可以被插入到墙体的开口中和形成密封。所以，通过在框体的外表面中部和开口的内表面之间插入垫圈可以形成密封。垫圈可以用橡胶或者任何其它的适当材料制成。正如前面所述的具体实施例，如图8所示，当窗被嵌入到框体中时，可以使用一密封装置17。这一框体的具体实施例作为替换可以具有和图2或图5所示的相同的结构。能张紧框体的装置可以用来形成与结构的开口的表面之间的空气/温气密封。为了实现张紧密封，框体必须具有一定的张力，比如通过可调节的紧固螺丝在框体的各部分间之间形成可扩大的连接。这一具体实施例尤其适合于高层建筑物或者翻新工作，这时要求从建筑物的内部安装框体。

当然，各种尺寸和形状的窗都可以被安装于建筑物中。为了使得插口符合这些常规形状，可以模制墙板50，它拥有同典型覆盖板相同的尺寸，并拥有一个或多个常规形状的插口10，它们通过模制、冲压或者其它成形方法与墙板整合，如图6所示，这样插口和墙板成为一个整体。墙板可以由模制塑料，比如刚性的、增强塑料，或者其它的有类似性能的材料来建造。在另一个具体实施例中，一个或多个常规形状的框体可用来组成为通常使用的建筑材料的整体部分，例如为一覆盖板，并因此无需再使用单独的墙板。

另外，对于形状不规则的开孔部件，框体框可以通过位于窗台和门窗边框的下侧边的刚性块与一可变形的、柔性的、能被嵌入在形状不规则的开孔部件周围的材料连接而成，并由此提供连续的包覆。这对于例如巴拉迪欧式窗这样的具有圆形顶部的部件是非常有用的。这种应变式的框体由于在粗糙的开口和开孔部件之间存在的场公差得以实现了配合的改善和误差的减小。

在另一具体实施例中，基本上整个框体可以由一种能通过喷射或者其它方式以液态或者半固态形式施加于开口上的适当的材料制成，该材料通过交联(固化)或溶剂蒸发而凝固为能够支撑开孔部件的框体。在该材料凝固之前或者之后，开孔部件都可以被置入此框体材料中。这一具体实施例的适宜的框体材料包括，但不限于，聚氨酯、环氧化物导出聚醚、聚异氰脲酯、聚脲和丙烯酸类聚合物乳液。这些材料还包括加强料和填充料，比如纤维和微粒。

在一不同的具体实施例中，尤其是长方形(或者正方形)窗中，可以通过例如注塑方式形成边角件，然后和多种长度的直条挤压制件组合形成具有要求尺寸的框体。这些边角件可以通过能保持空气/温气密封的连接装置来和直条制件连接在一起。这些连接装置还可以设计为能在框体中进行一些和建筑物开口中的典型的的移动相应的变动，这一变动是由于建筑物的热膨胀和/或沉降引起的。这些部件一般被预制和定制成与各个窗户厂商的需要相应的尺寸和形状。另外一个理念是在成形工艺中制造多个供插入的框体。例如，多个框体可以在一个模具中成型。可以形成多种尺寸和形状的无缝框体以应用于个别建筑设计而无需复杂的边角件。

目前建筑实践中一般在安装窗户或者其它穿过建筑物的表层的开口的部件时要求一系列合作。位于表层和窗户之间的交界面的责任所属目前并不明确，并且当前能根据安装窗或抗风化保护层和外墙体的施工顺序而发生变化。

由于墙体和覆盖层以及与框体一起都可以在窗之前安装，所以外墙的全部围护和装饰可以在窗户没有安装时就完成，因而在施工期间无需对窗户进行专门的保护。而且，内墙覆盖层也可以在窗户没有就位时就完成全部安装和装饰。这样就可以避免目前在居室施工的程序中的许多弊端，比如玻璃损坏和油漆对窗的划痕以及必须清除的腻子，也因而省去了在施工阶段对窗户进行保护的费用。

由于窗户和框体通过密封/固定装置和非对称设计而彼此有效地隔离开，人们相信通过减振能实现其它益处。这种减振有助于通过窗-墙体的分界面而衰减声音，并且窗本身也会减振。人们还相信从热量的观点来看也能获得同样的益处，因为框体和密封/固定装置会减少热能在建筑物内部和外部之间数量的传递。

建筑设计的细部常常为美学目的而在窗的外部侧面上增加环绕窗的饰件。这些饰件目前多数情况下直接固定在窗和覆盖层之间的墙上，偶尔在覆盖层的上端并紧挨着窗。这两个细部均要求透过抗风化薄膜的穿透型固定，这有可能导致水渗漏进入墙体空穴。可以将框体这样设计从而将各种各样的修饰件安装到墙上，即无需对墙体进行穿透，而是可以不用紧固件而通过按扣摩擦技术使得各种装饰件被固定至框体。

Claims (21)

1、一种用于在结构的开口内进行安装的装置，包括一框体和一开孔部件，其中框体适宜固定于开口处而基本上永久地安装在开口中，且框体适合于与开孔部件匹配而把开孔部件安装在框体里。

2、如权利要求1所述的装置，其中在将开孔部件安装至框体中时，使用外部密封装置和内部密封装置形成空腔，该空腔沿着该装置的周边长度而延伸。

3、如权利要求1所述的装置，还包括一安置在框体的内部翼缘和开孔部件的内表面上的夹紧装置。

4、如权利要求2所述的装置，其中内部和外部密封装置从由垫圈、喷雾泡沫和密封剂料组成的一组中选出。

5、一种用于在结构的开口内进行安装的装置，包括一框体和一开孔部件，其中框体适宜固定于开口处以基本上永久地安装在开口中，该框体包括位于框体的周围的通道，该通道适合于与相似的安装在框体中的开孔部件的周围的通道相匹配，其中框体的通道和开孔部件的通道都具有至少一个翼缘凸缘。

6、如权利要求5所述的装置，其中在安装开孔部件到框架上时，有一沿装置的周边长度延伸的局部开口的空穴，该空穴由框体的通道的至少一个翼缘凸缘和开孔部件的至少一个翼缘凸缘相匹配而形成。

7、如权利要求6所述的装置，其中锁定/密封装置安置在局部开口的空穴中。

8、如权利要求5所述的装置，还包括一安置在框体的内部翼缘和开孔部件的内表面上的夹紧装置。

9、如权利要求7所述的装置，其中锁定/密封装置从由垫圈、喷雾泡沫和密封剂料组成的一组中选出。

10、如权利要求2或6所述的装置，还包括一排出路径。

11、如权利要求1或5所述的装置，还包括一安全锁定装置。

12、如权利要求5所述的装置，还包括一覆盖框体的通道和开孔部件的通道的匹配支腿的盖板。

13、一种墙板，包括至少一个如权利要求1或权利要求5所述的集成框体。

14、一种用于安装于结构的开口内的框体，适合于基本上永久地安装在开口内，并且被嵌入开孔部件以形成一模块化单元。

15、如权利要求14所述的框体，形成一整体结构。

16、如权利要求14所述的框体，由大量相互连接的构件形成。

17、如权利要求14所述的框体，由将固化材料用于开口的至少一个表面形成。

18、如权利要求17所述的框体，其中固化材料从由聚氨酯、环氧化物导出聚醚、聚异氰脲酯、聚脲和丙烯酸类聚合物乳液的组成的一组中选出。

19、一种开孔部件，用于安装到权利要求14所述的框体中。

20、一种将开孔部件安装到结构中的方法，包括如下步骤：

a)提供一适合于被嵌入一开孔部件的框体；

b)将框体插入到结构内的开口中；

c)提供一适合于插入到框体中的开孔部件；

d)将开孔部件插入到框体内。

21、如权利要求20所述的方法，其中第二个插入步骤包括在框体和开孔部件之间插入锁定/密封装置。

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