JP2016035199A - 長方形ブロックを有する壁断熱システム - Google Patents

Abstract

【課題】長方形ブロックを有する壁断熱システムの提供。
【解決手段】建物の胴差し（１１４）に取り付けられる壁システム（１１０）が開示される。長方形発泡体ブロック（１２６）が、胴差しの外側フランジと、壁パネル（１１２）の内側表面との間に設置される。いくつかの垂直に離間されたブロックが、壁継目の背後に位置し、他のブロックは、継目の中間に位置する。ブロックによって生成される間隔は、断熱材のブランケット（１１８）が、ブロックと支持部材との間に拡張されることを可能にし、システムの断熱特性を改善する。
【選択図】図２

Description

（関連出願の引用）
本願は、米国仮出願第６１／４７０，９４７号（２０１１年４月１日出願）の利益を主張する。該出願の内容全体は、参照により本明細書に引用される。

（発明の分野）
本発明は、概して、建物を構築する分野に関する。より具体的には、本発明は、金属建物を断熱する分野に関する。

従来、金属建物は、一連のステップに従って、構築される。第１に、金属フレームが、構築される。金属フレームは、多数の構造支持部材を含む。屋根部分は、母屋桁と称される、勾配付き屋根構造部材を含む。壁は、胴差しと称される、垂直に離間された水平に延在する部材を含む。フレームが、設置されると、建物の屋根および壁部分の両方を断熱するのが一般的である。

屋根配置に関して、ブランケット断熱材が、母屋桁の上部を覆ってかけられ、次いで、屋根パネルが、断熱材を覆って締結される。ある場合には、覆設されたブランケット断熱材を覆って、母屋桁の全長に延設されるように、母屋桁の上部フランジの上方に、柱形サーマルブロックを設置することが知られている。

従来の壁に関して、ブランケット断熱材は、水平に延在する胴差しを覆ってかけられるように、上方から固定される。次いで、金属壁パネルが、胴差しの外側フランジに締結され、それらが界面接触する、壁パネルと各胴差しの外側フランジとの間に、ブランケット断熱材を備える。これらの押し固め型断熱材のラインは、熱損失を生み出す。

開示される実施形態は、建物上の壁パネルと胴差しの外側フランジとの間に、離間断熱ブロックを備える、壁システムを含む。ブロックは、胴差しの外側フランジからブロック厚に等しい距離分、壁パネルを移動させるだけではなく、また、ブロック間に生成された空間内へのブランケット断熱材の拡張も可能にする。ブロックのうちのいくつかは、２つの壁パネル間の継目に設置され、第２のブロック群は、継目と別の継目の中間位置に設置される。

方法もまた、開示される。本方法は、複数の垂直に位置をずらされた水平支持部材を有する建物構造を提供することと、壁の内側表面に、少なくとも１つの内向きに延在する特徴を有する壁パネルを取得することと、水平支持部材の外側表面と壁パネルの内側表面との間に複数の発泡体断熱材ブロックを設置することと、ブロックを通して壁を水平支持部材に締結することにより、ブロックを挟むことを伴う。ブロックのうちのいくつかは、建物の継目の背後に垂直に離間され、別のブロック群は、継目間にある壁パネルの内側延在部分の背後に垂直に離間される。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
壁システムであって、
複数の垂直に位置をずらされた水平支持部材と、
壁パネルと、
前記水平支持部材上に離間され、前記パネルの内側表面と前記水平支持部材との間に配向されている、複数の断熱材ブロックと、
前記パネルの内側表面と前記水平支持部材との間に設置されている断熱材のブランケットと
を備え、
前記断熱材のブランケットの一部は、前記ブロック間に生成された空間内に拡張している、壁システム。
（項目２）
前記ブロックは、実質的に、長方形である、項目１に記載の壁システム。
（項目３）
前記断熱材ブロックは、均等に離間された関係に設置され、あるブロック群は、２つの壁パネル間の継目に設置され、第２のブロック群は、前記継目と別の継目との中間位置に設置されている、項目１に記載の壁システム。
（項目４）
前記水平支持部材は、胴差しであり、締結具が、少なくとも１つのブロックを通して、前記壁を前記胴差しの外側フランジに接続している、項目１に記載の壁システム。
（項目５）
前記ブロックは、１個のブロックの長さより大きい距離分、互に垂直に離間されている、項目１に記載の壁システム。
（項目６）
前記ブロックは、１個のブロックの幅より大きい距離分、相互に水平に離間されている、項目１に記載の壁システム。
（項目７）
前記水平支持部材は、胴差しであり、前記ブロックは、各胴差しの外側フランジに締結されている、項目１に記載の壁システム。
（項目８）
前記ブロックの各々の厚さは、前記壁と前記水平支持部材との間に生成される間隙をもたらし、前記間隙は、前記断熱材のブランケットの前記ブロック間に生成される空間内への拡張を可能にする、項目１に記載の壁システム。
（項目９）
壁を作製する方法であって、
複数の垂直に位置をずらされた水平支持部材を有する建物構造を提供することと、
前記壁の内側表面に少なくとも１つの内向きに延在する特徴を有する壁パネルを取得することと、
前記水平支持部材の外側表面と前記壁パネルの内側表面との間に複数の発泡体断熱材ブロックを設置することと、
前記ブロックを通して前記壁を前記水平支持部材に締結することにより、前記壁と前記水平支持部材との間に前記ブロックを挟むことと
を含む、方法。
（項目１０）
前記設置するステップは、
前記壁パネルと第２の壁パネルとの間の継目に沿って垂直に離間された位置に第１のブロックの群を位置付けることと、
前記壁パネルの内側延在部分の背後において、垂直に離間された位置に第２のブロックの群を位置付けることと
をさらに含む、項目９に記載の方法。

本発明の例証的実施形態が、参照することによって本明細書に組み込まれる、添付の図面を参照して、以下に詳細に説明される。

図１Ａは、従来の断熱壁パネルの断面壁区画を示す。図ＩＢは、従来の断熱金属建物壁設計からの水平区画の上面図を示す。図１Ｃは、図１ＡおよびＩＢに示される従来の設計のための胴差しの周囲の仕様を示す、破断面である。 図２は、本明細書に開示される本発明による、断熱壁の斜視図を示す。 図３は、斜視図による長方形サーマルブロックを示す。 図４Ａは、本発明の断熱壁からの垂直区画を示す。図４Ｂは、本発明の断熱壁からの水平区画を示す。図４Ｃは、図４Ａの垂直区画からの破断面を示す。図４Ｄは、図４Ｂの水平区画からの破断面を示す。

本発明の実施形態は、建物用断熱金属パネルシステムと、建物の壁用金属パネルを構築するための方法とを提供する。

開示される実施形態のための背景を提供するために、従来技術図面図１Ａ、図ＩＢ、および図１Ｃは、従来技術において公知のものを示す。最初に、図１Ａを参照すると、複数の金属壁パネル１２が、建物壁を生成するために設置されている、従来のシステム１０が示される。これらの種類の壁パネル１２は、通常、複数の水平に延設され、垂直に離間されたＺ形胴差し１４に締結される。図１Ａ−Ｃに開示されるパネルのタイプは、商標名ＳＴＹＬＷＡＬＬ（登録商標）と称され、オーストラリアのＢｌｕｅＳｃｏｐｅ Ｓｔｅｅｌ Ｌｉｍｉｔｅｄの企業グループである、ＢｌｕｅＳｃｏｐｅ Ｂｕｔｌｅｒ（ＫａｎｓａｓＣｉｔｙ， Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）によって製造されている。ＳＴＹＬＷＡＬＬ（登録商標）パネルシステムは、相互係止された一連の垂直に延在するパネルを使用する。図１Ａ−Ｃに示されるバージョンは、縦溝が彫られる（例えば、図２における複数の縦溝１１３参照）。各パネルの一方の側に延在する側方フランジは、典型的には、セルフタッピングネジである、締結具１６を使用して、水平Ｚ形胴差しに締結される。次いで、パネルの他方の側は、前もって既に設置された垂直パネル内にスナップ嵌めされ、同時に、既に設置された締結具を覆う。

断熱材が、所望されるとき、内側に化粧面１９を有する、断熱材のブランケット１８が、典型的には、展開され、次いで、パネル１２が設置される前に、Ｚ形胴差し１４の外側を覆ってかけられる。断熱材１８は、壁パネル１２が締結され、その上部の定位置にスナップ嵌めされると、定位置に保持される。

図１Ａは、締結具１６が、どのように胴差しの外側フランジ２４内に螺入されるかをより詳細に示す。化粧面１９は、居住者との望ましくない接触を防止し、より魅力的な外観を呈し、防湿材を生成する。設置されると、断熱材１８は、締結具１６を受け取るために使用される、側方に延在するフランジ２２と、係止機構との間に挟まれる。締結具１６が、その中に駆動されると、断熱材ブランケット１８は、圧潰される。これは、図１Ｃの分解図にさらにより明確に示され、押し固められた断熱材２６が、側方に延在するフランジ２２の底面と胴差し１４の最外表面との間の締結具１６の領域内に見られ得る。

領域２６における断熱材１８の押し固めは、有意な熱損失を生じさせる。当業者が認識するであろうように、ブランケット１８の押しつぶし、熱抵抗が弱められる領域を生成する。このため、胴差し１４の外側フランジ２４近傍の領域における熱流図を見る場合、締結具１６を囲む領域を通して、有意な熱エネルギーの流動が分かるであろう。これは、主に、胴差し１４、取り付け位置の押し固められた断熱材１８、および側方フランジ２２の部分が全て、比較的に良好な熱導体であって、望ましくない熱経路を生成するからである。

断熱材１８（例えば、図１Ａにおける胴差し１４の中程）は、胴差し外側フランジ２４によって作製される接続点から離れるほど、外向きに膨らみ、ふわりとする。断熱材ブランケットが、チャネル２２の内側表面と胴差し外側フランジ２４との間において、多数のパネル位置でピン留めされることを考慮すると、締結具１６によって生じる必要な押し固めのため、熱損失が、有意となる。

図２から４に見られ得る、本発明１１０の配置は、金属壁１１２内の熱損失を大幅に低減させる。従来のシステムと同様に、金属壁１１２が、締結具１１６を使用して、建物の胴差し１１４の外側に取り付けられる。また、従来のシステムと同様に、上張り断熱材のブランケット１１８が、かけられ、壁が搭載されると、壁と胴差し１１４との間に設置される。また、従来のシステムと同様に、断熱材ブランケット１１８は、断熱材１１８の内側に化粧面１１９を有する。

しかしながら、新しいシステム１１０は、パネル１１２が、直接、胴差し１２４の最外フランジに締結されない点において異なる。代わりに、複数の実質的に長方形の発泡体スペーサブロック１２６が、胴差し１１４の長さに沿って、壁１１２と胴差し外側フランジ１２４との間に断続的に締結される。ブロック１２６のうちのいくつかは、継目の真下に設置され（例えば、一連の１３２および１３６参照）、その他は、内側延在波形１３３の内側の中間パネル位置（例えば、一連の１３４参照）に位置される。

スペーサブロック１２６は、距離１２８（図４Ａ参照）だけ垂直に、および距離１３０（図４Ｂ参照）だけ側方に離間される。この間隔１２８、１３０は、構造完全性を維持するだけではなく、また、有意な熱力学的利点をもたらす。また、スペーサブロック１２６を構築するために使用される断熱材料は、各ブロックが、金属壁パネル１１２と胴差し１１４との間に介在されるので、さらなる熱抵抗を提供する。発泡体ブロック１２６は、十分な構造完全性を有するので、圧潰されず、通常、パネル１２０と胴差し外側フランジ１２４との間の押し固められたブランケット断熱材１１８の位置（領域１２７内）、両継目場所１３２、および中間位置１３４（壁が内側で延在する場所）に存在する、断熱間隙を効果的に作る。図２から分かるように、離間されたブロックのアレイが、生成される。

熱抵抗の提供に加え、ブロック１２６はまた、ブロック１２６の厚さに等しい距離分、胴差し外側フランジ１２４から、壁を離間させる役割を果たす。これは、ブランケット断熱材１１８が、ブロック１２６間に膨隆するためのより広い領域をもたらし、熱抵抗を改善する。

スペーサブロック１２６に関する詳細は、図３で最も良く理解され得る。図から、各スペーサブロックは、実質的に、長方形である、すなわち、設置される場合、幅より高さが大きい。しかしながら、ブロック１２６は、胴差し１１４とパネル１１２との間に適合し、それら２つを離間させることが可能であり、デバイスが必要とされる構造完全性を提供する限り、必要に応じて、異なるように成形され得る。

ブロック１２６は、継目または中間位置のいずれかにおいて、壁のチャネル部分の内側リッジ表面と胴差し外側フランジ１２４との間に適合するようなサイズおよび構成を有する。

建物の建て方における組立の観点において、胴差し１１４は、図に示されるように、既に定位置にあり、残りの壁構成要素が、それらの外側に設置されるであろう。いくつかの実施形態では、ブランケット断熱材１１８は、胴差し１１４の外側を覆ってかけられるであろう。この時点において、独立して、断熱材を締結することは必要ではないが、多くの事例では、壁１１２を胴差し１１４上へ締結する前に、ブランケット１１８を上方から固定し、かけることは、道理にかなっているであろう。次のステップは、実施形態では、何らかの方法における、ブロック１２６の固定を伴う。いくつかの実施形態では、これは、パネル１１２が、設置されるように持ち上げられると、締結具１１６がその中に駆動され得るように、ブロック１２６が、設置に先立って、示される位置において、パネル１１２に接着されることを意味する。各ブロック１２６を接着するための正確な位置は、各水平に延在する胴差しの垂直位置において、ブロック１２６の水平列を離間させることによって決定されるであろう（図２参照）。これは、ブロック１２６の全部が接着されている状態で、ユーザが、かけられた断熱材１１８を覆ってパネル１１２を配置し、パネル１１２を定位置に保持することを可能にする。

パネルが、所望の位置に保持されると、各締結具１１６（例えば、セルフタッピングネジ）が、各ブロック１２６が存在する位置の外側のパネル１１２を通して、かつブロック１２６を通してねじ込まれ、胴差し外側フランジ１２４内に食い込み得る。中間位置１３４におけるブロックに関しては、構造完全性を保存するために、締結具１１６をブロックの比較的に中心部分を通して固定することのみ重要である。しかしながら、各継目では、ネジ１１６は、ブロックに対して、オフセットされた様式で位置付けられる（例えば、図４Ｄ参照）。このオフセット締結は、継目下に位置する一連の各ブロック（例えば、ブロック１３２および１３６）に対して生じるであろう。これは、所望の締結具位置が、継目フランジの最外縁近傍にあるからである。しかしながら、各ブロックは、継目にあるであろう、内側延在波形の下に中心付けられるであろうことに留意されたい。

締結具１１６の全部が、設置されると、パネル／ブロックアセンブリは、建物に固定される。ブロック厚によって提供される間隔は、胴差し１１４間の断熱材のさらさらにふわりとすることをもたらし、また、胴差し外側フランジ１１４に沿ったブロック間に生成される空間内にもふわりとすることを可能にする。

ふわりとされたブランケット断熱材は、押さえ付けられた断熱材より、熱障壁として非常に効果的である。したがって、壁パネルの遥かに高い割合が、押さえ付けられるのではなく、膨らまされた断熱材によって裏張りされる。したがって、図１の従来のシステムとは対照的に、熱損失が、ブロック１２６、１３４の使用によって、大幅に低減される。また、断熱材１１８がブロック１２６の下で圧潰されている、図２−４の実施形態では、ブロック１２６を構築するために使用される断熱材料（発泡体）が、熱伝達に対する障壁を提供する。したがって、高レベルの熱抵抗が、従来のシステムと異なり、設置された後、パネル全体にわたって提供される。

描写される種々の構成要素ならびに図示されない構成要素の多くの異なる配置が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、可能である。本発明の実施形態は、制限ではなく、例証であるという意図の下、説明されている。代替実施形態も、その範囲から逸脱することなく、当業者に明白となるであろう。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、前述の改良を実装する代替手段を開発し得る。

ある特徴および部分的組み合わせも、有用であって、他の特徴および部分的組み合わせと関係なく、採用されてもよく、請求項の範囲内であると想定されることを理解されるであろう。種々の図に列挙される全ステップが、説明される具体的順序で実施される必要はない。

Claims (1)

1. 明細書に記載された発明。