桥接热块系统和方法

摘要

一种用于使金属屋顶隔热的系统和方法包括铺设在至少一个檩上方的隔热体层。在隔热体层上方，一系列热块固定在檩之上。在该系列热块中的每个热块具有将隔热体层钉至每个檩的顶部的腿。间隙限定在腿之间，该间隙使腿之间具有区域，在该区域中隔热体层在檩与每个热块的下侧之间仅部分地挤压。每个热块可包括第一端部、第二端部、以及位于第一端部与第二端部之间的第一腿。第一端部包括用于接纳第一屋顶夹的夹腿的槽。第二端部包括用于接纳一系列热块中下一热块的承坐表面以及抵靠表面。

权利要求

1.一种用于金属屋顶的热块系统，包括：

第一端部，所述第一端部中设置有两个槽；

第二端部；

第一腿，位于所述第一端部与所述第二端部之间；

抵靠表面和承坐表面，位于所述第二端部处并用于接纳一系列热块中的下一热块，当所述热块与所述下一热块相连形成连结部时，所述下一热块的第一端部与所述承坐表面相接合，其中所述连结部利用两个紧固件固定在适当位置，所述两个紧固件穿过夹，其中所述夹的两个夹腿插入于设置在所述第一端部中的两个槽中，所述夹将所述热块与所述一系列热块中的所述下一热块固定起来。

2.如权利要求1所述的热块系统，其中所述承坐表面下方设置有第二腿。

3.一种在金属屋顶中提供隔热体的系统，包括：

隔热体层，铺设在至少一个檩上方；以及

一系列热块，在所述隔热体层上方紧固在所述檩之上，其中所述一系列热块中的每个热块包括：两个组成支承腿，从所述热块的底部表面突起，所述多个组成支承腿中的每个与所述隔热体层的第一部分相接合，并将所述隔热体层的所述第一部分捕获在所述支承腿与所述檩之间，以及将所述隔热体层的位于所述支承腿与所述檩之间的所述第一部分挤压第一挤压量；以及两个间隙，在所述支承腿之间限定在所述热块的所述底部表面处，所述隔热体层的第二部分设置在所述热块的所述底部表面与所述檩之间并在所述热块的所述底部表面与所述檩之间被挤压第二挤压量，所述第二挤压量小于所述第一挤压量。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述隔热体层位于相对较厚的隔热体条之上，所述相对较厚的隔热体条存在于一组相对的檩之间形成的凹穴中。

5.如权利要求3所述的系统，其中所述隔热体层位于相对较薄的隔热体条之下，所述相对较薄的隔热体条填充位于两行相对的热块之间的空间。

6.一种在金属屋顶中提供隔热体的方法，包括：

在至少一个檩上方铺设隔热体层；以及

在所述隔热体层上方在所述檩之上紧固一系列热块，

所述一系列热块中的每个热块包括：

两个组成支承腿，从所述热块的底部表面突起；以及

两个间隙，在所述支承腿之间限定在所述热块的底部表面处，以使得当所述一系列热块紧固在所述隔热体层上方在所述檩之上时，所述多个组成支承腿中的每个与所述隔热体层的第一部分相接合，并将所述隔热体层的所述第一部分捕获在所述支承腿与所述檩之间，以及将所述隔热体层的位于所述支承腿与所述檩之间的所述第一部分挤压第一挤压量，并且所述隔热体层的设置在所述热块的所述底部表面与所述檩之间的第二部分在所述热块的所述底部表面与所述檩之间被挤压第二挤压量，所述第二挤压量小于所述第一挤压量。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述隔热体层位于相对较厚的隔热体条之上，所述相对较厚的隔热体条存在于一组相对的檩之间形成的凹穴中。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述隔热体层位于相对较薄的隔热体条之下，所述相对较薄的隔热体条填充位于两行相对的热块之间的空间。

说明书

桥接热块系统和方法

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求于2011年4月6日提交的第61/472,397号美国临时申请的权益，其公开通过引用并于本文。

技术领域

[0003] 本发明大体上涉及屋顶结构及相关方法的领域。更具体地，本发明涉及隔热金属屋顶结构的领域。

背景技术

[0004] 屋顶隔热体已使用在金属建筑布置中。典型的屋顶隔热结构使用隔热体层。当隔热体被挤压或压紧时，由其提供的热阻将受损害。在传统的金属屋顶隔热系统中，当屋顶结构施加至屋顶檩的顶部时，厚隔热体层被挤压，因此降低了屋顶隔热系统的热阻。在传统屋顶系统的一些区域中，隔热体的挤压非常严重，以使得产生热短路，因此实质上降低了屋顶隔热系统的隔热特性。

发明内容

[0005] 根据第一方面，本公开提供了一种用于金属屋顶的热块，其包括第一端部、第二端部、以及位于第一端部与第二端部之间的第一腿。第一端部包括用于接纳第一屋顶夹的夹腿的槽。第二端部包括用于接纳一系列热块中下一热块的承坐表面和抵靠表面。

[0006] 根据另一方面，本公开提供了一种系统，其包括铺设在至少一个檩上方的隔热体层。在隔热体层上方一系列热块紧固在檩之上。该一系列热块中的每个热块具有将隔热体层钉至每个檩的顶部的腿。间隙限定在腿之间，该间隙使腿之间能够具有区域，在该区域中隔热体层在檩与每个热块的下侧之间仅部分地挤压。

[0007] 根据另一方面，本公开提供了一种在金属屋顶中提供隔热体的方法，其包括：在至少一个檩上方铺设隔热体层；在隔热体层上方在檩之上紧固一系列热块，该一系列热块中每个热块具有将隔热体层钉至每个檩的顶部的腿；在腿之间形成间隙，该间隙使腿之间能够具有区域，以使得隔热体层在檩与每个热块的下侧之间仅部分地挤压。

附图说明

[0008] 根据对如附图中所示优选实施方式的更具体的描述，上述及其他特征和优点将变得显而易见，在所有附图中，相同的参考标记表示相同的部分。附图不必一定按比例绘制；为了清楚起见，可能放大了元件的尺寸。

[0009] 图1包含根据一个实施方式的用在屋顶结构中的总体系统的示意性立体图；

[0010] 图2A至图2E包含示出在公开的实施方式中的系统和方法中使用的桥接块的示意图；

[0011] 图3包含在图1中3-3剖面处所取的示出桥接热块、隔热体、和其他屋顶结构的檩的示意性剖视图；

[0012] 图4包含根据一个实施方式的用在屋顶结构中的总体系统的示意性立体图；

[0013] 图5包含在图4中5-5剖面处所取的示出桥接热块、隔热体层、和其他屋顶结构的檩的示意性剖视图。

具体实施方式

[0014] 本发明的实施方式提供了用于为金属屋顶提供隔热体的系统和方法。

[0015] 图1、图2A至2E、及图3中示出了一个实施方式。首先参照图1，以立体形式示出了包含该系统的实施方式的屋顶的破开部分。系统100设置成支承并使屋顶板102隔热，屋顶板102将安装在该组件之上。该系统支承在多个Z形檩104的顶部上。虽然图1中仅示出三个Z形檩，但是应理解，在建筑物上的各种屋顶上可包含处于平行关系的更多这种檩。

[0016] 在横截面中，Z形檩通常具有竖直的腹板部分300（参照图3）以及水平的顶部凸缘部分302和底部凸缘部分306。水平顶部凸缘部分302具有向下倾斜的前唇部308。檩104的底部凸缘部分306具有向上成角的唇部308，并且底部凸缘部分306与顶部凸缘部分
302在相反方向上延伸。虽然该系统可与不同类型的檩（例如，C形和其他变型）一起使用，但是图1和图3中所示的檩104是Z形的，并因此被称为Z形檩。屋顶框架还包括多个角金属（angle-metal）横向构件110，其以偏移交错样式安装成以公知的方式穿过处于檩104的腹板300中的交替相对的多组孔111。

[0017] 最初，在存在于相对的檩之间的空间中，相对的两条毡式隔热体108a和108b在横向构件110上方展开并支承在横向构件110的顶部上，该相对的两条毡式隔热体108a和108b均在每侧上具有侧向延伸的片状部107a和107b。然后，如图3所示，在檩的顶部凸缘
302的顶部上，延伸部分107a和107b相叠。如图所示，相对的毡式隔热体108a和108b均在檩104之间并在檩104的方向上延伸。在实施方式中，隔热体108为通常用于使门、墙壁以及天花板隔热的玻璃纤维隔热体（经常成卷销售）。该隔热体通常与已安装在卷的下侧上的隔汽片一起提供。侧向延伸的片状部偏离标准，但是是可由制造商容易地包括的特征。虽然隔热体108最常由玻璃纤维制成，但也可由其它隔热材料构造。

[0018] 当这些隔热体条108在檩之间展开就位时，隔热体无论如何都不是压紧的，从而允许其保持完全热力学特性。并且在最终产品中该免于障碍的自由将被保持。

[0019] 一旦隔热体条108已在檩之间的空间展开，并且片状部107a和107b已覆盖在檩上凸缘上方，隔热体层112在檩上方被放置就位（如图1所示）。在实施方式中，该隔热体由玻璃纤维构成，但是根据应用可由任何数目的材料制成。隔热体层112由桥接块114压紧。

[0020] 如图1所示，每一系列桥接块114安装成使得其沿每个Z形檩102的上部部分302纵向地散布。桥接块具有多个特征，在示出一个块的图2A至2E中可看到其细节。

[0021] 如图2A和2B所示，每个桥接块114包括中间腿116和连结支承腿118。每个块的第一端部200包括两个夹腿接纳缺口竖直槽208。这些槽208能够在第一端部200的端视图（图2D），以及图2E中示出的截面2E-2E中最清晰地观察到。这些槽208设计成用于在每个连结部130（参照图1）处接纳腿314（参照图3）以避免夹/块干涉。

[0022] 每个桥接块的第二端部202（参照图2A、图2B、和图2C）包括用于接纳系列中下一块的相应的第一端部200的抵靠表面206以及承坐表面204。但是在接纳用于系列中下一块的第一端部200之前，安装L形托架122。L形托架122的短部212被确定尺寸以适合抵靠表面206，而L形托架122的长部210被确定尺寸以匹配承坐表面204。这些端部配置，连同夹120以及L形托架122允许一系列连续块能够一个接一个地串联安装，而且在公开的实施方式中，每个块114都是相同的。可替代地，对于不同的实施方式，这些块可具有不同的配置。

[0023] 参照图1，第一系列126块114已安装，而第二系列128桥接块114正在安装过程中。图1中系列126和128中的块114在连结部130处集合。连结部130由已经安装的块例如块132的第二端部202与系列中将安装的下一块例如块134的第一端部202相遇而形成。块132（图1）已紧固至檩104，而块134被示为将利用L形托架122和夹120紧固在其端部202。

[0024] 在安装时，当位于连结部130处的具体夹120利用两个紧固件316拧紧时，L形托架122将压在承坐表面204上。图3中可观察到这些紧固件316之一。虽然图3中仅可观察到对316中的一个紧固件，但是应理解，存在两个而第二个仅仅隐蔽在第一个之后。如图所示，这些紧固件可以是螺栓315/螺母317组合，或者可替代地可以是螺钉。虽然示出的是螺栓布置，但是螺钉为优选。在一个实施方式中，预制的例如冲制或者钻制的孔（未示出）可存在于夹120的底部中。紧固件316安装成穿过这些孔，然后穿过贯穿L形托架122的承坐部分210的预钻制或预冲制的孔（未示出），再穿过贯穿块114的连结支承腿118的预钻制或预冲制的孔（未示出），穿过隔热体层112和片状部107a和107b，再然后穿过制作在檩头302中的预钻制或预冲制的孔。参照图3。在任何情况下，不需要预钻制穿过107a和107b或隔热体层112，因为107a和107b及隔热体层112均可由紧固件316容易地刺穿。在使用螺钉的位置处，预钻制或预冲制的孔是可选的。另外，在预钻制或预冲制的孔使用在檩头302中的位置处，这些孔的尺寸应略微小于螺钉的直径，以促进接合到头302中。

[0025] 无论使用哪种紧固装置（螺栓或螺钉），紧固都导致L形托架122压在块134的承坐区域上，并且不仅块134的第二端部202被压紧，还因而导致同一块134的第一端部与已安装的块132支承在其连结部中。

[0026] 现在块134的第二端部202已经通过安装在那里的夹和L形托架固定，夹腿208和缝合凸缘310将竖起并暴露。然后，为了安装下一块136，其第一端部200的槽208将匹配并利用已安装在上一块134上的夹的夹腿314。然后，当夹120和L形托架122拧紧到块136的承坐区域204上时，块134和块136之间连结部完成。应理解，可以这种方式串联地安装一块接一块直至达到檩104的全长。

[0027] 因为每个系列中的块都固定了，所以片状部107a和107b以及一小块隔热体层112挤压在每个块114的下侧与檩头302之间。更具体地，位于每个块上的腿116和腿118中每个的底部表面212和214分别直接压在层112以及片状部107a和107b上。

[0028] 然而，由位于每个桥接块上的腿116和腿118之间的下侧表面216形成的间隙150（参照图1中的系列216）允许隔热体在该区域中进行一些扩展。因而，虽然在体积上有所限制，但是位于块的腿之间的隔热体层仍然具有一些深度，并且没有被完全压紧。这样提供了热传输阻力优点。相对于每行块114侧向地，隔热体层向上扩展回到其正常密度并填充下方隔热体条108的上表面350之上区域，以与安装的块114的上表面处于同一水平。

[0029] 然后，金属屋顶板102安装在块上方并与块垂直。更具体地，位于夹120的顶部上的凸缘310以公知方式缝合到屋顶板102的边缘124和125中。虽然图1中仅示出一个屋顶板，但是本领域技术人员应理解，将安装多个屋顶板以使得整个屋顶被覆盖。

[0030] 图4至图5中示出了另一实施方式。图4至图5的实施方式使用图2A至图2E中示出的相同桥接块配置，所以不再重复所公开的屋顶系统的该组件的详细描述。首先参照图4，示出了包括该第二实施方式的屋顶的破开部分。再一次，系统400设置成支承并使屋顶板403隔热，屋顶板403安装在该组件的顶部上。再一次，该系统支承在多个Z形檩500的顶部上。虽然在图4中仅示出了3个Z形檩500，但是应理解，在整个屋顶结构上将包含处于平行关系的更多这种檩500。图5示出第二实施方式的系统400的横截面。Z形檩500具有竖直的腹板部分501（参照图5）和水平的顶部部分502以及水平的底部部分506。水平的顶部部分502具有向下倾斜的前唇部504。檩500的底部部分506具有唇部508，并且底部506以与顶部部分502的方向相反的方向延伸。虽然该系统的第二实施方式400可与不同类型的檩（例如，C形和其他变型）一起使用，但是图4和图5中示出的檩横截面是Z形。与上一实施方式一样，屋顶框架还将包括多个角金属横向构件110，其以公知方式安装成穿过位于檩500的腹板501中的孔。

[0031] 最初，隔热体层558铺设在檩500上方，以使得其下垂，以支承在横向构件110的顶部上。这与第一实施方式是不同的，第一实施方式具有在相对的檩104之间展开并纵向延伸的薄毡式隔热体108。而在这里，隔热体层覆盖全部。在图4和图5的实施方式中，隔热体层558是包括位于其底侧的隔汽片556的玻璃纤维隔热体（经常成卷销售）。虽然最常由玻璃纤维制成，但是隔热体层558也可由其他材料构造。另外，隔汽片556和隔热体层558可以是独立的部件，并且隔热体层铺设在隔汽片的顶部上。

[0032] 一旦隔热体层558已在檩500上方铺设就位，如图4所示，桥接块414直接安装在每个Z形檩500的上部部分302的顶部上。

[0033] 参照图4，已安装第一系列426块414，而第二系列528桥接块414正在安装过程中。图4中系列426和528中的块414在连结部430处集合。连结部430由已安装的块例如块432的第二端部402与系列中将安装的下一块例如块434的第一端部401相遇而形成。块432（图4）已紧固至檩500，而块434示为将利用L形托架422和夹420紧固在其端部
402。

[0034] 然而，因为隔热体层558已横盖在檩头上，所以当安装时，L形托架422将使桥接块414的腿底部压在位于檩头上的一小块隔热体的顶部上。

[0035] 在优选的第二实施方式中，夹420的底部中存在预制造/钻制的孔（未示出）。螺栓515螺母517组合（参照图5）、或螺钉可用于紧固。紧固件516安装成穿过这些孔安装，然后穿过L形托架422的较大部分（参照例如图2中的部分210），然后穿过块414的连结支承腿518，然后进入檩500。参照图5。

[0036] 两个孔（未示出）可预钻制或预冲制穿过L形托架422的承坐部分（参照例如图2中的210），贯穿桥接块414的腿518的预钻制或预冲制的孔，然后穿过已在腿518下面被压挤的隔热体层的薄层，然后向下到达檩头502上的预钻制或预冲制的孔。对于螺栓形式，螺栓的长度致使螺栓的尖部下降穿过腿518，穿过隔热体，然后下降至檩头502（参照图5）之下，在该处可拧上螺母517。在紧固机构516是钻尾螺钉的情况下，其将传下去，然后穿过Z形檩500的上表面502中的孔固定，当使用螺钉时，孔在Z形檩500的上表面502下面的直径将略微小于螺钉，以使得它们能够咬合。这导致L形托架422压在块414的承坐区域（参照例如图2B中的区域204）上。

[0037] 现在块434的第二端部202已由安装在那里的夹420和L形托架422固定，夹腿511和缝合凸缘510将竖起并暴露。然后，为了安装下一块436，其第一端部401的槽508将匹配并利用已经安装在上一块434上的夹的夹腿511。然后，当夹402和L形托架422拧紧到块436的承坐区域上时，块434与436之间的连结部完成。应理解，可以这种方式串联地安装一块接一块直至达到檩500的全长。

[0038] 当每个系列中的块都固定时，下面的毡式隔热体片558和隔汽片556夹在檩上凸缘502与每个块414的下侧之间。更具体地，每个块上的腿514和518中每个的底部表面（例如，图2中的底部表面212和214）分别直接将隔热体层558夹至每个檩头502的上表面。然而，在每个块上的腿514与518之间形成的间隙450（参照图4中的系列426）中，隔热体（虽然在体积上有所限制）部分地膨起。这就提供了热传输阻力优点。除了夹在腿514与腿518之下的表面，隔热体的上表面550（参照图5）基本上保持在与块414之下的表面相等的水平。

[0039] 一旦所有的块414已经固定，相对薄的毡式隔热体条412展开到形成在相对的块系列之间的矩形腔中，例如在隔热体纵向延伸的系列426与528之间，如图4所示。在实施方式中，可使用板式隔热体代替毡式隔热体。如果上隔热体层412由板式隔热体制成，那么将被预切割以适合腔。在使用毡式隔热体卷的情况下，其通常在宽度上被确定尺寸以能够安装在标准檩间隔之间。如图4所示，上隔热体层412位于下层的上表面550的顶部上并填充位于下层558之上的块行之间的开放区域。

[0040] 一旦相对薄毡式隔热体条412设置就位，金属屋顶板403安装在块414上方并与块414垂直。更具体地，位于夹420的顶部上的凸缘510以公知方式缝合到屋顶板403的边缘424和425中。虽然在图4中仅示出一个屋顶板，但是本领域技术人员应理解将安装多个屋顶板以使得整个屋顶被覆盖。

[0041] 在不背离本发明的精神和范围的情况下，示出的和未示出的各种部件的多种不同布置都是可能的。所描述的本发明的实施方式仅用于说明而非限制本发明。不背离本发明范围的可替代性实施方式对本领域的技术人员是显而易见的。本领域的技术人员可以发展出可替代性方式来实施上述改进而不背离本发明的范围。

[0042] 应当理解，某些特征和子组合具有实用性且可以在不参考其他特征或子组合的情况下使用，并认为是在权利要求的范围中。并非附图中列出的所有步骤都必须以所描述的特定顺序执行。