热阻断锚定件和包括热阻断锚定件的组件

申请号 CN201580067160.0 申请日 2015-12-16 公开(公告)号 CN107109847A 公开(公告)日 2017-08-29
申请人 道康宁公司; 发明人 L·D·卡贝里; J·D·詹森;
摘要 本 发明 公开了一种用于将内部建筑构件48和外部建筑构件46固定在一起的锚定件20,该锚定件包括第一端部22,该第一端部具有用于接合内部建筑构件的外侧24和与外侧24相背对的内侧26。该锚定件还包括第二端部28,该第二端部具有外侧30和与第二端部的外侧相背对的、用于接合外部建筑构件的内侧32。用于减少外部建筑构件和内部建筑构件之间的 热桥 接的热阻断件38设置在端部的内侧之间的空间34中并且具有粘结到第一端部的内侧的第一联接表面40和粘结到第二端部的内侧的第二联接表面42。公开了一种组件50,该组件包括用于将内部建筑构件和外部建筑构件46,48固定在一起的锚定件20。
权利要求

1.一种用于结构体的组件50,所述组件包括:
内部建筑构件48;
外部建筑构件46,所述外部建筑构件与所述内部建筑构件48间隔开;和
锚定件20,所述锚定件设置在所述建筑构件46,48之间,以将所述外部建筑构件46固定到所述内部建筑构件48,所述锚定件20包括:
第一端部22,所述第一端部具有用于接合所述内部建筑构件48的外侧24和与所述第一端部22的所述外侧24相背对的内侧26;
第二端部28,所述第二端部具有用于接合所述外部建筑构件的外侧30和与所述第二端部28的所述外侧30相背对的内侧32;
所述端部22,28的所述内侧26,32面向彼此,所述内侧26,32之间限定有空间34;和热阻断件38,所述热阻断件设置在所述空间34中,其中所述热阻断件38具有粘结到所述第一端部22的所述内侧26的第一联接表面40和与所述第一联接表面40相背对并且粘结到所述第二端部28的所述内侧32的第二联接表面42;
其中所述热阻断件38的热导率低于所述端部22,28中的至少一者的热导率,以在所述建筑构件46,48经受所述建筑构件46,48之间的温差时减少所述建筑构件46,48之间的热桥接。
2.根据权利要求1所述的组件50,其中所述热阻断件38将所述端部22,28以粘接方式粘结在一起。
3.根据权利要求1或2所述的组件50,其中所述热阻断件38唯一地将所述端部22,28粘结在一起。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组件50,其中所述热阻断件38的热导率低于所述端部22,28中的每一者的热导率。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组件50,其中:
i)所述热阻断件38包括聚合物材料;
ii)所述端部22,28中的每一者包括金属材料;或者
iii)i)和ii)两者。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的组件50,其中所述热阻断件38包括树脂或硅橡胶
7.根据权利要求1至5中任一项所述的组件50,其中所述热阻断件38包括环树脂或环氧树脂粘结剂。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的组件50,其中所述热阻断件38包括弹性体,所述弹性体选自热塑性弹性体、不饱和橡胶、饱和橡胶以及它们的混合物。
9.根据权利要求8所述的组件50,其中所述热塑性弹性体选自苯乙烯嵌段共聚物、聚烯、弹性体合金、聚酯、共聚酯、聚酰胺以及它们的混合物。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的组件50,其中所述不饱和橡胶选自聚异戊二烯、聚丁二烯、氯丁二烯、丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯、丁腈橡胶以及它们的混合物。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的组件50,其中所述饱和橡胶选自乙丙橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶、表氯醇橡胶、聚丙烯酸橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、含氟弹性体、全氟弹性体、聚醚嵌段酰胺、氯磺化聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯以及它们的混合物。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的组件50,其中所述端部22,28中的每一者包括
13.根据权利要求1至12中任一项所述的组件50,其中所述热阻断件38的横截面积为约
1至约800平方厘米(cm2)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的组件50,其中所述热阻断件38的平均厚度为约
1至约50毫米(mm)。
15.一种结构体,所述结构体包括根据权利要求1至14中任一项所述的组件50。
16.一种用于将外部建筑构件46固定到内部建筑构件48的锚定件20,所述锚定件20包括:
第一端部22,所述第一端部具有用于接合所述内部建筑构件48的外侧24和与所述第一端部22的所述外侧24相背对的内侧26;
第二端部28,所述第二端部具有用于接合所述外部建筑构件46的外侧30和与所述第二端部28的所述外侧30相背对的内侧32;
所述端部22,28的所述内侧26,32面向彼此,所述内侧26,32之间限定有空间;和热阻断件38,所述热阻断件设置在所述空间中,所述热阻断件38具有粘结到所述第一端部22的所述内侧26的第一联接表面40和与所述第一联接表面40相背对并且粘结到所述第二端部28的所述内侧32的第二联接表面42;
其中所述热阻断件38的热导率低于所述端部22,28中的至少一者的热导率,以在所述建筑构件46,48经受所述建筑构件46,48之间的温差时减少所述建筑构件46,48之间的热桥接。
17.根据权利要求16所述的锚定件20,其中所述热阻断件38将所述端部22,28以粘接方式粘结在一起。
18.根据权利要求16或17所述的锚定件20,其中所述热阻断件38唯一地将所述端部22,
28粘结在一起。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的锚定件20,其中所述热阻断件38的热导率低于所述端部22,28中的每一者的热导率。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的锚定件20,其中:
i)所述热阻断件38包括聚合物材料;
ii)所述端部22,28中的每一者包括金属材料;或
iii)i)和ii)两者。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的锚定件20,其中所述热阻断件38包括硅树脂或硅橡胶。
22.根据权利要求16至20中任一项所述的锚定件20,其中所述热阻断件38包括环氧树脂或环氧树脂粘结剂。
23.根据权利要求16至20中任一项所述的锚定件20,其中所述热阻断件38包括弹性体,所述弹性体选自热塑性弹性体、不饱和橡胶、饱和橡胶以及它们的混合物。
24.根据权利要求23所述的锚定件20,其中所述热塑性弹性体选自苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烃、弹性体合金、聚氨酯、共聚酯、聚酰胺以及它们的混合物。
25.根据权利要求23或权利要求24所述的锚定件20,其中所述不饱和橡胶选自聚异戊二烯、聚丁二烯、氯丁二烯、丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯、丁腈橡胶以及它们的混合物。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的锚定件20,其中所述饱和橡胶选自乙丙橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶、表氯醇橡胶、聚丙烯酸橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、含氟弹性体、全氟弹性体、聚醚嵌段酰胺、氯磺化聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯以及它们的混合物。
27.根据权利要求16至26中任一项所述的锚定件20,其中所述端部22,28中的每一者包括铁或钢。
28.根据权利要求16至27中任一项所述的锚定件20,其中所述热阻断件38的横截面积
2 2
为约1至约800平方厘米(cm)(或约0.5至约120平方英寸(in))。
29.根据权利要求16至28中任一项所述的锚定件20,其中所述热阻断件38的平均厚度为约1至约50毫米(mm)(或约0.05至约2英寸(in))。
30.根据权利要求16至29中任一项所述的锚定件20,其中在火烧毁所述聚合物热阻断件38的情况下,所述内侧机械地扣住所述外侧。
31.一种将外部建筑构件46固定到与所述外部建筑构件46间隔开的内部建筑构件48的方法,所述方法包括以下步骤:
提供锚定件20;
将所述锚定件20附接到所述建筑构件46或48中的一者,以形成子组件;以及将所述子组件和剩余的所述建筑构件46或48连接,以将所述外部建筑构件46固定到所述内部建筑构件48;
其中所述锚定件20为根据权利要求16至30中任一项所述的。

说明书全文

热阻断锚定件和包括热阻断锚定件的组件

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本专利申请要求2014年12月17日提交的美国临时申请62/093,032的优先权,该专利申请的内容以引用方式并入本文中。

技术领域

[0003] 本发明整体涉及锚定件并且涉及用于结构体的组件,更具体地,涉及锚定件并且涉及包括内部建筑构件和外部建筑构件的组件,其中锚定件设置在建筑构件之间并且具有热阻断件,该热阻断件用于在建筑构件经受建筑构件之间的温差时减少建筑构件之间的热桥接。

背景技术

[0004] 在许多商业或工业建筑中,使用L形或Z形托架来将外部建筑构件(例如包层)机械地附接到内部建筑构件(例如承重墙或次框架)。隔热的连续跨度通常至少与内部建筑构件接触。托架通过隔热件中的接缝,使得外部构件可以附接到先前已附接到内部建筑构件的托架。托架将环境的高度负载(例如载)从外部建筑构件转移到内部建筑构件。托架必须足够坚固以支撑高度负载以及一个或多个外部建筑构件的重量。因此,托架通常由金属(例如)形成。遗憾的是,由于上述托架由金属形成,它们在外部建筑构件和内部建筑构件之间充当直接的热短路。已经提出了各种系统来努减少建筑构件之间的热传递(即,热损失或热增益)。
[0005] 一种系统利用ThermaStopTM隔热系统,其可从华盛顿州迪尔帕克(Deer Park,WA)的Knight Wall Systems商购获得。ThermaStopTM系统利用55AL-ZN涂层钢托架,其具有塑料底座和一体式1/8英寸塑料垫圈。虽然ThermaStopTM系统具有相对窄的横截面,但是该横截面由穿过隔热件并充当直接热短路的钢形成。
[0006] 另一种系统利用CASCADIA 其可从加拿大不列颠哥伦比亚省兰里(Langley,BC,Canada)的Cascadia Windows Ltd.商购获得。CASCADIA 玻璃纤维环形垫片,并且在授予Bombino等人的美国外观设计专利D666,894S和授予Bombino等人的美国专利申请公布US2013/0174506 A1中示出。虽然是由玻璃纤维形成,但CASCADIA 依赖于常规的金属固件(例如方头螺钉),这些紧固件充当直接的热短路。此外,CASCADIA的安装可能较困难并且耗时。
[0007] 另一种系统利用隔热材料(TIM),其可从萨诸塞州波士顿(Boston,MA)的商购获得。该TIM由玻璃纤维强化的层合复合材料制成。虽然由玻璃纤维形成,但该TIM仅仅是用在凸缘钢连接件之间的垫。钢连接件必须通过充当直接热短路的常规金属紧固件(例如螺栓)连接。此外,该TIM的安装可能较困难并且耗时。
[0008] 又一种系统利用 其可从伊利诺伊州梅尔罗斯帕克(Melrose Park,IL)的Heckmann Building Products,Inc.商购获得。 由聚
芳基砜(PPSU)形成,其具有按扣设计,并且在授予Curtis等人的美国专利申请公布US2013/
0232909 A1中有所描述。 用于砖石结构。虽然由PPSU形成,但
依赖于可充当直接热短路的常规金属系材。此外, 的安装可能较困难并且耗
时。
[0009] 根据上述内容,仍然存在提供减少或消除热传递的系统的机会。还存在提供安装更容易且安装时间更短的系统的机会。

发明内容

[0010] 公开了一种锚定件。该锚定件可用于将外部建筑构件固定到内部建筑构件。该锚定件包括第一端部,该第一端部具有用于接合内部建筑构件的外侧。该锚定件还包括与第一端部的外侧相背对的内侧。该锚定件还包括第二端部,该第二端部具有用于接合外部建筑构件的外侧。该锚定件还包括与第二端部的外侧相背对的内侧。端部的内侧面向彼此。在端部的内侧之间限定有空间。热阻断件设置在该空间中。该热阻断件具有粘结到第一端部的内侧的第一联接表面。该热阻断件还具有与第一联接表面相背对并且粘结到第二端部的内侧的第二联接表面。热阻断件的热导率低于端部中的至少一者的热导率。当建筑构件经受建筑构件之间的温差时,热阻断件通常减少建筑构件之间的热桥接。
[0011] 还公开了一种组件。该组件包括内部建筑构件和外部建筑构件,它们彼此间隔开以限定空间。锚定件设置在建筑构件之间。锚定件将外部建筑构件固定到内部建筑构件,并且通常减少它们之间的热桥接。该组件可用于结构体,诸如用于建筑物
[0012] 还公开了一种方法。该方法需要将外部建筑构件固定到内部建筑构件。该方法包括提供锚定件并将锚定件附接到建筑构件之一,以形成子组件的步骤。该方法还包括将子组件和剩余建筑构件连接,以固定建筑构件的步骤。附图说明
[0013] 本公开的其他优点将容易地被认识到,因为参考以下具体实施方式并结合附图考虑,可更好地理解本公开的其他优点,其中:
[0014] 图1A是本公开的锚定件的透视图;
[0015] 图1B是图1A中的锚定件的分解透视图;
[0016] 图2是本公开的另一个锚定件的透视图;
[0017] 图3具有外部建筑构件和内部建筑构件、夹具和刚性泡沫隔离件的组件的一部分的照片;并且
[0018] 图4是一种组件的侧视图,该组件具有外部建筑构件和内部建筑构件以及根据图2的用于将外部建筑构件固定到内部建筑构件的锚定件;
[0019] 图5是根据本公开的另一个实施方案的锚定件的侧剖面图,该锚定件包括定位在热阻断件内的扣件结构;
[0020] 图6是图5的锚定件的侧剖面图,其中移除了热阻断件,并且其中扣件结构互并且彼此接合。

具体实施方式

[0021] 参见附图,锚定件一般以20示出;附图中在几个视图中相同的数字表示相似的部分。锚定件20可用于将外部建筑构件46固定到内部建筑构件48。建筑构件46,48在下文进一步描述并且在图3至图6中示出。
[0022] 锚定件20包括第一端部22,该第一端部具有外侧24。外侧24可用于接合内部建筑构件46。锚定件20还包括内侧26,该内侧与第一端部22的外侧24相背对。第一端部22可为各种大小、尺寸和形状。参见图1,第一端部22通常被构造为T形托架。如图2所示,第一端部22通常被构造为平头托架。尽管示出的是T形托架和平头托架构型(或设计),但第一端部22可具有各种构型,并且不限于特定构型。
[0023] 锚定件20还包括第二端部28,该第二端部具有外侧30。外侧30可用于接合外部建筑构件。锚定件20还包括内侧32,该内侧与第二端部28的外侧30相背对。第二端部28可为各种大小、尺寸和形状。如图1和图2所示,第二端部28通常被构造为T形托架。尽管示出的是T形托架构型,但第二端部28可具有各种构型,并且不限于特定构型。第二端部28可以与第一端部22相同或不同。例如,端部22,28可以是彼此的镜像,如图1B中最佳地示出,或者彼此不同,如图2所示。
[0024] 端部22,28的内侧26,32通常面向彼此。通常,内侧26,32基本上彼此平行;然而,这不是必需的。通常在端部22,28的内侧26,32之间限定有空间34。空间34可为各种尺寸。
[0025] 可为端部22,28中的至少一者,和/或为锚定件20本身使用其他构型、设计或轮廓,包括类似于常规L形托架、Z形托架、U形托架、C形托架、I形托架、H形托架、悬挂托架、帽托架、镫形托架、平头托架、分弯锚杆等的那些。锚定件20可被构造成类似于在建筑物中用于将建筑构件固定在一起的各种类型的常规锚定件。锚定件20也可以称为系带、夹具或托架。本领域的普通技术人员可以基于锚定件20的用途、位置、负载等来选择合适构型的端部22,
28和/或锚定件20。
[0026] 任选地,端部22,28可单独地限定至少一个孔36。孔36可为各种大小、尺寸和形状。孔36可用于将第一端部22附接到内部建筑构件和/或用于将第二端部28附接到外部建筑构件。孔36可以与紧固件结合使用。合适的紧固件的示例包括但不限于:螺栓、螺钉、销钉、系带、钉子、铆钉、粘接剂等。本公开不限于特定类型的紧固件。孔36可以例如通过铸造、机加工、压印、钻孔等来在一个或多个端部22,28中预形成或后形成。
[0027] 通常,端部22,28中的每一者单独地包括刚性材料。合适的刚性材料的示例包括但不限于金属材料、聚合物材料、复合材料以及它们的组合。在各种实施方案中,端部22,28中的每一者包括金属材料。在这些实施方案中,端部22,28中的每一者可单独地包括元素金属或其合金。合适的材料的示例包括但不限于过渡金属和贫金属,诸如、铝、锌等。在某些实施方案中,端部22,28中的每一者包括铁。在特定实施方案中,端部22,28中的每一者包括钢。可以使用各种等级的钢(SAE钢种)来形成端部22,28,诸如200或300系列不锈钢。在一个具体实施方案中,使用SAE钢种304不锈钢来形成端部22,28中的每一者。本领域的普通技术人员可以基于锚定件20的用途、位置、负载等为端部22,28中的每一者选择合适的材料。
[0028] 热阻断件38设置在空间34中。热阻断件38具有粘结到第一端部22内侧26的第一联接表面40。热阻断件38还具有与第一联接表面40相背对的第二联接表面42。第二联接表面42粘结至第二端部28的内侧32。
[0029] 通常,热阻断件38将端部22,28以粘接方式粘结在一起。换句话讲,在正常使用期间,第一联接表面40通常粘附到第一端部22的内侧26,并且第二联接表面42通常粘附到第二端部28的内侧32。粘附力通常是不同表面相互粘附的倾向。在其他实施方案中,热阻断件38唯一地将端部22,28粘结在一起。在这些实施方案中,锚定件20不具有用于将端部22,28连接在一起的补充装置。换句话讲,端部22,28唯一地通过热阻断件38附接在一起。此类补充装置的示例包括但不限于紧固件诸如螺栓、销钉、螺钉等。
[0030] 热阻断件38可具有各种尺寸。如图1B中最佳地示出,热阻断件38通常具有高度(H)、宽度(W)和厚度(T)。热阻断件38的高度(H)、宽度(W)和厚度(T)可以是均一的,或者可以不同。本领域的普通技术人员可基于锚定件20的用途、位置、负载等来选择热阻断件38的合适高度(H)、宽度(W)和厚度(T)。
[0031] 热阻断件38可具有各种横截面积,如通常由其高度(H)和宽度(W)限定的。在各种实施方案中,热阻断件38具有约1至约800、约1至约300、约1至约200、约5至约100、约5至约2 2
50、约10至约40、约20至约40,或约30平方厘米(cm),或约1和约800cm之间的任何子范围的横截面积(H*W)。或者,热阻断件38可具有约0.5至约120平方英寸(in2)(3.23至774cm2)、约
0.5至约80in2(3.23至516cm2)、约2至约40in2(12.9至258cm2)、约2至约20in2(12.9至
129cm2)、约4至约16in2(25.8至103.2cm2)、约8至约16in2(50.6至103.2cm2),或约12in2
2 2 2
(77cm),或约0.5和约120in (3.23至774cm)之间的任何子范围的横截面积(H*W)。本领域的普通技术人员可基于锚定件20的用途、位置、负载等来选择热阻断件38的合适横截面积(H*W)。
[0032] 热阻断件38可具有各种平均厚度,如通常由其厚度(T)限定的。在各种实施方案中,热阻断件38具有约1至约50、约1至约40、约1至约30、约1至约20、约2至约10、约4至约8,或约6毫米(mm),或约1至约40mm的任何子范围的平均厚度(T)。或者,热阻断件38具有约0.05至约2英寸(in)(1.27至50.8mm)、约0.05至约1.5in(1.27至38.1mm)、约0.05至约
1.25in(1.27至31.75mm)、约0.05至约1in(1.27至25.4mm)、约0.1至约0.75in(2.54至
19.05mm)、约0.25至约0.5in(6.35至12.7mm),或约0.25in(6.35mm),或约0.05至约2in(1.27至50.8mm)的任何子范围的平均厚度(T))。本领域的普通技术人员可基于锚定件20的用途、位置、负载、热性能要求等来选择热阻断件38的合适平均厚度(T)。
[0033] 任选地,热阻断件38的至少一部分可在端部22,28中的至少一者的至少一部分上方模制。虽然不需要,但是据认为,包覆成型可用于增大锚定件20的强度(例如剪切强度)。任选地,端部22,28的内侧26,32中的至少一者可包括一个或多个表面凸起。虽然不需要,但是据认为,表面凸起可用于增大锚定件20的强度(例如剪切强度)。令人惊奇的是,已经发现,即使端部22,28的内侧26,32基本上平滑(例如在分配或形成热阻断件38之前),锚定件
20的强度仍然是足够的。本领域的普通技术人员可以基于锚定件20的用途、位置、负载等来选择合适的选项(例如包覆成型和/或凸起)。
[0034] 热阻断件38通常包括刚性材料、半刚性材料、半挠性材料或挠性材料。据认为,此类材料可以允许锚定件20的端部22,28之间不同程度的移动。例如,某些建筑构件可能会发生一定量的沉降、屈曲、膨胀和/或收缩。外部建筑构件在承受高度负载(例如风载)和/或温度变化(例如在凉/冷天暴露于阳光下)时尤其容易发生移动。其他类型(或形式)的负载包括静负载、活动负载、建筑负载、环境负载和重力负载,并且本公开不限于特定的负载。
[0035] 通常,热阻断件38由不同于端部22,28中的至少一者的材料形成,更通常地,与端部22,28两者都不同。在各种实施方案中,热阻断件38包括聚合物材料。可以使用各种类型的聚合物化学物质来形成热阻断件38,包括但不限于弹性体(或橡胶)、树脂或硅橡胶,或刚性材料诸如环树脂或环氧树脂粘合剂
[0036] 在各种实施方案中,热阻断件38包括弹性体(或橡胶)。合适的弹性体的示例包括但不限于热塑性弹性体(TPE)、不饱和橡胶、饱和橡胶以及它们的混合物。
[0037] 合适的TPE的具体示例包括但不限于苯乙烯系嵌段共聚物、聚烯、弹性体合金、聚酯、共聚酯和聚酰胺。也可以使用TPE的混合物。在某些实施方案中,热阻断件38由聚氨酯(例如热塑性聚氨酯或TPU)形成。
[0038] 合适的不饱和橡胶的具体示例包括但不限于可以通过硫磺硫化固化的那些,诸如聚异戊二烯、聚丁二烯、氯丁二烯、丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯,和丁腈橡胶。某些不饱和橡胶也可以利用硫磺硫化以外的方式固化。也可以使用不饱和橡胶的混合物。
[0039] 合适的饱和橡胶的具体示例包括但不限于乙丙橡胶(EPM)、乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)、表氯醇橡胶、聚丙烯酸橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、含氟弹性体、全氟弹性体、聚醚嵌段酰胺、氯磺化聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯。也可以使用饱和橡胶的混合物。在某些实施方案中,热阻断件38由EPDM形成。
[0040] 在各种实施方案中,热阻断件38包括硅树脂。在其他实施方案中,热阻断件38包括硅橡胶。硅橡胶也可以称为硅氧烷弹性体。可以使用各种类型的硅橡胶来形成热阻断件38。硅橡胶可以例如由加成固化系统、缩合固化系统或过氧化物固化系统来固化。
[0041] 在各种实施方案中,硅橡胶由热固化系统固化。热固化系统通常依赖于使用铂基催化剂的附加固化机制或过氧化物固化机制来促进固化。可通过加热和/或加压来加速固化过程。合适的硅橡胶的示例包括可从密歇根州米德兰(Midland,MI)的道康宁公司商购获得的那些,诸如 硅橡胶(例如 TR-70硅橡胶)。
[0042] 或者,热阻断件38由缩合固化的硅树脂结构粘合剂或缩合固化的硅树脂结构密封剂形成,其在固化时形成合适的弹性体材料。合适的硅树脂结构粘合剂或缩合固化的硅树脂结构密封剂的示例包括可从密歇根州米德兰(Midland,MI)的道康宁公司商购获得的那些,例如DOW 硅树脂结构密封剂(例如DOW 995硅树脂结构密封剂)。
[0043] 在各种实施方案中,热阻断件38包括环氧树脂或环氧粘结剂。在这些实施方案中的某些中,环氧树脂或环氧粘结剂固化以形成刚性材料,该刚性材料在使用期间提供并保持对第一端部22和第二端部28的相应内侧26,32的足够的粘结性和所需粘合强度。
[0044] 在热阻断件38包括聚合物材料例如弹性体、硅树脂或环氧树脂的实施方案中,热阻断件38通常具有非常低的热导率。例如,热阻断件38可具有低于金属材料诸如刚的热导率2、5、10、25、50或100分之一的热导率。热阻断件38、因此锚定件20可以被构造成具有故障安全阻燃性。例如,锚定件20可被构造成具有机械扣件,其将允许端部22,28在火烧毁聚合物热阻断件38的情况下保持结构接合。通过测试NFPA 285(美国国家消防协会测试285-标准第一测试方法,用于评估含有可燃组分的外部非承重墙组件的火灾传播特性(马萨诸塞州昆西NFPA的试验副本))来对此进行评估。锚定件20还可被构造成在“冻融”条件下耐受,和/或被构造成耐受砂浆中的
[0045] 锚定件20可由各种制造方法制成,并且本公开不限于特定的制造方法。在某些实施方案中,锚定件20通过注模形成。在这些实施方案中,用于形成热阻断件38的材料(例如硅树脂复合材料)当在模具中时被注入在端部22,28之间。可以使用热和/或压力来加速某些材料诸如硅橡胶的固化。还可以使用其他模制方法,诸如压缩模制。本领域的普通技术人员可以基于用于形成锚定件20的材料来选择合适的制造方法。
[0046] 一种组件(在图3至图6的替代实施方案中分别示为50)。组件50对于结构体是有用的,并且可以在建筑行业中使用。该结构体通常是建筑物,并且本公开不限于特定的建筑物。建筑物的示例包括但不限于住宅、商业建筑物和工业建筑物,诸如单层建筑、中层建筑和高层建筑
[0047] 组件50包括内部建筑构件(在图3至图6中分别示为48)。内部建筑构件48可以是任何类型的常规内部建筑构件,并且本公开不限于特定的内部建筑构件。合适的内部建筑构件的示例包括但不限于立柱、梁、轨道、托梁、系带、桁架、支架、支柱、框架、壁和支撑件。内部建筑构件可以包括前述示例中的一者或多者。
[0048] 组件50还包括与内部建筑构件48间隔开的外部建筑构件(在图3至图6中分别示为46)。外部建筑构件46可以是任何类型的常规外部建筑构件,并且本公开不限于特定的外部建筑构件。合适的外部建筑构件的示例包括但不限于雨幕、幕墙、砖、砖石、石头、木材、面板、壁板、外墙、包层、围梁、轨道、墙壁、窗台、楣板、头部和竖框。外部建筑构件可以包括前述示例中的一者或多者。上文列出的内部建筑构件和外部建筑构件的示例并非无所不包的列表。此外,描述为内部建筑构件的物体也可以用作外部建筑构件,反之亦然。本公开不限于建筑构件的特定名称。
[0049] 组件50还包括如在上文的图1至图2中描述的锚定件20。锚定件20设置在内部建筑构件48和外部建筑构件之间。锚定件20通常将外部建筑构件46固定到内部建筑构件48(或反之亦然)。
[0050] 任选地,组件50还可以包括一个或多个常规建筑构件。本公开不限于特定类型或数量的常规建筑构件。在各种实施方案中,组件还包括至少一个紧固件。合适的紧固件的示例包括但不限于,螺栓、螺钉、销钉、钉子、铆钉、粘接剂等。本公开不限于特定类型的紧固件。如果使用紧固件,则该紧固件通常与孔36结合使用。此外,如果使用紧固件36,则该紧固件通常不会通过例如横跨在端部22,28之间,而将端部22,28操作性地连接在一起。
[0051] 在各种实施方案中,组件50还包括隔热件。隔热件可以设置在锚定件20周围,置于锚定件20和至少一个建筑构件之间,并且/或者置于建筑构件之间。合适类型的隔热件的示例包括但不限于,絮垫和毯状物、松散填充型隔热件、结构隔热板(SIP)、喷雾泡沫、真空隔热板(VIP)等。合适类型的隔热件的其他示例包括但不限于,玻璃纤维、矿玻璃棉岩棉、棉、发泡聚苯乙烯(EPS)、挤出型聚苯乙烯(XPS)、聚异氰脲酸酯(“多异氰酸酯”)、开孔或闭孔型聚氨酯泡沫、纤维素、气凝胶等。任选地,可以使用一个或多个紧固件,诸如棒状销、夹具等,来将隔热件保持在适当位置。本公开不限于特定类型的隔热件或紧固件。
[0052] 热阻断件38的热导率低于端部22,28中的至少一者的热导率。在某些实施方案中,热阻断件38的热导率低于端部22,28中的每一者(或两者)的热导率。热阻断件38也可以称为热障。当内部建筑构件和外部建筑构件经受建筑构件之间的温差时,热阻断件38的较低热导率通常会减少建筑构件之间的热桥接。通常,热阻断件38会减少或防止端部22,28之间的热能流动,从而减少或防止内部建筑构件和外部建筑构件之间的热能流动(或热传递)。本公开不限于特定方向(即,向内、向外或中立)的热能流动。
[0053] 热桥(也称为冷桥或热短路)是热传递的基础,其中在建筑物组件的内部(调温空间)和外部环境(也称为建筑围护结构,围护结构或热围护结构)之间的间隔中会发生由高导热材料或非隔热材料引起的隔热层穿透。当隔热不佳的材料发生接触时,会产生热桥接,从而允许热量流过所产生的热阻最小的路径,尽管邻近材料层由隔热件隔开,并且/或者由几乎不传热的空气间层隔开。例如,锚定在建筑物侧面的遮阳板通常穿透隔热件,并且其锚固会建立起到达建筑物内部的热桥。
[0054] 通常,热桥周围的绝缘对于防止由于热桥接引起的热损失或增益几乎没有帮助。例如,若未对建筑物阳台上的热桥加以处理,则阳台可充当“散热片”。此类散热片会将热量从建筑物散去,并使靠近阳台的房间变凉。具有热桥的墙壁可以类似于具有孔的桶。在热桥不断裂的情况下添加隔热件,就像增加桶壁厚度但不堵住孔。在使用隔热件的各种实施方案中,断开隔热件层的唯一部件是热阻断件38。通过这种方式,泡沫墙板可以例如以提供真正连续隔热的方式得到使用。
[0055] 还公开了一种方法。该方法可用于将外部建筑构件46固定到内部建筑构件48。该方法包括提供锚定件20的步骤。该方法还包括将锚定件20附接到建筑构件之一以形成子组件的步骤。例如,锚定件20可附接到内部建筑构件48或外部建筑构件46,以形成子组件。
[0056] 该方法还包括将子组件和剩余建筑构件连接,从而将外部建筑构件46固定到内部建筑构件48的步骤。例如,外部建筑构件46可以附接到包括锚定件20和内部建筑构件48的子组件。相反,内部建筑构件48可以附接到包括锚定件20和外部建筑构件46的子组件。可将一个或多个紧固件用于此类附接。
[0057] 可使用一个或多个锚定件20来附接结构体的建筑构件46,48。本领域的普通技术人员可以基于锚定件20的使用情况、位置、负载等来选择适当数量的锚定件20。在确定锚定件20的尺寸、构造和位置时,该说法可同样适用。锚定件20应具有在高度和重力负载两方面足以支撑外部建筑构件46的尺寸。可以基于最终应用来设计锚定件20。在某些实施方案中,可通过包括附加的机械夹具来将锚定件20和/或组件50计成防火安全型的,如若聚合物热阻断材料38在火中被烧毁,这些夹具会发生接合,其中该系统可通过NFPA 285的测试进行验证。
[0058] 参见图3,该图示出了组件50的一部分的照片,其具有外部建筑构件46、内部建筑构件48、夹具56和刚性泡沫隔热件60。组件50仅仅是(例如,替代夹具56,或除了该夹具以外)可利用本公开的锚定件20的组件的可能构造的一个示例。
[0059] 图4示出了组件50的另一个实施方案的分解图,其包括根据图2的置于外部建筑构件46和内部建筑构件48之间的锚定件20,该锚定件用于将外部建筑构件46固定到内部建筑构件48。
[0060] 在图4中,锚定件20的第一端部22的外侧24抵靠外部建筑构件46的外表面156定位。图中示为螺钉165的紧固件165被插入穿过相应的孔36,并将第二端部28固定到外部建筑构件46。另外的紧固件165也被插入穿过第二端部28中的孔36,从而将内部建筑构件48固定到第二端部28。
[0061] 同样如图4所示,热阻断件38设置在第一端部22和第二端部28之间的空间34中。热阻断件38具有粘结到第一端部22内侧26的第一联接表面40。热阻断件38还具有与第一联接表面40相背对的第二联接表面42。第二联接表面42粘结至第二端部28的内侧32。在该实施方案中,如上所述,热阻断件38的热导率低于端部22,28中的至少一者的热导率,以在外部建筑构件46和内部建筑构件48经受温差时减少两个建筑构件46,48之间的热桥接。刚性泡沫隔热件(未示出)也可定位在外部建筑构件46和内部建筑构件48之间,位于内部建筑构件46与外部建筑构件48之间的并且与未由锚定件20限定的空间34相邻的空间内。
[0062] 在本发明的另一个实施方案中,如图5和图6所示,组件50包括这样的构造:其中根据本发明的另一个实施方案的锚定件20的第一端部22和第二端部28中的每一者的内侧26,32被构造成包括彼此互补的捕捉结构72,74。捕捉结构72,74被设计成在火烧毁热阻断件38或者热阻断件38被移除的其他情况下机械地互锁或彼此接合。就这一点而言,在图5中,其中存在热阻断件38,捕捉结构72,74以彼此间隔开的方式定位在热阻断件38内。如果热阻断件38被烧毁或以其他方式移除,如图6所示,则捕捉结构72,74接合或以其他方式机械地互锁,使得通过锚定件20而固定的外部建筑构件相对于内部建筑构件的定位被保持。
[0063] 以下说明本公开的锚定件20的实施例旨在进行说明而非限制本发明。
[0064] 实施例
[0065] 锚定件的实施例通过注模制成。可以参考图1来理解锚定件的构造。模具被构造成同时制造5个锚定件。将第一端部和第二端部加载到模具中。存在5对端部。每对端部的内侧间隔开约0.25英寸(0.635cm)。每个端部为1英寸(2.54cm)的T形托架,并且由304不锈钢制成。在内侧之间注入硅树脂组合物,以在每对端部之间形成热阻断件。热阻断件将每对端部以粘接方式联接在一起。硅树脂组合物如下表I所示。
[0066] 表I
[0067]组分 CAS号 重量%
二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷 68083-19-2 40.0-60.0
三甲基化的二氧化硅 68909-20-6 30.0-50.0
二甲基乙烯基封端的二甲基乙烯基硅氧烷 68083-18-1 7.0-13.0
二甲基甲基硅氧烷 68037-59-2 1.0-5.0
二甲基环硅氧烷 无 1.0-5.0
[0068] 表I中的硅树脂组合物被分类为通常使用铂基催化剂进行固化的加成固化硅橡胶。将模具加热以促进固化。在模制后,热阻断件的肖氏硬度A为约70(ASTM D2240-05(2010))。热阻断件的硅橡胶具有优异的粘合强度和内聚强度。
[0069] 锚定件可以用于形成用于结构体的各种组件。例如,如果结构体的外部建筑构件经受高达50磅/平方英尺(2394.01帕斯卡)的风荷载,则本领域技术人员可以确定,按照锚定件设计来讲,实现所需风荷载所需要的锚定件的尺寸和数量。如果每32平方英尺(例如8英尺×4英尺(即,大约2.44米×1.22米,或2.97平方米))放置一个锚定件,则每个锚定件将经受约1600磅的风荷载(7116.8顿)。对于4:1的安全系数来说,单个锚定件必须具有6400磅(约28,467.2牛顿)的最小断裂荷载。例如,如果锚定件具有350磅/平方英寸(2.4兆帕)的极限断裂强度,则上述4:1的安全系数将需要20平方英寸的横截面(约129平方厘米)。
[0070] 应当理解,所附权利要求不限于展示详细说明中描述的任何特定的化合物、组合物或方法,其可以在落入所附权利要求的范围内的特定实施方案之间变化。就本文为描述各种实施方案的特定特征或方面而依赖的任何马库什群组而言,应当理解,可以从独立于所有其他马库什成员的相应的马库什群组的每个成员获得不同、特殊和/或意料之外的结果。马库什组的每个成员可以被单独地和/或组合地依赖,并且为所附权利要求的范围内的具体实施方案提供足够的支持。
[0071] 还应当理解,在描述本发明的各种实施方案时依赖的任何范围和子范围独立地且共同地落入所附权利要求的范围内,并且应理解为描述和设想包括其中的整数值和/或分数值在内的所有范围,即使本文未明确写出这样的值。本领域的技术人员容易认识到,列举的范围和子范围充分地描述了本发明的各种实施方案并使它们成为可能,并且这样的范围和子范围可以被进一步描绘成相关的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一等。仅作为一个示例,从“0.1到0.9”的范围可以被进一步描述为下三分之一(即从0.1到0.3)、中三分之一(即从0.4到0.6)和上三分之一(即从0.7到0.9),其单独地且共同地在所附权利要求的范围内,并且可以被单独地和/或共同地依赖并为所附权利要求的范围内的具体实施方案提供足够的支持。此外,就诸如“至少”、“大于”、“小于”、“不超过”等限定或修饰范围的语言而言,应当理解,此类语言包括子范围和/或上限或下限。作为另一个例子,“至少10”的范围本质上包括至少10至35的子范围、至少10至25的子范围、25至35的子范围等,并且每个子范围可以被单独地和/或共同地依赖并为所附权利要求的范围内的具体实施方案提供足够的支持。最后,在所公开的范围内的独立数值可以被依赖并为所附权利要求的范围内的具体实施方案提供足够的支持。例如,“从1至9”的范围包括诸如3的各个单独的整数,以及诸如4.1的包括小数点(或分数)的单独数,其可以被依赖并为所附权利要求的范围内的具体实施方案提供足够的支持。
[0072] 本发明在本文中已通过示例性方式进行了描述,应当理解,所用术语旨在成为本质上具有描述性的词语,而不是限制性的词语。根据上述教导内容,有可能得出本发明的许多修改形式和变型形式。本发明可以用不同于如在所附权利要求的范围内具体描述的方式实施。本文中明确设想到独立权利要求从属权利要求(单项从属和多项从属)的所有组合的主题。
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