专利名称：用于天窗和屋顶窗的无缝屋面密封边框的制作方法
技术领域：
本公开涉及天窗和屋顶窗领域，并且更具体地，涉及用于这种建筑元件的屋面密封边框。
背景技术：
数十年来，天窗和屋顶窗已经作为将日光和/或新鲜空气引入到建筑物内的途径而被结合到建筑物中。天窗一一其可以是固定的或者打开的——一般安装在不使用梯子的情况下不能从建筑物的内部接近的屋顶上。大部分天窗包括隔热玻璃镜片或覆盖元件、木框架和防护包覆件，并且一些可以直接安装到屋顶面(称为“屋面安装式”天窗的那些)上。 也可以利用防水件(有时称为“阶梯式防水件”)或其它防护材料产生围绕天窗开口的防水阻挡部。屋顶窗设计成用于安装在屋顶通常位于建筑物居住人员的触及范围内的住宅或建筑物中。例如，屋顶窗可以安装在具有矮的屋顶线的住宅中或者安装在用作居住空间的阁楼中。屋顶窗可以拥有类似于天窗的构型，并且可以包括敞开或通风的能力。这种屋面安装式天窗和屋顶窗(此处共同称为“天窗”)围绕屋顶中的预先切割的开口进行安装。与任何窗户一样，必须采取一些步骤以确保雨、风等被阻止通过天窗开口进入到住宅内。具体地，在易于降雪的较冷天气下——此时融化和再结冰是常见的—— 存在着融化的雪或其它降水围绕天窗的周边渗入到建筑内的可能。为了最小化渗漏的可能性，天窗制造商通常推荐在天窗组件的围边或木框架的周围应用毛毡纸或抗渗透纸(例如 Grace's Ice and Water Shield 抗渗透纸，由康涅狄格的 W. R. Grace and Company 制造)。这种纸或抗渗透材料可以附加于通常围绕天窗的周边使用的金属阶梯式防水件使用。不幸地，已经发现防护衬底可能被错误地应用或者被完全省略，从而增加了天窗安装中出现问题的可能性。阶梯式防水件提供了对水、空气和湿气渗漏的一些防护，但是它们的有效性至少部分地取决于安装人员的技能。因此，理想的是对天窗提供一种有效的空气和湿气阻挡层，该阻挡层能够容易地附接到天窗组件和屋顶上，并且它的存在使天窗的有问题的渗漏的可能性最小化。
发明内容
此处提供了一种用于天窗组件的单件式边框，该边框呈限定出围绕天窗的矩形周边的无缝构件的样式。矩形边框的每个侧的特征在于具有钝角轮廓，该钝角轮廓具有介于大约95度与大约100度之间的角度，该钝角轮廓包括竖直延伸表面和向下倾斜表面。每个竖直延伸表面构造成抵接附接到天窗组件的围边构件并且包括穿过该表面的用于容纳连接元件的多个孔，该连接元件用于将竖直延伸表面紧固到围边构件上。每个向下倾斜表面构造成以张紧的方式保持在屋顶上并且进一步包括穿过该表面的多个孔，这些孔用于容纳连接元件以将向下倾斜表面紧固到屋顶上。钝角轮廓的向下倾斜表面包括附接到其屋顶抵接侧的阻挡材料层。阻挡材料可以是任何合适的空气和水阻挡层，例如聚氨酯泡沫或热塑性合成橡胶。连接元件可以是螺钉、钉子和肘钉中的至少一种。根据另一方面，单件式边框可以包括一对纵向侧和一对横向侧，其中，纵向侧中的每个都包括穿过其中的至少一个槽形孔，该至少一个槽形孔用于在天窗的安装过程中临时容纳紧固件。根据又一方面，向下倾斜表面的各个端部可以包括向内伸出的切口，该切口用于将天窗对准在位于建筑物屋顶中的开口的上方。此处还提供了一种用于绕建筑物屋顶中的开口安装防渗漏天窗组件的方法，该方法包括以下步骤(a)提供具有镜片和围边的天窗组件，该围边由多个构件限定，该多个构件设置为形成矩形基部，该矩形基部用于绕屋顶中的开口的天窗；(b)提供如上所讨论的无缝边框；(C)围绕天窗组件的周边附接无缝边框，使得每个竖直延伸表面抵接围边构件中的一个并通过穿过所述多个孔中的每个定位的连接元件紧固到相应的围边构件，并且使得每个向下倾斜表面的边缘延伸出天窗的周边；(d)围绕屋顶中的开口定位具有附接的无缝边框的天窗组件，使得至少每个向下倾斜表面的边缘抵接屋顶；以及(e)通过穿过向下倾斜表面中的多个孔中的每个定位连接元件而以张紧的方式将天窗组件紧固到屋顶上，使得向下倾斜表面的大部分接触屋顶，并且其中，附接到向下倾斜表面的下侧的泡沫材料层形成屋顶与天窗之间的防水密封件。该方法还可以包括在单件式边框上方安装防水件以及在防水件上方安装一个或多个覆层部件。此处还提供了具有这种单件式屋面密封边框的天窗或屋顶窗。
图1是本公开的屋面密封边框的等距视图；图2是图1的屋面密封边框沿图1的线II-II截取的横截面图；图3是图1的屋面密封边框的边角沿图1的线III-III截取的等距视图；图4是图1的屋面密封边框的纵向侧的一部分的放大等距视图，正如在图1的细节A中示出的，其示出了穿过该纵向侧的槽形孔；以及图5是屋面安装式天窗组件的等距视图，包括有图1的屋面密封边框。
具体实施例方式现在为了说明本发明的屋面密封边框的各个部件而参照附图。天窗适于跨越通常是正方形或矩形的开口。相应地，本屋面密封边框是类似地成形并且尺寸设定为围绕天窗的外周边延伸。虽然天窗组件示出并描述为具有采用平直玻璃板的大致平直的构型，但是
6可以替代地采用圆顶型天窗盖。另外，虽然贯穿全部公开的参考是针对天窗组件进行的，但是本屋面密封边框可以等同地适合于围绕屋顶窗的使用。图1是本屋面密封边框的等距视图，其实施方式在整体上由附图标记10表示。屋面密封边框10是限定出矩形周边的单件式、或无缝式构件的样式。矩形周边的每个侧具有基本钝角轮廓，该钝角轮廓具有竖直延伸表面12和远离天窗开口伸出的向下倾斜表面14。 每个竖直延伸表面12构造成抵接天窗组件100的围边(如在图5中示出的)。因此，竖直延伸表面12包括穿过其中的用于容纳连接元件(例如，图2中示出的螺钉16)的多个孔 15，该连接元件用于将屋面密封边框10紧固到天窗组件100上。竖直延伸表面12可以限定有约为竖直延伸表面12所附接到的围边构件的高度的一半的高度，尽管如此，竖直延伸表面12的高度在需要时可以更高或更低。类似地，向下倾斜表面14包括穿过其中的用于容纳连接元件(未示出)的多个孔 17，该连接元件用于将屋面密封边框10 (及由此的天窗组件)紧固到屋顶上。向下倾斜表面14的各个端部可以包括向内伸出的切口 18 (在图3中示出)，该切口 18有助于将天窗 (100)对准在位于房屋顶部中的开口的上方。屋面密封边框10的纵向侧的向下倾斜表面 14还可以包括——例如，在中心位置区域——一个或多个槽形孔19 (在图4中示出)，该一个或多个槽形孔19可用来在天窗安装过程中临时定位屋面密封边框10。向下倾斜表面14 的下侧(即，屋顶抵接侧)可以包括阻挡材料20的层，例如闭孔式泡沫塑料。图2是屋面密封边框10沿图1的线II-II截取的横截面视图，示出了由一体的竖直延伸表面12和向下倾斜表面14所形成的钝角轮廓。如示出的，连接元件16可以定位穿过竖直延伸表面12中的多个孔(15，如在图1中示出的)中的每个孔，以将屋面密封边框 10附接到天窗组件100的围边上。如上面简单提及的，竖直延伸表面12和向下倾斜表面14之间限定出钝角α (“阿尔法”)。已经发现，具有严格90度角(即，直角)轮廓的边框在平滑的规则成型的边框10 与可能不规则成型的或不平的屋顶表面之间形成防水密封时有效性较低。因此，钝角α可以是在大于90度到大约100度的范围内的任一角度，或者可替代地，在大约95度到大约 100度范围内的任一角度。已经发现，这种钝角特别有助于在屋面密封边框10与屋顶之间产生期望量的张力。具体地，在天窗100的安装过程中，天窗100的重量可以向下压在屋面密封边框10 的倾斜表面14上。此外，例如在图2中的那些连接元件16穿过倾斜表面14的安装倾向于使倾斜表面14靠在屋顶上变平。作为这些压缩力的结果，屋面密封边框10的倾斜表面14 的大部分被向屋顶拉近，从而有效地迫使阻挡材料20进入天窗(100)与屋顶之间的任何间隙(例如，可能由于不平的、或者不规则的屋顶基座产生)内。向下倾斜表面14包括多个相似的孔17，其中的一个可以在图3中看到。因为附接到向下倾斜表面14的下侧的防护阻挡材料20是足够柔性的，所以并不需要孔17延伸穿过防护阻挡材料20。更确切地，由于未在阻挡材料20中预先形成开口，可以在插入连接元件 16时容许阻挡材料20包封连接元件16，从而保持屋面密封边框10与天窗开口之间的防水密封。定位穿过孔17的连接元件16 (在该视图中未示出)将天窗组件100紧固到屋顶上。 因此，孔17的数目和它们的相对间隔可以基于天窗的尺寸、风浮力因素等而定。词组“连接元件”可以指代螺钉、钉子、肘钉、或其它紧固件中的任何一种，其可以
7用于将屋面密封边框10附接到天窗围边和/或建筑物屋顶上。应该理解的是，一种类型的连接元件可以用于将竖直延伸表面12附接到天窗组件上，而另一种类型的连接元件可以用于将屋面密封边框10的向下倾斜表面14附接到屋顶上。例如，天窗制造商(习惯于用螺钉连接部件)可以利用定位穿过竖直延伸表面12的螺钉将屋面密封边框10附接到天窗组件上，从而提供屋面密封边框10作为待安装天窗组件的一部分。但是，当可以安装天窗组件时，盖屋顶的人员(习惯于使用钉子)可能选择钉子作为将屋面密封边框10的向下倾斜表面14紧固到建筑物屋顶上的方式。当然，必要时可以在所有场合使用相同类型的连接元件16。图3也示出了阻挡材料20，其为附接到倾斜表面14的下侧以防止空气或湿气在天窗的下方穿过天窗开口传送的薄层材料。用于这种目的的代表性材料包括聚氨酯泡沫和热塑性合成橡胶(TPE)，尽管如此，也可以替代地使用其它材料。阻挡层20可以具有从大约3 毫米(mm)到大约5mm的厚度；但是，也可以使用其它厚度。阻挡材料20可以通过合适的粘附剂粘附到向下倾斜表面14的下侧，或者可以通过任何其它合适的方式附接，或者可以在天窗开口附近附接到屋顶上。图3中可以看到屋面密封边框10的边角。竖直延伸表面12构造成抵接附接到天窗组件(100，如在图5中示出的)上的对应的围边构件00，如在图5中示出的)。在将天窗组件(100)运送到屋顶上的安装位置之前，可以穿过孔15插入合适的连接元件(16，如在图5中示出的)以将屋面密封边框10紧固到天窗组件(100)上。可替代地，可以将天窗 (包括围边构件、窗框构件和覆盖元件)运送到安装地点，在该地点可以将屋面密封边框10 附接到围边构件上并且随后附接到屋顶上。现在参照图4，通过穿过槽形孔19插入合适的连接元件(16)以便松散地固定天窗组件100同时进行最终调整，本屋面密封边框10可以有利地用在将天窗组件100临时紧固到屋顶上时。槽形孔19定向在平行于、或大致平行于屋面密封边框10的横向侧的方向上 (即，槽形孔19横过向下倾斜表面14延伸)。槽形孔19可以定位在屋面密封边框10的纵向侧的中点附近，或者作为替代或作为补充，定位在屋面密封边框10的纵向侧的其它区域 (例如，端部)。图5是可以定位在房屋顶部(未示出)上的组装好的天窗100的等距视图。天窗组件100包括覆盖元件30、例如双层玻璃板，其被多个窗框构件50围绕和支撑。覆盖元件 30和窗框构件50支撑在由多个围边构件制成的木制框架40上。如示出的，顶梁60可以附接到天窗组件100的一端，在安装时，该端作为天窗组件100的上端。如上所述，开始可以通过穿过位于边框10的纵向侧的中心处的槽形孔19插入连接元件(16)而将天窗100紧固到屋顶上。一旦天窗100符合要求地对中在开口上方，那么可以穿过沿向下倾斜表面14的孔17插入另外的连接元件16来将天窗组件100永久地紧固到屋顶上。如前述，连接元件16与屋顶的接合导致向下倾斜表面14的大部分接触屋顶 (即，角度α可以大约为90度)。结果，附接到向下倾斜表面14的下侧(或者屋顶抵接侧)的阻挡材料20完全充满屋顶上的任何表面不规则的孔洞，从而提供用于天窗组件100 的理想的空气和水阻挡层。可以在将天窗组件100运送到用于安装的建筑物屋顶前将屋面密封边框10附接到木制框架40上。已经观察到，天窗的安装人员通常对屋顶表面进行标记以指示用于天窗开口的区域(例如，通过使用石灰线)。这些线不但有利于产生天窗开口，而且有利于将天窗对准在开口内。为了便于天窗100的对准，屋面密封边框10可以在向下倾斜表面14的每个端部设置有向内伸出的切口 18。这种切口 18允许安装人员在无需反复提起天窗100 的情况下察看预先制作的标记，从而使调整能够容易地进行。在许多情况下，理想的是一旦屋面密封边框10紧固到屋顶上就围绕天窗组件100 安装防水件。防水件可以直接定位在屋面密封边框10的上方并且靠在包括木制框架40的围边构件的暴露的边缘上。一旦已经安装好防水件，便可以围绕天窗组件100定位一个或多个包覆件80以进一步保护组件不受环境的影响。前面的讨论只是示出了本屋面密封边框10的原理。因此，应当清楚虽然文中没有明确描述和示出，但本领域技术人员可以想到包括在本发明的精神和范围内的体现本发明原理的各种布置。此外，文中论述的所有示例和条件语句在原则上明确地仅仅用于教导的目的，以帮助读者理解本发明的原理和发明人为推进本领域的发展而贡献出的构想，其不应理解为限制于这些具体论述的示例和条件。此外，文中所有论述本发明的原理、方面和实施例的声明及其特定实施例意在包括本发明的结构和功能上的等同替换。此外，这种等同替换意在包括当前已知的等同替换和将来发展的等同替换，即，开发出的执行相同功能的任何元件，与结构无关。示例性实施例的描述应当结合附图来阅读，附图被认为构成本发明的整个说明书的一部分。在说明书中，诸如“下部”、“上部”、“水平”、“竖直”、“上方”、“下方”、“上”、“下”、 “顶部”、“底部”的关系术语及其派生词(例如，“水平地”，“向下地”等)应当被认为意指接下来描述的方位或在所描述的附图中示出的方位。除非明确指出，否则这些关系术语是为了方便描述，并且不需要在特定方位上构造或操作装置。除非明确指出，否则例如“连接”、 “附接”、或“相互连接”的涉及附接、联接等的术语指的是结构被直接或通过居间结构间接地彼此紧固或附接的关系，以及可移动的或刚性的附接或关系。以上描述提供了所附权利要求的主题的教导，其包括提交时已知的最佳模式，但绝不意在排除本领域技术人员能够想到的可预见变型。
权利要求
1.一种用于天窗组件的单件式屋面密封边框，所述边框包括无缝构件，所述无缝构件限定出围绕所述天窗组件的矩形周边，所述矩形周边的每一侧具有钝角轮廓，所述钝角轮廓包括竖直延伸表面和向下倾斜表面，所述竖直延伸表面和所述向下倾斜表面之间限定出具有介于大于90度与大约100度之间的大小的钝角；每个所述竖直延伸表面构造成抵接所述天窗组件的围边构件并且限定出穿过该竖直延伸表面的多个孔，这些孔容纳用于将该竖直延伸表面紧固到所述围边构件的连接装置； 并且每个所述向下倾斜表面构造成抵接所述天窗组件所附接到的屋顶并且限定出穿过该向下倾斜表面的多个孔，这些孔容纳用于将该向下倾斜表面紧固到所述屋顶的连接装置， 并且每个所述向下倾斜表面还具有粘结到该向下倾斜表面的屋顶抵接侧的阻挡材料层。
2.如权利要求1中所述的边框，其中，所述钝角具有介于大约95度与大约100度之间的大小。
3.如权利要求1中所述的边框，其中，所述连接装置是螺钉、钉子和肘钉中的至少一种。
4.如权利要求1中所述的边框，其中，所述围边构件限定出第一高度并且所述竖直延伸表面限定出第二高度，所述第二高度至少是所述第一高度的一半。
5.如权利要求1中所述的边框，其中，所述边框包括一对纵向侧和一对横向侧，所述纵向侧的所述向下倾斜表面还限定出沿每端定位的用于临时容纳连接装置的槽形孔，每个所述槽形孔在平行于所述横向侧的方向上延伸。
6.如权利要求5中所述的边框，其中，所述连接装置是螺钉。
7.如权利要求1中所述的边框，其中，所述阻挡材料包括聚氨酯泡沫和热塑性合成橡胶中的一种。
8.如权利要求7中所述的边框，其中，所述阻挡材料具有从大约3毫米到大约5毫米厚的厚度。
9.如权利要求1中所述的边框，其中，所述向下倾斜表面在其每端限定有向内伸出的切口。
10.一种用于将防渗漏的屋面安装式天窗组件安装到位于建筑物屋顶中的开口中的方法，所述方法包括提供包括镜片和围边的天窗组件，所述围边由多个围边构件限定，所述多个围边构件设置为形成矩形基部，所述矩形基部用于绕所述屋顶中的所述开口的所述天窗；提供无缝边框，所述无缝边框具有形成围绕所述围边的矩形周边的尺寸，所述矩形周边的每一侧具有钝角轮廓，所述钝角轮廓包括竖直延伸表面和向下倾斜表面，所述竖直延伸表面和所述向下倾斜表面之间限定出具有介于大于90度与大约100度之间的大小的钝角；每个所述竖直延伸表面构造成抵接附接到所述天窗组件上的所述围边构件中的一个， 并且限定出穿过该竖直延伸表面的用于容纳连接装置的多个孔；以及每个所述向下倾斜表面具有构造成抵接屋顶的屋顶抵接侧，并且还具有附接到该向下倾斜表面的所述屋顶抵接侧的阻挡材料层，每个所述向下倾斜表面还限定出穿过该向下倾斜表面的用于容纳连接装置的多个孔；围绕所述天窗组件的所述周边附接所述无缝边框，使得每个所述竖直延伸表面抵接所述围边构件中的一个并且通过穿过所述多个孔中的每个定位的连接装置而紧固到该围边构件上；围绕所述屋顶中的所述开口定位具有附接的所述无缝边框的所述天窗组件，使得每个所述向下倾斜表面抵接所述屋顶；以及通过穿过所述向下倾斜表面中的所述多个孔中的每个定位连接装置而将所述天窗组件紧固到所述屋顶上，所述阻挡材料层形成所述屋顶与所述天窗之间的防水密封件。
11.如权利要求10中所述的方法，其中，所述钝角具有介于大约95度与大约100度之间的大小。
12.如权利要求10中所述的方法，其中，所述连接装置是螺钉、钉子和肘钉中的至少一种。
13.如权利要求10中所述的方法，其中，所述边框包括一对纵向侧和一对横向侧，所述纵向侧的所述向下倾斜表面还限定出沿每端定位的槽形孔，每个所述槽形孔在平行于所述横向侧的方向上延伸。
14.如权利要求13中所述的方法，还包括将连接装置插入到所述槽形孔内，从而在将所述天窗组件紧固到所述屋顶之前以可重新定位的方式保持所述边框。
15.如权利要求10中所述的方法，其中，所述向下倾斜表面在其每端限定出向内伸出的切口，并且其中，所述方法还包括将所述切口与在所述屋顶中的所述开口周围预先制成的标记对准。
16.如权利要求10中所述的方法，还包括在围绕所述天窗组件的所述无缝边框上安装防水件。
17.如权利要求16中所述的方法，还包括在所述防水件上安装包覆件。
18.一种用于绕建筑物顶部中的开口安装的屋面安装式天窗，所述天窗包括 多个围边构件，所述围边构件限定出围绕所述开口的矩形周边；覆盖元件，所述覆盖元件覆盖所述开口并且由所述围边构件支撑； 多个窗框构件，所述窗框构件将所述覆盖元件紧固到所述围边构件上；以及单件式屋面密封边框，所述边框包括限定出矩形周边的无缝构件，所述矩形周边的每一侧具有钝角轮廓，所述钝角轮廓包括竖直延伸表面和向下倾斜表面，所述竖直延伸表面和所述向下倾斜表面之间限定出具有介于大于90度与大约100度之间的大小的钝角；每个所述竖直延伸表面抵接所述天窗组件的围边构件并且限定出穿过该竖直延伸表面的多个孔，连接装置穿过这些孔将该竖直延伸表面紧固到所述围边构件上；并且每个所述向下倾斜表面具有屋顶抵接侧，所述屋顶抵接侧抵接所述屋顶并且具有粘结于其上的阻挡材料层，并且每个所述向下倾斜表面还限定出穿过该向下倾斜表面的多个孔，连接装置通过这些孔将该向下倾斜表面紧固到所述屋顶上。
19.如权利要求18中所述的天窗，其中，所述连接装置是螺钉、钉子和肘钉中的至少一种。
20.如权利要求18中所述的天窗，还包括阶梯式防水件，所述阶梯式防水件定位在所述屋面密封边框与围绕所述天窗的所述周边的所述窗框构件之间。
21.一种用于天窗组件的单件式屋面密封边框，所述边框包括无缝构件，所述无缝构件限定出围绕所述天窗组件的周边，所述周边具有由围边抵接表面和屋顶抵接表面形成的轮廓；每个所述围边抵接表面构造成抵接所述天窗组件的围边构件并且限定出穿过该围边抵接表面的多个孔，这些孔容纳用于将该周边抵接表面紧固到所述围边构件的连接装置； 并且每个所述屋顶抵接表面构造成抵接屋顶并且限定出穿过该屋顶抵接表面的多个孔，这些孔容纳用于将该屋顶抵接表面紧固到所述屋顶的连接装置，并且每个所述屋顶抵接表面还具有粘结到该屋顶抵接表面的用于与屋顶接触的一侧的阻挡材料层，其中，每个所述屋顶抵接表面的每端限定有向内伸出的切口。
22.如权利要求21中所述的边框，其中，所述围边抵接表面和所述屋顶抵接表面之间限定出具有介于大于90度但不超过大约100度的大小的钝角。
全文摘要
一种用于矩形天窗组件的无缝边框及安装具有所述无缝边框的天窗的方法。矩形边框的每一侧的特征在于具有钝角轮廓，该钝角轮廓具有介于大于90度与大约100度之间的角度，该轮廓包括竖直延伸表面和向下倾斜表面。竖直延伸表面抵接附接到天窗组件上的围边构件并且包括穿过该表面的用于容纳连接元件的孔。向下倾斜表面抵接建筑物屋顶并且进一步包括穿过该表面的用于容纳连接元件的孔。向下倾斜表面的屋顶抵接侧包括附接到其上的阻挡材料。
文档编号E04D13/03GK102159776SQ200980137106
公开日2011年8月17日 申请日期2009年7月20日 优先权日2008年7月21日
发明者克里斯蒂安·奥格·伦斯高, 布兰特·莫勒, 怀利·韦恩·夸尔斯, 杰弗里·约瑟夫·罗南, 查尔斯·约瑟夫·里姆斯基, 詹姆斯·埃里克·布林顿, 迈克尔·詹姆斯·瓦特斯 申请人:Vkr控股公司