[发明专利]屋面系统和方法

说明书

本申请是2007年4月16日递交的申请号为200710090141.7、发明名称为“屋面系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

申请人的发明涉及用于建筑物的屋面(roofing)，并且更具体地，涉及石板(slate)屋面系统和安装方法。

背景技术

石板屋顶由于它们的美观和耐用的质量而被大众所喜爱。石板是可用的最精美的屋面材料中的一种，并且相比沥青屋面板(asphalt shingle)屋顶而言，具有几个优点。例如，石板屋面防火，抵抗冰雹损伤，并且通常具有100年或更长的使用寿命。然而，石板是刚性天然石材制品，令人遗憾的是，所述刚性天然石材制品可以被应力损伤。应力可以通过几种方式被引入到石板中，但是造成到石板的应力的最常见的原因是用来将石板附接到屋顶板(roof deck)的钉。采用钉安装，所述钉需要被紧固来使石板吊挂在钉上。如果钉被太紧地插入，则钉会挤压(pinch)石板。另一方面，如果钉没有被插入得足够深，则石板搭接片(overlapping piece)可能从隐藏的压力点破裂。环境对木质铺面板(wood decking)和钉的影响也可能导致应力。诸如温度和湿度的升降的环境变化可以导致铺面板膨胀和收缩。如果在这种情况下，钉处于左右为难的困境中，则石板可能会破裂或者落下。

并且，石板屋顶相当昂贵(通常比合成沥青屋面贵两到三倍)，并且相比合成屋面板，石板的重量相当大(所述石板可能需要用于屋顶的额外支撑，进一步增加成本)。石板材料本身昂贵，所以有效的屋面所必需的石板数量的任何减少将导致屋顶的成本和重量两者的降低。

关于石板屋面以及其安装方法的充分背景可以在NRCA屋面和防水手册——第四版，第1179页到1227页中找到，所述文件在这里通过引用被包括到本文中。典型的石板屋顶是这样建造的，从而使得木质屋顶首先用衬底(underlayment)层覆盖，所述衬底层通常为沥青毡纸。随后，除了在搭接的位置以外，搭接石板层(course)用以两层(ply)的方式覆盖屋顶石板来施加，其中，在所述搭接的位置存在三层石板。从石板屋顶表面到毡不应该出现贯通的接缝(through joint)。所以，使用常规石板屋面技术，石板瓦必须被足够地延长来允许三层搭接(和屋顶暴露部分上的两层石板)，以确保水不能在石板瓦间的缝之间穿过屋顶。因此，由于为了防水能力而需要的双层覆盖和三层搭接，常规的石板屋面技术需要使用大量石板材料，大大增加石板屋顶的成本和重量。

石板屋顶可以通过减少用来创建防水屋面表面的石板的量，以及通过消除将石板瓦固定在屋顶上的适当位置的钉(或者需要石板中的孔的任何其他穿透物或系统)而被改进。这可以允许更耐用，但是较便宜并且较轻的石板屋顶。并且，如果存在抵抗由风在石板瓦上生成的上举力的一些手段，则石板屋顶可以更加耐用。强风可能在石板瓦的前缘下被止挡(catch)，将举力施加于石板。以这种方式，风可以增加石板瓦上的应力。另外，风实际上可以托举石板瓦，将下面的屋顶暴露给自然力(element)。因此，改进的石板屋面系统将使用一些将抵抗风的上举力的装置来将石板瓦附接到屋顶板，提供更加耐用并且耐气候的屋顶。

发明内容

本公开的实施方案包括具有通过挂瓦条(batten)和吊挂件(hanger)附接的石板构件的屋顶。石板瓦典型地以搭接的排(row)的方式被附接到屋顶。衬底可以被附接到屋顶，被安置在挂瓦条之下。在一些实施方案中，挂瓦条被附接到屋顶，横过屋顶的长度伸展，并且在屋顶上以规则的间距在垂直方向被间隔开。吊挂件随后可以附接到挂瓦条来支撑石板瓦，由此将石板瓦贴附到屋顶。一般情况下，吊挂件可以以可拆卸的方式被固定到挂瓦条，和/或以沿着挂瓦条的长度可重新安置的方式被固定到挂瓦条。在一些实施方案中，吊挂件一般是弹性张紧的(tension sprung)，以抵抗上举。因此，吊挂件帮助它们所支撑的石板瓦抵抗由风产生的上举力。另外，吊挂件可以通过在横过(搭接段上的)石板瓦的顶端部分向下压来帮助较低排的石板瓦抵抗上举。实质上，石板排的搭接本质允许吊挂件最大化对上举的抵抗能力。