CN106034787B - 一种适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽，包括槽体、U型透水砖、喷淋管、湿度传感器和灌溉控制柜；槽体包括相互连通的种植槽和溢水槽，种植槽上端开口，种植槽底部一侧开口并与溢水槽相连通；U型透水砖采用透水型发泡混凝土制成；U型透水砖包括U型槽结构和设置在U型槽结构底部的若干个吸水脚，U型透水砖设置于种植槽中，种植土填充于U型槽结构中；喷淋管通过支撑架固定于种植槽的侧壁上，喷淋管与进水管相连通；湿度传感器插设在种植土中，湿度传感器和进水管分别与灌溉控制柜连接。可监测土壤湿度并控制灌溉。

Description

一种适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽

技术领域

本发明涉及一种适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽， 属于环保技术领域。

背景技术

随着城市建设生态化、景观化理念的深入，屋顶绿化对增加城市绿地面积，改善日趋恶化的人类生存环境空间，开拓人类绿化空间，建造田园城市，提高人们生活质量，以及美化城市环境，改善生态效应有着极其重要的意义。研究表明，未绿化的屋顶是导致城市温度升高的重要原因，近年来，世界各国为了缓解都市“热岛”效应、节约能源、改善空气质量，一直在致力于屋顶绿化技术的研发和推广。

屋顶绿化在对城市的节能环保提供帮助的同时，也为人们提供了一个环境优美的休息娱乐场所。但由于在屋顶建设花园过程中仍然存在着众多的问题，如承重量受限、植物生存条件苛刻、土壤保湿及养护困难、屋顶隔水层易被破坏等。其中，由于屋顶光照充分，温度高、空气干燥，由此造成的土壤保湿及养护较为困难，有些对土壤水分要求较高的植物难以存活。同时屋顶绿化对隔水材料也提出了较高的要求，由于施工或后期老化造成的屋顶隔水层破坏，将严重影响到建筑物的正常使用，这也就造成屋顶花园的建设较难推广。

近年来，我国正在大力推广海绵城市建设，城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。强调提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市。而屋顶绿化可以通过储水，减少屋面泄水，有效的减轻城市排水系统的压力。

无机多孔材料通常具有孔隙率高、比表面积大的特点，广泛的应用于环保、建筑等多个领域，尤其是混凝土发泡而成的多孔材料更具有价格低廉、性能优良、制备简单的特点，近年来应用广泛。发泡混凝土又称泡沫水泥，是由骨料、水泥、水泥发泡剂和水通过高压发泡机混合浇筑成形，通过不同的工艺及配比，可使得材料内含有大量的闭气孔和开气孔。发泡混凝土不但重量轻，而且具有吸水、储水和透水的特点，同时由于其所具有的巨大比表面积，在生物净化领域也有着重要的作用。因此，将发泡混凝土材料有效的运用于屋顶花园的建设中，充分开发其吸水、储水和透水的优点，这对生态型海绵城市的建设具有积极的意义。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽，可有效的收集和循环利用雨水及灌溉余水，保持槽内土壤水分含量，延长植被的维护周期，节约灌溉用水；同时本发明还可自由组合成为各种形状，使屋顶花园呈现较好的景观效果，并减少屋顶阳光直射面积。本发明制造简单、成本低、实施方便，适用于各类建筑顶部绿化。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽，其特征在于：包括槽体、U型透水砖、喷淋管、湿度传感器和灌溉控制柜；

所述槽体包括相互连通的种植槽和溢水槽，种植槽上端开口，种植槽底部一侧开口并与溢水槽相连通；

所述U型透水砖采用透水型发泡混凝土制成；U型透水砖包括U型槽结构和设置在U型槽结构底部的若干个吸水脚，U型透水砖设置于种植槽中，种植土填充于U型槽结构中；

所述喷淋管通过支撑架固定于种植槽的侧壁上，喷淋管与进水管相连通；

所述湿度传感器插设在种植土中，湿度传感器和进水管分别与灌溉控制柜连接。

作为优选方案，种植槽内底部还设置有支撑肋，所述支撑肋顶面高度与溢水槽槽口高度一致；U型透水砖的吸水脚高度与支撑肋高度一致。

作为优选方案，所述溢水槽上端开口并安装有溢水槽盖板，溢水槽盖板上设置有若干条溢水缝，槽体内的水可通过溢流缝溢出。

作为优选方案，所述种植槽和溢水槽均为上开口长方形槽，溢水槽底面与种植槽底面齐平，储存水可在种植槽与溢流槽内自由流动。

所述U型透水砖与种植槽内部容置腔相配合。

更进一步的，所述U型透水砖的制备方法为：将普通硅酸盐水泥、河砂、粉煤灰、水泥发泡剂、水按照20: 40: 15: 5: 200的质量比在水泥发泡机中混合发泡，把发泡好的水泥浆料和开孔型SiC泡沫陶瓷碎块按质量比5: 2放入水泥搅拌机中混合，混合好的浆料在在模具中浇筑并干燥成形，即得。作为更优选，所述SiC泡沫陶瓷碎块，平均孔径15-20PPI，平均直径20-30mm。

有益效果：本发明提供的适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽，具有以下优点：

1）针对屋顶花园植被维护较为困难的问题，本发明通过底部设置的储水槽结构来有效的收集雨水及灌溉余水，并采用发泡混凝土多孔材料的储水、吸水和透水功能对储存水进行循环再利用，以减缓槽内土壤水分的散失速度，维持植物正常生长的土壤湿度，并节约灌溉用水。

2）本发明设置有溢水槽结构，在降雨量较大或浇灌过量时，槽内的水可自动溢出到屋顶排水系统中，从而使得槽内的水位保持稳定，避免植物根系受水浸泡。

3）发泡混凝土材料具有较大的比表面积，埋在湿润的土壤中也有益于其内部厌氧微生物的大量繁殖，在植物施肥养护期间种植土中排出的高浓度富营养水可被部分降解，从而避免污染物向下游水体的扩散。

4）本发明采用可储水的槽形结构，可直接放置于建筑物顶部使用，无需另外施加屋顶隔水工程，从而有效的避免了由于屋顶隔水层破坏而造成的漏水现象。

5）本发明为相互独立的槽体结构，可根据场地及使用要求制作成不同长度进行自由组合，在使用过程中还可定期的变化组合形式，使屋顶花园呈现较好的动态景观效果，同时还能减少屋顶阳光直射面积，降低建筑物顶层温度。

6）本发明可实时监控土壤中的水分含量，并按植物需要进行自动灌溉，不但节省了人工维护成本，而且有利于植物的健康成长。

7）本发明制造简单、成本低、实施方便，适用于各类建筑顶部绿化施工。

附图说明

图1是本发明的纵截面示意图；

图2是图1的A-A截面图；

图3是本发明的外形示意图；

图4是本发明的槽体示意图

图5是本发明的U型透水砖示意图；

图6是本发明的喷淋管示意图；

图7是本发明的组合安装方法示意图；

图中：溢水槽盖板1、槽体2、种植土3、植物4、U型透水砖5、储存水6、屋顶7、天沟8、溢水缝9、湿度传感器10、喷淋管11、支撑架12、种植槽13、吸水脚14、喷淋孔15、支撑肋16、溢水槽17、灌溉控制柜18、进水管19。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1至图4所示， 一种适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽，包括：槽体2、U型透水砖5、溢水槽盖板1、喷淋管11和湿度传感器10。

所述槽体2包括种植槽13和溢水槽17，采用工程塑料制成，壁厚1cm，槽内长度420cm。

所述种植槽13为上开口的长方形槽，一端封闭，另一端与溢水槽17连通，种植槽内长×宽×高=400×40×40cm。种植槽13内底部两侧还设置有支撑肋16，支撑肋16高度10cm。

所述溢水槽17为上开口长方形槽，长度20cm，槽口高度与支撑肋16顶面高度一致，底面与种植槽底面齐平，储存水6可在种植槽13与溢流槽17内自由流动。

所述溢水槽盖板1安装于溢水槽17上部，材料为工程塑料，厚度为4cm，溢水槽盖板1上设置有若干条溢水缝9，槽内的水可通过溢流缝9溢出，同时也防止落叶或小动物进入槽内。

如图5所示，所述U型透水砖5由透水型发泡混凝土制成，长×宽×高=50×40×30cm，首尾相连布设于种植槽13内。U型透水砖5上部为U型槽结构，U型槽结构内宽为20cm，下部设置有3条平行的吸水脚14，吸水脚14宽度为6cm，高度与支撑肋16高度一致。

所述U型透水砖5的制备方法为：将普通硅酸盐水泥、河砂、粉煤灰、水泥发泡剂、水按照20: 40: 15: 5: 200的质量比在水泥发泡机中混合发泡，把发泡好的水泥浆料和开孔型SiC泡沫陶瓷碎块（泡沫陶瓷平均孔径15-20PPI，碎块平均直径20-30mm）按质量比5: 2放入水泥搅拌机中混合，混合好的浆料在在模具中浇筑并干燥成形。

所述种植土3填充于U型透水砖5上部U型槽结构内，上表面低于种植槽13上边缘2-4cm，植物4种植于种植土3中。

如图6所示，所述喷淋管11为侧壁开孔的PVC管，管径为16mm，喷淋孔15孔径为4mm，开孔密度为50个/米，喷淋管11通过若干个支撑架12固定于种植槽13的侧壁上，设置高度为种植土3表面上方8-10cm处。喷淋管一端封闭，另一端设有三通连接阀，用于与相邻的喷淋管11连接。水可以从喷淋孔15中流出并进入到下方的种植土3中。

所述湿度传感器10插在种植土3中，插入深度10-15cm，每个种植槽13内设置2个湿度传感器。

如图7所示，所述槽体2平行放置于屋顶7，溢水槽17位于天沟8上方，以便于排水。所述喷淋管11与进水管19连接，进水管19与灌溉控制柜18连接。所述湿度传感器10也与灌溉控制柜18连接，灌溉控制柜18可根据种植土3的实时水分含量来控制输水灌溉。

本发明的工作原理：一、在降雨期，雨水进入种植土3中，土壤吸水饱和后雨水通过U形透水砖5流入并储存在槽底部。如降雨量较大，槽底部储存水6的水位高于溢水槽17口部时，槽体2内的水会从溢水口盖板1的溢水缝9中溢出，并通过屋顶天沟8排走。二、在非降雨期，随着植物吸水及土壤水分蒸发，槽内种植土3的湿度不断降低，当种植土3的水分含量低于U形透水砖5内的水分含量时，U形透水砖5内的水分在界面渗透压的作用下向种植土3中迁移，以维持土壤和发泡混凝土中水分含量的平衡。随着水分迁移过程的进行，U形透水砖5的上部和下部含水率差值增大，槽底的储存水6在孔隙的毛细渗透作用及蒸发吸附作用下通过吸水脚14缓慢进入到U形透水砖5中，从而使得U形透水砖5一直保持较高的含水率。三、在较长的干燥期，槽底的存储水6已基本耗尽，种植土3中的含水率降至较低水平时，灌溉控制柜18根据湿度传感器10反馈的土壤含水率信息自动打开灌溉阀门，通过各个槽体2上方的喷淋管11进行喷淋灌溉，直至土壤含水率恢复到一定水平后自动停止灌溉。灌溉过程中多余的水将通过U形透水砖5进入到槽底，成为储存水备用。四、在施肥管理期，种植土3内的水、肥含量高，多余的富营养水被存储在槽体2内。由于发泡混凝土材料具有较大的比表面积，埋在湿润的土壤中也有益于其内部厌氧微生物的大量繁殖，富营养水在U形透水砖5的渗透过程中，其中的N、P等有机物也可被厌氧微生物进行部分降解，从而减少了人工施肥对土壤及地下水的污染。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽，其特征在于：包括槽体、U型透水砖、喷淋管、湿度传感器和灌溉控制柜；

所述槽体包括相互连通的种植槽和溢水槽，种植槽上端开口，种植槽底部一侧开口并与溢水槽相连通；

所述U型透水砖采用透水型发泡混凝土制成；U型透水砖包括U型槽结构和设置在U型槽结构底部的若干个吸水脚，U型透水砖设置于种植槽中，种植土填充于U型槽结构中；所述U型透水砖的制备方法为：将普通硅酸盐水泥、河砂、粉煤灰、水泥发泡剂、水按照20: 40:15: 5: 200的质量比在水泥发泡机中混合发泡，把发泡好的水泥浆料和开孔型SiC泡沫陶瓷碎块按质量比5: 2放入水泥搅拌机中混合，混合好的浆料在模具中浇筑并干燥成形，即得；所述SiC泡沫陶瓷碎块，平均孔径15-20PPI，平均直径20-30mm；

所述喷淋管通过支撑架固定于种植槽的侧壁上，喷淋管与进水管相连通；

所述湿度传感器插设在种植土中，湿度传感器和进水管分别与灌溉控制柜连接。

2.根据权利要求1所述的适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽，其特征在于：种植槽内底部还设置有支撑肋，所述支撑肋顶面高度与溢水槽槽口高度一致；U型透水砖的吸水脚高度与支撑肋高度一致。

3.根据权利要求1所述的适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽，其特征在于：所述溢水槽上端开口并安装有溢水槽盖板，溢水槽盖板上设置有若干条溢水缝。

4.根据权利要求1所述的适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽，其特征在于：所述种植槽和溢水槽均为上开口长方形槽，溢水槽底面与种植槽底面齐平。

5.根据权利要求1所述的适用于屋顶绿化的储水保湿型组合种植槽，其特征在于：所述U型透水砖与种植槽内部容置腔相配合。