CZ27235U1

CZ27235U1 - Vertikální zahrada

Info

Publication number: CZ27235U1
Application number: CZ2014-29646U
Authority: CZ
Inventors: Josef Němec
Original assignee: Němec S.R.O.
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2014-08-04
Also published as: PL2885963T3; CZ20131067A3; EP2885963B1; CZ308191B6; EP2885963A1

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká vertikální zahrady tvořené z napájecích žlabů a květníků vzájemně propojených zavlažovacími knoty, kterou je možné umístit na stěny budov v interiéru i exteriéru, kde po vysázení vhodnými typy rostlin plní estetickou i izolační funkci a má příznivý vliv na životní prostředí.

Dosavadní stav techniky

Myšlenka vertikální zahrady je známa a existují různé způsoby jejího vytvoření. První a nejčastější způsob je systém hydroponie, kdy se rostliny zbavené zeminy vysazují do kapes vytvořených ve vegetativní savé textilii. Rostliny se kotví pomocí nerezových sponek nastřelených k podkladní plastové, cementové anebo jiné voděodolné desce.

V pravidelných vzdálenostech nad sebou jsou nainstalovány rozvody kapaliny, ze kterých několikrát denně vytéká potřebné množství vody. Ta gravitací stéká a nasává se do textilie, ve které koření vysázené rostliny.

Do vody se mohou přidávat i ve vodě rozpustitelné živiny. Na plochu lm² se vysazuje přibližně 30 - 40ks vzrostlých rostlin, čímž dochází k celoplošnému pokrytí plochy. Tímto způsobem lze vytvořit libovolně vysokou a dlouhou vertikální zahradu.

Celá technologie vyžaduje velmi vysokou odbornou a technickou zdatnost, což se projevuje i v ceně. Vertikální zahrada založená na hydroponii je vzhledem ke svému unikátnímu vzhledu velmi žádaná, avšak kvůli své vysoké finanční náročnosti na realizaci (cca 800 - 1.000 EUR/m²) a následně na nutný pravidelný servis, si ji může dovolit jen málokdo. Tato technologie není chráněna patentem ani užitným vzorem.

Druhý způsob jak vytvořit vertikální zahradu je systém z dutých betonových bloků, které se staví na sebe tak, aby spodní bloky měly vůči homím blokům postupný přesah. Vzniklé dutiny se následně vyplní zeminou, do které se vysazují rostliny. Tato technologie má velmi vysokou hmotnost a neumožňuje realizaci vysokých stěn. Zároveň není použitelná v interiéru a na exteriér budov, neboť tvoří samostatnou stavební jednotku.

Třetí způsob řeší např. patent EP 1771062 s názvem „Struktura zdi osazené rostlinami“. Hlavním znakem této struktury je zabudování sítě vodovodního vedení, případně vzduchového vedení uvnitř různých příhrad, které procházejí rovinami horizontálních a/nebo vertikálních spojů mezi sousedními příhradami. Přední stěny příhrad jsou snímatelné a v případě, kdy se částečně odstraní kompostová zemina je umožněn přístup k vodovodní a vzduchové síti pro provedení potřebného zásahu. Je zřejmé, že se jedná opět o relativně těžkou strukturu, použitelnou jen v exteriéru a zároveň s omezenou výškou.

Částečně se této oblasti techniky dotýká rovněž např. dokument EP 2005-19958, který se týká vegetačního prvku pro zakořeňování a růst rostlin, který je ve výhodném provedení bez pěstebního substrátu a jeho použití je zaměřeno zejména na svahy a ostatní místa, kde hrozí eroze nebo není možné rostliny pěstovat v substrátu.

Za výchozí stav techniky pro tento užitný vzor lze uvést i další patentové dokumenty: EP 1406480, PUV 2008-20465, PUV 2009-22057, EP 1406480, EP 1656011, PUV 2007-19195, PUV 2008-20495, PUV 2009-21869, PV 1995-2904, PV 2000-33, PV 2000-2826, EP 1457107 aEP 1534058.

U nejběžnějšího systému vertikální zahrady, který je založen na hydroponickém způsobu pěstování rostlin, jsou následující nevýhody:

- Vysoká spotřeba kapaliny - 2 l/m²/den.

- 1 CZ 27235 U1

- Nutnost pravidelného servisu každých cca 14 dnů, kdy se odstraňují zežloutlé listy a nahrazují se rostliny odumřelé.

- Velmi velká nevýhoda je také v omezeném množství druhů rostlin, které lze takto pěstovat. Je to způsobeno tím, že ne mnoho rostlin je vhodných pro hydroponický způsob pěstování.

- Dále v případě poruchy systému závlahy, dochází k velmi rychlému uvadnutí rostlin a následná výměna rostlin je velmi finančně a časově náročná. Škody na rostlinách jsou v tomto případě velmi vysoké. Rostliny se musí cca čtyřikrát denně prolít kapalinou, aby textilie nevyschla.

Stávající stav techniky je finančně nákladný a náročný na zkušenosti a znalosti celé problematiky.

Podstata technického řešení

Podstatou technického řešení je vertikální zahrada z konstrukce zahrnující napájecí žlaby a na ně zavěšené květníky, které jsou propojeny zavlažovacími prvky.

Tento systém je dostatečně přímočarý a bezporuchový, že si jej dokáže vyrobit téměř každý zručný člověk bez nutnosti následného častého servisu. Přitom dosud tuto konstrukci nikdo nenavrhnul, třebaže potřeba vytvoření takového řešení je velmi aktuální.

Technické řešení je založeno na horizontálně a vertikálně spojených napájecích žlabech na kapalinu, které obsahují zadní nosnou stěnu k upevnění na stěnu budovy, nebo jsou připevněny ke stěně budovy přímo. K napájecím žlabům jsou přichyceny úchytnými prvky samostatné květníky se zeminou a rostlinami. V každém květníku je vsazen alespoň jeden zavlažovači prvek, který je ponořen do kapaliny v napájecím žlabu. Ten zároveň zajišťuje transport kapaliny do květníků. Zavlažovači prvek může zahrnovat knot vytvořený z jakéhokoliv savého materiálu, který se ve vodě nerozpustí. Jedná se například o bavlněný zavlažovači knot, vatu, nebo případně může zavlažovači prvek zahrnovat také kombinaci substrátu pro rostliny, který je nasypán do perforované trubičky. Taje prostrčena skrze dno květníku a vede až na dno spodního napájecího žlabu. Samotný substrát velmi dobře saje kapalinu. Intenzita nasávání a tím i množství přiváděné kapaliny do květníku je regulováno průměrem trubičky. Jednotlivé řady napájecích žlabů jsou propojeny přepadovou trubkou umožňující transport kapaliny do spodních řad napájecích žlabů.

Každý žlab obsahuje na bočnicích otvor pro distribuci kapaliny do sousedních žlabů. Otvor musí být umístěn ve výšce umožňující dostatečnou retenci kapaliny, resp. výšku hladiny kapaliny. Při příliš malé výšce umístění otvoru ve žlabu by nebyl v systému dostatek kapaliny, a naopak při příliš velké výšce by naopak bylo kapaliny ve žlabu zadržováno příliš a docházelo by k jejímu odparu, aniž by byla využita rostlinami. Proto je navrženo, aby ve výhodném provedení byl otvor umístěn ve spodní polovině výšky napájecích žlabů. Dále je navrženo, aby umístění horní hrany přepadové trubky bylo výškově nastavitelné, čímž lze docílit regulaci výšky hladiny kapaliny v napájecích žlabech. Je tudíž možné nastavit odlišnou výšku hladiny kapaliny v jedné řadě napájecích žlabů od jiné řady, a to v závislosti na požadavcích rostlin.

Květníky jsou tedy připevněny k napájecím žlabům úchytnými prvky. Provedení uchycení květníků je znázorněno v různých variantách na Obr. 4 až 6. V prvním případě dle Obr. 4 představuje úchytný prvek držák ve tvaru U, který je pevnou součástí spodní, vnější hrany květníku a nasunuje se na horní hranu spodního napájecího žlabu. Ve druhém případě dle Obr. 5 představuje úchytný prvek hák, který se nasunuje shora na hranu horního napájecího žlabu a zároveň do květníku. Ve třetím případě dle Obr. 6 představuje úchytný prvek pojistku, která se prostrčí skrze květník a napájecí žlab a pootočením se zajistí květník proti vypadnutí. Samozřejmě mohou existovat i další provedení úchytného prvku, které však budou odborníkovi stojícího před úkolem vytvořit uchycení květníku zřejmé. Proto toto řešení není omezeno pouze na výše navržené způsoby uchycení květníků.

Zavěšení květníků je výhodně provedeno tak, aby byl květník alespoň částečně nakloněn směrem od nosné stěny napájecího žlabu. Optimální sklon květníku, stejně jako prostorová dispozice

-2CZ 27235 U1 žlabů a květníků, jsou vyobrazeny na Obr. 1, který rovněž znázorňuje vzájemné překrývání sousedních žlabů a květníků s cílem maximálního využití prostoru, jakožto výhodného řešení. Je navrženo, aby odklon květníků od svislé osy byl mezi 10 až 40 stupni, výhodněji pak 20 až 30 stupňů, nejvýhodněji 25 stupňů. Další výhodné provedení umožňuje, aby sklon každého z květníků bylo možné regulovat, a to například způsobem, kdy spojovací prvky mají variabilní délku.

Odborníkovi bude jistě zřejmé, že nosná stěna pro uchycení napájecího žlabu může být samostatným konstrukčním prvkem. Z důvodu úspory času při montáži je tímto technickým řešením navrženo, aby napájecí žlab byl ve výhodném provedení součástí nosné stěny k uchycení na stěnu budovy.

Každý díl napájecího žlabu může být spojen k budově samostatně, nebo případně na konstrukci spojující jednotlivé napájecí žlaby, která je následně na vhodných místech přichycena k budově. Takové řešení je vhodné tam, kde není žádoucí vytvářet větší množství fixačních bodů. Napájecí žlaby lze tedy kotvit přímo ke stěně, např. pomocí hmoždinek a vrutů, nebo do podkladní konstrukce - například CD profil. UA profil nebo dřevěný rošt.

Ke každému napájecímu žlabu je možné přichytit libovolný počet květníků o různé šíři, a to až do celkové délky napájecího žlabu, přičemž ve výhodném provedení mohou být jednotlivé napájecí žlaby v horizontální rovině vzájemně překryty jedním květníkem. Takové řešení závisí na rozmístění upevňovacích prvků na žlabech. V závislosti na druhu rostliny je zvolena šíře květníků.

Samotný květník není v kapalině ponořen, aby nedocházelo k převlhčení zeminy. Kapalina je nasávána zavlažovacím prvkem pouze v minimálním množství, které rostlina potřebuje. Délka a počet řad napájecích žlabů nad sebou není nijak omezen.

Ve výhodném provedení je možné pro urychlení výstavby vytvořit vertikální zahradu z bloků, kde každý zahrnuje alespoň jednu řadu napájecích žlabů na kapalinu obsahujících alespoň dva napájecí žlaby, a/nebo blok zahrnuje alespoň jeden sloupec napájecích žlabů obsahující alespoň dva napájecí žlaby umístěné nad sebou. Zatímco první typ bloku je výhodný tam, kde je potřeba stavět rychleji v horizontálním směru, druhý typ bloku je vhodný pro výstavbu ve směru vertikálním.

Žlaby a květníky mohou být vyrobeny z jakéhokoliv lehkého materiálu. Ideálním materiálem je plast. Vzhledem ke hmotnosti pouhých několika kilogramů na 1 m², lze tímto způsobem realizovat neomezeně vysokou a dlouhou vertikální zahradu bez nutnosti zvláštních statických úprav stávajících zdí.

Pro zamezení nadměrného odparu kapaliny ze žlabu mohou být žlaby částečně nebo zcela zakrytovány.

Rovněž lze tímto řešením regulovat potřeby jednotlivých rostlin, které je řešeno přidáním vhodného počtu zavlažovačích prvků ke květníků. Každý květník je zároveň opatřen vhodným typem zeminy dle druhu rostliny. Rovněž lze např. pomocí hnojivových tyčinek či jiného přípravu regulovat potřebné výživové nároky jednotlivých rostlin. Potřeby hnojení mohou být alespoň v základním měřítku řešeny i přidáním hnojivá v kapalné formě přímo do napájecích žlabů.

Toto technické řešení tedy vykazuje vysokou možnost individualizace v závislosti na klimatických pásmech či orientaci vertikální zahrady při zachování dostatečné přímočarosti a nízkých nákladů.

Výhody tohoto technického řešení:

- Svým výsledným vzhledem se vertikální zahrada velmi podobá již popsané technologii založené na hydroponickém pěstování rostlin, kdy jsou rostliny bez zeminy vysazovány pouze do vegetativní textilie.

- Velkou výhodou tohoto technického řešení je možnost vysazovat do stěny veškeré existující druhy rostlin bez omezení, neboť zdaleka ne všechny rostliny mírného pásu a studenějších kli

-3CZ 27235 U1 matických zón jsou vhodné pro hydroponické pěstování, čímž je výrazně zúžena možnost aplikace vertikálních zahrad za použití hydroponie.

- Další výhodou je velmi snadná výměna rostlin, případně jejich následné přeskládání ve stěně. Stačí pouze rostlinu spolu se zavěšeným květníkem vyjmout a pověsit na její místo rostlinu jinou.

- Zavlažování lze u tohoto systému řešit i manuálním doléváním kapaliny, protože zásoba kapaliny vydrží více než 14 dnů, což velmi snižuje finanční náklady.

Počet rostlin je taktéž cca 30 - 40 ks/1 m². Toto množství rostlin zakryje veškeré pohledové části napájecích žlabů včetně samotných květníků. Na stěně jsou poté vidět pouze rostliny.

V případě tohoto technického řešení postačuje přivézt přívod kapaliny k nej vyšší řadě napájecích žlabů a jednou za 14 dnů doplnit kapalinu. Vzhledem k propojení všech žlabů jak v horizontální tak i ve vertikální rovině pomocí přepadů kapaliny, dojde k postupnému napuštění všech řad žlabů pouze z jednoho napouštěcího místa.

Zásoba kapaliny vystačí na cca 14 dnů, a proto lze menší stěny realizovat i bez přívodu kapaliny. Kapalinu lze dolévat i manuálně pomocí konvičky. Spotřeba vody u hydroponického způsobu pěstování rostlin ve vegetativní textilii je přibližně 2 l/m²/den, neboť dochází k rychlejšímu odpařování. Tento způsob vytvoření vertikální zahrady za pomoci napájecích žlabů a květníků se zeminou spotřebuje max. 0,5 1 vody/m²/den.

Napouštění kapaliny může být řešeno jak plně automatickým systémem za pomoci čidel snímajících hladinu kapaliny ve žlabu a elektromagnetického ventilu, který se po vyhodnocení nízké hladiny kapaliny čidlem otevře a následně opět sám zavře, tak i manuálním otevíráním ventilu (kohoutku). Vzhledem k intervalu dolévání cca 14 dnů, je i tato varianta možná.

Jelikož toto technické řešení vertikální zahrady nevyžaduje napojení na kanalizaci a zároveň je možné dolévat kapalinu manuálně pouze jednou za 14 dnů, lze tento systém s úspěchem realizovat i například jako větší obraz kdekoliv na stěně.

Ve zmenšené podobě je možné do tohoto obrazu vysázet například i bylinky a umístit jej přímo v kuchyni.

Toto technické řešení vertikální zahrady lze realizovat jak v interiéru, tak i v exteriéru. Rozdíl může spočívat pouze v druzích použitých rostlin.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 znázorňuje boční pohled na vertikální zahradu dle tohoto technického řešení;

Obr. 2 znázorňuje axonometrický pohled na vertikální zahradu tvořenou šesti řadami a třemi sloupci napájecích žlabů;

Obr. 3 znázorňuje detail spojení dvou napájecích žlabů;

Obr. 4 znázorňuje boční pohled na uchycení květníků pomocí držáku ve tvaru písmene U;

Obr. 5 znázorňuje boční pohled na uchycení květníků pomocí háku;

Obr. 6 znázorňuje boční pohled na uchycení květníků pomocí pojistky.

Příklady provedení technického řešení

Příklad 1

Vertikální zahrada pro exteriéry a interiéry sestává z horizontálně a vertikálně spojených napájecích žlabů 1 na kapalinu, kde každý žlab 1 obsahuje zadní nosnou stěnu 11 k upevnění na stěnu budovy a dále sestává z množství květníků 2 pro uložení zeminy a rostlin, kde každý květník 2 je

-4CZ 27235 U1 k napájecímu žlabu 1 přichycen úchytnými prvky 3 a napájecí žlab 1 je s květníkem 2 propojen zavlažovacím prvkem 4 pro transport kapaliny do květníku 2, přičemž v horizontální rovině tvoří napájecí žlaby 1 řadu, která je s jinou řadou žlabů 1 umístěnou nad nebo pod ní propojena přepadovou trubkou 5 umožňující transport kapaliny do spodních řad napájecích žlabů 1, a dále každý napájecí i žlab obsahuje bočnice 12, v nichž je vytvořen otvor 13 pro distribuci kapaliny do sousedních žlabů 1. Zavlažovacím prvkem 4 je trubička opatřená substrátem pro rostliny, přičemž pro regulaci množství přiváděné kapaliny do květníku 2 má každá trubička tloušťku odpovídající potřebám rostliny. Výška umístění otvoru 13 v bočnicích 12 je co nejníže tak, aby bylo možné rozvádět v systému i menší množství kapaliny. Výška hladiny kapaliny je regulována výškou horní hrany přepadové trubky 5, kterou lze libovolně měnit v závislosti na potřebě rostlin umístěných v dané řadě, vertikální zahrada obsahuje kombinaci úchytných prvků 3 zahrnující držák ve tvaru U, který je pevnou součástí spodní vnější hrany květníku 2 a slouží k nasunutí na horní hranu spodního napájecího žlabu, dále je úchytným prvkem 3 hák pro nasunutí shora na hranu horního napájecího žlabu 1 a do květníku 2, a rovněž je úchytným prvkem 3 otočná pojistka k prostrčení skrze květník 2 a napájecí žlab 1. Květníky 2 jsou odkloněny od svislé osy o 25 stupňů. Jedna řada napájecích žlabů 1 je v horizontální rovině vzájemně překryta jedním květníkem 2. Horní řada napájecích žlabů 1 je pro zmírnění odparu kapaliny zcela zakryto vána.

Příklad 2

Vertikální zahrada podle příkladu 1, kde jedna řada napájecích žlabů 1 na kapalinu obsahujících čtyři napájecí žlaby 1 tvoří samostatný blok a jeden sloupec napájecích žlabů 1 obsahující dva napájecí žlaby 1 umístěné nad sebou tvoří samostatný blok, kde spojení jednotlivých součástí každého blokuje vytvořeno nosnou konstrukcí.

Příklad 3

Vertikální zahrada podle příkladu 1, všechny řady napájecích žlabů 1 obsahují čidlo pro snímání hladiny kapaliny ve žlabu 1, přičemž čidlo je spojené s elektromagnetickým ventilem pro automatické spuštění závlahy.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení je průmyslově využitelné v oblasti stávajících i nových urbanistických řešení, neboť je technicky i finančně nenáročné a lze jej aplikovat v interiérech rodinných domů stejně dobře jak na venkovní zdivo. Velmi příznivě působí na izolaci stavby, a vytváří příznivé klima. Při vhodně zvolené druhové skladbě rostlin jej lze aplikovat uvnitř měst k ochlazení budov a zlepšení jejich estetické stránky, např. na stěny komerčních budov, ale též v průmyslových parcích na stěny průmyslových hal, skladů a hypermarketů.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims

1. Vertikální zahrada pro exteriéry a interiéry, vyznačující se tím, že sestává z horizontálně a vertikálně spojených napájecích žlabů (1), kde každý žlab (1) obsahuje zadní nosnou stěnu (11) k upevnění na stěnu budovy nebo je připevněn ke stěně budovy přímo, a dále sestává z alespoň dvou květníků (2) pro uložení zeminy a rostlin, kde každý květník (2) je k napájecímu žlabu (1) přichycen alespoň jedním úchytným prvkem (3) a napájecí žlab (1) je s květníkem (2) propojen zavlažovacím prvkem (4) pro transport kapaliny do květníku (2), přičemž v horizontální rovině tvoří alespoň dva napájecí žlaby (1) řadu, která je s jinou řadou žlabů (1) umístěnou pod nebo nad ní propojena přepadovou trubkou (5) umožňující transport kapaliny do spodních řad napájecích žlabů (1), a dále každý napájecí (1) žlab obsahuje bočnice (12), v nichž je vytvořen otvor (13) pro distribuci kapaliny do sousedních žlabů (1).

-5CZ 27235 U1

2. Vertikální zahrada podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna řada napájecích žlabů (1) na kapalinu obsahujících alespoň dva napájecí žlaby (1) tvoří samostatný blok, a/nebo alespoň jeden sloupec napájecích žlabů (1) obsahující alespoň dva napájecí žlaby (1) umístěné nad sebou tvoří samostatný blok, kde spojení jednotlivých součástí každého bloku je vytvořeno nosnou konstrukcí.

3. Vertikální zahrada podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zavlažovacím prvkem (4) je bavlněný zavlažovači knot nebo vata nebo trubička opatřená substrátem pro rostliny.

4. Vertikální zahrada podle nároku 3, vyznačující se tím, že každá z trubiček může mít různou tloušťku pro regulaci množství přiváděné kapaliny do květníku (2).

5. Vertikální zahrada podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že otvor (13) vbočnicích (12) je umístěn v dolní polovině napájecího žlabu (1) pro snížení množství rozváděné kapaliny v napájecích žlabech (1).

6. Vertikální zahrada podle nároku 1, 2 nebo 5, vyznačující se tím, že umístění horní hrany přepadové trubky (5) je výškově nastavitelné pro regulaci výšky hladiny kapaliny v napájecích žlabech (1).

7. Vertikální zahrada podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že úchytným prvkem (3) je držák ve tvaru U, který je pevnou součástí spodní vnější hrany květníku (2) a slouží k nasunutí na horní hranu spodního napájecího žlabu (1), a/nebo je úchytným prvkem (3) hák pro nasunutí shora na hranu horního napájecího žlabu (1) a do květníku (2), a/nebo je úchytným prvkem (3) otočná pojistka k prostrčení skrze květník (2) a napájecí žlab (1).

8. Vertikální zahrada podle některého z nároků laž7, vyznačující se tím, že alespoň jeden květník (2) je uložen na napájecí žlab (1) s odklonem květníku (2) od svislé osy v rozmezí 10 až 40 stupňů, výhodněji pak 20 až 30 stupňů, nejvýhodněji 25 stupňů.

9. Vertikální zahrada podle některého z nároků laž8, vyznačující se tím, že alespoň dva napájecí žlaby (1) jedné řady jsou v horizontální rovině vzájemně překryty jedním květníkem (2).

10. Vertikální zahrada podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že alespoň jeden napájecí žlab (1) je pro zmírnění odparu kapaliny částečně nebo zcela zakrytován.

11. Vertikální zahrada podle některého z nároků lažlO, vyznačující se tím, že alespoň jedna řada napájecích žlabů (1) obsahuje čidlo pro snímání hladiny kapaliny ve žlabu (1).

12. Vertikální zahrada podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že čidlo je spojené s elektromagnetickým ventilem pro automatické spuštění závlahy.

5 výkresů

Seznam vztahových značek:

1 - napájecí žlab

11 - zadní nosná stěna žlabu

12 - bočnice žlabu

13 - otvor žlabu

2 - květník

3 - úchytný prvek

4 - zavlažovači prvek

5 - přepadová trubka.