CN101313654A - 免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块 - Google Patents

Abstract

一种不需要水和电、无需人工灌溉和养护、环保节能的屋顶花园组合种植模块，它是由雨水收集箱、排水板、种植箱、边封条和角封条五部分组成。特别适用于成本要求低、承重小、难灌溉、难养护的旧房及轻钢屋面屋顶绿化。组合种植模块依靠结构优势，自身具有植物根阻特性和蓄水互通性，一者无需其它植物根阻防水卷材配合可直接安装在房面上使用，二者无需大量供水管和接头，大大减少了屋顶花园系统成本。组合种植模块依靠标准化功能设计优势，具有产品通用性高、系统适应性强、植物成活率高，施工周期短、无建筑垃圾、安装快捷方便和劳动强度低等特性，产品成本低廉便于大规模流水线生产。

Description

免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块

所属技术领域

本发明涉及一种环保节能、免灌溉、免养护的屋顶花园植物组合种植模块，尤其是能适用于成本要求低、承重小、难灌溉、难养护、难养护、坡度大(甚至达60°的屋面)、要求极高的“平改绿”旧房顶和轻钢屋面等特殊空间屋顶花园植物种植。

背景技术

目前，针对全球规模的环境问题，人们从城市方面正在积极采取有效的解决措施。绿化对改善城市整体环境的贡献是公认，它对城市建设起着重要的作用。现在城市绿化只局限地面绿化，而数量是地面绿化2～5倍的诸如屋顶花园、墙面绿化、高架吸音屏障等特殊空间绿化，由于技术、资金等原因无法大量推广。特别是从节省资源、节省能源和确保生物生息环境的角度出发的免灌溉和免养护的技术难题，一直阻碍着特殊空间绿化的大量推广。

为此本发明人于2006年12月7日申请了《免灌溉免养护立体种植箱》发明专利，解决了上述问题，专利申请号：200610119280.3。通过实践，我们发现将《免灌溉免养护立体种植箱》发明专利技术应用于屋顶花园时还存在以下缺陷：

a、雨水收集箱体和排水板虽具有植物根阻特性，但各种植箱之间有结构空隙，无法防植物根系穿刺，故需其它植物根阻防水卷材配合使用，大大增加了屋顶花园系统成本，不利于旧房“平改绿”的推广；

b、原有屋顶花园系统雨水收集箱体必须与供水管接在一起以备需要时补水，这样需布置大量供水管和接头，造成安装工序烦琐复杂且材料及人工费用加大；

c、产品设计单一性，不同的场所需要配不同规格的产品，不便于大规模生产流水作业线，生产复杂、成本高；

d、原有屋顶花园系统需要现场拼装组合，工序复杂，工作环境恶劣，特别是在夏天烈日下工作，费时费力劳动强度高；

e、原有屋顶花园系统配套产品适应性差，不能同时适应不同土厚、不同形状、不同坡度和不同领域的屋面需要；

f、原有屋顶花园系统要求现场吊装、搬运和铺设土壤，之后需植物移植，最后喷涂保湿涂料。这样，一者植物移植降低了植物成活率，增加了事后补苗费用；二者增加了植物保活养护期和植物养护成本，没有达到真正意义上的免养护；三者大大增加了施工周期；四者造成了现场施工建筑垃圾的出现。

发明内容

为了克服现有屋顶花园系统无法更好满足特殊空间绿化要求弱点，本发明提供一种组合种植模块，该组合种植模块不仅能继承免灌溉免养护屋顶花园技术所有优点，而且成本更低、重量更轻、安装快捷、适应性更强，更主要的是：①、组合种植模块本身具有植物根阻特性的，无需其它植物根阻防水卷材，可直接安放在“平改绿”旧房顶上，这样可大大降低屋顶花园系统成本。估计可降低系统成本30％；②、组合种植模块之间水能互通，水能从高处模块流向低处模块，这样可省掉大量供水管和接头，使得补水系统安装快捷、简单和方便，且能省掉大量材料费及人工费。估计可降低系统成本10％；③、组合模块实行标准化设计，便于大规模流水作业线生产，有效降低了产品成本；④、绝大多数工序在工厂内完成，整个系统安装快捷方便，省时省力降低了劳动强度；⑤、组合模块适应性强，能适应不同土厚、不同形状屋面、不同坡度屋面(甚至达60°的屋面)和不同领域的屋面；⑥、植物在工厂就种植入组合模块内，施工现场只须将组合模块组合好就可以交付使用，无需植物移植。一者可大大提高植物成活率；二者可免去事后一定时期的保活养护期，达到真正意义上的免养护；三者可大大减少施工周期(施工周期可降低成本70％)；四者可杜绝施工建筑垃圾的出现。

采用免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块技术，建立大规模生产流水作业线，使得屋顶花园技术产业化，可推动城市旧房“平改绿”项目大面积推广、实施，可为社会带来无数的效益和财富。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1.雨水收集箱体四边加设凹、凸锁边，凹、凸锁边组合咬合后可防止种植箱之间产生结构空隙以满足要求a。这是本发明核心所在。

凹、凸锁边必须具备以下功能：

①、结构工整紧凑，能相互锁紧使得组合种植模块联结成为一个整体；

②、凹、凸锁边锁紧后咬合紧密，使得植物根系无法穿刺，这样使得相邻两种植模块交接处具有植物根阻特性；

③、凹、凸锁边锁紧后，咬合面配合紧密，水可从咬合处流过，而不会渗入咬合面缝隙，从锁边咬合面缝隙处渗漏掉。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：在雨水收集箱体四边各加设两道凹、凸锁边，两道凹锁边相邻，两道凸锁边相邻。

2.为达到省掉大量供水管和接头的目的，在雨水收集箱体四边配合凹、凸锁边设置凹、凸锁边溢流槽以满足要求b。这也是本发明核心所在。

在雨水收集箱体四边壁设计一定数量的溢流槽，当雨水收集箱内水达到一定水位后水会溢出。溢流槽在相应雨水收集箱体两道凹、凸锁边处设计成具有相应凹、凸锁边的溢流槽，组合后种植模块之间水能互通。整体种植模块组合后，只须在高处模块架设一条供水滴管，在需要补水时，水能从高处模块流向低处模块，这样可省掉大量的供水管和接头。而原有屋顶花园系统每一个雨水收集箱都必须与供水管连接在一起以备需要时补水，这样需布置大量供水管和接头，造成安装工序烦琐复杂且材料及人工费用加大。

3.将雨水收集箱内部设计成若干个单独的蓄水小格可同时满足要求c、e。将雨水收集箱内部设计成若干个单独的蓄水小格具有以下功能：

①、蓄水小格四壁相当于排水板支架，排水板可省掉支架设计成片状板料。这样，可按现场形状需要，排水板可轻松方便地进行修剪；同时，蓄水小格相当于一个个很小的雨水收集箱，根据现场形状需要修剪掉多余的蓄水小格，不会影响同一雨水收集箱内其它蓄水小格的功能。上述两点设计成为配套产品适应性强的关键点。

②、在蓄水小格四壁上各设计一个比壁高稍低的溢流槽，再配合雨水收集箱体四壁同一高度的凹、凸锁边溢流槽，可以保证整体系统水道畅通，水能从高处蓄水小格轻松流向低处蓄水小格。

③、将雨水收集箱体内部设计成若干个单独的蓄水小格，在同样坡度的屋面上，有蓄水小格的雨水收集箱比没蓄水小格的雨水收集箱蓄水量大，特别是坡度越陡，蓄水量会成倍增加。蓄水小格的设计保证了不同坡度屋面的屋顶花园系统都有足够蓄水量，以提高系统抗干旱系数，满足了适应不同坡度屋面的需要。

④、在蓄水小格四壁上部比溢流槽高的部位各设计二个蓄水小格排水孔，以便系统多余的水被顺畅地排掉。由于蓄水小格排水孔上方有排水板挡住植物根系，使得植物根系无法穿过蓄水小格排水孔，这就保证了系统的植物根阻特性。

4.为达到组合种植模块实行标准化设计、便于大规模流水作业线生产、有效降低产品成本的目的，在雨水收集箱标准化设计的基础上，对排水板也进行标准化功能性设计，所采用的技术方案是：

①、按需要合理布置排水板排水孔、虹吸供水毯固定孔位置；

②、将排水板排水孔和虹吸供水毯固定孔四周设计成弧型翻边，用来增加排水板抗压强度，减少排水板厚度达到节省材料目的；

③、将排水板四周设计成具有一定高度的翻边：一可增加排水板抗压强度，减少排水板厚度。二可配合雨水收集箱体固定种植箱体。三可配合种植箱体或封条，对凹、凸锁边增加了一道植物根阻层，以保证植物根阻性最薄弱处的凹、凸锁边万无一失。

5.为达到屋顶花园系统配套产品能同时适应不同土厚、不同领域屋面的目的，我们设计了活动种植箱，种植箱具有以下功能：

①、按需要可设计成不同高度，而其他尺寸不变。一可满足适应不同土厚、不同领域的屋面的要求，二可满足组合模块配套件相互通用性的要求；

②、将种植箱体四壁设计成锥型，方便需要时容易拆除；

③、被安装固定在雨水收集箱和排水板翻边之间，只要更换不同高度的种植箱，就可满足不同土厚的植物在工厂种植入组合种植模块的要求。按要求选用一定高度的种植箱体组装后，再铺设土壤和移植植物，最后喷涂保湿涂料。组合种植模块在工厂养护几天后，可直接送到现场组装交付使用满足要求d、f。

6.考虑到不同领域的屋面要求及美观性需要，针对组合种植模块组装后种植箱体需要拆除时，我们设计了边封条和角封条，用于将组合后的凹、凸锁边包裹封牢，为凹、凸锁边增加一道植物根阻层以增加植物根阻系数。

综上3、4、5、6点所述，雨水收集箱、排水板、种植箱体和封条的标准化功能性设计，能同时满足要求b、c。

综合1、2、3、4、5、6点，如图1《雨水收集箱外观图》、图3《排水板外观图》、图5《种植箱外观图》、图12《边封条外观图》和图13《角封条外观图》所示，本组合种植模块由雨水收集箱(1)、排水板(2)、种植箱(3)、边封条(16)和角封条(17)五大部分组成。雨水收集箱(1)由凹锁边(4)、凹锁边溢流槽(5)、凸锁边(6)、凸锁边溢流槽(7)、蓄水小格排水孔(8)及蓄水小格溢流槽(9)六部分组成；排水板(2)由排水板排水孔(10)和虹吸供水毯固定孔(11)两部分组成。

其工作原理是：

1).如图6《组合种植模块组装图》所示，雨水收集箱(1)、排水板(2)、种植箱(3)三者都具有植物根阻特性，相当于对植物根系有几层防穿刺根阻层。事先可在在工厂组装好，再按要求再铺设土壤、移植植物、喷涂保湿涂料和养护储存备用，便于工厂化作业；

2).如图6《组合种植模块组装图》所示，雨水收集箱(1)、排水板(2)、种植箱(3)组装后，三者配合紧凑，使得植物根系无法穿刺，对凹、凸锁边增加了一道植物根阻层，以保证植物根阻性最薄弱处的凹、凸锁边万无一失。

3).如图7《组合种植模块组合图》、图8《凹、凸锁边溢流槽组合示意图》和图9《凹、凸锁边组合示意图》所示，凹、凸锁边能相互锁紧使得组合种植模块联结成为一个整体；凹、凸锁边锁紧后，咬合配合紧凑，使得植物根系无法穿刺；凹、凸锁边锁紧后，咬合面配合紧凑，水可从咬合处流过，而不会渗入咬合面缝隙从锁边咬合面缝隙处渗漏掉。

4).如图10《组合种植模块蓄水、排水原理示意图》所示，水(13)从高处种植模块经锁边组合溢流槽(12)流向低处种植模块；雨水收集箱内部水(13)从高处蓄水小格经蓄水小格溢流槽(9)流向低处蓄水小格；遇到急降雨时，多余的水(13)从蓄水小格排水孔(8)被顺畅地排掉。

5).如图14《封条安装示意图》所示，凹、凸锁边被边封条(16)包裹封死，同时边封条(16)又被雨水收集箱(1)和排水板(2)挤牢锁死，加上组合种植模块交汇处又有角封条(17)再次包裹封死，植物根系根本无法对凹、凸锁边进行穿刺，这样对凹、凸锁边增加了一道植物根阻层，以保证植物根阻性最薄弱处的凹、凸锁边万无一失。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1《雨水收集箱外观图》是免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块雨水收集箱外观示意图。

图2《雨水收集箱剖视图》是图1的a向示意图及b-b、c-c剖视示意图，它具体表达了免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块雨水收集箱结构示意图。

图3《排水板外观图》是免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块排水板外观结构示意图。

图4《排水板c-c剖视图》是图3的d-d剖视示意图。

图5《种植箱外观图》免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块种植箱外观示意图。

图6《组合种植模块组装图》是免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块雨水收集箱、排水板和种植箱组装示意图。

图7《组合种植模块组合图》是免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块之间组合示意图。

图8《凹、凸锁边溢流槽组合示意图》是免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块之间组合凹、凸锁边溢流槽处结构示意图。

图9《凹、凸锁边组合示意图》免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块之间组合凹、凸锁边处结构示意图。

图10《组合种植模块蓄水、排水原理示意图》是免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块蓄水、排水原理示意图。

图11《有种植箱的免灌溉免养护屋顶花园结构示意图》是保留种植箱的免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块安装示意图和效果图。

图12《边封条外观图》是免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块边封条外观示意图。

图13《角封条外观图》是免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块角封条外观示意图。

图14《封条安装示意图》是取消种植箱的免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块边封条、角封条安装和g-g剖视示意图。

具体实施方式

免灌溉免养护组合种植模块组装前，先将虹吸供水毯安装进排水板(2)的虹吸供水毯固定孔(11)备用。如图6《组合种植模块组装图》和图11《有种植箱的免灌溉免养护屋顶花园结构示意图》示，先将种植箱(3)放入雨水收集箱(1)，接着将排水板(2)放入种植箱(3)，将种植箱(3)卡在种植箱(3)和排水板(2)之间固定牢固。再将虹吸蓄水毯铺好倒入营养土(14)种入植物(15)，接着将营养土(5)表面整理平整后喷涂保湿涂料形成保湿层，最后在保湿层上扎几个预留孔方便雨水流入土壤。

如图7《组合种植模块组合图》和图11《有种植箱的免灌溉免养护屋顶花园结构示意图》示，组合种植模块在工厂养护几天后，可直接送到现场组装。免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块现场组合后，按设计方案在高处模块架设供水管，需要种植箱的可直接检查验收交付使用；如果不需要种植箱的，如图14《封条安装示意图》示，只需将种植箱拔去，先安装边封条(16)，再安装角封条(17)即可检查验收交付使用。

Claims (9)

1.一种免灌溉免养护屋顶花园组合种植模块，它是由雨水收集箱、排水板、种植箱、边封条和角封条五大部分组成。雨水收集箱由凹锁边、凹锁边溢流槽、凸锁边、凸锁边溢流槽、蓄水小格排水孔及蓄水小格溢流槽六部分组成；排水板由排水板排水孔和虹吸供水毯固定孔两部分组成。其特征是：1).在雨水收集箱体四边各设两道凹、凸锁边，利用凹、凸锁边咬合锁紧，将各组合种植模块联结成为一个整体；2).利用凹、凸锁边锁紧后咬合紧密，使得植物根系无法穿刺，这样使得相邻两种植模块交接处具有植物根阻特性；3).在雨水收集箱体四边设置了凹、凸锁边溢流槽，利用凹、凸锁边锁紧后，咬合面配合紧密，水可从咬合处流过，而不会渗入咬合面缝隙从锁边咬合面缝隙处渗漏掉，使得水无须借助其它管路可直接在相邻两雨水收集箱之间顺畅流动；4).将雨水收集箱体内部设计成若干个单独的蓄水小格。一者，可按现场形状需要，可轻松方便地修剪掉多余的蓄水小格，不会影响雨水收集箱体蓄水功能。二者，增加了雨水收集箱体蓄水量，可保证了不同坡度屋面的屋顶花园系统都有足够的蓄水量，以适应不同坡度屋面的需要；5).在蓄水小格四壁上各设计一个比壁高稍低的蓄水小格溢流槽，水能在蓄水小格之间顺畅流动，可以保证整体系统水道畅通；6).在蓄水小格四壁上部比蓄水小格溢流槽高的部位各设计二个蓄水小格排水孔，以便系统多余的水被顺畅地排掉；7).在蓄水小格排水孔上方有排水板挡住植物根系，使得植物根系无法穿过蓄水小格排水孔，这就保证了系统的植物根阻特性；8).排水板设有排水孔、虹吸供水毯固定孔，两者四周设计成弧型翻边，用来增加排水板抗压强度，减少排水板厚度达到节省材料目的；9).排水板四周设计成具有一定高度的翻边：一可增加排水板抗压强度，减少排水板厚度。二可配合雨水收集箱体固定种植箱体。三可配合种植箱体或封条，对凹、凸锁边增加了一道植物根阻层，以保证植物根阻性最薄弱处的凹、凸锁边万无一失；10).活动的锥型种植箱按需要可设计成不同的高度，以满足适应不同土厚、不同领域的屋面的要求，方便植物在工厂内种植；11).利用边封条和角封条，用于组合种植模块组装后种植箱体需要拆除时，将组合后的凹、凸锁边包裹封牢，为凹、凸锁边增加一道植物根阻层以增加植物根阻系数。

2.根据权利要求1所述的雨水收集箱体四边的凹、凸锁边，其特征是：1).利用雨水收集箱体四边的凹、凸锁边咬合锁紧，将各组合种植模块联结成为一个整体；2).利用凹、凸锁边锁紧后咬合紧密，使得植物根系无法穿刺，这样使得相邻两种植模块交接处具有植物根阻特性。

3.根据权利要求1所述的凹、凸锁边溢流槽，其特征是：在雨水收集箱体四边设置了凹、凸锁边溢流槽，利用凹、凸锁边锁紧后，咬合面配合紧密，水可从咬合处流过，而不会渗入咬合面缝隙从锁边咬合面缝隙处渗漏掉，使得水无须借助其它管路可直接在相邻两雨水收集箱之间顺畅流动。

4.根据权利要求1所述的蓄水小格，其特征是：将雨水收集箱体内部设计成若干个单独的蓄水小格。一者，按现场形状需要，可轻松方便地修剪掉多余的蓄水小格，不会影响雨水收集箱体蓄水功能。二者，增加了雨水收集箱体蓄水量，可保证了不同坡度屋面的屋顶花园系统都有足够的蓄水量，以适应不同坡度屋面的需要。

5.根据权利要求1所述的蓄水小格溢流槽，其特征是：在蓄水小格四壁上各设计一个比壁高稍低的蓄水小格溢流槽，水能在蓄水小格之间顺畅流动，可以保证整体系统水道畅通。

6.根据权利要求1所述的蓄水小格排水孔，其特征是：1).在蓄水小格四壁上部比蓄水小格溢流槽高的部位各设计二个蓄水小格排水孔，以便系统多余的水被顺畅地排掉；2).在蓄水小格排水孔上方有排水板挡住植物根系，使得植物根系无法穿过蓄水小格排水孔，这就保证了系统的植物根阻特性。

7.根据权利要求1所述的排水板，其特征是：1).排水板设有排水孔、虹吸供水毯固定孔，两者四周设计成弧型翻边，用来增加排水板抗压强度，减少排水板厚度达到节省材料目的；2).排水板四周设计成具有一定高度的翻边：一可增加排水板抗压强度，减少排水板厚度。二可配合雨水收集箱体固定种植箱体。三可配合种植箱体或封条，对凹、凸锁边增加了一道植物根阻层，以保证植物根阻性最薄弱处的凹、凸锁边万无一失。

8.根据权利要求1所述的种植箱，其特征是：1).种植箱体四壁设计成锥型，需要时容易拆除；2).是活动的，便于拆装；3).种植箱按需要可设计成不同的高度，以满足适应不同土厚、不同领域的屋面的需求，方便植物在工厂内种植。4).被牢固地卡在雨水收集箱和排水板之间，相当于对凹、凸锁边增加了一道植物根阻层。

9.根据权利要求1所述的边封条和角封条，其特征是：在组合种植模块组装后种植箱体需要拆除时，利用边封条将凹、凸锁边包裹封死，同时边封条又被雨水收集箱和排水板挤牢锁死；在组合种植模块交汇处用角封条对排水板、边封条和凹、凸锁边再次包裹封死，植物根系根本无法对凹、凸锁边进行穿刺。这样，对凹、凸锁边增加了一道植物根阻层，以保证植物根阻性最薄弱处的凹、凸锁边万无一失。

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