CN102171404B - 具有组合式植物覆盖的屋顶 - Google Patents

Abstract

一种用植物垫覆盖屋顶的覆盖系统和方法，包括了一系列以相邻接方式放置的组合式托盘（20）。这种系统包括置于密封层上面高度可调节的基底元件（6），由以相邻接方式放置在这些基底元件（6）上的元件组成并支撑组合式托盘（20）的格栅（18）。组合式托盘（20）包括穿有已校准的孔（28）的多边形底部、向上延伸的侧壁（34）和可逆互锁机构（36，38）。

Description

具有组合式植物覆盖的屋顶

技术领域

本发明涉及一种通常被称为“绿化屋顶”的覆盖有植物垫的屋顶，另外还涉及生产这种屋顶的方法。

背景技术

这种类型的屋顶现在越来越成功，主要是因为其经济和生态方面的优势。特别是增加了其所放置的屋顶的热绝缘性能，并在城市化程度很高的住宅内提供青翠的一角。

然而，实际上，这种关于绿化屋顶的有些田园诗般的想法面临一系列的特别尴尬的实际问题，亦即，特别地，保险公司要么拒绝为这种安装了绿化屋顶的建筑提供保险，要么增加与之相关的保费。

反对使用绿化屋顶的主要理由是破坏屋顶密封层的风险，及当此类问题出现时，找到和补救损坏处的困难性。

WO 2007/112145可以做为最接近的对比技术，其描述了一种覆盖屋顶的系统，该系统借助于装填有停放在直肋上的营养基质并固定在一起的托盘。这种类型覆盖的主要问题是托盘直接停放在密封层上，由于膨胀系数的不同及植物残渣的快速堆积对雨水排放机构的堵塞，这种问题最终导致了密封层被破坏的高风险。这点，加上托盘沿屋顶斜面放置的事实，意味着收集到的水的质量很差。

此外，由于其组装系统的原因托盘难以移动。漏损的精确定位因而非常困难。

US-2005/120656描述了一种放置在屋顶上的由镀锌钢制成的组合式托盘。

EP-0 267 367描述了一种用于种植植物的组合式托盘，其能被应用为屋顶覆盖物。这种托盘的底部包括凸起的峰以用于确保水分的保持。此处也存在快速破坏密封层的问题。

US-2007/0079547也描述了一种组合系统，其中为防止支根向下生长而附加了浸渍有氢氧化铜的垫。然而此种系统并没有解决可能出现的漏损的定位问题。

WO-2007/119986描述了一种具有双层结构的屋顶：屋顶的顶部（承重结构）通过基底元件系统支撑理论上防水的、由组装板形成的、复杂的上层结构。植物可以在这种密封的上层结构上生长。实际上，这种解决方法只是把与绿化屋顶有关的问题转至上层结构。防漏结构的任何损坏都不可避免地导致水向承重结构和上层结构之间延伸的不密封工作空间流动。在暴风雨发生时上层结构也构成真正的危险：因为风导致的真空使它有可能被吹走。

发明内容

本发明的首要目的是解决与可能对密封层造成的损坏相关的问题。

本发明的另一目的是对可能出现的漏损较容易地定位且易于修理。

本发明的另一目的是使被覆盖的屋顶容易进行重新布置。

本发明的另一目的是使管道和电缆容易通过。

本发明的另一目的是使在强化绝缘时能排出积热。

本发明的主题为一种用包括一系列以相邻接方式放置的组合式托盘的植物垫覆盖屋顶的系统。这种系统包括可设置于基本上为平的且覆盖有密封层的屋顶上的基底元件，所述基底元件包含高度可调节的头部；由以相邻接方式设置在这些基底元件上的格栅元件组成的格栅，所述格栅支撑所述组合式托盘；所述组合式托盘包括穿有已校准的孔的多边形底部和向上延伸的侧壁；设置在至少两个相对侧壁上用于通过侧壁互锁托盘的可逆互锁机构。

所述基底元件优选地配置有用于平面度角度调节的机构，例如，旋转系统。

优选地，在平面图中，所述组合式托盘基本为方形。

组合式托盘的互锁机构优选为设置在托盘外侧的弹性互锁解除件。

组合式托盘的底部最好设置为波纹形且所述已校准的孔位于这些波纹的波峰。

组合式托盘优选地具有切角或圆角。

较好地，某些组合式托盘可配置用于空气流通的竖直通风管。

组合式托盘优选地在工厂内填充有植物所需的基料，甚至是预先配备有植物。

本发明的另一个主题是用植物垫覆盖密封屋顶的方法，包括如下步骤：

记录待覆盖屋顶的几何尺寸；

确定布局规划；

安装具有头部的高度可调节的基底元件；

将所述基底元件的头部调平以使这些头部至少确定一个公共平面；

以相邻接的方式在这些基底元件的头部上放置格栅元件；

在格栅的表面上相邻接地放置组合式托盘，所述组合式托盘包括穿有已校准的孔的多边形底部及大致为平面的侧壁；

将每个组合式托盘可逆地锁定于至少两个相邻托盘；

使空气空间在格栅下方延伸以与外界空气连通（优选地设置至少两个通风管）。

根据第一个优选的实施例，基底元件放置在基本水平的屋顶上。

根据另一个优选的实施例，基底元件放置在倾斜的层顶上，基底元件的高度呈阶梯状，以使得这些基底元件的头部确定复数个排布成梯台状的公共平面。

附图说明

本发明的这些方面和其他方面将参照附图中图例，通过本发明的特定实施例进行详细的说明，其中：

图1是根据本发明屋顶的正视的截面示意图。

图2是图1中系统的具有相继剖面的平面视图，其示意安装该系统的各个步骤。

图3是做为示例的另一种实施方式的图示。

图4是覆盖系统的正视的截面视图，与图1相比较具有绝缘层。

图5是种植有大型植物的特定实施例的正视的截面视图。

图6是本发明托盘特定实施例的详细的正视的截面视图。

图7是特定实施例的另一个详细的截面透视图。

这些图并不一定按比例绘制。通常图中相同元件标记的标号相同。

具体实施方式：

首先参照图1和2，对该系统及其应用描述如下。

其始于通常由混凝土壳体2形成的平的初始屋顶。这种屋顶覆盖有由连续的聚合物涂层、具有锌层的屋顶材料等组成的密封层4，其对保护屋顶免受各种损坏（摩擦、穿刺或其他损坏）是非常重要的。为了这种目的，在确定好将要覆盖的屋顶的精确尺寸后，要在工厂或车间内进行形成系统的各种组合元件的布局的计算。布局使计算覆盖给定的表面区域所需的组件形状（例如方形）的数量成为可能。

根据得到的计划和将承载的负载，随后在整个待覆盖的屋顶上分布基底元件6。这种分布不是很严格，因为在此阶段位置偏差是完全可以容许的。

基底元件6具有大底部8以防止在密封层上冲出孔，且使它们支撑的重量分布在较大的表面区域。然后在如激光水平仪的帮助下，建立参考平面10及调整所有基底元件6的头部12。后者配置有使其高度改变成为可能的调整元件14（在此实施例中为螺纹），和平面度角度调整机构16（在此实施例中为旋转接头16）。然后在基底元件6上放置格栅18。先前相对参考面调整过的头部12和旋转接头16的存在确保格栅18的完全的平面度，而不用考虑屋顶2平面度的初始状态（主要优势）。

格栅18最好是如由镀锌钢或任何其他满足标准和规范的耐用原料（聚合体、浸渍木材等）制成的格子，使水可以自由流动且能承受绿化屋顶、一定体积的雨水、维修等操作负载、风、雪等的重量，这些可通过计算精确地确定。

与使用金属格栅相关的一个优势在于，这样的格栅有利于建筑物的电磁“屏蔽”（法拉第笼效应）。

在安装好格栅18后，接下来根据预先建立的布局规划放置包含植物所需基料22或者甚至于已配置了植物24的托盘20。计算组合式托盘20的重量及其大小，使其可以由一个人处理。典型地，托盘20为边长30至50cm的方形。本系统的优点在于，直至安装前，其所包含的所有元件都能在车间或工厂内制造，也就是说，免于经受环境侵蚀且从最符合人体工程学（工作面在方便的高度，精密工具伸手可及）的环境中受益。这样使系统元件的可组合性和工业化程度接近95%。这样还使在安装过程中节省时间：使用放置在干燥环境中的元件很方便且速度快，无需特定的工具或技术。

需要指出的是这种标准化只影响形成基础的元件，其给予有关建筑物的主人或其园林设计师完全的表现的自由。

托盘20包括波纹形的底部26，穿有设计为排出过量雨水的孔28。这些孔上覆盖有纺织品薄板（毛毡、帆布、薄纱等）以过滤可能被冲走的基料颗粒。孔28设置在波纹形底部的波峰处，从而使凹处总是保持植物24生长适宜的湿度。孔28的调整使在暴风雨倾注时，使过量水的流速变缓成为可能，从而产生缓冲作用。由于这个原因，这样收集的水没有直接倒入排水系统，而是逐步释放，如自然条件下发生（或应当发生）的那样。因此，根据有关当局的要求限制特定建筑的排水系统的缓冲容器的大小成为可能。如果遇到没有预测到的大雨，还设置了绕过已校准的孔的一个非常简单的系统：特别地设计具有圆角或甚至是切角的组合式托盘是可能的。基于另一种选择，可以在托盘侧壁的上部设置辅助孔29使得在大雨时作为溢出孔。如果需要适当的工具31（参见图6）辅助时，这些孔同时可应用于装卸托盘。以这种方式，如果水的高度超过组合式托盘的顶部时，过量的水找到可通过格栅直接把其带入维护空间32自然的排水通道。

本系统的一个主要特点是位于组合式托盘下面的维护空间32的存在，其优点将揭示如下。在安装时注意要设置至少一个入口和一个出口用于此维护空间内的空气出入。这可以通过在托盘20的网状网络中留出空间或在托盘上设置一个预成型的通风管来使维护空间32与外界空气连通。由于在维护空间内的空气流通，此成为酷暑期过量热量的出口。而且此通风空间能在夏天（增加屋顶下房间的舒适度且可降低空调费用）和冬天（通过限制维护空间的通风率降低取暖费用）提高建筑的保温功能。

一个与设计维护空间相关的优点在于在夏天时，其促使湍流空气流入维护空间内从而可很好地排出热量。自动灌溉（有时为法律强制）系统的存在有利于蒸发蒸腾作用—经济及自然的空调机构。

由于所用材料的组装性和完全可循环性，因此本系统给予了优良的生态评价。特别地，托盘可以由可循环使用的塑料如聚丙烯或高密度聚乙烯制成。

这种通风的维护空间的另一个优点在于其使植物与密封层完全地分开。特别地，众所周知常规的系统中支根为寻找营养成分会试图通过开口或托盘间的缝隙生长。与密封层接触时，这些支根利用此层结构微小的缺陷而钻入其内，形成孔。在本发明的情况下，这些支根在到达通风空间32时（如前所述，进一步被湍流的气流扫过），会变干且其生长停止。因而与常规的屋顶覆盖系统相比，本发明系统中的植物覆盖物24可包括各种更具有“侵略性”根系的植物。因而，建筑师或圆艺师可以设想更多的原创设计。

此外，众所周知在常规系统中，基料和有机残渣会逐渐地积累在托盘下面和/或在托盘连接处形成行。这些残渣成为新根和支根生长的理想的基地。在本发明的系统中，这些落入维护空间内的残渣很容易地被第一场雨带至原屋顶的低点。

此外需要指出的是，尽管从定义上说屋顶本身必须包括一个使雨水或灌溉水流出的“低点”，在一个严格水平的参考面设置格栅还是非常重要的。特别地，在这种情况下，水通过基料层垂直过滤，因而有利于城市环境的净化。

对专家来说，城市污染（CO₂ 、硫化物、氮化物）通过雨能被一定量的植物特别好地吸收是众所周知的。伴随着高氧率（从上面以及通过维护空间）垂直过滤持续地净化通过基料的空气。

垂直排放的水本身经历着最理想的净化（不包括分流的旁路）。因此而过滤的水具有较低的污染系数且持续地减少污水处理厂的工作。

常规绿色覆盖物的另一个已知的缺点在于漏损的精确定位是不可能的，对于漏损的维修更是不可能。特别地，在存在漏损时，在托盘下水能蜿蜒流至它想去的任何地方并突然出现在距离漏损很远的地方。因此，需要移动大量的元件以进行维修。因此，很多“水损”保险公司拒绝为具有绿化屋顶的建筑提供保险。对于本发明的系统这种情况就完全不同了。由于基底元件的使用，漏损的危险大幅度降低。此外，通风空间产生的“隔热”降低了温差，进而降低密封层经受的膨胀压力。最后，在存在漏损时，为直接而简单地到达密封层，移动已发现的缺陷所在位置的组合式托盘及相对应的格栅元件18就足够了。

经由固体-空气-固体的去耦效应，本系统的设计还提供了良好的隔音性能。

由于本发明的系统的结构（相对）轻巧，为抵御大风甚至是龙卷风（在有龙卷风时，产生的真空向上吸起屋顶元件），托盘必须固定在一起。大多数的现有系统中，托盘是由螺钉、有眼螺栓或其它元件固定的，这意味着必须使用拆卸工具。这通常是繁重的工作，在长期处于潮湿的环境中后，所有金属零件通常会锈蚀。在本发明中，通过弹性互锁或可逆夹子组装能很好地进行。这种组装如图1所示。方形托盘20的一对相面对的侧壁上每个都具有在其间形成凹槽36的两个突起，另一对相面对的侧壁具有筋条38。当两个托盘必须并置时，一个托盘旋转90度，侧壁34的筋条38进入另一个的凹槽36内。依次地，每个托盘与其相邻的四个托盘因此固定。从而系统形成单一的坚固表面（有利于抵御风，维修等）。如果希望从网络系统中提取特定的单个托盘20，通过简单的工具如螺丝刀就能轻易地分开此托盘的侧壁34以使其与相邻的托盘脱离。每个托盘的角都没有互锁突起36和38以贮备足够弹性使这种操作简单易行。这并不是说不可以采用其它的方法固定托盘，特别地，如通过U形部分或如图3中所示的倒转U形加固板。

本系统可以在倾斜度高达10%的表面上安装绿化屋顶。具有这种斜面时，由于使用可调节的基底元件，进一步设想设置梯台是没有问题的。

另一个与托盘的方便拆卸相关的优点在于系统极度的多功能性，根据主人的爱好系统可被在几天内重新设置：快速纳入任何类型的植物、基料和附加层（花、竹子、石头等）。其构成和可能性是无限的。

通过此时用作维护空间的通风空间32的设置，其还允许后来安装各种各样的附加元件如太阳能传感器、灯、池塘甚至于游泳池、装饰元件、自动灌溉系统、梯台、微型风力发动机等。特别地维护空间的存在使简便地布置和维护这些附件所需的电缆、管道等成为可能。此外因为固定系统的简单化，通过抬起单个的托盘而进入通风空间没有太大困难。为使管道或电缆布置在精确的位置，在托盘的底部设置开口装入管道或电缆是可能的，对于本领域技术人员来说此时通过使用压盖来保持托盘的密封是众所周知的技术。

需要指出的是，一旦基础结构安装后，至少部分地牺牲进入通风空间的方便及在托盘20上面加上基料40、装饰元件42，其可包括水池43和更大的植物覆盖44的附加层是可能的，如图2所示，以获得具有更多轻松、灵动等的设计。

尽管具有这种变化，本发明系统的决定性优点在于“备好来铺”的组合式绿化屋顶和在现场辛苦建造系统之间的不同上。

图4示出了本发明的系统和方法赋予的另一种优选的可能性。

由于通风空间的存在，在计算墙壁的导热系数时考虑位于通风空间之上的材料是不可行的：通风空间被视为与外界环境的空气具有相同的温度。然而，在此描述的系统轻松改善现有建筑的绝缘效果是可行的。在安装格栅前在密封层4上设置由如泡沫玻璃这样的防潮材料或其它等同材料制成的绝缘板46就可以了。即使是没有连接在一起，相对于设置这些板获得的热量，由于水从这些板下流动而造成的热损失应当视为可忽略不计。另外，这些板46保持容易移动以利于寻找密封层的缺陷。

图5示出了使用本发明的装置无故障地安装大型垂直延伸的植物（灌木甚至是小树）是可能的。这种安装对于如WO2007/119986描述的系统将是危险的甚至是不可能的。特别地，在大风存在时，施加在树枝和叶子上的力传递至安装这种植物的托盘，而弹至整个上层结构，形成特别有害的扭矩。因而在本发明的系统中，格栅18不是整体的，如图5所示，它可以被放置在不同的平面α和β上，这样低于放置在第一参考面α的格栅18设置一个或多个较深的托盘50是可能的。这个或这些格栅元件可以单独锚定或稳定（在图5所示的例子中，托梁52同时作为锚定和稳定元件）。

这种设置的优点在于（1）隐藏稳定装置，（2）防止必须设置可能形成永久额外负载的更厚的均匀土层。

需要指出的是，在图5中还示出了一个实施例，支撑此装置的屋顶2 外表面覆盖了支撑密封层4的绝缘层54。

根据相同原理构造的不同参考平面(α, β)使得在倾斜的屋顶上制造梯台式“花园”成为可能。

图6列出了两个详细的特定实施例，包括通过钩子56把托盘固定至格栅上的锚定系统，以抵御特别强的大风。带有螺纹柄的钩子56插入设置在托盘中心的漏斗状物58中。然后压上面积足以密封漏斗状物58的垫片60并通过螺母固定。

此种非常简单的系统使托盘（钩子可在以后安装至漏斗状物内）可快速地固定/拆卸。图6还示出了便于对托盘进行操作和拆卸的可拆卸的把手61。L型的弹性间隔装置63在托盘20之间弹性地保持微小的空间（约1mm），以虑及托盘20材料的膨胀系数。托盘可承受约50°C的温度变化而不会损坏。

图7详细地图示了把两个相邻的托盘固定在一起的紧固机构的另一种实施例。弹性锁条62（用螺丝刀可轻松移位）将插入至母滑座内的公条64锁定。通孔66中可插入如图6所示的可拆卸的把手。

显然，对于本领域技术人员来说，本发明并不限于以上描述的实施例。本发明包括每个新特征和它们的组合。标号的存在不应当认为是限制。术语“包括”的使用绝不排除没有提到的元件的存在。不定冠词“一”的使用是为引入某个元件，但并不排除复数个这种元件的存在。本发明根据特定实施例进行描述只是为了举例说明，而不能认为是限制。

Claims (18)

1.一种用植物垫覆盖屋顶的系统，包括一系列具有多边形底部和向上延伸的侧壁（34）的组合式托盘（20），所述组合式托盘以相邻接的方式放置，其特征在于，所述系统包括

基底元件（6），包含高度可调节的头部，所述基底元件能被设置在基本平的覆盖有密封层的屋顶上；

支撑组合式托盘（20）的不密封格栅（18），由以相邻接的方式设置在基底元件（6）上的格栅元件形成；

用来互锁组合式托盘（20）的可逆互锁机构（36，38）；

将植物与密封层分开的通风空间（32），以使植物支根变干且停止生长；

所述组合式托盘（20）配置有垂直的漏斗状物；

所述组合式托盘（20）穿设有已校准的孔（28）。

2.根据权利要求1所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于所述基底元件（6）包括平面度角度调整机构（16）。

3.根据权利要求2所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，所述平面度角度调整机构（16）为旋转系统（16）。

4.根据权利要求1所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，所述组合式托盘（20）在平面视图中基本为方形。

5.根据权利要求1所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，用于互锁组合式托盘的所述可逆互锁机构为设置在托盘外侧面（34）的突起（36，38）。

6.根据上述权利要求1至5中任一所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，所述组合式托盘（20）的底部（26）为波纹形，所述已校准的孔（28）位于这些波纹的波峰。

7.根据权利要求1所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，所述组合式托盘具有切角或圆角。

8.根据权利要求1所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，所述组合式托盘预先充填有植物所需的基料（22）。

9.根据权利要求6所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，所述组合式托盘预先充填有植物所需的基料（22）。

10.根据权利要求8所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，所述组合式托盘的基料内预先配备有植物（24）。

11.根据权利要求9所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，所述组合式托盘的基料内预先配备有植物（24）。

12.根据权利要求1所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，所述覆盖屋顶的系统包括低于其它格栅元件放置的参考平面（α）设置的格栅元件。

13.根据权利要求6所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，所述覆盖屋顶的系统包括低于其它格栅元件放置的参考平面（α）设置的格栅元件。

14.根据权利要求1所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，在屋顶（2）密封层（4）上面设置有对潮湿不敏感的热绝缘板（46）。

15.根据权利要求6所述的覆盖屋顶的系统，其特征在于，在屋顶（2）密封层（4）上面设置有对潮湿不敏感的热绝缘板（46）。

16.一种用植物垫覆盖密封的屋顶的方法，包括如下步骤：

记录待覆盖屋顶（2）的几何尺寸；

确定布局规划；

安装具有头部的高度可调节的基底元件（6）；

对基底元件（6）的头部（12）进行调平，以使这些头部（12）至少确定一个公共平面（10）；

在这些基底元件的头部（12）上以相邻接的方式放置格栅元件；

在格栅（18）表面上相邻接地放置组合式托盘（20），所述组合式托盘包括穿有已校准的孔（28）的多边形底部（26）及向上延伸的侧壁（34）；

与至少两个相邻托盘（20）可逆地锁定每个组合式托盘（20）；

设置使植物与密封层分隔开的通风空间，使得可能出现的支根变干且停止生长；

使所述通风空间在格栅下方延伸以与外界空气连通。

17.根据权利要求16所述的用植物垫覆盖密封的屋顶的方法，其特征在于，所述基底元件（6）设置在基本水平的屋顶上。

18.根据权利要求16所述的用植物垫覆盖密封的屋顶的方法，其特征在于，所述基底元件（6）设置在倾斜的屋顶上，基底元件（6）的高度呈阶梯状，使得所述基底元件的头部（12）确定排布成梯台状的复数个公共水平面。

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