CN102349435B - 立体植物种植系统组件及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种立体植物种植系统组件及其施工方法，该系统包括龙骨、花盒单元和供水设备，所述龙骨由竖龙骨和横龙骨连接成网格状，竖龙骨由预埋件与墙体固定连接，横龙骨连接于竖龙骨之间，竖龙骨前面竖向分布有成对的挂孔；所述花盒单元由花盒、挂钩、丙烯酸树脂培养土胶垫和可再生塑料杆件构成，整体为矩形结构，花盒单元一块块与竖龙骨和横龙骨连接成的网格相对应，花盒背面两侧边处连接挂钩，并由挂钩与竖龙骨上的挂孔连接；所述供水设备由给水管、微机数控营养液罐及计算机构成。本发明的结构简单、安装方便、部件可重复使用，可大量节省植物浇灌用水和营养物质，可广泛用于办公楼、学校、商厦、居民住宅等多种类型的建筑的墙面立体绿化。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于墙面绿化的立体植物种植系统组件及其施工方法。
背景技术
随着人们对城市居住环境的要求不断提高，也对建筑物的绿化设计提出了更高、更新的要求。墙面立体绿化由于其环保自然,造型美观，又兼具功能性及实用性于一身,目前已被国内外广泛认可和推广。
现有墙面立体绿化普遍是采用骨架+花盆的方式，并铺设有与花盆中的植物栽培基质对应的供水设备。由于墙面立体绿化的植物根系埋在较浅的栽培基质中，栽培基质中的水分和营养物质很容易流失，如不大量浇水，极易出现植物萎蔫现象，影响立体绿化的整体美观。而现有供水设备所采用的滴灌或喷灌装置不仅安装复杂，还会造成水资源的大量浪费，增加系统运行成本。用于滴灌的小孔容易堵塞，导致植物缺水死亡。
在立体园林绿化种植工程中，很多植物需要悬空种植，如果使用传统的泥土栽植技术，容易造成栽植盆中的泥土流失，污染周边环境。由于土壤的保水性非常差，在没有土地水分交流的情况下非常容易干燥，无法向立体种植的植物提供足够的营养。干燥后的土壤板容易粉尘化，而大量浇灌后土壤水分饱和容易造成土壤流失，对环境都会产生不好的影响。现有立体绿化中采用的无土栽培基质（如：半分解的纤维素、蛭石、炉渣）通常不具有保水功能，浇灌后水分难于长时间储存，需要大量、多次浇水才能够保证植物生长需要，造成水资源浪费严重。
现有绿化工程中使用的具有保水功能的吸水树脂多被加工成块状或颗粒状，用于植物育苗、抗旱等领域的植物栽培缓释载体材料，而在立体绿化领域尚未得到应用。由植物种植方式的特殊性，现有吸水树脂保水材料难于适用于植物的立体种植。
发明内容
本发明提供一种立体植物种植系统组件及其施工方法，要解决现有立体植物种植系统水资源浪费严重、系统运行成本高的技术问题，并解决现有立体植物种植系统采用的植物栽培基材保水功能差，易造成土壤流失、植物死亡的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
这种立体植物种植系统组件，包括龙骨、花盒单元和供水设备，所述龙骨由竖龙骨和横龙骨连接成网格状，竖龙骨由预埋件与墙体固定连接，横龙骨连接于竖龙骨之间，竖龙骨前面竖向分布有成对的挂孔；
所述花盒单元由花盒、挂钩、丙烯酸树脂培养土胶垫和可再生塑料杆件构成，整体为矩形结构，花盒单元一块块与竖龙骨和横龙骨连接成的网格相对应，花盒背面两侧边处连接挂钩，并由挂钩与竖龙骨上的挂孔连接，花盒底面分布有给水孔，丙烯酸树脂培养土胶垫铺设在花盒内，花盒两侧板边缘对称分布有扣槽，可再生塑料杆件横向安装于花盒前面，可再生塑料杆件的两端分别嵌入花盒两侧板边缘的扣槽内并由螺母锁紧；
所述供水设备由给水管、微机数控营养液罐及计算机构成，微机数控营养液罐底部与给水管连接，给水管在各花盒单元背面的龙骨网格内呈S形排列，给水管上横向连接有给水支管，给水支管与花盒底面的给水孔连接，微机数控营养液罐上安装有微机数控箱，微机数控箱由信号线与用于计算和控制营养纯度和水流量的计算机连接。
所述丙烯酸树脂培养土胶垫是由基层垫体以及分布于基层垫体内部的吸水树脂颗粒构成，基层垫体是由丙烯酸树脂热熔拉丝后缠绕成的丝絮状结构，吸水树脂颗粒固定于丙烯酸树脂丝上。
所述基层垫体的厚度为5～10cm，吸水树脂颗粒的粒径为0.8～1.5mm。
所述丙烯酸树脂是由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成，用量为每立方米3～5kg。
所述吸水树脂颗粒为淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物颗粒、丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物颗粒或二者的混合物，用量为每立方米1～3kg。
所述预埋件由底板、两个耳板、膨胀螺栓、螺母和螺杆构成，底板四角分别由四个膨胀螺栓与墙体固定，两个耳板垂直连接于底板中部，两个耳板上对称开有长圆形螺杆孔，竖龙骨由螺母和螺杆固定于两个耳板之间。
所述挂孔为上大下小的楔形结构。
所述花盒的材质为铝合金板。
这种立体植物种植系统组件的施工方法步骤如下：
步骤一，搭设龙骨，在墙体上固定预埋件，将竖龙骨与预埋件固定，横龙骨连接于竖龙骨之间，竖龙骨和横龙骨整体连接成网格状；
步骤二，组装花盒单元，将丙烯酸树脂培养土胶垫铺设在花盒内，再将可再生塑料杆件两端分别嵌入花盒两侧板边缘的扣槽并由螺母锁紧，从而将丙烯酸树脂培养土胶垫固定；
步骤三，安装供水设备，将微机数控营养液罐底部与给水管连接，使给水管在各花盒单元背面的龙骨网格内呈S形排列，将微机数控营养液罐上的微机数控箱由信号线与计算机连接；
步骤四，安装花盒单元，将花盒单元一块块与竖龙骨和横龙骨连接成的网格对应安装，将花盒背面两侧边处的挂钩挂在竖龙骨的挂孔上，并将给水管上的各给水支管分别与花盒底面的给水孔连接；
步骤五，植物需要浇灌时，由计算机计算和控制营养纯度和水流量，并发送指令至微机数控箱对微机数控营养液罐内的营养物质纯度和出水量进行控制。
所述丙烯酸树脂培养土胶垫的制备步骤如下：
步骤一，将丙烯酸树脂热熔后吹拉成丝；
步骤二，在拉丝过程中，丙烯酸树脂未完全凝结时，将吸水树脂颗粒喷洒于丙烯酸树脂丝上；
步骤三，在丙烯酸树脂未完全凝结时，将丙烯酸树脂丝缠绕成有空隙的基层垫体；
步骤四，丙烯酸树脂冷却后凝结定形，同时将吸水树脂颗粒固定在丙烯酸树脂丝上。
本发明的有益效果如下：
本发明将具有保水功能的丙烯酸树脂培养土胶垫置于花盒内，并在花盒两侧板上设置扣槽，再用嵌入扣槽内的可再生塑料杆件将丙烯酸树脂培养土胶垫固定牢固。采用可再生塑料杆件的优点是耐性好、硬度高、可重复使用、减少浪费，还可降低支护杆件的重量，大幅提高人员的工作效率。组装好的花盒单元由挂钩与竖龙骨上的楔形挂孔连接，再由螺栓及垫片与竖龙骨进行双重固定。花盒的材质可采用铝合金板，其优点是体量轻、容易安装、可以重复使用、适用于大面积墙体的安装。花盒的底面预留有给水孔用以连接给水管上的支管，水可直接进入丙烯酸树脂培养土胶垫中，供植物生长。给水管以S型排列，由微机数控营养液罐向给水管传送出植物所需要的营养以及水份，计算机可根据不同植物所需水量和营养成分不同，自动控制水的流量及营养的纯度，避免了水分及营养物质的不足或浪费的情况发生，保证了植物生长的稳定性，节省了系统运行成本。
本发明采用的丙烯酸树脂是一种由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其它烯属单体共聚制成的树脂，其中用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成的丙烯酸树脂对光的主吸收峰处于太阳光谱范围之外，所以制得的丙烯酸树脂具有优异的耐光性及户外老化性能，使用寿命长，可长期耐受、冷、热、光、风、雨、雪的侵蚀，受到冰雹、石子等外力碰撞不会轻易损坏。此外，该材料还具有环保及便于加工等特点。
本发明将丙烯酸树脂热熔后缠绕加工成丝絮状，形成具有一定支撑强度的基层垫体，从而可使其置于立体种植容器内，整体作为植物（幼苗）的栽培基质，竖立使用时不至于松散掉落。丝絮状结构内部有大量空隙，可为植物根系的固定和生长提供空间，也可为吸水树脂的吸水和储水提供一定空间。
本发明在丙烯酸树脂拉丝过程中，丙烯酸树脂未完全凝结时，将吸水树脂颗粒固定在丙烯酸树脂丝上，以便树脂凝结时固定于丝状物之上，不易散落。本发明采用的吸水树脂颗粒是一种带有大量亲水基团的功能性高分子材料，具有高吸液能力、高吸液速度和高保液能力。它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能，并且保水性能优良，一旦吸水膨胀成为水凝胶时，即使加压也很难把水分离出来。
本发明的丙烯酸树脂培养土胶垫具有以下优点：
1、可以储存更多的灌溉水，减少水分和营养物质的蒸腾流失，减少灌溉次数。
2、避免了泥土栽植造成的泥土流失，减少对周边环境的污染。
3、结构简单、安装方便、易运输。
4、材料可重复使用，减少浪费。
本发明的结构简单、安装方便、部件可重复使用，可大量节省植物浇灌用水和营养物质。本发明可广泛用于办公楼、学校、商厦、居民住宅等多种类型的建筑的墙面立体绿化。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图１是本发明的正立面结构示意图。
图2是图1A-A剖面的结构示意图。
图3是图1B-B剖面的结构示意图。
图4是本发明的装配图。
图5是花盒单元的安装图。
图6是花盒单元的正立面结构示意图。
图7是图6C-C剖面的结构示意图。
图8是预埋件的正立面结构示意图。
图9是预埋件的侧视结构示意图。
图10是丙烯酸树脂培养土胶垫的结构示意图。
附图标记：1－竖龙骨、1.1-挂孔、2－横龙骨、3－墙体、4－预埋件、4.1-底板、4.2-耳板、4.3-膨胀螺栓、4.4-螺母、4.5-螺杆、4.6-螺杆孔、5－固定螺栓、6－垫片、7－花盒、7.1-给水孔、7.2-扣槽、8－挂钩、9－丙烯酸树脂培养土胶垫、10－可再生塑料杆件、11-给水管、12-给水支管、13-微机数控营养液罐、14-微机数控箱、15-计算机、16-基层垫体、17－丙烯酸树脂丝、18－吸水树脂颗粒。
具体实施方式
实施例参见图1-3所示，这种立体植物种植系统组件，包括龙骨、花盒单元和供水设备，所述龙骨由竖龙骨1和横龙骨2连接成网格状，竖龙骨1由预埋件4与墙体3固定连接，横龙骨2连接于竖龙骨1之间，竖龙骨1前面竖向分布有成对的挂孔1.1，挂孔1.1为上大下小的楔形结构。
参见图4-7所示，所述花盒单元由花盒7、挂钩8、丙烯酸树脂培养土胶垫9和可再生塑料杆件10构成，整体为矩形结构，花盒单元一块块与竖龙骨1和横龙骨2连接成的网格相对应，所述花盒7的材质可采用铝合金板，花盒7背面两侧边处连接挂钩8，并由挂钩8与竖龙骨1上的挂孔1.1连接，花盒7底面分布有给水孔7.1，丙烯酸树脂培养土胶垫9铺设在花盒7内，花盒7两侧板边缘对称分布有扣槽7.2，可再生塑料杆件10横向安装于花盒7前面，可再生塑料杆件10的两端分别嵌入花盒7两侧板边缘的扣槽7.2内并由螺母锁紧。可再生塑料杆件10的材质为可再生塑料。
参见图1-3所示，所述花盒7之间的缝隙处安装有压紧花盒用的固定螺栓5和垫片6，垫片6压于花盒7的边缘处，再由固定螺栓5穿过垫片6与竖龙骨1固定锁紧。
参见图4所示，所述供水设备由给水管11、微机数控营养液罐13及计算机14构成，微机数控营养液罐13底部与给水管11连接，给水管11在各花盒单元背面的龙骨网格内呈S形排列，给水管11上横向连接有给水支管12，给水支管12与花盒7底面的给水孔7.1连接，微机数控营养液罐13上安装有微机数控箱14，微机数控箱14由信号线与用于计算和控制营养纯度和水流量的计算机15连接。
参见图8、图9所示，所述预埋件4由底板4.1、两个耳板4.2、膨胀螺栓4.3、螺母4.4和螺杆4.5构成，底板4.1四角分别由四个膨胀螺栓4.3与墙体3固定，两个耳板4.2垂直连接于底板4.1中部，两个耳板4.2上对称开有长圆形螺杆孔4.6，竖龙骨1由螺母4.4和螺杆4.5固定于两个耳板4.2之间。
参见图10所示，所述丙烯酸树脂培养土胶垫是由基层垫体16以及分布于基层垫体内部的吸水树脂颗粒18构成，基层垫体16是由丙烯酸树脂热熔拉丝后缠绕成的丝絮状结构，吸水树脂颗粒18固定于丙烯酸树脂丝17上。
所述基层垫体16的厚度为8cm，吸水树脂颗粒18的粒径为1mm。
所述丙烯酸树脂是由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成，用量为每立方米4kg。
所述吸水树脂颗粒为淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物颗粒、丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物颗粒或二者的混合物，用量为每立方米2kg。
丙烯酸树脂培养土胶垫9的制备步骤如下：
步骤一，将丙烯酸树脂热熔后吹拉成丝；
步骤二，在拉丝过程中，丙烯酸树脂未完全凝结时，将吸水树脂颗粒18喷洒于丙烯酸树脂丝17上；
步骤三，在丙烯酸树脂未完全凝结时，将丙烯酸树脂丝17缠绕成有空隙的基层垫体16；步骤四，丙烯酸树脂冷却后凝结定形，同时将吸水树脂颗粒18固定在丙烯酸树脂丝17上。
立体植物种植系统组件的施工方法，施工步骤如下：
步骤一，搭设龙骨，在墙体上固定预埋件，将竖龙骨与预埋件固定，横龙骨连接于竖龙骨之间，竖龙骨1和横龙骨2整体连接成网格状；
步骤二，组装花盒单元，将丙烯酸树脂培养土胶垫9铺设在花盒7内，再将可再生塑料杆件10两端分别嵌入花盒7两侧板边缘的扣槽7.2并由螺母锁紧，从而将丙烯酸树脂培养土胶垫9固定；
步骤三，安装供水设备，将微机数控营养液罐13底部与给水管11连接，使给水管11在各花盒单元背面的龙骨网格内呈S形排列，将微机数控营养液罐13上的微机数控箱14由信号线与计算机15连接；
步骤四，安装花盒单元，将花盒单元一块块与竖龙骨1和横龙骨2连接成的网格对应安装，将花盒7背面两侧边处的挂钩8挂在竖龙骨1的挂孔1.1上，并将给水管11上的各给水支管12分别与花盒7底面的给水孔7.1连接；
步骤五，植物需要浇灌时，由计算机计算和控制营养纯度和水流量，并发送指令至微机数控箱14对微机数控营养液罐13内的营养物质纯度和出水量进行控制。
Claims (10)
1.一种立体植物种植系统组件，包括龙骨、花盒单元和供水设备，其特征在于：所述龙骨由竖龙骨（1）和横龙骨（2）连接成网格状，竖龙骨（1）由预埋件（4）与墙体（3）固定连接，横龙骨（2）连接于竖龙骨（1）之间，竖龙骨（1）前面竖向分布有成对的挂孔（1.1）；
所述花盒单元由花盒（7）、挂钩（8）、丙烯酸树脂培养土胶垫（9）和可再生塑料杆件（10）构成，整体为矩形结构，花盒单元一块块与竖龙骨（1）和横龙骨（2）连接成的网格相对应，花盒（7）背面两侧边处连接挂钩（8），并由挂钩（8）与竖龙骨（1）上的挂孔（1.1）连接，花盒（7）底面分布有给水孔（7.1），丙烯酸树脂培养土胶垫（9）铺设在花盒（7）内，花盒（7）两侧板边缘对称分布有扣槽（7.2），可再生塑料杆件（10）横向安装于花盒（7）前面，可再生塑料杆件（10）的两端分别嵌入花盒（7）两侧板边缘的扣槽（7.2）内并由螺母锁紧；
所述供水设备由给水管（11）、微机数控营养液罐（13）及计算机（14）构成，微机数控营养液罐（13）底部与给水管（11）连接，给水管（11）在各花盒单元背面的龙骨网格内呈S形排列，给水管（11）上横向连接有给水支管（12），给水支管（12）与花盒（7）底面的给水孔（7.1）连接，微机数控营养液罐（13）上安装有微机数控箱（14），微机数控箱（14）由信号线与用于计算和控制营养纯度和水流量的计算机（15）连接。
2.根据权利要求1所述的立体植物种植系统组件，其特征在于：所述丙烯酸树脂培养土胶垫是由基层垫体（16）以及分布于基层垫体内部的吸水树脂颗粒（18）构成，基层垫体（16）是由丙烯酸树脂热熔拉丝后缠绕成的丝絮状结构，吸水树脂颗粒（18）固定于丙烯酸树脂丝（17）上。
3.根据权利要求2所述的立体植物种植系统组件，其特征在于：所述基层垫体（16）的厚度为5～10cm，吸水树脂颗粒（18）的粒径为0.8～1.5mm。
4.根据权利要求2所述的立体植物种植系统组件，其特征在于：所述丙烯酸树脂是由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成，用量为每立方米3～5kg。
5.根据权利要求2所述的立体植物种植系统组件，其特征在于：吸水树脂颗粒为淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物颗粒、丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物颗粒或二者的混合物，用量为每立方米1～3kg。
6.根据权利要求1所述的立体植物种植系统组件，其特征在于：所述预埋件（4）由底板（4.1）、两个耳板（4.2）、膨胀螺栓（4.3）、螺母（4.4）和螺杆（4.5）构成，底板（4.1）四角分别由一个膨胀螺栓（4.3）与墙体（3）固定，两个耳板（4.2）垂直连接于底板（4.1）中部，两个耳板（4.2）上对称开有长圆形螺杆孔（4.6），竖龙骨（1）由螺母（4.4）和螺杆（4.5）固定于两个耳板（4.2）之间。
7.根据权利要求1所述的立体植物种植系统组件，其特征在于：所述挂孔（1.1）为上大下小的楔形结构。
8.根据权利要求1所述的立体植物种植系统组件，其特征在于：所述花盒（7）的材质为铝合金板。
9.一种如权利要求1～8任意一项所述立体植物种植系统组件的施工方法，其特征在于：
步骤一，搭设龙骨，在墙体上固定预埋件，将竖龙骨与预埋件固定，横龙骨连接于竖龙骨之间，竖龙骨（1）和横龙骨（2）整体连接成网格状；
步骤二，组装花盒单元，将丙烯酸树脂培养土胶垫（9）铺设在花盒（7）内，再将可再生塑料杆件（10）两端分别嵌入花盒（7）两侧板边缘的扣槽（7.2）并由螺母锁紧，从而将丙烯酸树脂培养土胶垫（9）固定；
步骤三，安装供水设备，将微机数控营养液罐（13）底部与给水管（11）连接，使给水管（11）在各花盒单元背面的龙骨网格内呈S形排列，将微机数控营养液罐（13）上的微机数控箱（14）由信号线与计算机（15）连接；
步骤四，安装花盒单元，将花盒单元一块块与竖龙骨（1）和横龙骨（2）连接成的网格对应安装，将花盒（7）背面两侧边处的挂钩（8）挂在竖龙骨（1）的挂孔（1.1）上，并将给水管（11）上的各给水支管（12）分别与花盒（7）底面的给水孔（7.1）连接；
步骤五，植物需要浇灌时，由计算机计算和控制营养纯度和水流量，并发送指令至微机数控箱（14）对微机数控营养液罐（13）内的营养物质纯度和出水量进行控制。
10.根据权利要求9所述的立体植物种植系统组件的施工方法，其特征在于：所述丙烯酸树脂培养土胶垫（9）的制备步骤如下：
步骤一，将丙烯酸树脂热熔后吹拉成丝；
步骤二，在拉丝过程中，丙烯酸树脂未完全凝结时，将吸水树脂颗粒（18）喷洒于丙烯酸树脂丝（17）上；
步骤三，在丙烯酸树脂未完全凝结时，将丙烯酸树脂丝（17）缠绕成有空隙的基层垫体（16）；
步骤四，丙烯酸树脂冷却后凝结定形，同时将吸水树脂颗粒（18）固定在丙烯酸树脂丝（17）上。
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