CN105104010A - 一种水肥自动灌溉绿化墙 - Google Patents
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Abstract
一种水肥自动灌溉绿化墙，包括竖向分层安装于待绿化的建筑物外墙体上的多个花箱层，各花箱层由横向平行固定安装于建筑物外墙体上的多个花箱组成，各花箱层上方安装有自动灌溉系统的微喷毛管，微喷毛管上连通有多个与花箱相配合的雾化喷头；自动灌溉系统中，监测模块、灌溉模块和回流模块分别与控制模块连接。本发明提供的水肥自动灌溉绿化墙，可以解决现有绿化墙自重大、高度小、浇水和施肥困难的问题，水肥可自动灌溉，可根据植物缺水情况按量喷水，并可以重复利用渗漏出的水和养分物质，节能环保，自动化程度高，大大减小了绿化墙养护的人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及垂直绿化领域，尤其是一种水肥自动灌溉绿化墙。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对生活环境的要求也越来越高，充分利用城市的空间资源，增加绿化面积，已成为目前改善城市生态环境的一种常用方法。绿化墙作为一种新兴手段，在美化环境，改善空气质量和节约能源方面的作用越来越受到人们的关注。目前的绿化墙制作主要采用藤本植物攀爬覆盖，或是在墙上安装栽有植物的花箱来达到墙面绿化的目的。水分和肥料是植物生长的重要因素，而目前绿化墙的灌溉和施肥由于高度的限制难度较大，虽然有一些绿化墙的储水、灌溉和水体循环的新方法，但仍存在以下不足：
1、在花箱底部设置储水空间的方法，使绿化墙自重增大，加重了对墙面的荷载，掉落后可能会伤及行人，存在一定的安全隐患。
2、在墙体顶部安装水箱用来灌溉绿化墙的方法虽然可以对植物持续供水，但浇水的量无法控制，不能依据植物的缺水情况按量浇水。
3、绿化墙建成后，由于高度限制，浇水和施肥极不方便，因此绿化墙的高度往往较小，仅为数米。
4、花箱中的肥水渗漏出来会直接浪费，其中含有大量的养分随之流失，虽然有些方法将这些肥水回收利用，但是过程复杂且均要人工操作，自动化程度不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水肥自动灌溉绿化墙，可以解决现有绿化墙自重大、高度小、浇水和施肥困难的问题，水肥可自动灌溉，可根据植物缺水情况按量喷水，并可以重复利用渗漏出的水和养分物质，节能环保，自动化程度高，大大减小了绿化墙养护的人力成本。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水肥自动灌溉绿化墙，
包括竖向分层安装于待绿化的建筑物外墙体上的多个花箱层，各花箱层由横向平行固定安装于建筑物外墙体上的多个花箱组成，各花箱层上方安装有自动灌溉系统的微喷毛管，微喷毛管上连通有多个与花箱相配合的雾化喷头；
自动灌溉系统中，监测模块、灌溉模块和回流模块分别与控制模块连接；
控制模块为PLC控制器；
监测模块中，插入各个花箱层的多个花箱中的多个湿度传感器通过信号线与PLC控制器连接；
灌溉模块中，各层微喷毛管分别与安装于建筑物外墙体外的自来水管路连通，自来水管路的进水管上安装有第一电磁阀，各层微喷毛管与自来水管路的连接管上安装有第二电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀分别与PLC控制器连接；
回流模块中，具有一定坡度的回流槽设置于待绿化的建筑物外墙体下方，坡底处连接有肥料池，肥料池顶部安装有滤渣网，肥料池内设置有与PLC控制器连接的水位计，肥料池通过带水泵的回水管路与自来水管路连通，水泵与自来水管路之间的管道上安装有流量计和单向阀，流量计与PLC控制器连接，水泵通过继电器与PLC控制器连接。
花箱层通过龙骨架固定安装于外墙体上，龙骨架上设置有多个挂钩，各挂钩下方设置有与各花箱上的花箱止退三角凸起相配合的止退三角凸起。
待绿化的建筑物外墙体与龙骨架之间还设置有防水层。
花箱整体为上大下小的结构，其前面、背面、下面均长方形，两个侧面均为梯形，顶面敞开，底面开设有多个透水孔。
回流模块中，回流槽的底面与水平面的夹角a为5-30度。
本发明提供的一种水肥自动灌溉绿化墙，有益效果如下：
1、实现了在植物缺水时自动浇水，因此可以选用无储水结构的花箱和透水透气性较好的基质，减小绿化墙的自重，安全性和稳定性有所提高。
2、可以根据植物缺水情况及时自动按量浇水，自动化程度高，大大减少了绿化墙养护的人力成本。
3、可回收利用花箱中流出的含养分的肥水，节约资源，并且施肥简单，只需将所需肥料溶解成营养液倒入肥料池，即可通过灌溉施肥，也可以通过PLC控制器打开水泵，抽取肥料池中的肥水。
4、由于浇水和施肥基本上不需要人力操作，高度只决定于水泵的扬程，实现了超高层建筑的墙面绿化。
5、可以解决现有绿化墙自重大、高度小、浇水和施肥困难的问题，水肥可自动灌溉，可根据植物缺水情况按量喷水，并可以重复利用渗漏出的水和养分物质，节能环保，自动化程度高，大大减小了绿化墙养护的人力成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的侧视图；
图2为本发明自动灌溉系统的主视图；
图3为本发明自动灌溉系统所用回流模块的示意图；
图4为本发明花箱的安装示意图；
图5为本发明所用花箱的示意图。
具体实施方式
如图1-图5所示，一种水肥自动灌溉绿化墙，
包括竖向分层安装于待绿化的建筑物外墙体21上的多个花箱层，各花箱层由横向平行固定安装于建筑物外墙体21上的多个花箱19组成，各花箱层上方安装有自动灌溉系统的微喷毛管8，微喷毛管8上连通有多个与花箱19相配合的雾化喷头9，花箱19内种植有植物20；
自动灌溉系统中，监测模块、灌溉模块和回流模块分别与控制模块连接；
控制模块为PLC控制器3；
监测模块中，插入各个花箱层的多个花箱19中的多个湿度传感器1通过信号线2与PLC控制器3连接；
灌溉模块中，各层微喷毛管8分别与安装于建筑物外墙体21外的自来水管路4连通，自来水管路4的进水管上安装有第一电磁阀5，各层微喷毛管8与自来水管路4的连接管上安装有第二电磁阀6，第一电磁阀5和第二电磁阀6分别与PLC控制器3连接；
回流模块中，具有一定坡度的回流槽10设置于待绿化的建筑物外墙体21下方，坡底处10-1连接有肥料池11，肥料池11顶部安装有滤渣网13和肥料池盖12，肥料池11内设置有与PLC控制器3连接的水位计14，实时监测肥料池内水位并将监测值传递给PLC控制器3；
肥料池11通过带水泵16的回水管路与自来水管路4连通，水泵16与自来水管路4之间的管道上安装有流量计17和单向阀18，流量计17与PLC控制器3连接，水泵16通过继电器与PLC控制器3连接，单向阀18用以防止自来水管路4中的水流进入回水管路，回水管路内安装有滤网15，滤网15可以拆卸清理和更换。
PLC控制器3用于设定湿度阈值、接收和处理由湿度传感器1，水位计14和流量计17所传递的信息并作出判断，控制各电磁阀和水泵16的打开和关闭；PLC控制器3上设有LED显示屏和按键，用以设定湿度阈值并显示当前绿化墙上湿度的最大和最小值；另外，还可以通过PLC控制器3上的按键手动打开水泵16抽水。
花箱层通过龙骨架23固定安装于外墙体21上，龙骨架23上设置有多个挂钩7，各挂钩7下方设置有与各花箱19上的花箱止退三角凸起相配合的止退三角凸起25。
待绿化的建筑物外墙体21与龙骨架23之间还设置有防水层22，所述的防水层采用PVC、EVA、PE、ECB等防水性和阻根性好的防水卷材。
花箱19整体为上大下小的结构，其前面、背面、下面均长方形，两个侧面均为梯形，顶面敞开，底面开设有多个透水孔，当土壤中水分过多时可以从透水孔渗出，流入下一层的花箱中，花箱19的长、宽和高分别为20-30厘米、10-15厘米和10-15厘米，花箱19的背面开设有挂孔24。
回流模块中，回流槽10的底面与水平面的夹角a为5-30度，以使流进回流槽10的肥水能汇集到肥料池11中。
水位计14选用浮子式水位传感器；流量计17选用涡轮流量传感器；继电器选用AC220V，可承受电流10A的中间继电器；PLC控制器3电源采用24V直流电源；水泵16工作电源采用220V交流电源。
本发明绿化墙的安装步骤如下：
1、清理掉墙面上的突出物等，保证墙面平整；
2、用防水专用胶将防水卷材平整铺设在墙面上形成防水层22；
3、将预先钻孔并焊有挂钩7和止退三角凸起的方管或矩管用膨胀螺栓安装在墙体21上，作为龙骨架23；
4、在各花箱层的各花箱19中填充轻质、透水、保肥的营养土，栽种植物，再将花箱挂在龙骨架23的挂钩上，使两止退三角正好卡死，防止花箱19掉落；
5、在墙体21正下方砌筑回流槽10和肥料池11，安装自动灌溉系统，各花箱层的各花箱19之间水平排列，每个花箱19上方安装有雾化喷头9，其中每个花箱层上每隔3-5米安装一个湿度传感器1，整个墙面只需安装一个PLC控制器3和一个水泵16；
6、根据植物设定土壤湿度的最高和最低阈值，
即完成本发明绿化墙的安装。
本发明绿化强的工作过程如下：
插在绿化墙上的花箱19中的湿度传感器1，实时监测绿化墙土壤的湿度，当某一层花箱19的水分散失，湿度降低达到设定的最低阈值时，湿度传感器1通过信号线2将信号传递给PLC控制器3，PLC控制器3打开自来水管路4上的第一电磁阀5和该层的第二电磁阀5，雾化喷头9开始喷水灌溉，湿度上升达到设定的最高阈值时，湿度传感器1通过信号线2将信号传递给PLC控制器3，PLC控制器3关闭第一电磁阀5和该层的第二电磁阀6，喷水结束。
喷到花箱19外的水分和由上向下渗漏的肥水流入绿化墙下方的回流槽10，并通过回流槽和肥料池11交点处的滤渣网13过滤去杂质，最终汇集到肥料池11中，当肥料池11中水位达到设定高度时，水位计14通过信号线2将信号传递给PLC控制器3，PLC控制器3打开水泵16和所有第二电磁阀6，将肥水抽出用于再次喷洒，肥水抽完后，回水管路中流量为零，流量计17将信号传递给PLC控制器3，PLC控制器3关闭水泵16和所有第二电磁阀6，抽水结束。
PLC控制器3上设有LED显示屏和按键，用以设定湿度阈值并显示当前绿化墙上湿度的最大和最小湿度；另外，还可以通过PLC控制器3上的按键手动打开水泵16抽水。
本发明具体实现并不受上述实施例的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种水肥自动灌溉绿化墙，其特征在于：
包括竖向分层安装于待绿化的建筑物外墙体（21）上的多个花箱层，各花箱层由横向平行固定安装于建筑物外墙体（21）上的多个花箱（19）组成，各花箱层上方安装有自动灌溉系统的微喷毛管（8），微喷毛管（8）上连通有多个与花箱（19）相配合的雾化喷头（9）；
自动灌溉系统中，监测模块、灌溉模块和回流模块分别与控制模块连接；
控制模块为PLC控制器（3）；
监测模块中，插入各个花箱层的多个花箱（19）中的多个湿度传感器（1）通过信号线（2）与PLC控制器（3）连接；
灌溉模块中，各层微喷毛管（8）分别与安装于建筑物外墙体（21）外的自来水管路（4）连通，自来水管路（4）的进水管上安装有第一电磁阀（5），各层微喷毛管（8）与自来水管路（4）的连接管上安装有第二电磁阀（6），第一电磁阀（5）和第二电磁阀（6）分别与PLC控制器（3）连接；
回流模块中，具有一定坡度的回流槽（10）设置于待绿化的建筑物外墙体（21）下方，坡底处（10-1）连接有肥料池（11），肥料池（11）顶部安装有滤渣网（13），肥料池（11）内设置有与PLC控制器（3）连接的水位计（14），肥料池（11）通过带水泵（16）的回水管路与自来水管路（4）连通，水泵（16）与自来水管路（4）之间的管道上安装有流量计（17）和单向阀（18），流量计（17）与PLC控制器（3）连接，水泵（16）通过继电器与PLC控制器（3）连接。
2.根据权利要求1所述的一种水肥自动灌溉绿化墙，其特征在于：花箱层通过龙骨架（23）固定安装于外墙体（21）上，龙骨架（23）上设置有多个挂钩（7），各挂钩（7）下方设置有与各花箱（19）上的花箱止退三角凸起相配合的止退三角凸起（25）。
3.根据权利要求2所述的一种水肥自动灌溉绿化墙，其特征在于：待绿化的建筑物外墙体（21）与龙骨架（23）之间还设置有防水层（22）。
4.根据权利要求1所述的一种水肥自动灌溉绿化墙，其特征在于：花箱（19）整体为上大下小的结构，其前面、背面、下面均长方形，两个侧面均为梯形，顶面敞开，底面开设有多个透水孔。
5.根据权利要求1所述的一种水肥自动灌溉绿化墙，其特征在于：回流模块中，回流槽（10）的底面与水平面的夹角a为5-30度。
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