CN105952072A - 一种具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统 - Google Patents

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何飞
蒋昌波
段自豪
李玉墩
曾思益
彭浩
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Abstract

本发明提出一种具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统，包括：植被层、基质层、隔离过滤层、排水层、保湿毯、根阻层、防水层、结构层，液压驱动装置，连杆机构，可折叠弹性雨布，光伏太阳能发电装置，雨水收集装置。采用上述技术方案后，排水层的开槽设计，使得雨水在重力的作用下在排水层中形成管线式循环。通过调整屋顶角度，一方面增强植被层和基质层对于雨水的吸收和存储能力，减缓雨水在排水层循环速率，减少地表径流量；另一方面改变原屋顶和植被层表面空气流动强度，进而改变热量耗散速率，调节室内温度。本发明在调节地表径流的同时兼顾室内温度的调节，提升单位面积屋顶的生态价值，实现社会、经济和环境效益的共赢。

Description

一种具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统
技术领域
本发明属于城市环境规划，城市防洪，绿色建筑领域，具体涉及一种具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统。
背景技术
传统城市建设的模式是粗放式和破坏式的，城市建成后，地表径流量大幅度增加。屋面径流是建筑雨水径流的直接来源，对降落到屋面的雨水实施科学有效的管理可以减少城市地表雨水径流量，进而减轻城市给排水设施和污水处理设施的负荷，是实现绿色屋顶的关键。作为绿色建筑中不可或缺的工程设施，绿色屋顶具有重要的生态学意义，可以通过植被种植实现屋顶景观绿化，同时实现雨水的净化、存蓄及资源化利用。与此同时，屋顶吸收的太阳能约占整个建筑的70％，所以在屋顶设计中考虑太阳能的合理转化及利用，对于城市的节能减排具有重要的意义。
中国专利授权公开号：CN205134776U于2015年11月06日公开了一种种植屋面系统这种屋面种植系统包括防水层，排蓄水板，过滤布，种植模块层，挡水墙。此专利的不足之处是：种植模块植物种类繁多，护理起来比较困难，单纯依靠介质层对于雨水吸收存储来调节径流，调节能力有限，且影响植物生长。本发明的地表径流调节部分采用的是排水层的管线式循环设计及角度可调式的绿色屋顶设计，主要优点是：(1)地表径流调节效率高，单位面积屋面利用率调高(2)根据不同的降雨强度，通过液压驱动装置，调节屋面倾斜度，实现相应的地表径流调节。本发明在调节地表径流的同时，还可以通过改变屋面角度，进而改变原始屋顶和植被层表面的空气流动性强弱，增加或减少屋面热量的耗散，从而调节室内温度，达到节能环保的效果。
发明内容
本发明针对现有技术中，地表径流调节能力有限，在降温节能方面造成水资源浪费，没有充分利用自然条件等缺陷，提出一种具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统。排水层特殊的管线式循环设计，结合液压驱动装置对于屋顶角度的调整，一方面可以高效实现地表径流调节，提高单位面积屋面利用率；另一方面可以调节室内温度，起到节能环保的作用。
为了实现上述目标，采取如下的技术解决方案：
一种具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统，包括：植被层、基质层、隔离过滤层、排水层、保湿毯、根阻层、防水层、结构层，液压驱动装置，连杆机构，可折叠弹性雨布，光伏太阳能发电装置，雨水收集装置。其特征在于：通过在排水层凸起部分开槽，连接邻近排水管道，形成排水层的管线式循环设计；通过液压驱动装置调节屋面倾斜度，进而调节地表径流和室内温度。
所述的具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统，其特征在于：在波浪式的排水层凸起部分开槽，连接邻近排水通道，形成排水层的管线式循环设计，延缓雨水达到地表时间；开槽处的槽底高程高于排水通道的底高程，使得排水层储蓄一部分水，一方面为植物提供生长所需水分，另一方面起到隔热保温的作用。排水通道左右两端形成高度差，靠近开槽端的排水通道高度低于另一端，使得在水流及重力作用下，排水层沉积物被挟带至排水通道一端，打开封盖，即可完成沉积物的清理，避免排水层堵塞。
所述的具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统，其特征在于：通过液压驱动装置调节屋面倾斜角度，当降雨强度较大时，可以减小屋面倾斜角度，增强植物层和基质层对于雨水吸收和存储能力，同时减缓雨水在排水层管线中的循环速率，从而减少地表径流量，增强城市雨洪调节能力。
所述的具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统，其特征在于：通过液压驱动装置改变屋面倾斜度，当夏季温度较高时，可增大屋面倾斜角度，使得原屋顶和植被层表面的空气流动性增强，加强热量的耗散，降低室内温度。
本发明的有益效果是：(1)本发明所采用的具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统，在实现对地表径流调节的同时，兼顾室内温度的调节，最后将雨水过滤、收集、利用，节能环保；(2)排水层的管线式循环设计，使得雨水在排水层形成循环，延缓雨水达到地表的时间，相比传统径流调节装置，小块面积绿色屋顶即可大幅度调节地表径流；同时将排水通道作倾斜设计，在水流和重力的作用下，沉积物被挟带至端口，在排水通道一侧即可完成沉积物的清理，避免排水层堵塞，使得绿色屋顶更易于护理；(3)通过液压驱动装置调节屋面倾斜角度，当降雨强度较大时，可以减小屋面倾斜角度，增强植物层和基质层对于雨水吸收和存储能力，同时减缓雨水在排水层管线中的循环速率，使得生态屋顶系统可以针对不同降雨强度予以相应的调节，增强与外界环境的契合度；(4)通过液压驱动装置改变屋面倾斜度，当夏季温度较高时，可增大屋面倾斜角度，使得原始屋顶和植被层的表面空气流动性增强，加强热量的耗散，降低室内温度，使得整套系统能够适应不同的季节和温度变化；(5)本发明对原屋顶建筑特性的依赖性较小，各模块独立性强，具有灵活可拆卸特性，因此可根据实际情况拆卸并安装至其他建筑上，使得资源最大化利用。
具体实施方式
如图1～4所示，绿色屋顶通过液压装置3和连杆机构4固定于原屋顶6，可以调整屋顶倾斜角度，屋脊处缝隙使用可折叠弹性雨布5遮蔽；光伏太阳能发电装置1固定于植被层7表面，为整套系统提供电能；雨水收集装置2将排水层12、植被层及基质层10排出的雨水过滤收集，回收利用或者排至地下管网。
当雨水降落至植被层7，一部分雨水被植被层和基质层8吸收存储；一部分经过隔离过滤层9，到达排水层10，由于排水通道18两端存在高度差，在重力和水流的作用下，透过隔离过滤层的沉积物将从排水通道高处19被挟带至排水通道低处20，这样只需打开排水层封盖，即可完成沉积物的清理，避免排水层堵塞。雨水首先在排水通道1积蓄到一定高的水位，随着降雨量继续增加，雨水将通过开槽处17溢出，流向下一级排水通道，由于屋顶存在倾斜度，在重力的作用下，雨水在排水层将形成管线式的循环，延缓雨水达到地表的时间，减少地表径流量，使得小块面积的屋顶即可大幅度的调节地表径流，大大增加屋顶资源的利用率。
为了适应不同的降雨强度，屋面顶部设有液压驱动装置3，同时屋面底部设有连杆机构4。当降雨强度较大时，可以通过液压驱动装置减小屋面倾斜角度，增强植物层和基质层对雨水吸收和存储能力，同时减缓雨水在排水层管线中的循环速率，从而减少地表径流量。
为了适应不同的季节和温度变化，屋面顶部设有液压驱动装置，屋面底部设有连杆机构。当温度较高时，可以通过液压装置增大屋面倾斜角度，一方面增大绿色屋顶和原屋顶之间的空间，提升原屋顶表面的空气流动强度，加速热量耗散，使得更少的热量传递到室内，降低室内温度；另一方面增大绿色屋顶倾斜角度，可增强植被层表面的空气流动强度，加速热量耗散，使得更少的热量传递室内，降低室内温度。屋面角度从0°变化到60°，室内的温度大约可改变2摄氏度。

Claims (3)

1.一种具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统，包括：植被层、基质层、隔离过滤层、排水层、保湿毯、根阻层、防水层、结构层，液压驱动装置，连杆机构，可折叠弹性雨布，光伏太阳能发电装置，雨水收集装置，其特征在于：通过在排水层凸起部分开槽，连接邻近排水管道，形成排水层的管线式循环设计；通过液压驱动装置调节屋面倾斜度，进而调节地表径流和室内温度。
2.根据权利要求1所述的具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统，其特征在于：在波浪式的排水层凸起部分开槽，连接邻近排水通道，开槽处的槽底高程高于排水通道的底高程，排水通道左右两端形成高度差，靠近开槽端的排水通道底高程低于另一端。
3.根据权利要求1所述的具有城市地表径流调节和室内温控功能的系统，其特征在于：屋面顶部两侧设置液压驱动装置，屋面底部两侧设置连杆机构，屋脊处缝隙利用可折叠弹性雨布连接。
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