CN107143097B - 一种绿色屋顶系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种绿色屋顶系统，包括：蓄水组件和循环组件，蓄水组件包括多个连通蓄水盒及设置在蓄水盒内的植物电池模块单元；循环组件包括用于固定多个蓄水盒的框架槽及用于为蓄水盒内提供循环供水的导流装置；其中，所述导流装置内设置潜水泵，植物电池模块单元为潜水泵供电。通过多个连通的蓄水盒，可以将收集的雨水分别供给给各个蓄水盒，蓄水盒内设置植物电池模块单元和栽培的植物，栽培的植物在光合作用下，通过植物电池模块发电，并将电能存储在其自带的电池内，通过电池为潜水泵供电，并通过框架槽和潜水泵为蓄水盒提供循环供水，整体基本上无维护成本，水体循环，不会发臭，有利于植物生长等。

Description

一种绿色屋顶系统

技术领域

本发明涉及一种绿色屋顶系统。

背景技术

现有的屋面雨水收集系统，大多将屋面雨水经过初期收集到地面，用于非饮用水的适用，如绿色灌溉，景观水体补充，冲厕所等，而绿色屋顶为近年来国际的流行趋势，已经在很多国家和地区得到了推广和应用，将屋面雨水就近收集利用于绿色屋顶的灌溉，不但能够减少雨水收集和净化成本，也减轻市政排水的压力，从节省能耗的角度看，将具有深远意义。

但目前通过绿色屋顶收集雨水系统一般维护成本特别高，特别是非商用建筑了，由于人力成本高，很难推广应用，而且现有绿色屋顶的水体一般不流动，容易形成死水，造成植物枯萎，整体发臭等问题。

针对目前绿色屋顶系统维护成本高，不能形成很好的水循环的技术问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种免维护绿色屋顶系统，以解决目前绿色屋顶系统维护成本高，不能形成很好的水循环的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种绿色屋顶系统，包括：

蓄水组件，所述蓄水组件包括多个连通的蓄水盒及设置在所述蓄水盒内的植物电池模块单元；

循环组件，所述循环组件包括用于固定多个所述蓄水盒并为其溢流水引流的框架槽及用于为所述蓄水盒内提供循环供水的导流装置；其中，

所述导流装置内设置潜水泵，所述植物电池模块单元为所述潜水泵供电。

进一步的，所述框架槽内设置用于收集所述蓄水盒内多余水的引流槽；

所述导流装置包括与所述引流槽的最低段位区域连接的自流槽，及与从外部为所述蓄水盒供水的给水管；其中，

所述引流槽与所述自流槽连接处设置所述潜水泵，所述自流槽内设置用于向所述蓄水盒供水的漏斗；

所述给水管外接供水泵，所述给水管与所述蓄水盒连接。

进一步的，所述蓄水盒包括长方体结构的盒体及设置在盒体周边各个侧壁上的溢流口，所述溢流口外接用于连接相邻蓄水盒的连接槽。

进一步的，所述植物电池模块单元包括用于安置在所述盒体内的板体；

所述板体上开设植物种植孔和电池件；

所述植物种植孔内种植植物。

进一步的，所述框架槽内的引流槽按照预定的倾斜坡度布置；

所述引流槽的最高点到其最低点的坡降不低于0.5％。

进一步的，所述自流槽按照预定的倾斜坡度设置；

所述自流槽的最高点到其最低点的坡降不低于0.5％；其中，

所述自流槽的最高点与所述引流槽的最低点连接。

进一步的，所述潜水泵设置在所述自流槽的最高点与所述引流槽的最低点连接处，并用于将引流槽内的水抽到所述自流槽内；

所述框架槽的预定高度处连接用于将超过所述框架槽预定高度的水排出的雨落管；

所述漏斗设置在所述自流槽的最低点，并用于将自流槽内的水排到蓄水盒内。

进一步的，所述循环组件包括单循环组件和多循环组件；

所述单循环组件内设置蓄水组件；

所述多循环组件内的每个循环组件区域内均设置蓄水组件。

进一步的，所述多循环组件包括：

并排设置且坡度方向相反设置的第一子框架槽和第二子框架槽；

与所述第一子框架槽的最低段位区域连接第一子自流槽；

与所述第一子自流槽连接的第一给水管；

与所述第二子框架槽的最低段位区域连接第二子自流槽；

与所述第二子自流槽连接的第二给水管；其中，

所述第一子自流槽与所述第一子框架槽连接处设置第一子潜水泵，所述第一子自流槽最高点区域外接第一子雨落管；

所述第二子自流槽与所述第二子框架槽连接处设置第二子潜水泵，所述第二子自流槽最高点区域外接第二雨落管；或，

并排设置且间隔预定距离的第一子框架槽和第二子框架槽；

与所述第一子框架槽的最低段位区域连接并朝向所述第二子框架槽的第一子自流槽；

与所述第一子自流槽连接的第一给水管；

与所述第二子框架槽的最低段位区域连接并朝向所述第一子框架槽的第二子自流槽；

与所述第二子自流槽连接的第二给水管；其中，

所述第一子自流槽与所述第一子框架槽连接处设置第一子潜水泵，所述第一子自流槽最高点区域外接第一子雨落管；

所述第二子自流槽与所述第二子框架槽连接处设置第二子潜水泵，所述第二子自流槽最高点区域外接第二雨落管。

进一步的，所述多循环组件包括：

首尾相连框架结构布置的第三子框架槽、第四子框架槽、第五子框架槽和第六子框架槽；

与所述第三子框架槽的最低段位区域连接并向框架中心汇集的第三子自流槽；

与所述第四子框架槽的最低段位区域连接并向框架中心汇集的第四子自流槽；

与所述第五子框架槽的最低段位区域连接并向框架中心汇集的第五子自流槽；

与所述第六子框架槽的最低段位区域连接并向框架中心汇集的第六子自流槽；其中，

所述第三子自流槽与所述第三子框架槽连接处设置第三子潜水泵，所述第三子自流槽最高点外接第三子雨落管；

所述第四子自流槽与所述第四子框架槽连接处设置第四子潜水泵，所述第四子自流槽最高点外接第四子雨落管；

所述第五子自流槽与所述第五子框架槽连接处设置第五子潜水泵，所述第五子自流槽最高点外接第五子雨落管；

所述第六子自流槽与所述第六子框架槽连接处设置第六子潜水泵，所述第六子自流槽最高点外接第五子雨落管。

与现有技术相比，本发明的有意效果在于：

本发明有着便于施工，自重轻盈，不破坏建筑顶层防水，适应性强、具有一定调蓄容积且免于后期管护的绿色屋顶系统方案。

本发明蓄水层拥有100mm的有效调蓄深度，应对中小型降雨的削峰能力有着非常显著的作用，同时能有效降低城市热岛效应。

本次方案绿色屋顶可直接铺设在屋顶顶层，结构总厚度不超过400mm。

附图说明

图1示意性示出了本发明实施例中蓄水盒的结构示意图；

图2示意性示出了本发明实施例中蓄水盒另一视角的结构示意图；

图3示意性示出了本发明实施例中相互连接的相邻蓄水盒的结构示意图；

图4示意性示出了本发明实施例中植物电池模块单元的结构示意图；

图5示意性示出了本发明实施例中植物电池模块单元另一视角的结构示意图；

图6示意性示出了本发明实施例中循环组件的结构示意图；

图7示意性示出了本发明实施例中循环组件与蓄水组件拼接前的结构示意图；

图8示意性示出了本发明实施例中结构原理示意框图；

图9示意性示出了本发明实施例中蓄水组件分解的结构示意图；

图10示意性示出了本发明实施例中双排水屋顶中循环组件的结构示意图；

图11示意性示出了另一实施例中双排水屋顶中循环组件的结构示意图；

图12示意性示出了另一实施例中多排水屋顶中循环组件的结构示意图。

附图标记说明

1、蓄水盒；11、盒体；12、溢流口；13、连接槽；2、植物电池模块单元；21、板体；22、植物种植孔；23、电池件；24、植物；3、框架槽；4、自流槽；41、潜水泵；42、雨落管；43、漏斗；5、给水管；6、第一子框架槽；61、第二子框架槽；62、第一子自流槽；63、第一给水管；64、第二子自流槽；65、第二给水管；66、第一子潜水泵；67、第一子雨落管；68、第二子潜水泵；69、第二子雨落管；8、第三子框架槽；81、第四子框架槽；82、第五子框架槽；83、第六子框架槽；84、第三子自流槽；85、第四子自流槽；86、第五子自流槽；87、第六子自流槽；9、第三子潜水泵；91、第三子雨落管；92、第四子潜水泵；93、第四子雨落管；94、第五子潜水泵；95、第五子雨落管；96、第六子潜水泵；97、第六子雨落管。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

请参照图1-图12所示，本发明实施例提供一种绿色屋顶系统，包括：蓄水组件和循环组件，蓄水组件包括多个连通的蓄水盒1及设置在蓄水盒1内的植物电池模块单元2；循环组件包括用于固定多个蓄水盒1并为其溢流水引流的框架槽3及用于为蓄水盒1内提供循环供水的导流装置；其中，导流装置内设置潜水泵41，植物电池模块单元2为潜水泵41供电。

通过多个连通的蓄水盒1，可以将收集的雨水分别供给给各个蓄水盒1，蓄水盒1内设置植物电池模块单元2和栽培的植物24，栽培的植物24在光合作用下，通过植物电池模块单元2发电，并将电能存储在其自带的电池单元内，通过电池单元为潜水泵41供电，并通过框架槽3和导流装置为蓄水盒提供循环供水，整体维护成本极低，水体循环，不会发臭，有利于植物生长等。

框架槽3内设置用于收集蓄水盒1内多余水的引流槽；导流装置包括与引流槽的最低段位区域连接的自流槽4，及与从外部为蓄水盒1供水的给水管5；其中，引流槽与自流槽4连接处设置潜水泵41，自流槽4内设置用于向蓄水盒1供水的漏斗43；给水管5外接供水泵，给水管5与蓄水盒1连接。

可以通过将蓄水盒1内多余的水引流的引流槽，并通过自流槽4将溢出的水重新循环给蓄水盒1，可以很好地保证蓄水盒1内的水可以自循环。而通过设置给水管5，可以在蓄水盒1的自循环供水不足情况下，通过外界补水来实现水循环，达到免维护，自循环与自补水双重功效。

如图1、图2和图3所示，蓄水盒1包括长方体结构的盒体11及设置在盒体周边各个侧壁上的溢流口12，溢流口12外接用于连接相邻蓄水盒的连接槽13。

长方形结构的盒体11便于批量生产，而且连接结构紧凑，长方形结构的盒体11的四个侧壁均设置溢流口12，在溢流口12外设置连接槽13，通过连接槽13可以很方便插接相邻的蓄水盒的连接槽13，整体结构方便紧凑。

蓄水盒1为ABS储水装置，蓄水盒1尺寸可以为350×350×200mm(长宽高)厚度为5mm，有效调蓄深度为100mm。溢流口12设置模块结构连接槽13(75×100×30mm)，首先提供了模块组合的整体稳固性，其次成为蓄水盒1内的水体流动提供通道，连接槽有两种类型，并且互为咬合连接时手工安装水平插入即可。

如图4和图5所示，植物电池模块单元2包括用于安置在盒体11内的板体21；板体21上开设植物种植孔22和电池件23；植物种植孔22内种植植物24。

板体21安装在盒体11内并基本与盒体内壁卡和，电池件23设置在板体21与盒体11地部之间，不影响植物种植和外观，整体结构一致，在植物电池模块单元上种植植物24，便于通过光合作用为植物电池模块单元发电。

为避免屋顶过度开发太阳能对鸟类的伤害，采用植物电池模块单元2。该植物电池模块单元2原理为通过搜集存储植物在进行光合作用时产生的电量，为模块循环层潜水泵提供电能，使模块内水体能够循环流动。

现有植物光合作用发电技术在阳光充足的白天约4m²植物电池模块单元2每天可产生约1度电量，该植物电池模块单元还可满足建筑内部部分公共区域的照明需求，电池模块再充电饱和后将开启防过充装置。

如图6和图7所示，框架槽3内的引流槽按照预定的倾斜坡度布置；引流槽的最高点到其最低点的坡降不低于0.5％。

引流槽按照预定的倾斜坡度布置，集蓄水盒溢出的水时可以自动汇流到框架槽的最低位置，然后通过潜水泵41将水输送给自流槽4。

自流槽4按照预定的倾斜坡度设置；自流槽4的最高点到其最低点的坡降不低于0.5％；其中，自流槽4的最高点与引流槽的最低点连接。

潜水泵41设置在自流槽4的最高点与引流槽的最低点连接处，并用于将引流槽内的水抽到自流槽4内；框架槽3的预定高度处连接用于将超过所述框架槽3预定高度的水排出的雨落管42；漏斗43设置在自流槽4的最低点，并用于将自流槽4内的水排到蓄水盒1内。

如图6和图7所示，框架槽3为钢材，作用一、固定蓄水模块单元，作用二、接纳导流蓄水组件多余的雨水，其最低点有效深度为200mm，此处设置一个5w潜水泵41将框架槽3的水提升至自流槽4。多余雨水通过雨落管43排出。

自流槽4是一个400mm高度循环水槽(其坡降可根据屋顶面积大小决定，原则上应不低0.5％)，将水体导流至屋面排水坡度的最高点，通过漏斗43再次进入蓄水组件内。为保证非雨季屋顶花园的水供给，还需要通过连接给水管5为蓄水组件补水。给水管5外接的水泵开启时间为24小时，并重置水泵启动时间。

如图8和图9所示，本实用新型实施例的工作原理为：

在丰水期，蓄水组件承接屋面雨水，进行适当存储，蓄水组件存满后通过屋顶排水坡度排入框架槽3内，当雨水水位大于溢流高度时溢流至雨落管42。当超过五天未产生降雨，通过给水管5供水，直至蓄水组件产生溢流，框架槽3水位达100-150mm此时潜水泵41启用，将框架槽3内水体输送至自流槽4，自流槽4通过漏斗43将雨水汇集至蓄水组件后进行循环回用

在枯水期，特别是北方城市蒸发量较大，当蓄水组件水量低于10mm时再生水开始向蓄水组件补水，当超过五天未产生降雨，通过给水管5供水，直至蓄水组件产生溢流，框架槽3水位达100-150mm。此时潜水泵41启用，将框架槽3内水体输送至自流槽4，自流槽4将通过漏斗输送给蓄水组件后进行循环回用。水泵开启时间为24小时，并重置水泵启动时间。

本发明实施例中循环组件可以是单循环组件，也可以是双循环组件或四循环组件等多循环组件；在单循环组件内设置蓄水组件；同样在多循环组件内的每个循环组件区域内均设置蓄水组件。

本发明实施例中，如图10所示，双循环组件包括：并排设置且坡度方向相反设置的第一子框架槽6和第二子框架槽61；与第一子框架槽6的最低段位区域连接第一子自流槽62；与第一子自流槽62连接的第一给水管63；与第二子框架槽61的最低段位区域连接第二子自流槽64；与第二子自流槽64连接的第二给水管65；其中，第一子自流槽62与第一子框架槽6连接处设置第一子潜水泵66，第一子自流槽62最高点区域外接第一子雨落管67；第二子自流槽64与第二子框架槽61连接处设置第二子潜水泵68，第二子自流槽64最高点区域外接第二雨落管69。箭头方向为水流方向。

在双循环组件中设置蓄水组件，其具体结构可以参照上述实施例的内容，在此不再赘述。

在其他实施例中，如图11所示，并排设置且间隔预定距离的第一子框架槽6和第二子框架槽61；与第一子框架槽6的最低段位区域连接并朝向第二子框架槽61的第一子自流槽62；与第一子自流槽62连接的第一给水管63；与第二子框架槽61的最低段位区域连接并朝向第一子框架槽6的第二子自流槽64；与第二子自流槽64连接的第二给水管65；其中，第一子自流槽62与第一子框架槽6连接处设置第一子潜水泵66，第一子自流槽62最高点区域外接第一子雨落管67；第二子自流槽64与第二子框架槽61连接处设置第二子潜水泵68，第二子自流槽64最高点区域外接第二雨落管69。箭头方向为水流方向。

在双循环组件中设置蓄水组件，其具体结构可以参照上述实施例的内容，在此不再赘述。

在其他实施例中，如图12所示，四循环组件包括：首尾相连框架结构布置的第三子框架槽8、第四子框架槽81、第五子框架槽82和第六子框架槽83；与第三子框架槽8的最低段位区域连接并向框架中心汇集的第三子自流槽84；与第四子框架槽81的最低段位区域连接并向框架中心汇集的第四子自流槽85；与第五子框架槽82的最低段位区域连接并向框架中心汇集的第五子自流槽86；与第六子框架槽83的最低段位区域连接并向框架中心汇集的第五子自流槽86。箭头方向为水流方向。

第三子自流槽84与第三子框架槽8连接处设置第三子潜水泵9，第三子自流槽84最高点外接第三子雨落管91；第四子自流槽85与第四子框架槽81连接处设置第四子潜水泵92，第四子自流槽85最高点外接第四子雨落管93；第五子自流槽86与第五子框架槽82连接处设置第五子潜水泵94，第五子自流槽86最高点外接第五子雨落管95；第六子自流槽87与第六子框架槽83连接处设置第六子潜水泵96，第六子自流槽87最高点外接第六子雨落管97。

在四循环组件中设置蓄水组件，其具体结构可以参照上述实施例的内容，在此不再赘述。

本发明由于其轻量化和安装便捷等特征，适用于新建和老旧建筑的上人或不上人平屋顶绿化，本发明可有效降低屋面雨水综合径流系数。由于该产品主要材料为ABS，该材料有无毒、自重轻、抗盐碱、酸性腐蚀、抗氧化、热学性能较好在-40至100℃且现有生产工艺成熟、产业化程度高，价格较为低廉，该发明适合在全国范围推广。随着“海绵城市”、“城市双修”国家层面的推动和百姓对生态意识的逐年提升，本产品市场潜力巨大，经济效益显著。

通过使用植物发电蓄电结构的植物电池模块单元，合理开发建筑第三立面，减少光伏板在城市中产生的光污染和对鸟类的损害。通过绿色屋顶的建设，增加了城市植被覆盖率，降低城市热岛效应，满足海绵城市对屋顶调蓄容积的要求，还可充分利用植物的光合作用产生的电能进行存储提供建筑公共部分的电能需求。

现存绿色屋顶的建设最大的难题便是后期的管护，特别是非商用建筑类，由于维护人力成本高导致建设绿色屋顶的积极性不足。通过引入循环层和一套较为完善的调度规则，保证了蓄水池的水量不会形成一汪发臭的死水，影响植物的生长。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人才员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种绿色屋顶系统，其特征在于，包括：

蓄水组件，所述蓄水组件包括多个连通的蓄水盒(1)及设置在所述蓄水盒(1)内的植物电池模块单元(2)；

循环组件，所述循环组件包括用于固定多个所述蓄水盒(1)并为其溢流水引流的框架槽(3)及用于为所述蓄水盒(1)内提供循环供水的导流装置，其中，

所述导流装置内设置潜水泵(41)，所述植物电池模块单元(2)为所述潜水泵(41)供电，所述框架槽(3)内设置用于收集所述蓄水盒(1)内多余水的引流槽；所述导流装置包括与所述引流槽的最低段位区域连接的自流槽(4)，及与从外部为所述蓄水盒(1)供水的给水管(5)，其中，所述引流槽与所述自流槽(4)连接处设置所述潜水泵(41)，所述自流槽(4)内设置用于向所述蓄水盒(1)供水的漏斗(43)；

所述给水管(5)外接供水泵，所述给水管(5)与所述蓄水盒(1)连接，所述蓄水盒(1)包括长方体结构的盒体(11)及设置在盒体周边各个侧壁上的溢流口(12)，所述溢流口(12)外接用于连接相邻蓄水盒的连接槽(13)，所述框架槽(3)内的引流槽按照预定的倾斜坡度布置；所述自流槽(4)按照预定的倾斜坡度设置，所述自流槽(4)的最高点与所述引流槽的最低点连接，

所述潜水泵(41)设置在所述自流槽(4)的最高点与所述引流槽的最低点连接处，并用于将引流槽内的水抽到所述自流槽(4)内；

所述框架槽(3)的预定高度处连接用于将超过所述框架槽(3)预定高度的水排出的雨落管(42)；

所述漏斗(43)设置在所述自流槽(4)的最低点，并用于将自流槽(4)内的水排到蓄水盒(1)内。

2.根据权利要求1所述的绿色屋顶系统，其特征在于，所述植物电池模块单元(2)包括用于安置在所述盒体(11)内的板体(21)；

所述板体(21)上开设植物种植孔(22)和电池件(23)；

所述植物种植孔(22)内种植植物(24)。

3.根据权利要求1所述的绿色屋顶系统，其特征在于，所述引流槽的最高点到其最低点的坡降不低于0.5％。

4.根据权利要求1所述的绿色屋顶系统，其特征在于，所述自流槽(4)的最高点到其最低点的坡降不低于0.5％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的绿色屋顶系统，其特征在于，所述循环组件为多循环组件，所述多循环组件内的每个循环组件区域内均设置蓄水组件。

6.根据权利要求5所述的绿色屋顶系统，其特征在于，所述多循环组件包括：

并排设置且坡度方向相反设置的第一子框架槽(6)和第二子框架槽(61)；

与所述第一子框架槽(6)的最低段位区域连接第一子自流槽(62)；

与所述第一子自流槽(62)连接的第一给水管(63)；

与所述第二子框架槽(61)的最低段位区域连接第二子自流槽(64)；

与所述第二子自流槽(64)连接的第二给水管(65)；其中，

所述第一子自流槽(62)与所述第一子框架槽(6)连接处设置第一子潜水泵(66)，所述第一子自流槽(62)最高点区域外接第一子雨落管(67)；

所述第二子自流槽(64)与所述第二子框架槽(61)连接处设置第二子潜水泵(68)，所述第二子自流槽(64)最高点区域外接第二雨落管(69)；或，

并排设置且间隔预定距离的第一子框架槽(6)和第二子框架槽(61)；

与所述第一子框架槽(6)的最低段位区域连接并朝向所述第二子框架槽(61)的第一子自流槽(62)；

与所述第一子自流槽(62)连接的第一给水管(63)；

与所述第二子框架槽(61)的最低段位区域连接并朝向所述第一子框架槽(6)的第二子自流槽(64)；

与所述第二子自流槽(64)连接的第二给水管(65)；其中，

所述第一子自流槽(62)与所述第一子框架槽(6)连接处设置第一子潜水泵(66)，所述第一子自流槽(62)最高点区域外接第一子雨落管(67)；

所述第二子自流槽(64)与所述第二子框架槽(61)连接处设置第二子潜水泵(68)，所述第二子自流槽(64)最高点区域外接第二雨落管(69)。

7.根据权利要求5所述的绿色屋顶系统，其特征在于，所述多循环组件包括：

首尾相连框架结构布置的第三子框架槽(8)、第四子框架槽(81)、第五子框架槽(82)和第六子框架槽(83)；

与所述第三子框架槽(8)的最低段位区域连接并向框架中心汇集的第三子自流槽(84)；

与所述第四子框架槽(81)的最低段位区域连接并向框架中心汇集的第四子自流槽(85)；

与所述第五子框架槽(82)的最低段位区域连接并向框架中心汇集的第五子自流槽(86)；

与所述第六子框架槽(83)的最低段位区域连接并向框架中心汇集的第六子自流槽(87)；其中，

所述第三子自流槽(84)与所述第三子框架槽(8)连接处设置第三子潜水泵(9)，所述第三子自流槽(84)最高点外接第三子雨落管(91)；

所述第四子自流槽(85)与所述第四子框架槽(81)连接处设置第四子潜水泵(92)，所述第四子自流槽(85)最高点外接第四子雨落管(93)；

所述第五子自流槽(86)与所述第五子框架槽(82)连接处设置第五子潜水泵(94)，所述第五子自流槽(86)最高点外接第五子雨落管(95)；

所述第六子自流槽(87)与所述第六子框架槽(83)连接处设置第六子潜水泵(96)，所述第六子自流槽(87)最高点外接第六子雨落管(97)。