CN107655112A - 室内空气质量改善的方法及多功能室内植物景观装置 - Google Patents

室内空气质量改善的方法及多功能室内植物景观装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种室内空气质量改善的方法及多功能室内植物景观装置。本发明设立第一级水洗处理功能区域、第二级水下净化过滤处理功能区域、第三级土壤净化处理功能区域和第四级植物茎叶净化处理功能区域；利用气泵将室内空气泵入第一级水洗处理功能区域后，空气经所述第一级至第四级处理功能区域净化，通过土壤‑水体‑植物生态系统实现微环境舒适度因子改善。本发明将自然美感与功能实用协同结合，对各具美态及净化功能的观赏型植物进行有机组合，空间层次丰富，不仅可以净化室内空气中的颗粒物、甲醛等污染物，起到改善空气质量的作用，同时也可以美化环境，营造出回归大自然的氛围，创造出优美、温馨的居家或办公绿色生态环境。

Description

室内空气质量改善的方法及多功能室内植物景观装置
技术领域
本发明涉及室内空气净化技术领域，更具体地，涉及一种室内空气质量改善的方法及多功能室内植物景观装置。
背景技术
随着经济发展加快和人民生活水平提高，人们的生活环境与生活方式都发生了明显的变化，人们在室内活动的时间往往多于室外，我国城市居民每天平均约有60～90%的时间于室内度过，室内空气污染问题日渐突出并受到社会各界的普遍关注，室内空气净化技术已成了我国室内环境与健康及公共卫生等领域的研究热点。近几年来，空气净化设备发展迅速，但鱼目混珠，存在系列问题，如真实效果存疑，存在二次污染风险，设计呆板等。因此，研发一种效果显著且安全的室内空气质量改善装置，给人以健康清新空气的同时，带来更多视觉上的美感和舒适。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有室内空气质量改善装置的技术不足，提供一种室内空气质量改善的方法。
本发明要解决的另一技术问题是提供实现所述室内空气质量改善方法的室内多功能植物生态景观装置。基于所述室内多功能植物生态景观装置，可以很好地改善室内空气质量并调节室内环境舒适度。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
提供一种室内空气质量改善的方法，是通过设置室内多功能植物景观功能区域实现，包括以下步骤：
S1.设立第一级水洗处理功能区域、第二级水下净化过滤处理功能区域、第三级土壤净化处理功能区域和第四级植物茎叶净化处理功能区域；
S2.利用气泵将室内空气泵入第一级水洗处理功能区域后，空气经步骤S1所述第一级至第四级处理功能区域的分别净化，通过土壤-水体-植物生态系统实现微环境舒适度因子改善。
本发明科学设置经气体通道连通的不同处理级别，各个处理级别对室内空气完成不同的净化任务，相辅相成，获得最佳的协同效果。空气经过针对性的不同区域处理，达到土壤-水体-植物生态系统实现微环境舒适度因子改善。
优选地，步骤S2所述微环境舒适度因子包括氧气含量、温度和/或湿度。
优选地，所述第二级水下净化过滤处理功能区域由浸没于水中的混合基质和种植于混合基质的水下植物组成。
所述水下植物的高度可根据水族箱体高度调整，优选水下植物的高度为1～10cm。
优选地，所述水下植物为水草。
所述混合基质包括砂石、多孔吸附材料和水下植物泥（水草泥）；所述多孔吸附材料为硅藻土和/或沸石等。本发明所述混合基质能够很好地提供固定、助滤和营养功能。
优选地，所述混合基质中，砂石、多孔吸附材料和水下植物泥的用量比例为1～2：1～5：1～3。
所述混合基质的厚度可根据水族箱高度调整，进一步优选地，所述混合基质的厚度为2～8cm，能够为本系统提供更为整体全面的固定、助滤和营养功能等技术效果。
进一步优选地，所述混合基质可作为独立模块进行拆装更换。
优选地，所述第三级土壤净化处理功能区域包括混合土壤基质和种植于混合土壤基质的具有茎叶的植物组成。
所述混合土壤基质由沸石、活性炭、陶粒土、椰土、海泡石等组分分层铺设而成。优选地，本发明所述混合土壤基质最底层为陶粒土，粒径为0.5～2cm；接着为活性炭，粒径为0.2～1cm；然后为椰土和海泡石的混合基质，优选地，二者质量比例为10～20:1～3；最上层为沸石，粒径为0.1～0.5cm。本发明如此设计，让混合土壤基质中各个组成部分发挥优良的协同作用，提供良好的植物生长土壤层的同时提供优良的空气净化功能。
更优选地，上述混合土壤基质每一层的厚度的比例为1～3：2～5：3～10：1～2。
第三级土壤净化处理功能区域种植的植物可以选择搭配即美观又具有高效净化效果的植物景观，优选为常春藤、金琥、芦荟和/或海棠。
优选地，所述植物茎叶净化处理功能区域植物的茎叶可以是该区域种植的水培植物的茎叶，所述水培植物可以选择搭配即美观又具有高效净化效果的植物景观，优选为红掌、观音莲、白鹤芋和/或吊兰，所述水培植物搭配美观又具有高效净化效果的植物景观。所述植物茎叶净化处理功能区域植物的茎叶也可以是土壤净化处理功能区域种植植物的茎叶和/或水下净化过滤处理功能区域的水下植物的茎叶。所述水下植物优选为水草；土壤净化处理功能区域种植植物优选常春藤、金琥、芦荟和/或海棠。
优选地，所述水洗处理功能区域和水下净化过滤处理功能区域为同一个区域。
进一步地，本发明在完成室内空气净化处理的任务前提下通过设置室内多功能植物景观功能区域，各个不同区域构成不同的室内景观，一举多得。
本发明同时提供一种实现上述方法的多功能室内植物生态景观装置，包括水族箱体和气流动力装置，所述透明水族箱体设置四个空间，分别为气流动力装置放置空间、土培植物层种植空间、水培植物层种植空间和水生植物层种植空间，所述土培植物层种植空间、水培植物层种植空间和水生植物层种植空间分别种植植物。其中水培植物层种植空间可根据需求选择是否设置。
优选地，所述多功能室内植物生态景观装置还包括智能控制与显示装置。所述智能控制与显示装置具有室内环境温湿度、污染物浓度显示、水位深度提醒、气流大小调节等控制和显示功能，可根据需求增加智能监控扩展配件。
优选地，所述水族箱采用透明材质，优选采用厚度为4～10mm的透明亚克力或玻璃材质制造，形状、规格、大小可根据实际需求适当调整。
优选地，所述水族箱设置有三个槽架，第一槽架用于放置土培植物层的土壤基质和种植土培植物，第二槽架用于放置气流动力装置，第三槽架用于放置水培植物和智能控制与显示装置。
优选地，所述第一槽架的底部设有气流通道孔，所诉气流通道孔为均匀开设的若干个。优选地，所述气流通道孔为圆形孔，进一步优选地，所述圆形孔的孔径为0.2～0.8cm。
优选地，所述第二槽架设有气管孔、换水孔和电源连接孔；所述气管孔连通气管通道，所述换水孔作为连通换水通道，所述电源连接孔作为气流动力装置的电路与外部电源的连接通道。
进一步优选地，所述气管孔和换水孔设置于第二槽架的底部，所述电源连接孔设置于第二槽架的侧面。
进一步地，所述气管孔、换水孔和电源连接孔为圆形孔，孔径优选为0.5～1cm。
优选地，所述第三槽架的底部设有空心孔，空心孔下方连接有空心管，使用时水培植物固定在空心孔处，根系通过空心管导入水生植物层种植空间的水中。优选地，所述水培植物层种植空间的水面淹没所述空心管的管口，用于阻挡水中空气通过空心圆孔隙外溢。
进一步优选地，所述空心孔为圆形孔，所述空心管为透明的空心圆管。
所述第三槽架设有开口，所述开口用于安装智能控制与显示装置。进一步优选所述开口设置在第二槽架的侧面。
优选地，所述第三槽架的底部设有注水孔，所述注水孔采用活塞封住，使用时打开可注水。优选所述注水孔为小型圆孔。
优选地，所述第一槽架为活动式槽架。所述第二槽架、第三槽架为固定式槽架。
本发明装置在使用的时候，根据颗粒物和甲醛等室内常规污染物易溶于水的特点，利用气泵将空气通入水环境，经过第一级水洗和第二级水下净化处理，空气中的颗粒物、甲醛等有害气体绝大部分被过滤掉；之后空气经第三级土培植物土壤滤层、根系环境进行吸附净化，最后经土培植物和水培植物的茎叶部分进行第四级吸附净化。本发明利用水下植物、水底净化滤层以及植物根系微生物所形成的生态系统对溶于水中的甲醛等有害气体进行净化分解。该装置在净化空气的同时，可通过土壤-水体-植物生态系统实现微环境的氧气含量、温度、湿度等舒适度因子的改善。
在第一槽架中，设置有土壤净化模块。
所述水下净化模块由浸没于水中的混合基质和种植于混合基质的水下植物组成。所述水下植物的高度优选为1～10cm；进一步优选地，所述水下植物为水草。所述混合基质包括砂石、多孔吸附材料和水下植物泥（水草泥）；所述多孔吸附材料为硅藻土和/或沸石等。混合基质提供固定、助滤和营养功能。优选地，所述混合基质中，砂石、多孔吸附材料和水下植物泥的用量比例为 1～2：1～5：1～3。进一步优选地，所述混合基质的厚度为2～8cm，具体参数可根据水族箱高度调整。进一步优选地，所述混合基质可作为独立模块进行拆装更换。
所述土壤净化模块包括混合土壤基质和种植于混合土壤基质的具有茎叶的植物组成。所述混合土壤基质由沸石、活性炭、陶粒土、椰土、海泡石等组分按一定比例、粒径配成并分层铺设，作为植物生长土壤层的同时提供空气净化功能。进一步优选地，所述混合土壤基质最底层为陶粒土，粒径为0.5～2cm；接着为活性炭，粒径为0.2～1cm；然后为椰土和海泡石的混合基质，比例为10～20:1～3；最上层为沸石，粒径为0.1～0.5cm。更优选地，上述混合土壤基质每一层的厚度的比例为1～3：2～5：3～10：1～2。第三级土壤净化处理功能区域种植的植物可以选择搭配即美观又具有高效净化效果的植物景观，优选为常春藤、金琥、芦荟和/或海棠。
在第三槽架，设置有水培植物，所述水培植物可以选择搭配即美观又具有高效净化效果的植物景观。优选为红掌、观音莲、白鹤芋和/或吊兰。
本发明的有益效果是：
有机结合和科学利用水洗、吸附、植物净化等空气净化技术原理，对土培植物、水培植物和水下植物及其生长环境进行优化整合创新，研发一种具有空气净化、小气候调节以及景观构造的室内气质量改善的方法和具有所述改善功能的植物景观装置。本发明多功能植物生态净化装置将自然美感与功能实用最佳结合，对各具美态及净化功能的观赏型植物进行组合，空间层次丰富，不仅可以净化室内空气中的颗粒物、甲醛等污染物，起到改善空气质量的作用，同时也可以美化环境，营造出回归大自然的氛围，创造出优美、温馨的居家或办公绿色生态环境。
本发明装置的土培植物和水培植物的茎叶部分、土壤根系环境和水环境对颗粒物、甲醛等污染物均有净化作用。植物净化室内空气主要有三种方式，叶片吸收与吸附、植物体内运输及代谢转化、土壤及根际微生物（即根际环境）作用。
本发明有效发挥水下植物（即水草）水下景观构建和净化水质、抑制藻类生长、防病抗菌等多重作用，有利于保持水环境的卫生。在水环境中铺设的硅藻土和沸石等多孔材料，具有天然矿物固有的吸附性能，有利于提高净化装置的处理能力。
本发明进一步设置智能控制与显示装置具有室内环境温湿度、污染物浓度显示、水位深度提醒、通气量大小调节等功能，可根据需求增加智能监控扩展配件。
因此，无论从生态角度、健康角度，还是从审美角度来讲，使用本发明多功能植物生态净化装置，既能美化室内环境，又可以净化空气中的污染物质，不失一种符合大众多种需求的净化途径。
附图说明
图1本发明装置结构示意图俯视图。
图2本发明装置结构示意图侧面图。
图3本发明装置结构示意图正面图。
图4本发明装置结构示意图背面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明书本发明。除非特别说明，本发明采用的原料及设备或方法为本技术领域常规的原料及设备或方法。除非特别说明，本发明实施例中涉及的控制及信息显示的实现方法和电路设置为常规方法的实现方法和电路设置。
实施例1
本实施例提供一种室内多功能植物生态景观装置，用于改善室内空气质量和调节室内环境舒适度。
该装置整体上分为以下主要部分：透明水族箱体、土培植物层、水培植物层、水下植物层和气流动力装置，还可以设置智能控制与显示装置。
本发明装置从净化功能上可分为四个模块：水洗模块、水下净化模块、土壤净化模块以及植物茎叶净化模块。分别形成第一级水洗处理功能区域、第二级水下净化过滤处理功能区域、第三级土壤净化处理功能区域和第四级植物茎叶净化处理功能区域；利用气泵将室内空气泵入第一级水洗处理功能区域后，空气经步骤S1所述第一级至第四级处理功能区域的分别净化（不用严格限定净化的区域次序），通过土壤-水体-植物生态系统实现微环境舒适度因子改善。所述微环境舒适度因子包括氧气含量、湿度等。
根据颗粒物和甲醛等室内常规污染物易溶于水的特点，利用气泵将空气通入水环境，经过第一级水洗和水下净化处理，空气中的颗粒物、甲醛等有害气体绝大部分被过滤掉；之后空气经土培植物土壤滤层、根系环境和茎叶部分进行二级吸附净化。其中，利用水下植物、水底净化滤层以及植物根系微生物所形成的生态系统对溶于水中的甲醛等有害气体进行净化分解。该装置在净化空气的同时，可通过土壤-水体-植物生态系统实现微环境的氧气含量、湿度等舒适度因子的改善。
所述透明水族箱采用厚度为4～10mm的透明亚克力或玻璃材质制造。
所述的透明水族箱主要设置了四个空间，分别为气流动力装置放置空间、土培植物层种植空间、水培植物层种植空间和水生植物层种植空间。其中水培植物层种植空间可根据需求选择是否设置。
如图1所示，所述的室内多功能植物景观装置，透明水族箱中可以设置有三个槽架，活动式的第一槽架1，固定式的槽架两个，分别为第二槽架2和第三槽架3。本实施例如此设置，既可以满足挪动更换土培植物土壤和植物的操作方便性也满足系统整体结构的稳固和功能区域的划分。
第一槽架1用于放置土培植物层的土壤基质和种植土培植物。第二槽架2用于放置气流动力装置4，第三槽架3用于放置水培植物培养区域和智能控制与显示装置。
所述第一槽架1的底部设有气流通道孔13，所诉气流通道孔13为均匀开设的若干个。优选地，所述气流通道孔13为圆形孔，孔径为0.2～0.8cm。
如图1和图4所示，所述第二槽架2设有气管孔8、换水孔9和电源连接孔11；所述气管孔8连通气管通道，所述换水孔9作为连通换水通道，所述电源连接孔11作为气流动力装置4的电路与外部电源的连接通道。
所述气管孔8和换水孔9设置于第二槽架2的底部，所述电源连接孔11设置于第二槽架2的侧面。
所述气管孔、换水孔和电源连接孔可以设置为圆形孔，孔径为 0.5～1cm。
如图1和图2所示，第三槽架3的底部要求带有空心孔5，空心孔5下方连接有透明的空心管6，使用时水培植物可固定在空心孔5处，根系通过空心管导入水中。使用时要求所述水培植物层种植空间的水面淹没所述空心管6的管口，用于阻挡水中空气通过空心圆孔隙外溢。所述空心孔5可以设为圆形孔，所述空心管6采用透明的空心圆管。
如图3所示，所述的用于种植水培植物的第三槽架3的侧面带有方形开口，用于安装智能控制与显示装置7。
所述的智能控制与显示装置7具有室内环境温湿度、污染物浓度显示、水位深度提醒、气流大小调节等功能，可根据需求增加智能监控扩展配件。设置方法和电路设计参考现有常规技术。
所述第三槽架3设有开口，所述开口用于安装智能控制与显示装置7。进一步优选所述开口设置在第二槽架的侧面，为方形开口。
如图1所示，所述第三槽架3的底部设有注水孔12，所述注水孔12采用活塞封住，使用时打开可注水。优选所述注水孔12为小型圆孔。
设置好室内多功能植物景观功能区域，就可以实现室内空气的改善，包括以下步骤：
S1.设立第一级水洗处理功能区域、第二级水下净化过滤处理功能区域、第三级土壤净化处理功能区域和第四级植物茎叶净化处理功能区域；
S2.利用气泵将室内空气泵入第一级水洗处理功能区域后，空气经步骤S1所述第一级至第四级处理功能区域净化，通过土壤-水体-植物生态系统实现微环境舒适度因子改善。
所述第二级水下净化过滤处理功能区域由浸没于水中的混合基质15和种植于混合基质的水下植物16组成。
所述水下植物16的高度优选为1～10cm；所述水下植物为水草。
所述混合基质15包括砂石、多孔吸附材料和水下植物泥（水草泥）；所述多孔吸附材料为硅藻土和/或沸石。混合基质提供固定、助滤和营养功能。
所述混合基质15中，砂石、多孔吸附材料和水下植物泥的用量比例为 1～2：1～5：1～3。所述混合基质15的厚度为2～8cm，具体参数可根据水族箱高度调整。
所述混合基质15可作为独立模块进行拆装更换。
所述第三级土壤净化处理功能区域包括混合土壤基质17和种植于混合土壤基质的具有茎叶的植物18组成。
所述混合土壤基质17由沸石、活性炭、陶粒土、椰土、海泡石等组分按一定比例、粒径配成并分层铺设，作为植物生长土壤层的同时提供空气净化功能。
所述混合土壤基质17最底层为陶粒土，粒径为0.5～2cm；接着为活性炭，粒径为0.2～1cm；然后为椰土和海泡石的混合基质，比例为10～20:1～3；最上层为沸石，粒径为0.1～0.5cm。
上述混合土壤基质17每一层的厚度的比例为1～3：2～5：3～10：1～2。
第三级土壤净化处理功能区域种植的植物可以选择搭配即美观又具有高效净化效果的植物景观，优选为常春藤、金琥、芦荟和/或海棠。
所述第四级植物茎叶净化处理功能区域包括前述第三级土壤净化处理功能区域种植的植物的茎叶，还包括水培植物的茎叶。
所述水培植物可以选择搭配即美观又具有高效净化效果的植物景观。优选为红掌、观音莲、白鹤芋和/或吊兰。
实施例2 应用实施例
应用实施实验中，甲醛、颗粒物的初始浓度设置了三种浓度梯度，分别为国家标准值的3倍、5倍和10倍，进行多组重复性实验，实验显示，该装置运行2h之后，环境测试舱中甲醛、颗粒物的浓度均能降到国家标准值以下，甲醛和颗粒物PM10的总体净化效率分别达到85%和95%以上。
本次选择16cm（宽）×18cm（长）×18cm（高）、厚度5mm的景观装置，放置于规格100cm×100cm×100cm的环境控制箱进行实验，箱内环境温度调节为26.5±0.6℃，湿度调节为52.6±5.5%；甲醛初始浓度为1.0±0.12mg/m3，颗粒物PM10初始浓度为1.0±0.32mg/m3。
经测定：60min之后，环境控制舱内的甲醛为0.43±0.03mg/m3，颗粒物为0.32±0.06mg/m3，温度为25.2±0.6%℃，湿度为59±3.0%；120min之后，环境控制舱内的甲醛为0.09 ±0.02mg/m3；颗粒物为0.07 ±0.03mg/m3，温度为23.8±0.5%℃，湿度为65±5.0%。

Claims (10)

1.一种室内空气质量改善的方法，其特征在于，是通过设置室内多功能植物景观功能区域实现，包括以下步骤：
S1.设立第一级水洗处理功能区域、第二级水下净化过滤处理功能区域、第三级土壤净化处理功能区域和第四级植物茎叶净化处理功能区域；
S2.利用气泵将室内空气泵入第一级水洗处理功能区域后，空气经步骤S1所述第一级至第四级处理功能区域净化，通过土壤-水体-植物生态系统实现微环境舒适度因子改善。
2.根据权利要求1所述室内空气质量改善的方法，其特征在于，步骤S2所述微环境舒适度因子包括氧气含量、湿度、颗粒物和甲醛。
3.根据权利要求1所述室内空气质量改善的方法，其特征在于，所述第二级水下净化过滤处理功能区域由浸没于水中的混合基质和种植于混合基质的水下植物组成。
4.根据权利要求1所述室内空气质量改善的方法，其特征在于，所述第三级土壤净化处理功能区域包括混合土壤基质和种植于混合土壤基质的具有茎叶的植物组成。
5.根据权利要求4所述室内空气质量改善的方法，其特征在于，所述混合土壤基质所述混合土壤基质由沸石、活性炭、陶粒土、椰土、海泡石分层铺设。
6.根据权利要求1所述室内空气质量改善的方法，其特征在于，所述第四级植物茎叶净化处理功能区域包括第三级土壤净化处理功能区域种植的植物的茎叶和水培植物的茎叶。
7.一种实现权利要求1至6任一项所述方法的多功能室内植物生态景观装置，其特征在于，包括水族箱体和气流动力装置，所述透明水族箱体设置四个空间，分别为气流动力装置放置空间、土培植物层种植空间、水培植物层种植空间和水生植物层种植空间，所述土培植物层种植空间、水培植物层种植空间和水生植物层种植空间分别种植植物。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述多功能室内植物生态景观装置还包括智能控制与显示装置。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述水族箱设置有三个槽架，第一槽架用于放置土培植物层的土壤基质和种植土培植物，第二槽架用于放置气流动力装置，第三槽架用于放置水培植物和智能控制与显示装置。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一槽架的底部设有气流通道孔，所诉气流通道孔为均匀开设的若干个；
所述第二槽架设有气管孔、换水孔和电源连接孔；
所述第三槽架的底部设有空心孔，空心孔下方连接有空心管，水培植物固定在空心孔处，根系通过空心管导入水生植物层种植空间的水中；
优选所述第一槽架为活动式槽架；
优选所述第二槽架、第三槽架为固定式槽架。
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