CN108532850A - 一种用于海绵城市建设的绿色屋顶系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于海绵城市建设的绿色屋顶系统，由上至下依次由植被层、混合基质层、过滤层、排水层、防水层和水泥板组成，所述的植被层是生存能力强的一种植物或混合种植多种植物；所述混合基质层为珍珠岩、蛭石、泥炭土、生物炭、锯末混合物，所述过滤层为聚酯纤维无纺布，所述排水层为块状塑料蓄水板，所述防水层为改性沥青油毡，所述水泥板为具有承载功能的建筑屋顶板。本发明对城市暴雨径流具有截流减污生态效应,可显著提升绿色屋顶对降雨径流水量和水质的调控能力，极大的增强绿色屋顶的推广价值。

Description

一种用于海绵城市建设的绿色屋顶系统

技术领域

本发明涉及城市环境规划、屋面蓄排水和绿色建筑技术领域，尤其涉及一种用于海绵城市建设的绿色屋顶系统。

背景技术

随着城市化进程的加快，我国城市面积和规模不断扩大，原有的大量绿地被城市不透水地表取代，不透水地表不仅改变了城市水循环过程、增加了地表径流量，对城市雨洪管理带来了巨大冲击。一方面，暴雨引发的城市内涝日益频发；另一方面，以城市暴雨径流为载体的城市面源污染已成为城市水环境污染的主要来源之一。

控制城市面源污染已经成为科研人员的研究热点问题。近年来，学者们研发了大量的暴雨径流调控措施，如：生物滞留塘、人工湿地、生物沟渠等。上述措施虽对城市面源污染有一定的控制作用，但是，均占用大面积的土地。由于城市区域地价昂贵，占地面积较大的技术往往由于紧张的土地资源得不到充分应用，严重影响了面源污染控制措施的开展。城市建筑屋面在城市建设用地中比重较高（约占城市不透水下垫面总面积的40%～50%），在城市面源污染控制中发挥着重要的作用。因此，研究者提出将硬化屋面“绿化”（绿色屋面）的控制理念。

绿色屋面也被称之为植被屋面和生态屋面，是城市区域中一类特殊的地表覆盖类型。目前，应用绿色屋面控制城市面源污染是当前国际研究的热点，也是我国构建海绵城市的重要组成部分。但是，推广的目的往往看重其景观价值、节能价值等，而针对绿色屋面调控暴雨径流水质和水文过程的能力关注不够。进而导致绿色屋面径流城市受纳水体污染源，严重影响了绿色屋面技术的推广应用。由此可见，发明一种针对城市屋面暴雨径流具有截流减污生态效应的绿色屋面系统非常必要。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种对城市暴雨径流具有截流减污生态效应的用于海绵城市建设的绿色屋顶系统，该系统可显著提升绿色屋面对降雨径流水量和水质的调控能力，极大的增强绿色屋面的推广价值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于海绵城市建设的绿色屋顶系统，由上至下依次由植被层、混合基质层、过滤层、排水层、防水层和水泥板组成，所述的植被层是生存能力强的一种植物或混合种植多种植物；所述混合基质层为珍珠岩、蛭石、泥炭土、生物炭、锯末混合物，所述过滤层为聚酯纤维无纺布，所述排水层为块状塑料蓄水板，所述防水层为改性沥青油毡，所述水泥板为具有承载功能的建筑屋顶板。

进一步的，所述植被层以景天属植物为主，包括佛家草、华北景天、麦冬中的一种或多种。

进一步的，所述混合基质层中的珍珠岩、蛭石、泥炭土、生物炭、锯末的含量按体积比为35%：30%：20%：10%：5%，所述生物炭为椰壳生物炭、玉米秸秆生物炭、竹竿生物炭中的一种或几种。

进一步的，所述过滤层的聚酯纤维无纺布规格为100 g/m²，吸水量是3.2L/m²。

进一步的，所述排水层的块状塑料蓄水板的长、宽、高分别为50 cm、 50 cm 、 2.0cm，最大储水量为3.5L/m²。

本发明专利具有以下有益效果：

1. 植被层适应能力强，减少管理维护费用，具有一定的观赏价值，增加了城市的绿色空间，美化了环境；

2.混合基质层有净化水质的作用，减少了城市暴雨径流中TN、NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N和TSS的污染负荷，分别消减了64%、76%、77%和48%，并且可以中和屋面径流pH，且吸水和持水能力强，减轻暴雨事件造成城市内涝的程度；

3.过滤层和排水层具有排水和持水双重功能，显著增强了绿色屋面系统的滞留径流能力；

4.整体绿色屋顶系统可有效改善城市局部小气候，具有减轻城市热岛效应、 增强城市生物多样性的作用。

附图说明

图1：本发明一种用于海绵城市建设的绿色屋顶系统的剖面示意图。

图中部件名称与附图标记的对应关系为：

1植被层；2混合基质层；3过滤层；4排水层；5防水层；6水泥板。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1所示，一种用于海绵城市建设的绿色屋顶系统，由上至下依次由植被层、混合基质层、过滤层、排水层、防水层和水泥板组成；

所述的植被层是主要功能层, 生态、经济、社会等效益都体现在这一层当中。考虑到城市楼顶的恶劣环境，因此，所选择的植物必须是生存能力强、耐旱、耐劳、耐寒、耐高温、抗胁迫能力强的植物，本发明选择以景天属植物为主的佛家草、华北景天、麦冬中的一种或多种。

所述混合基质层的主要功能是承载植物，为植物提供生长必需的养分和水，所选择的屋面混合基质组分应具有以下特点：1）有机物含量应控制在20%左右，且应加入一定量的具有净化径流水质的材料，使基质层既能为植物提供养份又不对城市受纳水体的水质造成影响；2）所选用的基质具有较强的吸水能力和水分持有能力；3）考虑到屋顶的承重能力，所选用的基质重量要轻。基于上述考虑，本发明的混合基质层由体积比为：35%：30%：20%：10%：5%的珍珠岩、蛭石、泥炭土、生物炭、锯末混合物组成；所述生物炭为椰壳生物炭、玉米秸秆生物炭、竹竿生物炭中的一种或几种；混合基质层的厚度为5-15cm。

所述的过滤层选用材料为聚酯纤维无纺布，其特点是过滤、排水效果好，且重量轻、抗拉强度高、渗透性好、持水能力强等，既能透水又阻止基质层的细小颗粒进入排水层，堵塞排水管道，又能使径流水顺利通过且滞留部分水量，增强绿色屋面系统对屋面暴雨径流的滞留能力，本发明所选用的聚酯纤维无纺布规格为100 g/m²，吸水量是3.2L/m²。

所述排水层为块状塑料蓄水板，主要作用是迅速排除在降雨和浇灌时多余的水分，改善基质的通气状况，存储一定量水分，且具备保温隔热、防止植物根系破坏混凝土结构、质轻等多种功能，本发明的块状塑料蓄水板的长、宽、高分别为50 cm、 50 cm 、 2.0cm，最大储水量为3.5L/m²。

所述的防水层选用的材料改性沥青油毡，主用作用是防止雨水渗漏，保护建筑屋顶。

所述的水泥板层为原有建筑物的屋顶，其主用作用是承载绿色屋面系统。

实施本发明时，从下往上依次布置水泥板6、防水层5、排水层4、过滤层3、混合基质层2和植被层1。

第一步：将楼顶水泥板6清理干净，疏通排水管道，并做好相应的防治堵塞措施；

第二步：在水泥板6上铺设防水层，检查防水层有无破损；

第三步：防水层做好后，铺设排水层和过滤层，将块状塑料蓄水板整齐排放在屋面上，尽量使排水板之间缝隙最小，过滤层平铺于排水层上，防止过滤层褶皱，影响排水效果，过滤层四周要高出基质层1cm，防止混合基质漏入排水层，堵塞排水板；

第四步：将混合基质混匀填充于过滤层上，填充厚度依据屋顶种植的植物和屋顶的承载力而定。

第五步：种植植物。本实施例所选用的植物为佛甲草，种植株距为5-7 cm，行距为8-10 cm。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。。

Claims (5)

1.一种用于海绵城市建设的绿色屋顶系统，由上至下依次由植被层、混合基质层、过滤层、排水层、防水层和水泥板组成，所述的植被层是生存能力强的一种植物或混合种植多种植物；所述混合基质层为珍珠岩、蛭石、泥炭土、生物炭、锯末混合物，所述过滤层为聚酯纤维无纺布，所述排水层为块状塑料蓄水板，所述防水层为改性沥青油毡，所述水泥板为具有承载功能的建筑屋顶板。

2.根据权利要求1所述的用于海绵城市建设的绿色屋顶系统，其特征在于：所述植被层以景天属植物为主，包括佛家草、华北景天、麦冬中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的用于海绵城市建设的绿色屋顶系统，其特征在于：所述混合基质层中的珍珠岩、蛭石、泥炭土、生物炭、锯末的含量按体积比为35%：30%：20%：10%：5%，所述生物炭为椰壳生物炭、玉米秸秆生物炭、竹竿生物炭中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的用于海绵城市建设的绿色屋顶系统，其特征在于：所述过滤层的聚酯纤维无纺布规格为100 g/m²，吸水量是3.2L/m²。

5.根据权利要求1所述的用于海绵城市建设的绿色屋顶系统，其特征在于：所述排水层的块状塑料蓄水板的长、宽、高分别为50 cm、 50 cm 、 2.0 cm，最大储水量为3.5L/m²。