CN108678297B - 一种智能排蓄水薄型屋顶花园 - Google Patents

一种智能排蓄水薄型屋顶花园 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能排蓄水薄型屋顶花园，包括屋顶整体沟槽式排水系统、分级式蓄水系统、智能雨水虹吸系统、检修和维护系统。智能排蓄水薄型屋顶花园特色施工工艺，包括排蓄水板的组合工艺和排蓄水层补修工艺。其中排蓄水层采用模块组合形式、胶粘补修、整体自带坡度，具有排水迅速、布置灵活、便于屋顶局部应用的优点。排蓄板内部采用板内蓄水，蓄水部分不与屋面防水直接接触，蓄水同时减少渗漏的发生。固定蓄水部分和可变蓄水部分，提高了屋顶应对气候变化的能力。本发明根据屋顶雨水花园实际平均蒸发水量设计虹吸雨水管中压力雨水斗的高度，智能精确地保证雨水安全留蓄。综合解决了目前屋顶花园难施工难维护的问题。

Description

一种智能排蓄水薄型屋顶花园
技术领域
本发明属于绿色建筑及海绵城市技术领域，具体涉及一种智能排蓄水薄型屋顶花园，适用于屋顶花园的建设和推广。
背景技术
屋顶花园作为建筑物的第五立面的新型开发设施，不但有降温隔热的效果，而且能够美化环境、净化空气、改善局部小气候，还能丰富城市的俯仰景观，补偿建筑物占用的绿化地面，大大提高了城市的绿化覆盖率，是一种值得大力推广的屋面形式。
但屋顶上建造花园后，不论是那种因素造成的屋顶漏水，都需要部分或全部破坏屋顶花园来排除检查和维修，直接影响屋顶花园的使用效果及建筑物的安全，严重阻碍了屋顶花园的推广和发展。
再者屋顶承重严格限制了屋顶花园的设计和施工，特别是对于现有建筑，其屋顶可容许荷载一般为100～150kg/㎡，如果采用传统的屋顶绿化方法，大部分现有建筑由于结构荷载的要求无法满足而难以实施屋顶绿化。
又因为屋顶的土壤层或基质层相对较薄，较之地面土壤而言，表面和基质层温度变化范围较大。由于屋顶无遮蔽，加上周边建筑的反射、辐射作用，致使这种变化加剧，在寒冷的冬季种植层和基质层底部温度差很容易超出植物的承受范围，以致于植物冻伤，影响屋顶花园的观赏作用。
屋顶绿化植物的后期养护极为重要，其中植物的日常灌溉的水量和水源输送会直接影响到屋顶绿化的建设成本和效果。而屋顶的雨水收集相对容易，且水质较好，可直接用于屋顶花园的灌溉。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的屋顶花园不足，提供了一种智能排蓄水薄型屋顶花园，其能够简易施工，方便检查和维修且快速排水，智能存蓄雨水。
本发明采取如下技术方案予以实现的：
一种智能排蓄水薄型屋顶花园，该屋顶花园施工于屋面板上，包括自下而上依次设置屋面板上的防水层、排蓄水层、过滤层、基质层和植被层；其中，
排蓄水层内设置有整体沟槽式排水系统、检修和维护沟槽、施工补修槽、分级式蓄水系统以及与整体沟槽式排水系统连通并引出至地面的智能雨水虹吸系统。
本发明进一步的改进在于，分级式蓄水系统包括并列设置在排蓄水层内的若干肋板，每个肋板的顶部开设有第一蓄水部分，相邻两个肋板之间形成第二蓄水部分。
本发明进一步的改进在于，整体沟槽式排水系统为排水沟槽，其设置在若干肋板的任意一端，并与第二蓄水部分连通；
下雨时，雨水通过植被层、基质层和过滤层，到达排蓄水层的第一蓄水部分，其滞留的雨水量是固定的，其余雨水通过第二蓄水部分和排水沟槽并最终由智能雨水虹吸系统排出；在降雨后期，虹吸雨水斗斗前水位达不到工作要求时，不能形成水封阻隔空气进入，致使虹吸破坏，排水逐渐停止，此时滞留的雨水量为第二蓄水部分的蓄水量。
本发明进一步的改进在于，智能雨水虹吸系统包括虹吸雨水斗以及与排水沟槽连通的沉沙槽，虹吸雨水斗的入口设置在沉沙槽内，出口通过连接管与引出至地面的虹吸雨水管连通。
本发明进一步的改进在于，该屋顶花园还包括设置在植被层的地漏，其通过管道连通至沉沙槽。
本发明进一步的改进在于，该屋顶花园还包括用于向排水沟槽通入适当温度暖风的热风机。
本发明进一步的改进在于，检修和维护沟槽包括设置在相邻两个肋板的胶粘立面上方的施工修补槽，该施工修补槽具有台阶，台阶处设置有遮阳板。
本发明进一步的改进在于，第一蓄水部分和第二蓄水部分均设置有1％～2％的坡度。
本发明进一步的改进在于，过滤层由无纺土工布构成，且过滤层上设有辅助吸水的多孔纤维棉，连接排蓄水层的排水沟槽底部和基质层底部。
本发明具有如下有益的技术效果：
本发明提供的屋顶花园和施工工艺，利排蓄水层采用块材组合形式、胶粘施工。排蓄水层的排蓄水板可以整体自带坡度，具有排水迅速、布置灵活、便于屋顶局部应用的优点。
进一步，排蓄板内部采用分级蓄水，分为固定第一蓄水部分和可变第二蓄水部分，提高了屋顶应对气候变化的能力。且使蓄水部分不与屋面防水直接接触，蓄水同时减少渗漏的发生。
进一步，根据实际灌溉的雨水需求量，确定虹吸雨水斗底盘与排水沟槽的高差，灵活施工，简便控制。
进一步，作为立体空间支撑和具有一定强度的排水通道和补修槽的设置便于后期在不破坏植被层的条件下采用深入式胶粘机械补修
进一步，高密度聚乙烯板材可在80～60度的温度范围内长期使用，是一种基本不受外界影响的高级耐久性排水防水材料。在冬季气极寒时，可以在本发明的排蓄水板内沟槽架立空间内，向沟槽内通入适当温度暖风，保护植物，防止根部受冻。
综上所述，本发明提供的屋顶花园的结构和施工工艺，具有高效排水、智能控制储蓄雨水、无污染、能够适应多种气候条件，施工简单，便于维修和养护的特点。
附图说明
图1为一种智能排蓄水薄型屋顶花园的结构示意图。
图2为一种智能排蓄水薄型屋顶花园排蓄水层的单元示意图。
图3为图1的C部详图。
图中：1-植被层，2-基质层，3-过滤层，4-排蓄水层，5-防水层，6-屋面板， 7-沉沙槽，8-虹吸雨水斗，9-连接管，10-虹吸雨水管，11-地漏，12-多孔纤维棉， 13-肋板，14-第一蓄水部分，15-第二蓄水部分，16-排水沟槽，17-施工补修槽， 18-胶粘立面，19-台阶，20-遮尘板，21-热风机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出进一步的详细描述。
如图1至图3所示，本发明提供的一种智能排蓄水薄型屋顶花园，包括屋顶整体沟槽式排水系统、分级式蓄水系统、智能雨水虹吸系统、检修和维护系统。智能排蓄水薄型屋顶花园特色施工工艺，包括排蓄水板的组合工艺和排蓄水层补修工艺。其中：
屋顶整体沟槽式排水系统，主要是由高密度聚乙烯材料经加热挤压成型，排蓄水层的厚度在4～5㎝的范围内，规格可设300㎝×200㎝，50㎝×50㎝不等，胶粘组合，形成一体式排蓄水板。以4厘米厚的规格为例，与现有排蓄水板不同，该板与建筑屋面防水层接触面A为整体平面，面向植被侧的一面B均匀的间隔为2㎝顺着屋顶排水方向向上突起高2㎝宽2㎝的肋板13(起到架力支撑作用)，肋板和肋板之间结合上下结构层形成的空隙构成沟槽，沟槽内部可根据实际需要直接成型1％～2％坡度。在B面方向的肋板13表面中心，向下设有宽1㎝，深1㎝小沟槽。
在铺设排蓄水板时，两排蓄水板利用肋板的侧面对接，胶粘施工。并利用排蓄水板的板材强度较高和其构造形式，制造出相互独立的检查和维护空间。检修时采用探头摄影成像检查排蓄水层4的架立空间和内部施工补修沟槽17，排查漏水隐患。
排蓄水层的板块周边肋板13比其他肋板低1㎝，并在边缘侧向内设置宽1 ㎝，深1㎝台阶19。在两排蓄水板组合时，肋板侧面粘结在一起，形成胶粘立面18，并胶粘上遮尘板20，构成施工补修槽17。当需要对胶粘立面18进行补修时，采用深入式胶粘机械深入施工补修槽17，贴近胶粘立面18上部，打入胶体，慢慢后退，一次成型，不需要在破坏上部植被结构。
分级式蓄水系统，指的是在与过滤层3接触的肋板13表面中心位置，根据植物根系吸水能力和所需需水量，下挖设置一定深度的细槽，形成第一蓄水部分14的固定蓄水量部位，再配合排水沟槽16和虹吸雨水管10调节，形成第二蓄水部分15可变蓄水量部位。当下雨时，雨水通过植被层1、基质层2和过滤层3，到达排蓄水层4 ，第一蓄水部分14 滞留固定的雨水量，其余雨水通过第二蓄水部分15和排水沟槽16最终由虹吸式雨水管10排出。在降雨后期，虹吸雨水斗8斗前水位达不到工作要求时，不能形成水封阻隔空气进入，致使虹吸破坏，排水逐渐停止，此时滞留的雨水量为第二蓄水部分15的蓄水量。
智能雨水虹吸系统，指的是由沉砂槽7、虹吸式雨水斗8、连接管9和虹吸雨水管10构成。在此系统中，根据屋顶花园植被层中水分7d蒸发量和种植植物日平均需水量除以屋顶花园投放的面积，计算出具体数据，确定虹吸雨水斗8 底盘与排水沟槽16的高差值。降雨初期虹吸雨水斗8斗前水位逐渐升高，当没过虹吸雨水斗8反涡流装置时，形成水封完全阻隔空气进入，使雨水管内形成压差，使雨水不断地淹没泄流进入排水管。在降雨后期，虹吸雨水斗8斗前水位渐渐下降，当低至虹吸雨水斗8底盘处时，致使虹吸破坏，排水逐渐停止，此时滞留的雨水量为第二蓄水部分15的蓄水量。
本发明进一步的改进在于，排蓄水层4所用排蓄水板采用整体式，与现有凸台排蓄水板不同，与屋顶接防水层触面A为整体平面，有利于保护建筑防水层，避免凸点接触的应力集中。而且排蓄水板阻断了排蓄水区域与防水层的直接接触，起到了防水双保险，蓄水同时避免渗漏的发生。
本发明进一步的改进在于，排蓄水层4采用高密度的聚乙烯板材。利用聚乙烯板材挤压强度高，柔韧性好，抗拉强度高、防腐蚀、抗酸碱、防植物根刺，不会分解的特性，将排蓄水层设计为具有集阻根，排水，蓄水作用的多功能区域。
图1给出了本发明的屋顶花园层次的具体分布。该智能排蓄水薄型屋顶花园，施工于屋面板6上，自上而下的主要构造为植被层1、基质层2、过滤层3、排蓄水层4和防水层5。
所述植被层配制的物理性质和理化性质应分别符合《种植屋面工程技术规程》。
所述基质层采用轻质土配方，有壤土、珍珠岩、细沙、蛭石，泥炭、椰糠等混合配制。保证其具有良好的理化性质，保水能力强，排水畅通，同时抗板结性好，且使其pH值呈中性或微酸性。
所述排蓄水层介于防水层和过滤层中间，由高密度聚乙烯材料经加热挤压成型的排蓄水板构成，整体厚度控制4～5㎝左右，在其与屋顶接防水层触面A 为整体平面，面向植被侧的一面B均匀的间隔为2㎝左右顺着屋顶排水方向向上突起高2～3㎝、宽2㎝的肋板13(起到架力支撑作用)，形成密集式沟槽。沟槽内部可根据实际需要直接成型1％～2％坡度。排蓄水层的平整底面可以增加屋顶花园整体粘结性，自带排水坡度密集沟槽式构造在保证受力的同时高效排水。
图1中所示的屋顶的排水分两种方式，一种是人行道雨水通过地漏11进入沉砂槽7由虹吸雨水管10排出；一种是通过屋顶花园绿植渗入第二蓄水部分15 和排水沟槽16最终由虹吸式雨水管10排出。利用横竖向连接管将整个屋顶的排水系统连成一个整体可实现迅速排水。虹吸雨水斗8底盘与排水沟槽16的高差的设置，可以快速简便的实现排蓄雨水的转化。
图2中给出了排蓄水层的排蓄水板单元具体构造，结合图1可知第一蓄水部分蓄水量为固定蓄水量，解决屋顶花园由于种植层较薄，蒸腾较快，灌溉后难以保持植物正常生活所需。再配合排水沟槽16和虹吸雨水斗8调节，形成第二蓄水部分15的可变蓄水量。当下雨时，雨水通过植被层1、基质层2和过滤层3，到达排蓄水层4，第一蓄水部分14滞留固定的雨水量，其余雨水通过第二蓄水部分15和排水沟槽16最终由虹吸式雨水管10排出。在降雨后期，虹吸雨水斗8斗前水位渐渐下降，当低至虹吸雨水斗8底盘处时，致使虹吸破坏，排水逐渐停止，此时滞留的雨水量为第二蓄水部分15的蓄水量。
图2所示的排蓄水层的排蓄水板单元，利用排蓄水板的板材强度高和构造形式，制造的相互独立的空间。当屋顶花园检修时，可以采用探头摄影成像检查蓄水槽和内部排蓄水沟槽，排查漏水隐患。
图2所示的排蓄水层的排蓄水板单元，在冬季气极寒时或是有特殊名贵观赏类植物移植时，在本发明的排蓄水板内沟槽架立空间内，利用适应实际需要将热风机21的出风口做成L型，大小适合排水沟槽16，模仿温室大棚向排蓄水层通入适当温度热风，保护植物，防止根部受冻。
图3为图1的局部详图，其中表示的排蓄水板组合时胶粘立面18，是屋顶花园的后期维护的重点对象。在两排蓄水板组合时，由台阶19和遮尘板20，构成施工补修槽17。当需要对胶粘立面18进行补修时，采用深入式胶粘机械深入施工补修槽17，贴近胶粘立面18上部，打入胶体，慢慢后退，一次成型，不需要在破坏上部植被结构。

Claims (7)

1.一种智能排蓄水薄型屋顶花园，其特征在于，该屋顶花园施工于屋面板(6)上，包括自下而上依次设置屋面板(6)上的防水层(5)、排蓄水层(4)、过滤层(3)、基质层(2)和植被层(1)；其中，
排蓄水层(4)内设置有整体沟槽式排水系统、检修和维护沟槽、分级式蓄水系统以及与整体沟槽式排水系统连通并引出至地面的智能雨水虹吸系统；
分级式蓄水系统包括并列设置在排蓄水层(4)内的若干肋板(13)，每个肋板(13)的顶部开设有第一蓄水部分(14)，相邻两个肋板(13)之间形成第二蓄水部分(15)；
整体沟槽式排水系统为排水沟槽(16)，其设置在若干肋板(13)的任意一端，并与第二蓄水部分(15)连通；
下雨时，雨水通过植被层(1)、基质层(2)和过滤层(3)，到达排蓄水层(4)的第一蓄水部分(14)，其滞留的雨水量是固定的，其余雨水通过第二蓄水部分(15)和排水沟槽(16)并最终由智能雨水虹吸系统排出；在降雨后期，虹吸雨水斗(8)斗前水位达不到工作要求时，不能形成水封阻隔空气进入，致使虹吸破坏，排水逐渐停止，此时滞留的雨水量为第二蓄水部分(15)的蓄水量。
2.根据权利要求1所述的一种智能排蓄水薄型屋顶花园，其特征在于，智能雨水虹吸系统包括虹吸雨水斗(8)以及与排水沟槽(16)连通的沉沙槽(7)，虹吸雨水斗(8)的入口设置在沉沙槽(7)内，出口通过连接管(9)与引出至地面的虹吸雨水管(10)连通。
3.根据权利要求2所述的一种智能排蓄水薄型屋顶花园，其特征在于，该屋顶花园还包括设置在植被层(1)的地漏(11)，其通过管道连通至沉沙槽(7)。
4.根据权利要求1所述的一种智能排蓄水薄型屋顶花园，其特征在于，该屋顶花园还包括用于向排水沟槽(16)通入适当温度暖风的热风机(21)。
5.根据权利要求1所述的一种智能排蓄水薄型屋顶花园，其特征在于，检修和维护沟槽包括设置在相邻两个肋板(13)的胶粘立面(18)上方的施工修补槽(17)，该施工修补槽(17)具有台阶(19)，台阶(19)处设置有遮阳板(20)。
6.根据权利要求1所述的一种智能排蓄水薄型屋顶花园，其特征在于，第一蓄水部分(14)和第二蓄水部分(15)均设置有1％～2％的坡度。
7.根据权利要求1所述的一种智能排蓄水薄型屋顶花园，其特征在于，过滤层(3)由无纺土工布构成，且过滤层(3)上设有辅助吸水的多孔纤维棉(12)，连接排蓄水层(4)的排水沟槽(16)底部和基质层(2)底部。
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