CN109024976B - 一种绿色环保建筑外墙系统控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绿色环保建筑外墙系统控制方法，具有供电系统和供水系统，包括：充氧模式、补水模式、空气净化模式和植物生长模式，本发明创造性的将电刺激提高植物产生负离子技术应用到了绿色建筑的植物外墙当中，采用独特的系统设计，解决了植物外墙的安装、施工、补水和供电问题，其耗电量较传统的空气净化技术小，完全可以只用太阳能和风能提供电力，同时采用收集的雨水作为植物用水的来源，一般情况下也完全不需要外界补充水源，其可以利用电刺激提高植物产生负离子技术和植物外墙在建筑物外建立一个空气洁净，温度适宜的小环境，提高了单位面积、单位密度植物墙空气净化能力，是一种即环保又节约能源的绿色建筑植物外墙系统控制方法。
Description
技术领域
本发明属于环保绿色建筑领域，具体涉及一种绿色环保建筑外墙系统控制方法。
背景技术
随着工业文明的不断发展，人类社会的城市化进程不断的深入，城市人口密度不断的增大，大城市中环境的问题例如空气污染、噪音、热岛效应日益突出，在城市中增加绿化面积不仅可以有效提升城市整体景观效果，还可以有效改善城市空气质量，降低热岛效应和噪音污染，传统的植物墙系统，例如公开号为CN106857073A的发明专利，其仅是通过在外墙上种植植物来增加绿化面积，改善城市的负面问题，其单位面积绿植对环境的改善有限，如果需要提高改善效果只能增加绿植面积或者增加单位绿植的密度，增加种植和维护成本，而且无法实现绿植的自动维护保养。
众所周知植物体内有多种比氧活泼的含氧化合物，其形式有负离子、自由基、过氧化氢等，如O2 -，OH-，H2O2。它们能杀死无用的植物细胞以促进植物的代谢，它们参与糖的合成，失去平衡时它们也伤害植物。讨论生物问题时，这些含氧化合物统称活性氧。森林空气中的活性氧是植物的排放物。活性氧杀死微生物，因此森林空气中的细菌比城市少得多；负离子使颗粒物带电，加速其凝并和沉降，因此森林空气较为干净；活性氧有氧化作用，可以降解VOC(volatile organic；compounds，挥发性有机化合物)。
然而，在正常情况下，单株植物叶片释放负离子的能力很弱，其引起的生态效应极为有限。如果能够设法使植物产生负离子的能力倍增，催速其内氧气和水的蒸腾和离解过程，就有可能开发出高效率、低能耗和绿色环保的空气污染治理新技术，从而在空气污染治理和修复上取得突破。在2004年，俄罗斯的Tikhonov等人首次用高压电刺激盆栽植物周围土壤的方法，成功使室内空气负离子含量有显著提高。2010年，我国西北农林大学的杨云经等研究人员通过采用负高压脉冲刺激吊兰的根基土壤时，检测到负离子浓度与刺激空气时相比增加了264倍，能有效改善空气质量，同时发现在适宜的高压刺激下植物的生长状态良好。可见，电刺激植物产生负离子技术非常适合作为空气净化技术应用于空气污染治理。
通过电刺激提高植物产生负离子技术是一种新兴的空气净化技术，其通过高压电流刺激植物周边的土壤，使植物产生高浓度的负离子，从而达到空气净化的目的。在现有技术中例如公开号为：CN205909407U中记载的倍增植物负离子空气净化设备，其只能应用在室内，同时还需要外部供电实现其系统的工作。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种绿色环保建筑外墙系统控制方法。
其包括：外墙、通风补水系统、放电系统、雨水收集槽、雨水储藏室和电控系统；外墙由内而外依次由墙体、防潮层、轻质混凝土层、保温层和植物层组成；在外墙的保温层的顶部靠外处设置有雨水收集槽；在外墙的轻质混凝土层的底部设置有雨水储藏室；
在外墙的轻质混凝土层内铺设有通风补水系统，通风补水系统包括：风机、多孔导电介质、通风补水管道、锥形凸起和接地导线；在外墙的轻质混凝土层内铺设有放电系统，放电系统包括：电缆管、电缆、锥形挡圈、放电针、电连接器、可调式低功率高压脉冲电源；
在外墙的最外侧设置有植物层，植物层是由多个植物种植单元构成的矩阵组成，每个植物种植单元包括：植物、土壤、种植容器、多孔挡板、储水腔、下部通孔、上部通孔和弹性安装卡子；
电控系统包括：总控制器、蓄电池、风力发电机、太阳能板、环境监测装置和水分传感器；
其特征在于：在下雨时雨水收集槽将收集的雨水经过通风补水管道储存在雨水储藏室中，通过通风补水管道中的多孔导电介质中介质的毛细和虹吸作用以及植物和土壤的蒸腾作用为植物补水；通过安装在土壤中的水分传感器采集土壤水分含量数据，并将其传输给总控制器；当水分含量过高影响到了植物的根部的呼吸作用时，开启充氧模式，启动风机正转向通风补水管道内鼓风，促使水分排出土壤，提高土壤含氧量；当水分含量过低影响到了植物的光合作用时，开启补水模式，启动风机反转从通风补水管道向外抽风，降低管内气压，辅助通风补水管道向植物补水；水分含量阈值可根据种植不同种类植物进行相应的设置调整。
总控制器通过环境监测装置检测建筑周围环境中的大气污染物浓度，当环境污染物浓度超标时，启动空气净化模式，总控制器控制可调式低功率高压脉冲电源产生-1500～-3000V，0.5～50HZ的高压脉冲电流，通过电缆将该高压脉冲电流传输到放电针上，放电针靠近植物根部位置，同时多孔导电介质通过最下端开口连接接地导线，放电针和延伸出的多孔导电介质构成的锥形凸起之间构成了放电回路，对植物的根系产生电刺激，促使植物产生浓度数倍于刺激之前的负离子，可以降解挥发性有机化合物，使污染物颗粒加速凝并和沉降，杀死微生物，同时可以使植物叶片上产生一定强度的负电场，也可以用于吸附污染物；当环境污染物浓度未超标时，启动刺激植物生长模式，总控制器控制可调式低功率高压脉冲电源产生-2000～-6000V，<0.5HZ的高压脉冲电流，采用该模式的电流可以用于促进植物的光合作用以及根系的发育达到刺激植物生长的目的。
当总控制器检测到蓄电池电量小于10％时关闭或者不启动刺激植物生长模式。
优选的，通风补水管道设置于轻质混凝土层内并在竖直方向上延伸，通风补水管道内填充有多孔导电介质；在轻质混凝土层内平行设置有多条通风补水管道，多条通风补水管道在建筑外墙顶部均接入一条横置的主管道，在横置主管道上安装有风机；每条通风补水管道均设置有连通雨水收集槽的支管道，连通雨水收集槽的支管道口设置有过滤雨水收集槽内杂质的过滤器；每条通风补水管道上均设置有多个连通植物层的支管道，连通植物层的支管道口有延伸出的多孔导电介质构成的锥形凸起，锥形凸起插入植物层的土壤内；每条通风补水管道纵向延伸的最下端开口伸入雨水储藏室下部，通风补水管道内的多孔导电介质通过最下端开口连接接地导线。
优选的，电缆管设置于轻质混凝土层内并在水平方向上延伸，电缆管内设置有电缆；在轻质混凝土层内平行设置有多条电缆管，每条电缆管均横向延伸出建筑外墙一段管道，在横向延伸出建筑外墙管道上安装有电连接器，每条电缆均通过电连接器依次串联，并最终连接到设置于建筑外墙顶部配电室中的可调式低功率高压脉冲电源上，该可调式低功率高压脉冲电源产生的是高频负高压脉冲电压；每条电缆管上还设置有多个连通植物层的支管道，连通植物层的支管道内设置有放电针，放电针一端连接电缆，另一端伸出支管道口插入植物种植单元的土壤内；在连通植物种植单元的支管道口，设置有锥形挡圈，锥形挡圈采用向管道内凹陷设置，并与伸出的放电针紧密配合连接，用于防止异物进入电缆管内。
优选的，种植容器为一侧是平面的花盆结构，该平面上开设有上部通孔和下部通孔；通风补水管道连通植物层的支管道穿过下部通孔伸入种植容器内部和土壤接触，下部通孔和通风补水管道连通植物层的支管道之间通过弹性安装卡子安装固定；电缆管上连通植物层的支管道穿过上部通孔伸入种植容器内部和土壤接触，上部通孔和电缆管上连通植物层的支管道之间通过弹性安装卡子安装固定；种植容器下部安装有多孔挡板，多孔挡板下部为储水腔，上部填充有土壤，土壤内种植有植物。
优选的，电控系统设置在外墙的顶部，风力发电机和太阳能板分别连接蓄电池，蓄电池分别与风机、可调式低功率高压脉冲电源和总控制器连接，为其提供电能；总控制器分别连接蓄电池、风机、可调式低功率高压脉冲电源、环境监测装置和水分传感器，用于控制蓄电池、风机和可调式低功率高压脉冲电源，用于接收环境监测装置和水分传感器的数据信号；水分传感器用于采集土壤中的水分含量数据；环境监测装置用于检测建筑周围环境中的大气污染物浓度、挥发性有机化合物浓度、微生物浓度温度和湿度等信息。
优选的，在雨水储藏室的上部向外开设有透气溢流孔，用于排出多余的雨水和保持气压平衡
优选的，多孔导电介质，其可以由碳纤维管束、活性炭、碳纳米管或石墨烯等材料制成。
优选的，植物选择乔木，灌木、藤曼类和/或者苔藓类植物。
本发明克服了背景技术中的发明缺陷，创造性的将电刺激提高植物产生负离子技术应用到了绿色建筑的植物外墙当中，采用独特的系统设计，解决了植物外墙的安装、施工、补水和供电问题，其耗电量较传统的空气净化技术小，完全可以只用太阳能和风能提供电力，同时采用收集的雨水作为植物用水的来源，一般情况下也完全不需要外界补充水源，其可以利用电刺激提高植物产生负离子技术和植物外墙在建筑物外建立一个空气洁净，温度适宜的小环境，提高了单位面积、单位密度植物墙空气净化能力。提供了一种即环保又节约能源的绿色建筑系统控制方法。
附图说明
图1为绿色环保建筑的外墙主视图；
图2为绿色环保建筑的外墙整体和局部剖视图；
图3为通风补水系统的结构图；
图4为放电系统的结构图；
图5为电控系统的结构图；
附体标记说明
1、墙体；2、防潮层；
3、通风补水系统；3-1、风机；3-2、多孔导电介质；3-3、通风补水管道；3-4、锥形凸起；3-5、接地导线；
4、轻质混凝土层；
5、雨水收集槽；5-1、过滤器；
6、保温层；
7、放电系统；7-1、电缆管；7-2、电缆；7-3、锥形挡圈；7-4、放电针；7-5、电连接器；7-6、可调式低功率高压脉冲电源；
8、植物种植单元；8-1、植物；8-2、土壤；8-3、种植容器；8-4、多孔挡板；8-5、储水腔；8-6、下部通孔；8-7、上部通孔；8-8弹性安装卡子；
9、雨水储藏室；9-1、透气溢流孔；
10、电控系统；10-1、总控制器；10-2、蓄电池；10-3、风力发电机；10-4、太阳能板；10-5、环境监测装置；10-6、水分传感器；
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示，绿色环保建筑的植物外墙由内而外依次由墙体1、防潮层2、轻质混凝土层4、保温层6和植物层组成。
在建筑外墙的保温层6的顶部靠外处设置有雨水收集槽5；在建筑外墙的轻质混凝土层4的底部设置有雨水储藏室9，在雨水储藏室9的上部向外开设有透气溢流孔9-1，用于排出多余的雨水和保持气压平衡。
如2-3所示，在建筑外墙的轻质混凝土层4内铺设有通风补水系统3，通风补水系统3包括：风机3-1、多孔导电介质3-2、通风补水管道3-3、锥形凸起3-4和接地导线3-5；通风补水管道3-3设置于轻质混凝土层4内并在竖直方向上延伸，通风补水管道3-3内填充有多孔导电介质3-2，其可以由碳纤维管束、活性炭、碳纳米管或石墨烯等材料制成；在轻质混凝土层4内平行设置有多条通风补水管道3-3，多条通风补水管道3-3在建筑外墙顶部均接入一条横置的主管道，在横置主管道上安装有风机3-1；每条通风补水管道3-3均设置有连通雨水收集槽5的支管道，连通雨水收集槽5的支管道口设置有过滤雨水收集槽5内杂质的过滤器5-1；每条通风补水管道3-3上均设置有多个连通植物层的支管道，连通植物层的支管道口有延伸出的多孔导电介质3-2构成的锥形凸起3-4，锥形凸起3-4插入植物层的土壤内；每条通风补水管道3-3纵向延伸的最下端开口伸入雨水储藏室9下部，通风补水管道3-3内的多孔导电介质3-2通过最下端开口连接接地导线3-5。
如图2、4所示，在建筑外墙的轻质混凝土层4内铺设有放电系统7，放电系统7包括：电缆管7-1、电缆7-2、锥形挡圈7-3、放电针7-4、电连接器7-5、可调式低功率高压脉冲电源7-6；电缆管7-1设置于轻质混凝土层4内并在水平方向上延伸，电缆管7-1内设置有电缆7-2；在轻质混凝土层4内平行设置有多条电缆管7-1，每条电缆管7-1均横向延伸出建筑外墙一段管道，在横向延伸出建筑外墙的管道上安装有电连接器7-5，每条电缆7-2均通过电连接器7-5依次串联，并最终连接到设置于建筑外墙顶部配电室中的可调式低功率高压脉冲电源7-6上，该可调式低功率高压脉冲电源7-6产生的是高频负高压脉冲电压；每条电缆管7-1上还设置有多个连通植物层的支管道，连通植物层的支管道内设置有放电针7-4，放电针7-4一端连接电缆7-2，另一端伸出支管道口插入植物种植单元8的土壤内；在连通植物种植单元8的支管道口，设置有锥形挡圈7-3，锥形挡圈7-3采用向管道内凹陷设置，并与伸出的放电针7-4紧密配合连接，用于防止异物进入电缆管7-1内。
如图1-2所示，在建筑外墙的最外侧设置有植物层，植物层是由多个植物种植单元8构成的矩阵组成，每个植物种植单元8包括：植物8-1、土壤8-2、种植容器8-3、多孔挡板8-4、储水腔8-5、下部通孔8-6、上部通孔8-7和弹性安装卡子8-8；种植容器8-3为一侧是平面的花盆结构，该平面上开设有上部通孔8-7和下部通孔8-6；通风补水管道3-3连通植物层的支管道穿过下部通孔8-6伸入种植容器8-3内部和土壤8-2接触，下部通孔8-6和通风补水管道3-3连通植物层的支管道之间通过弹性安装卡子8-8安装固定；电缆管7-1上连通植物层的支管道穿过上部通孔8-7伸入种植容器8-3内部和土壤8-2接触，上部通孔8-7和电缆管7-1上连通植物层的支管道之间通过弹性安装卡子8-8安装固定；种植容器8-3下部安装有多孔挡板8-4，多孔挡板8-4下部为储水腔8-5，上部填充有土壤8-2，土壤8-2内种植有植物8-1；植物8-1优选乔木，灌木、藤曼类以及苔藓类植物。
如图4-5所示，在建筑外墙的顶部设置有电控系统10，电控系统10包括：总控制器10-1、蓄电池10-2、风力发电机10-3、太阳能板10-4、环境监测装置10-5、水分传感器10-6；风力发电机10-3和太阳能板10-4分别连接蓄电池10-2，蓄电池10-2分别和风机3-1、可调式低功率高压脉冲电源7-6、总控制器10-1连接，为其提供电能；总控制器10-1分别连接蓄电池10-2、风机3-1、可调式低功率高压脉冲电源7-6、环境监测装置10-5、水分传感器10-6，用于控制蓄电池10-2、风机3-1和可调式低功率高压脉冲电源7-6，用于接收环境监测装置10-5和水分传感器10-6的数据信号；水分传感器10-6用于采集土壤8-2中的水分含量数据；环境监测装置10-5用于检测建筑周围环境中的大气污染物浓度、挥发性有机化合物浓度、微生物浓度温度和湿度等信息。
如图1-5所示，该绿色环保建筑的工作和操作原理为，在下雨时雨水收集槽5将收集的雨水经过过滤器5-1和通风补水管道3-3储存在雨水储藏室9中，通过通风补水管道3-3中的多孔导电介质3-2中介质的毛细和虹吸作用以及植物8-1的蒸腾作用为植物8-1补水；通过安装在土壤8-2中的水分传感器10-6采集土壤水分含量数据，并将其传输给总控制器10-1；当水分含量过高影响到了植物8-1的根部的呼吸作用时，开启充氧模式，启动风机3-1正转向通风补水管道3-3内鼓风，促使水分排出土壤，提高土壤含氧量；当水分含量过低影响到了植物8-1的光合作用时，开启补水模式，启动风机3-1反转从通风补水管道3-3向外抽风，降低管内气压，辅助通风补水管道3-3向植物8-1补水；水分数据可根据种植不同种类植物进行相应的设置调整。
总控制器10-1通过环境监测装置10-5检测建筑周围环境中的大气污染物浓度。当环境污染物浓度，例如PM10、PM2.5超标时，启动空气净化模式，总控制器10-1控制可调式低功率高压脉冲电源7-6产生-1500～-3000V，0.5～50HZ的高压脉冲电流，通过电缆7-2，将该高压脉冲电流传输到放电针7-4上，放电针7-4靠近植物8-1根部位置，同时由于多孔导电介质3-2通过最下端开口连接接地导线3-5，放电针7-4和延伸出的多孔导电介质3-2构成的锥形凸起3-4之间构成了放电回路，对植物8-1的根系产生电刺激，促使植物产生浓度数倍于刺激之前的负离子，可以降解挥发性有机化合物，使污染物颗粒加速凝并和沉降，杀死微生物，同时可以使植物叶片上产生一定强度的负电场，也可以用于吸附污染物，使得该绿色环保建筑周围产生一个较为适宜人类活动的小环境。当环境污染物浓度，未超标时，启动刺激植物生长模式，总控制器10-1控制可调式低功率高压脉冲电源7-6产生-2000～-6000V，<0.5HZ的高压脉冲电流，采用该模式的电流可以用于促进植物的光合作用以及根系的发育达到刺激植物生长的目的，当总控制器10-1检测到蓄电池电量小于10％时关闭或者不启动刺激植物生长模式。
该技术方案的能源来源为安装在建筑外墙的顶部的太阳能板10-4和风力发电机组成的清洁能源阵列，由于采用的是植物负离子场空气净化技术，其耗电量较传统的空气净化技术小，所有用电器件的总功率小于1.5KW，完全可以只用太阳能和风能提供电力，同时采用收集的雨水作为植物用水的来源，一般情况下也完全不需要外界补充水源，是一种即环保又节约资源的绿色建筑。
本发明为绿色建筑的设计使用提供了一种全新的思路和方案。
实施例2
实施例1中绿色环保建筑的外墙的施工方法，
步骤1)制作墙体1，墙体1可采用空心砖堆砌，如果是承重墙可采用钢筋混凝土浇筑，浇筑完成后在墙体1一侧制作防潮层2，采用沥青卷材或者PET卷材制作，在外墙底部安装雨水储藏室9，雨水储藏室9采用预制箱体结构；
步骤2)安装多条在垂直方向上延伸并且相互平行的通风补水管道3-3；在通风补水管道3-3中填入多孔导电介质3-2，并使其和通风补水管道3-3合为一体结构，在雨水储藏室9顶部开孔，插入多条平行设置并在竖直方向上延伸的通风补水管道3-3，通风补水管道3-3下端伸入雨水储藏室9下部，通风补水管道3-3上端高于外墙顶面，在每条通风补水管道3-3上部向上倾斜安装连通雨水收集槽5的支管道，在每条通风补水管道3-3上垂直安装多个连通植物层的支管道，在通风补水管道3-3连通植物层的支管道末端制作由多孔导电介质3-2构成的锥形凸起3-4；
步骤3)浇筑轻质混凝土层4，使其覆盖雨水储藏室9和通风补水管道3-3，使通风补水管道3-3上的支管道伸出轻质混凝土层4的尺寸为15-30cm。
步骤4)待轻质混凝土层4浇筑完成后，在所述轻质混凝土层4水平方向开设多条平行均匀分布的槽，在每个槽内嵌入沿水平方向延伸的电缆管7-1，电缆管7-1水平延伸出建筑外墙一段管道，电缆管7-1上垂直设置连通植物层的支管道，该支管道伸出轻质混凝土层4的尺寸为10-20CM(一个电缆管7-1上垂直设置连通植物层的支管道对应一个通风补水管道3-3上垂直安装连通植物层的支管道，其上下平行排布，对应一个种植容器8-3)，在电缆管7-1内通入电缆7-2，在电缆管7-1上的支管道内依次安装放电针7-4和锥形挡圈7-3，将放电针7-4和电缆7-2连接，在水平延伸出建筑外墙的管道上安装电连接器7-5，每条电缆7-2均通过电连接器7-5依次串联。
步骤5)首先安装保温层6，保温层6采用聚氨酯材料，在安装好的保温层6上开槽，开槽形状为种植容器8-3一侧的平面的形状，开槽深度为达到轻质混凝土层4；然后在雨水储藏室9的上部位置开设若干透气溢流孔9-1用于排出多余的雨水和保持气压平衡。
步骤6)安装植物种植单元8，将多孔板8-4安装到种植容器8-3下部，在多孔板8-4放入植物8-1的根部，加入土壤8-2覆盖根部，在种植容器8-3一侧的平面上开上部通孔8-7和下部通孔8-6，通风补水管道3-3连通植物层的支管道对应下部通孔8-6，电缆管7-1上连通植物层的支管道对应上部通孔8-7。
步骤7)在通风补水管道3-3连通植物层的支管道和电缆管7-1上连通植物层的支管道露出轻质混凝土层4的部分均固定安装弹性安装卡子8-8，采用人工或机器的方式将植物种植单元8安装到外墙上，通风补水管道3-3连通植物层的支管道对应下部通孔8-6，电缆管7-1上连通植物层的支管道对应上部通孔8-7，种植容器8-3一侧的平面面向保温层6上开的槽安装。
步骤8)在建筑外墙的保温层6的顶部靠外处安装有雨水收集槽5，雨水收集槽5连接每条通风补水管道3-3上部向上倾斜安装的支管道，在支管道口安装过滤雨水收集槽5内杂质的过滤器5-1；在外墙顶部安装横置的主管道，每条通风补水管道3-3在建筑外墙顶部均接入该横置管道，在横置主管道上安装有风机3-1；在外墙顶部设置总控制器10-1、蓄电池10-2、风力发电机10-3、太阳能板10-4、环境监测装置10-5和可调式低功率高压脉冲电源7-6；总控制器10-1分别连接蓄电池10-2、风机3-1、可调式低功率高压脉冲电源7-6、环境监测装置10-5、水分传感器10-6，用于控制蓄电池10-2、风机3-1和可调式低功率高压脉冲电源7-6，用于接收环境监测装置10-5和水分传感器10-6的数据信号；水分传感器10-6用于采集土壤8-2中的水分含量数据；环境监测装置10-5用于检测建筑周围环境中的大气污染物浓度、挥发性有机化合物浓度、微生物浓度温度和湿度等信息；可调式低功率高压脉冲电源7-6通过电连接器7-5连接电缆7-2，为放电针7-4供电。
上述仅为发明的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，容易想到的变化或替换实施方式，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种绿色环保建筑植物外墙系统控制方法，其包括：外墙、通风补水系统(3)、放电系统(7)、雨水收集槽(5)、雨水储藏室(9)和电控系统(10)；外墙由内而外依次由墙体(1)、防潮层(2)、轻质混凝土层(4)、保温层(6)和植物层组成；在外墙的保温层(6)的顶部靠外处设置有雨水收集槽(5)；在外墙的轻质混凝土层(4)的底部设置有雨水储藏室(9)；
在外墙的轻质混凝土层(4)内铺设有通风补水系统(3)，通风补水系统(3)包括：风机(3-1)、多孔导电介质(3-2)、通风补水管道(3-3)、锥形凸起(3-4)和接地导线(3-5)；在外墙的轻质混凝土层(4)内铺设有放电系统(7)，放电系统(7)包括：电缆管(7-1)、电缆(7-2)、锥形挡圈(7-3)、放电针(7-4)、电连接器(7-5)、可调式低功率高压脉冲电源(7-6)；
在外墙的最外侧设置有植物层，植物层是由多个植物种植单元(8)构成的矩阵组成，每个植物种植单元(8)包括：植物(8-1)、土壤(8-2)、种植容器(8-3)、多孔挡板(8-4)、储水腔(8-5)、下部通孔(8-6)、上部通孔(8-7)和弹性安装卡子(8-8)；
电控系统(10)包括：总控制器(10-1)、蓄电池(10-2)、风力发电机(10-3)、太阳能板(10-4)、环境监测装置(10-5)和水分传感器(10-6)；
其特征在于：在下雨时雨水收集槽(5)将收集的雨水经过通风补水管道(3-3)储存在雨水储藏室(9)中，通过通风补水管道(3-3)中的多孔导电介质(3-2)中介质的毛细和虹吸作用以及植物(8-1)和土壤(8-2)的蒸腾作用为植物(8-1)补水；通过安装在土壤(8-2)中的水分传感器(10-6)采集土壤水分含量数据，并将其传输给总控制器(10-1)；当水分含量过高影响到了植物(8-1)的根部的呼吸作用时，开启充氧模式，启动风机(3-1)正转向通风补水管道(3-3)内鼓风，促使水分排出土壤，提高土壤含氧量；当水分含量过低影响到了植物(8-1)的光合作用时，开启补水模式，启动风机(3-1)反转从通风补水管道(3-3)向外抽风，降低管内气压，辅助通风补水管道(3-3)向植物(8-1)补水；水分含量阈值可根据种植不同种类植物进行相应的设置调整；
总控制器(10-1)通过环境监测装置(10-5)检测建筑周围环境中的大气污染物浓度，当环境污染物浓度超标时，启动空气净化模式，总控制器(10-1)控制可调式低功率高压脉冲电源(7-6)产生-1500～-3000V，0.5～50HZ的高压脉冲电流，通过电缆(7-2)将该高压脉冲电流传输到放电针(7-4)上，放电针(7-4)靠近植物8-1根部位置，同时多孔导电介质(3-2)通过最下端开口连接接地导线(3-5)，放电针(7-4)和延伸出的多孔导电介质(3-2)构成的锥形凸起(3-4)之间构成了放电回路，对植物(8-1)的根系产生电刺激，促使植物产生浓度数倍于刺激之前的负离子，可以降解挥发性有机化合物，使污染物颗粒加速凝并和沉降，杀死微生物，同时可以使植物叶片上产生一定强度的负电场，也可以用于吸附污染物；当环境污染物浓度未超标时，启动刺激植物生长模式，总控制器(10-1)控制可调式低功率高压脉冲电源(7-6)产生-2000～-6000V，<0.5HZ的高压脉冲电流，采用该模式的电流可以用于促进植物的光合作用以及根系的发育达到刺激植物生长的目的；
多孔导电介质(3-2)，其可以由碳纤维管束、活性炭、碳纳米管或石墨烯材料制成。
2.根据权利要求1所述的绿色环保建筑植物外墙系统控制方法，其特征在于：当总控制器(10-1)检测到蓄电池电量小于10％时关闭或者不启动刺激植物生长模式。
3.根据权利要求1-2任一项所述的绿色环保建筑植物外墙系统控制方法，其特征在于：通风补水管道(3-3)设置于轻质混凝土层(4)内并在竖直方向上延伸，通风补水管道(3-3)内填充有多孔导电介质(3-2)；在轻质混凝土层(4)内平行设置有多条通风补水管道(3-3)，多条通风补水管道(3-3)在建筑外墙顶部均接入一条横置的主管道，在横置主管道上安装有风机(3-1)；每条通风补水管道(3-3)均设置有连通雨水收集槽(5)的支管道，连通雨水收集槽(5)的支管道口设置有过滤雨水收集槽(5)内杂质的过滤器(5-1)；每条通风补水管道(3-3)上均设置有多个连通植物层的支管道，连通植物层的支管道口有延伸出的多孔导电介质(3-2)构成的锥形凸起(3-4)，锥形凸起(3-4)插入植物层的土壤内；每条通风补水管道(3-3)纵向延伸的最下端开口伸入雨水储藏室(9)下部，通风补水管道(3-3)内的多孔导电介质(3-2)通过最下端开口连接接地导线(3-5)。
4.根据权利要求3所述的绿色环保建筑植物外墙系统控制方法，其特征在于：电缆管(7-1)设置于轻质混凝土层(4)内并在水平方向上延伸，电缆管(7-1)内设置有电缆(7-2)；在轻质混凝土层(4)内平行设置有多条电缆管(7-1)，每条电缆管(7-1)均横向延伸出建筑外墙一段管道，在横向延伸出建筑外墙管道上安装有电连接器(7-5)，每条电缆(7-2)均通过电连接器(7-5)依次串联，并最终连接到设置于建筑外墙顶部配电室中的可调式低功率高压脉冲电源(7-6)上，该可调式低功率高压脉冲电源(7-6)产生的是高频负高压脉冲电压；每条电缆管(7-1)上还设置有多个连通植物层的支管道，连通植物层的支管道内设置有放电针(7-4)，放电针(7-4)一端连接电缆(7-2)，另一端伸出支管道口植物种植单元(8)的土壤内；在连通植物种植单元(8)的支管道口，设置有锥形挡圈(7-3)，锥形挡圈(7-3)采用向管道内凹陷设置，并与伸出的放电针(7-4)紧密配合连接，用于防止异物进入电缆管(7-1)内。
5.根据权利要求4所述的绿色环保建筑植物外墙系统控制方法，其特征在于：种植容器(8-3)为一侧是平面的花盆结构，该平面上开设有上部通孔(8-7)和下部通孔(8-6)；通风补水管道(3-3)连通植物层的支管道穿过下部通孔(8-6)伸入种植容器(8-3)内部和土壤(8-2)接触，下部通孔(8-6)和通风补水管道(3-3)连通植物层的支管道之间通过弹性安装卡子(8-8)安装固定；电缆管(7-1)上连通植物层的支管道穿过上部通孔(8-7)伸入种植容器(8-3)内部和土壤(8-2)接触，上部通孔(8-7)和电缆管(7-1)上连通植物层的支管道之间通过弹性安装卡子(8-8)安装固定；种植容器(8-3)下部安装有多孔挡板(8-4)，多孔挡板(8-4)下部为储水腔(8-5)，上部填充有土壤(8-2)，土壤(8-2)内种植有植物(8-1)。
6.根据权利要求5所述的绿色环保建筑植物外墙系统控制方法，其特征在于：电控系统(10)设置在外墙的顶部，风力发电机(10-3)和太阳能板(10-4)分别连接蓄电池(10-2)，蓄电池(10-2)分别与风机(3-1)、可调式低功率高压脉冲电源(7-6)和总控制器(10-1)连接，为其提供电能；总控制器(10-1)分别连接蓄电池(10-2)、风机(3-1)、可调式低功率高压脉冲电源(7-6)、环境监测装置(10-5)和水分传感器(10-6)，用于控制蓄电池(10-2)、风机(3-1)和可调式低功率高压脉冲电源(7-6)，用于接收环境监测装置(10-5)和水分传感器(10-6)的数据信号；水分传感器(10-6)用于采集土壤(8-2)中的水分含量数据；环境监测装置(10-5)用于检测建筑周围环境中的大气污染物浓度、挥发性有机化合物浓度、微生物浓度温度和湿度信息。
7.根据权利要求6所述的绿色环保建筑植物外墙系统控制方法，其特征在于：在雨水储藏室(9)的上部向外开设有透气溢流孔(9-1)，用于排出多余的雨水和保持气压平衡。
8.根据权利要求7所述的绿色环保建筑植物外墙系统控制方法，其特征在于：植物(8-1)选择乔木，灌木、藤曼类和/或者苔藓类植物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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