CN109429791B - 一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置，包括第一储水箱，第一储水箱与第一回水管相连，第一循环水泵与第一储水箱连接，第二循环水泵与旋流除砂器连接；第一电动调节阀门的两端分别与第四送水管和第二送水管连接，排水立管与第二送水管连接，栽培器与电动旋转轴相连，第二补水泵放置于第二储水箱中，水井内置第一补水泵；第五控制器与电动旋转轴连接，第一固定支架固定在玻璃幕墙上，第二固定支架搭接于第一固定支架与电动旋转轴上，第一固定支架与第二固定支架上固定设置有若干三角竖向支撑架。本发明与建筑融为一体，并可自动控制灌溉绿植和旋转，能够灵活平衡建筑表皮与人的需求。

Description

一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置

技术领域

本发明涉及一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，城市逐渐变为钢筋混凝土森林，在给城市带来现代化的同时，也带来了灰色污染。而经济发展带来的人口集中、人们需求量增大和建筑自身能源需求都加大了能源的损耗，城市热岛效应逐年加重。对于商场来说，每年的空调费用都是一笔不菲的支出。为节约空调费用，响应国家绿色建筑的理念，将建筑与植物结合一体的植物墙在商场建设中广受追捧。普通的的植物墙做法有铺贴式、攀爬或垂吊式、模块式、布袋式、板槽式、摆花式。但普通的植物墙有一些缺陷。一方面，普通的植物墙形式单一，缺乏新意。大多数都只铺设一种植物，不讲究设计，而东北地区气候多变，温差巨大，植物随季节枯萎死亡后，对建筑外观有很大影响。为保持绿植墙美化环境和节能减排的作用，商场不得不时常更换植物，耗资巨大。另一方面，由于大多数植物墙多用于建筑改造等局部修复项目，所以它的结构较脆弱，而且在排水问题上，能解决的十分有限。普通绿植墙都有渗水漏水的事情发生，多数绿植墙下的地表层都有积水给行人造成很大困扰。尤其是在暴雨后，一些植物墙甚至因为多余的水分不能及时排出而发生了土质过于疏松，脱落建筑表皮的现象，给消费者带来危险，也影响商场盈利。目前，多数绿植墙不适用于东北地区的商场。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置，该装置能够美化城市、节能减排，降低维护成本，使商场、绿化与人更和谐的相处，同时不会发生渗水漏水现象。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置，建筑具有玻璃幕墙，包括有液位传感器、旋流除砂器、第一回水管、第二回水管、第一储水箱、第一电动调节阀门、第一送水管、回收储水槽、第一循环水泵、第二循环水泵、栽培器、第一温度传感器、第一固定支架、第二送水管、第二储水箱、第二电动调节阀门、第三送水管、水井、电动旋转轴、第四送水管、第一补水泵、第二温度传感器、第五送水管、第三回水管、第三电动调节阀门、第二补水泵、第四电动调节阀门、第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器、第五控制器、第六送水管、第七送水管、三角竖向支撑架、排水立管、玻璃幕墙、第二固定支架，所述第一储水箱与第一回水管相连，第一储水箱内设置液体传感器，回收储水槽内设置第一循环水泵，第一循环水泵一个出口通过第四电动调节阀门、第二回水管与第一储水箱连接，第一循环水泵的另一个出口与第三回水管相连，第二循环水泵位于第一储水箱内，其一个出口与旋流除砂器连接，另一个出口与第一送水管相连；第一电动调节阀门的两端分别与第四送水管和第二送水管连接，排水立管与第二送水管连接，栽培器通过第二送水管与电动旋转轴相连，贴紧栽培器下底面内侧一体设置有渗排水管，第二送水管与渗排水管相连，渗排水管上设有渗水孔；第一温度传感器与第二温度传感器固定在栽培器上，第二补水泵通过第二送水管与第三电动调节阀门连接，第二补水泵放置于第二储水箱中，水井内置第一补水泵，第一补水泵的一个出口通过第三送水管与第二电动调节阀门的一个端口相连，第二电动调节阀门的另一个端口与第五送水管相连，第一补水泵、第二补水泵分别与第六送水管和第七送水管相连；第一控制器与第三电动控制阀门连接，第二控制器与第二电动控制阀门进行连接，第三控制器与第四电动控制阀门连接，第四控制器与第一电动调节阀和旋流除砂器连接，第五控制器与电动旋转轴连接，第一固定支架固定在玻璃幕墙上，第二固定支架搭接于第一固定支架与电动旋转轴上，第一固定支架与第二固定支架上固定设置有若干三角竖向支撑架。

进一步地，所述栽培器是可旋转的扇形栽培器。

进一步地，所述栽培器中填充纤维土壤。

进一步地，所述控栽培器上设置有太阳能板。

进一步地，所述相邻三角竖向支撑架之间彼此相连，形成网状结构。

进一步地，第二送水管为若干根且水平设置，位于最顶端的第二送水管的两端固定于第一固定支架上，其余的第二送水管紧贴栽培器下底面外侧设置，且整体固定于电动旋转轴上。

进一步地，所述渗排水管、第二送水管与排水立管交错相接形成网状分布。

本发明所具有的优点与有益效果是：

本发明一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置，由于栽培器是扇形旋转栽培器，植物栽培在立体化扇形栽培器中，由于扇形的变化丰富，加上手动控制装置和旋转轴，商场可利用阴暗变化来美化表皮。栽培器能够依据环境及功能要求旋转调节，保证植物生存条件和外观要求。在解决土壤脱落的问题上：首先，土壤选择纤维土壤，其次，利用扇形的结构特点兜住散落的土，以便工作人员更换，防止伤及消费者。在排水上：当夏季雨水过多的时候，在感应装置控制下，扇形旋转可控栽培器旋转相应角度，将植被转向里侧，就不会有大雨冲刷植物、土壤湿度过大导致植物死亡等现象发生。回收储水槽下雨时收集屋顶雨水，通过感应系统流经渗排水管、与其错位相接的排水立管灌溉植物，并利用循环水泵、回水管将多余的水分循环利用。如此，既解决地表积水问题，又节约水能。在冬季，东北地区气温低，植被容易冻死，利用扇形旋转可控栽培器上的太阳能板，吸收太阳能，在气温过低时将储存的热量供给植物，延长植物寿命。在结构上，用三角竖向支撑架保证第一固定支架和第二固定支架的稳定性，增加结构安全性。由于三角竖向支撑架采用网状结构相接，能够承受装置荷载，避免三角支架承受荷载时发生错位和移动。渗排水管、第二送水管与其交错相接的排水立管网状分布，保证雨水、人工供水的充分利用和植物生存所需的适量湿度。由于采用循环水泵，可以控制水的循环再利用。本发明由于设立电动调节阀门，保证任何情形下栽培器可调节角度。本发明不会造成植物墙渗水漏水、毁坏墙体。本发明外表美观、耗资小。能够促进水能源、空气、热能等多种能源循环。本发明利用太阳能、水能、植物本身等多种能源对建筑进行减缓能耗、减小建筑污染。夏天利用植物的光合作用吸收多余的紫外线，并产生新鲜氧气和水，从而达到降低室内温度，增大空气流通。且夏季多暴雨，利用屋顶上积水对植物进行灌溉，并利用排水系统将多余的积水排到城市下水道，做到对资源多重利用，从而节约资源。在秋冬，植物发生不同程度枯黄，通过系统控制扇形栽培器进行旋转排列组合，形成建筑肌理，打破城市灰色污染，增添城市魅力。本发明采用自动控制系统，系统与表皮结构融为一体，既能与建筑一体化，又解决了现有植物墙土壤储存过多水导致土壤表皮脱落，破环整体性的问题。本发明与建筑化融为一体，并可自动控制灌溉绿植和旋转，能够灵活平衡建筑表皮与人的需求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述：

图1为本发明一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置的结构示意图；

图2为本发明一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置的侧视图；

图3为本发明一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置的自控系统示意图；

图4为渗排水管和排水立管布局立体结构图。

图中：液位传感器1、旋流除砂器2、第一回水管3、第二回水管4、第一储水箱5、第一电动调节阀门6、第一送水管7、回收储水槽8、第一循环水泵9、第二循环水泵10、栽培器11、第一温度传感器12、第一固定支架13、第二送水管14、第二储水箱15、第二电动调节阀门16、第三送水管17、水井18、电动旋转轴19、第四送水管20、第一补水泵21、第二温度传感器22、第五送水管23、第三回水管24、室内温度传感器25、第三电动调节阀门26、第二补水泵27、第四电动调节阀门28、第一控制器29、第二控制器30、第三控制器31、第四控制器32、第五控制器33、第六送水管34、第七送水管35、三角竖向支撑架36、排水立管37、玻璃幕墙38、第二固定支架39、渗排水管40。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

如图1-4所示，本发明一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置，建筑表皮设置有玻璃幕墙38，包括有液位传感器1、旋流除砂器2、第一回水管3、第二回水管4、第一储水箱5、第一电动调节阀门6、第一送水管7、回收储水槽8、第一循环水泵9、第二循环水泵10、栽培器11、第一温度传感器12、第一固定支架13、第二送水管14、第二储水箱15、第二电动调节阀门16、第三送水管17、水井18、电动旋转轴19、第四送水管20、第一补水泵21、第二温度传感器22、第五送水管23、第三回水管24、第三电动调节阀门26、第二补水泵27、第四电动调节阀门28、第一控制器29、第二控制器30、第三控制器31、第四控制器32、第五控制器33、第六送水管34、第七送水管35、三角竖向支撑架36、排水立管37、玻璃幕墙38、第二固定支架39，所述第一储水箱5与第一回水管3相连，第一储水箱5内设置液体传感器1，回收储水槽8内设置第一循环水泵9，第一循环水泵9一个出口通过第四电动调节阀门28、第二回水管4与第一储水箱5连接，第一循环水泵9的另一个出口与第三回水管24相连，第二循环水泵10位于第一储水箱5内，其一个出口与旋流除砂器2连接，另一个出口与第一送水管7相连；第一电动调节阀门6的两端分别与第四送水管20和第二送水管14连接，排水立管37与第二送水管14连接，栽培器11通过第二送水管与电动旋转轴19相连，贴紧栽培器下底面内侧一体设置有渗排水管40，第二送水管与渗排水管相连，渗排水管上设有渗水孔，水通过渗水孔，进入栽培器；第一温度传感器12与第二温度传感器22固定在栽培器11上，第二补水泵27通过第二送水管14与第三电动调节阀门26连接，第二补水泵27放置于第二储水箱15中，水井18内置第一补水泵21，第一补水泵21的一个出口通过第三送水管17与第二电动调节阀门16的一个端口相连，第二电动调节阀门16的另一个端口与第五送水管23相连，第一补水泵、第二补水泵分别与第六送水管34、和第七送水管35相连；第一控制器29、第二控制器30、第三控制器31、第四控制器32、第五控制器33均安装在室内控制室内，第一控制器29与第三电动控制阀门26连接控制第二补水泵27对绿植进行灌溉，第二控制器30与第二电动控制阀门16进行连接，控制第一补水泵21从水井18中运输水源储存于第二储水箱15里，第三控制器31与第四电动控制阀门28连接，控制第一循环水泵9从回收储水槽8中回收灌溉水，第四控制器32与第一电动调节阀和旋流除砂器2连接控制第二循环水泵10从第一储水箱5输出水源，并进行过滤，达到可以灌溉的水质，第五控制器33与电动旋转轴19连接，控制其转动，进而控制90°扇形旋转可控栽培器11转动；第一固定支架13固定在玻璃幕墙38上，第二固定支架39搭接于第一固定支架13与电动旋转轴19上，第一固定支架13与第二固定支架39上固定设置有若干三角竖向支撑架36；所述相邻三角竖向支撑架之间彼此相连，形成网状结构。室内温度传感器25安装在室内，显示室内温度。第一储水箱和第二储水箱内设有湿度和液位感应器，控制水的排放量。

所述栽培器是90°扇形旋转可控栽培器。所述90°扇形旋转可控栽培器中填充纤维土壤。所述控栽培器上设置有太阳能板。第二送水管14为若干根且水平设置，位于最顶端的第二送水管的两端固定于第一固定支架13上，其余的第二送水管14紧贴栽培器下底面外侧设置，且整体固定于电动旋转轴19上。渗排水管40、第二送水管14与排水立管37交错相接形成网状分布。

本发明工作方式为：

夏季时温度较高，阳光直射强，植物本身与植物所处土壤水分蒸发量大，故灌溉植物水量较大，本发明灌溉过程中多余渗漏下去的水可通过排水立管37流进回水储水槽8收集，保证底部环境清洁，第三控制器31分别对第一循环水泵9和第四电动调节阀门28的启停进行控制，将多余的水通过第三回水管24和第二回水管4回收进第一储水箱5里，可以进行循环利用。夏天雨量大，阳台或者女儿墙处积水量多，大多是蒸发或者流入管道直接排出，造成水资源浪费，通过第一回水管3收集来自阳台或者女儿墙的积水实现雨水等自然水实现资源的充分利用，第四控制器32通过对第二循环水泵10、旋流除砂器2、第四送水管20的控制将第一储水箱5内收集到的水过滤再次利用，浇灌植物。电动旋转轴19通过第五控制器33控制旋转角度，保证任何情形下栽培器可调节角度，实现对外界温度改变的适应性。国内室外立体绿化推广度不高，主要原因是环境温度波动幅度较大，冬天温度过低，90º扇形旋转可控栽培器11即可改善这一问题。第一温度传感器12与第二温度传感器22随时监测绿植环境温度，采用90º扇形旋转可控栽培器11，依据环境及功能要求旋转调节，保证植物生长条件和外观要求。夏天操作人员可根据数值结果加大灌溉水量，秋冬换季，操作人员根据第一温度传感器12与第二温度传感器22检测出的室外温度，当室外温度过低时令90°扇形旋转可控栽培器19旋转至室内保护绿植，冬季则可以全部转换到室内。当90º扇形旋转可控栽培器11旋转至室内时可通过室内温度传感器25检测室内温度进行植物灌水量的调节。根据室内温度传感器25显示的数据，通过补水泵27和第三电动调节阀门26从第二储水箱15中抽取适量水通过第二送水管14、排水立管37和渗排水管40进行灌溉，保护植物存活。第二送水管14、排水立管37和渗排水管40结合实行水循环的充分利用。第二控制器30控制第一补水泵21和第二电动调节阀门16通过第六送水管34、第三送水管17和第五送水管23将水井18内的水运送到第二储水箱15以便储存利用。第一控制器29控制第二补水泵27和第三电动调节阀门26通过第七送水管35和第二送水管14将第二储水箱15内储存的水灌溉给绿植。当绿植朝向室内时通过玻璃幕墙38形成室内景观。绿植上墙可以有效地形成天然空调，冬暖夏凉，改善室内生活环境，降低能源消耗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置，建筑具有玻璃幕墙（38），其特征在于：包括有液位传感器(1)、旋流除砂器(2)、第一回水管(3)、第二回水管（4）、第一储水箱（5）、第一电动调节阀门（6）、第一送水管（7）、回收储水槽（8）、第一循环水泵（9）、第二循环水泵（10）、栽培器（11）、第一温度传感器（12）、第一固定支架（13）、第二送水管（14）、第二储水箱（15）、第二电动调节阀门（16）、第三送水管（17）、水井（18）、电动旋转轴（19）、第四送水管（20）、第一补水泵（21）、第二温度传感器（22）、第五送水管（23）、第三回水管（24）、第三电动调节阀门（26）、第二补水泵（27）、第四电动调节阀门（28）、第一控制器（29）、第二控制器（30）、第三控制器（31）、第四控制器（32）、第五控制器（33）、第六送水管（34）、第七送水管（35）、三角竖向支撑架（36）、排水立管（37）、玻璃幕墙（38）、第二固定支架（39），所述第一储水箱（5）与第一回水管（3）相连，第一储水箱（5）内设置液体传感器（1），回收储水槽（8）内设置第一循环水泵（9），第一循环水泵（9）一个出口通过第四电动调节阀门（28）、第二回水管（4）与第一储水箱（5）连接，第一循环水泵（9）的另一个出口与第三回水管（24）相连，第二循环水泵（10）位于第一储水箱（5）内，其一个出口与旋流除砂器（2）连接，另一个出口与第一送水管（7）相连；第一电动调节阀门（6）的两端分别与第四送水管（20）和第二送水管（14）连接，排水立管（37）与第二送水管（14）连接，栽培器（11）通过第二送水管与电动旋转轴（19）相连，贴紧栽培器下底面内侧一体设置有渗排水管（40），第二送水管与渗排水管相连，渗排水管上设有渗水孔；第一温度传感器（12）与第二温度传感器（22）固定在栽培器（11）上，第二补水泵（27）通过第二送水管（14）与第三电动调节阀门（26）连接，第二补水泵（27）放置于第二储水箱（15）中，水井（18）内置第一补水泵（21），第一补水泵（21）的一个出口通过第三送水管（17）与第二电动调节阀门（16）的一个端口相连，第二电动调节阀门（16）的另一个端口与第五送水管（23）相连，第一补水泵、第二补水泵分别与第六送水管（34）和第七送水管（35）相连；第一控制器（29）与第三电动控制阀门（26）连接，第二控制器（30）与第二电动控制阀门（16）进行连接，第三控制器（31）与第四电动控制阀门（28）连接，第四控制器（32）与第一电动调节阀和旋流除砂器（2）连接，第五控制器（33）与电动旋转轴（19）连接，第一固定支架（13）固定在玻璃幕墙（38）上，第二固定支架（39）搭接于第一固定支架（13）与电动旋转轴（19）上，第一固定支架（13）与第二固定支架（39）上固定设置有若干三角竖向支撑架（36）；所述栽培器是可旋转的扇形栽培器；所述栽培器中填充纤维土壤。

2.根据权利要求1所述的一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置，其特征在于：所述栽培器上设置有太阳能板。

3.根据权利要求1所述的一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置，其特征在于：相邻三角竖向支撑架之间彼此相连，形成网状结构。

4.根据权利要求1所述的一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置，其特征在于：第二送水管（14）为若干根且水平设置，位于最顶端的第二送水管的两端固定于第一固定支架13上，其余的第二送水管14紧贴栽培器下底面外侧设置，且整体固定于电动旋转轴（19）上。

5.根据权利要求4所述的一种基于绿色建筑的多能源循环和垂直绿化的交互自控装置，其特征在于：所述渗排水管（40）、第二送水管（14）与排水立管（37）交错相接形成网状分布。