CN110821055A - 一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构,属于海绵城市技术领域。包括绿色屋面结构、接水斗、导水管等，在房屋的顶板上面设置绿色屋面结构，在绿色屋面结构的结构中，上方设置种植土槽，下方设置储水腔，在种植土槽的上方设置植被层，种植土槽和储水腔之间设置隔板，导水管的下方和地下排水管联通，导水管的上方设置接水斗。本发明的优点效果是一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构,能通过自主过滤储水、排水和对植被的供水操作解决现有屋顶需要人工频繁绿化的缺点，能够有效解决雨水资源浪费、城市内涝等问题。

Description

一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构
技术领域
本发明属于海绵城市技术领域，特别是涉及一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构。
背景技术
随着城市化进程的加快，城市不透水下垫面(屋面、道路、广场和停车位等)面积不断扩大，从而导致地表径流量增加、径流速度加快。城市区域的降雨滞留能力大大减弱，给城市排水系统带来了巨大压力，致使近几年各大城市洪灾频发，对人们的生活产生了严重影响，尤其是旧城大多采用合流制排水系统，同时也影响动植物栖息地的稳定性。屋面作为城市不透水下垫面的重要组成部分，在降雨径流中扮演了一个很重要的角色，且在城市中所占面积较大，如商业区屋面占城市不透水下垫面总面积的比例高达40-50％；而且由于屋面材料本身的腐蚀产物被雨水冲刷，屋顶径流中含有大量污染物质。绿色屋顶是城市区域中一类特殊的土地覆盖类型，与不透水下垫面相比，绿色屋顶具有很多生态功能，国外很多城市暴雨管理理念将其作为一种潜在的缓解城市雨洪和控制面源污染的有效方式，海绵城市是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、滤水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，随着城市化进程的发展，屋顶绿化面积高速增长，所以有必要研制能够弥补这些方面不足的自主供水美化绿化的系统，来收集雨水，并用雨水涵养草坪，提高水资源的利用率，来实现储水和补充续、排水以及美化绿化和灌溉功能的一体化，达到更有效率的蓄水、经济适用、节能环保、改善城市环境的效果，让城市回归自然，建设与自然和谐的生态文明城市，绿色屋顶结构通常包括蓄排水系统、阻根系统、过滤系统、生长介质和植物等。绿色屋顶的主要功能为扩大城市绿色空间和绿色面积，降低城市热岛效应，改善城市生态并能有效消减雨水径流量。绿色屋顶对径流的消减主要是通过对降雨的吸附作用持留和滞留雨水，延缓径流产生时间，消减了洪峰流量和总径流产生量。随着时间的推移，由于其环境效益，绿色屋顶将成为流行的建筑产品。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构，充分利用屋顶资源，使屋顶利用率明显提高，降雨时屋顶可吸收雨水，降低暴雨径流，本发明结构能通过自主过滤储水、排水和对植被的供水操作解决现有屋顶需要人工频繁绿化的缺点，能够有效解决雨水资源浪费、城市内涝等问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
环保屋顶的蓄水、排水生态结构，主要包括地面、房屋、绿色屋面结构、种植土槽、储水腔、植被层、隔板、弃流排水漏斗板、吸水涵养纤维棒、溢流管、上水管、潜水泵、排水管、排水管、接水斗、导水管、地下排水管、过滤结构、水质净化层、无纺土工布层、重金属离子吸附层、潜水泵开关、透水孔、弃流排水漏斗和基板，环保屋顶的蓄水、排水生态结构中，在地面的上面设置房屋，在房屋的上面设置绿色屋面结构，在绿色屋面结构的结构中，上方设置种植土槽，下方设置储水腔，在种植土槽的上方设置植被层，种植土槽和储水腔之间设置隔板，在储水腔的下方设置潜水泵，设置上水管，其一端和潜水泵联通，另一端穿过隔板和设置在种植土槽中的溢流管联通，在种植土槽中的左右两侧均设置弃流排水漏斗板，弃流排水漏斗板中的弃流排水漏斗的下端穿出隔板和储水腔联通，在弃流排水漏斗中设置过滤结构，在种植土槽和储水腔中设置若干吸水涵养纤维棒，吸水涵养纤维棒穿过隔板和基板设置，在房屋的两侧设置导水管，导水管的下方和地下排水管联通，导水管的上方设置接水斗，设置排水管，其一端和种植土槽联通，另一端设置在接水斗的上方，设置排水管，其一端和储水腔的上方联通，另一端和接水斗联通，在房屋的内部设置潜水泵开关对潜水泵控制，过滤结构的结构中从上至下分别设置水质净化层、无纺土工布层、重金属离子吸附层，弃流排水漏斗板由弃流排水漏斗和基板构成，在基板上横纵成排开设若干透水孔，在基板的下方设置若干弃流排水漏斗，弃流排水漏斗为一锥形管，锥形管广口一端在上，小口一端在下，上端广口与透水孔联通。
排水管、排水管、导水管采用PVC管。
排水管在竖直方向上的高度高于弃流排水漏斗板。
透水孔的孔径大小和弃流排水漏斗的上端广口的孔径大小一致。
水质净化层采用沸石填充而成。
无纺土工布层采用合成纤维通过针刺或编织制成。
隔板、溢流管、上水管采用镀锌防腐处理。
溢流管的外表面形成有多个透水孔，呈均匀分布状，透水孔的孔径为25mm～30mm。
该结构的工作步骤为若降雨量较小，少量初期雨水进入种植土槽后渗透进入弃流排水漏斗板，全部能通过弃流排水漏斗流下至储水腔中，若降雨量较大，雨水只能有一部分通过弃流排水漏斗流下，弃流排水漏斗中的液面不断升高直至液面的高度高于弃流排水漏斗板，当液面的高度抵达排水管的高度时，多余的雨水可通过排水管进入接水斗通过导水管排进地下排水管，当储水腔中的雨量不断蓄积将要充满时，多余的雨水可通过排水管进入接水斗通过导水管排进地下排水管，降雨过后，在正常的气候条件下，吸水涵养纤维棒能利用储水腔中的水不断涵养种植土槽，能自动完成补水工作，维护方便，不需人工频繁浇水，当出现天气极度炎热，需要大量水份涵养种植土槽时，可通过潜水泵开关启动潜水泵，储水腔中的水能快速通过上水管进入溢流管，此时能对种植土槽进行快速充分的涵养补水，天气极度炎热下能有效避免植被层干枯情况的发生，同时能起到对炎热气候的调节作用，本发明结构能通过自主过滤储水、排水和对植被的供水操作解决现有屋顶需要人工频繁绿化的缺点。
本发明的有益效果是一方面充分利用屋顶资源，使屋顶的利用率得到了明显的提高，另一方面降雨时绿色屋顶可以吸收雨水，降低了暴雨径流，同时在一定程度上缓解热岛效应，有利于增加城市大气中的氧气含量，吸收有害物质，减轻大气污染，有利于改善居住环境，美化城市景观，同时将雨水净化后收集储存通过滴灌灌溉植被，节约了水资源的同时实现了水的生态循环利用，在正常的气候条件下，能不断循序渐进涵养种植土槽，不需人工频繁浇水，当出现天气极度炎热，可通过潜水泵开关启动潜水泵，此时能对种植土槽进行快速充分的涵养补水，同时能起到对炎热气候的调节作用，本发明结构能通过自主过滤储水、排水和对植被的供水操作解决现有屋顶需要人工频繁绿化的缺点，能够有效解决雨水资源浪费、城市内涝等问题。
附图说明
图1为本发明环保屋顶的蓄水、排水生态结构示意图；
图2为绿色屋面结构示意图；
图3为弃流排水漏斗板的正视、侧视示意图；
图4为弃流排水漏斗板的俯视示意图；
图5为弃流排水漏斗板的剖面示意图；
图6为过滤结构的示意图；
图7为基板的示意图。
图中：1为地面；2为房屋；3为绿色屋面结构；4为种植土槽；5为储水腔；6为植被层；7为隔板；8为弃流排水漏斗板；9为吸水涵养纤维棒；10为溢流管；11为上水管；12为潜水泵；13为排水管1；14为排水管2；15为接水斗；16为导水管；17为地下排水管；18为过滤结构；19为水质净化层；20为无纺土工布层；21为重金属离子吸附层；22为潜水泵开关；23为透水孔；24为弃流排水漏斗；25为基板。
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。
一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构，如图1~图7所示，主要包括地面1、房屋2、绿色屋面结构3、种植土槽4、储水腔5、植被层6、隔板7、弃流排水漏斗板8、吸水涵养纤维棒9、溢流管10、上水管11、潜水泵12、排水管113、排水管214、接水斗15、导水管16、地下排水管17、过滤结构18、水质净化层19、无纺土工布层20、重金属离子吸附层21、潜水泵开关22、透水孔23、弃流排水漏斗24和基板25，环保屋顶的蓄水、排水生态结构中，在地面1的上面设置房屋2，在房屋2的顶板上面设置绿色屋面结构3，在绿色屋面结构3的结构中，上方设置种植土槽4，下方设置储水腔5，在种植土槽4的上方设置植被层6，种植土槽4和储水腔5之间设置隔板7，在储水腔5的下方设置潜水泵12，设置上水管11，其一端和潜水泵12联通，另一端穿过隔板7和设置在种植土槽4中的溢流管10联通，所述溢流管10横向布置在种植土槽4内，并置于弃流排水漏斗板8的上方，所述溢流管10为管状，其外表面开设有多个透水孔，呈均匀分布状，透水孔的孔径为25mm～30mm。
在种植土槽4中的左右两侧均设置弃流排水漏斗板8，所述弃流排水漏斗板8为方形或矩形板状，覆盖大部分种植土槽4，所述弃流排水漏斗板8由弃流排水漏斗24和基板25构成，在基板25上横纵成排开设若干透水孔23，在基板25的下方设置若干弃流排水漏斗24，弃流排水漏斗24为一锥形管，锥形管广口一端在上，小口一端在下，上端广口与透水孔23联通。弃流排水漏斗板8中的弃流排水漏斗24的下端穿出隔板7和储水腔5联通，在弃流排水漏斗24中设置过滤结构18，所述过滤结构18的结构中从上至下分别设置水质净化层19、无纺土工布层20、重金属离子吸附层21，所述水质净化层19采用沸石填充而成。
在种植土槽4和储水腔5中设置若干吸水涵养纤维棒9，在隔板7和基板25上可开设与吸水涵养纤维棒9相匹配的孔，吸水涵养纤维棒9穿过隔板7和基板25设置，
在房屋2的两侧设置导水管16，导水管16的下方和地下排水管17联通，导水管16的上方设置接水斗15，在绿色屋面结构3的种植槽两侧设置排水管113，其一端和种植土槽4联通，另一端设置在接水斗15的上方。在储水腔5的上端两侧设置排水管214，其一端和储水腔5的上方联通，另一端和接水斗15联通，在房屋2的内部设置潜水泵开关22对潜水泵12控制，
排水管113、排水管214、导水管16采用PVC管。
排水管113在竖直方向上的高度高于弃流排水漏斗板8。
透水孔23的孔径大小和弃流排水漏斗24的上端广口的孔径大小一致。
无纺土工布层20采用合成纤维通过针刺或编织制成。
隔板7、溢流管10、上水管11采用镀锌防腐处理。
该结构的工作步骤为若降雨量较小，少量初期雨水进入种植土槽4后渗透进入弃流排水漏斗板8，全部能通过弃流排水漏斗24流下至储水腔5中，若降雨量较大，雨水只能有一部分通过弃流排水漏斗24流下，弃流排水漏斗24中的液面不断升高直至液面的高度高于弃流排水漏斗板8，当液面的高度抵达排水管113的高度时，多余的雨水可通过排水管113进入接水斗15通过导水管16排进地下排水管17，当储水腔5中的雨量不断蓄积将要充满时，多余的雨水可通过排水管214进入接水斗15通过导水管16排进地下排水管17，降雨过后，在正常的气候条件下，吸水涵养纤维棒9能利用储水腔5中的水不断涵养种植土槽4，能自动完成补水工作，维护方便，不需人工频繁浇水，当出现天气极度炎热，需要大量水份涵养种植土槽4时，可通过潜水泵开关22启动潜水泵12，储水腔5中的水能快速通过上水管11进入溢流管10，此时能对种植土槽4进行快速充分的涵养补水，天气极度炎热下能有效避免植被层6干枯情况的发生，同时能起到对炎热气候的调节作用，本发明结构能通过自主过滤储水、排水和对植被的供水操作解决现有屋顶需要人工频繁绿化的缺点。
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 (8)

1.一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构，包括地面(1)、房屋(2)、绿色屋面结构(3)、种植土槽(4)、储水腔(5)、植被层(6)、隔板(7)、弃流排水漏斗板(8)、吸水涵养纤维棒(9)、溢流管(10)、上水管(11)、潜水泵(12)、排水管1(13)、排水管2(14)、接水斗(15)、导水管(16)、地下排水管(17)、过滤结构(18)、水质净化层(19)、无纺土工布层(20)、重金属离子吸附层(21)、潜水泵开关(22)、透水孔(23)、弃流排水漏斗(24)和基板(25)，其特征在于：
在房屋(2)的顶板上面设置绿色屋面结构(3)，在绿色屋面结构(3)的结构中，上方设置种植土槽(4)，下方设置储水腔(5)，在种植土槽(4)的上方设置植被层(6)，种植土槽(4)和储水腔(5)之间设置隔板(7)，在储水腔(5)的下方设置潜水泵(12)，设置上水管(11)，其一端和潜水泵(12)联通，另一端穿过隔板(7)和设置在种植土槽(4)中的溢流管(10)联通，在种植土槽(4)中的左右两侧均设置弃流排水漏斗板(8)，弃流排水漏斗板(8)中的弃流排水漏斗(24)的下端穿出隔板(7)和储水腔(5)联通，在弃流排水漏斗(24)中设置过滤结构(18)，在种植土槽(4)和储水腔(5)中设置若干吸水涵养纤维棒(9)，吸水涵养纤维棒(9)穿过隔板(7)和基板(25)设置，在房屋(2)的两侧设置导水管(16)，导水管(16)的下方和地下排水管(17)联通，导水管(16)的上方设置接水斗(15)，在种植土槽（4）两侧设置排水管1(13)，其一端和种植土槽(4)联通，另一端设置在接水斗(15)的上方，在储水腔（5）两侧设置排水管2(14)，其一端和储水腔(5)的上方联通，另一端和接水斗(15)联通，在房屋(2)的内部设置潜水泵开关(22)对潜水泵(12)控制，过滤结构(18)的结构中从上至下分别设置水质净化层(19)、无纺土工布层(20)、重金属离子吸附层(21)，弃流排水漏斗板(8)由弃流排水漏斗(24)和基板(25)构成，在基板(25)上横纵成排开设若干透水孔(23)，在基板(25)的下方设置若干弃流排水漏斗(24)，弃流排水漏斗(24)为一锥形管，锥形管广口一端在上，小口一端在下，上端广口与透水孔(23)联通。
2.根据权利要求1所述的一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构，其特征在于：所述的排水管1(13)、排水管2(14)、导水管(16)采用PVC管。
3.根据权利要求1所述的一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构，其特征在于：所述的排水管1(13)在竖直方向上的高度高于弃流排水漏斗板(8)。
4.根据权利要求1所述的一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构，其特征在于：所述的透水孔(23)的孔径大小和弃流排水漏斗(24)的上端广口的孔径大小一致。
5.根据权利要求1所述的一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构，其特征在于：所述的水质净化层(19)采用沸石填充而成。
6.根据权利要求1所述的一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构，其特征在于：所述的无纺土工布层(20)采用合成纤维通过针刺或编织制成。
7.根据权利要求1所述的一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构，其特征在于：所述的隔板(7)、溢流管(10)、上水管(11)采用镀锌防腐处理。
8.根据权利要求1所述的一种环保屋顶的蓄水、排水生态结构，其特征在于：所述的溢流管(10)的外表面形成有多个透水孔，呈均匀分布状，透水孔的孔径为25mm～30mm。
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