CN111560811B - 海绵城市透水砖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及海绵城市透水砖。可满足雨水或洒水时能够使水迅速向下渗透以保持路面不存水，同时又能储水并长期对植物进行滴灌。包括底板层、侧板层、支撑柱、透水顶板层、弹性膜片和防护网板；底板层、侧板层与支撑柱围成用于储水的储水腔；弹性膜片安装在所述圆孔处，由弹性材质制成，其上设有缝隙，缝隙处对应的部分构成受压力越大开启缝隙越大的弹性变形部，以在储水腔水量达到上极限位时完全开启所述缝隙，在储水腔水量低于下极限位时关闭所述缝隙；弹性膜片上还设有节流小孔，以便储水腔内的水缓慢流出；防护网板安装在弹性膜片下方以防弹性膜片开启受阻，下表面与底板层的下表面平齐，防护网板上间隔设置多个网孔以供水通过。

Description

海绵城市透水砖
技术领域
本发明涉及海绵城市透水砖。
背景技术
海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市能够像海绵一样，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、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用，实现雨水在城市中自由迁移。
透水砖作为海绵城市的重要组成部分，使用量巨大且使用范围多样。在行道树以及公园内，为了防止各类观赏树木周围直接裸露土壤造成尘土飞扬，影响城市环境，需要在各类树木周围铺设可以透水的砖体，现有采用砖体上设置上下贯通的孔洞，上部落下的水直接通过孔洞流下，这种虽然结构简单，但是对于一些场景下使用时存在一些问题：一种是西北地区，例如嘉峪关、酒泉市，这些区域土壤存在一个特点，即土壤不能存水，而且该地市常年降水量少，多采用常年埋管灌溉的方式确保植物的水分供给，这种方式造成大量水资源浪费和电能消耗，而且埋管复杂繁琐成本高；另一种是对于有些公园的观赏树木，对于水分比较敏感，暴雨时水分较多可能导致植物烂根，而平时不下雨时植物缺水易干旱枯萎，如果依靠埋管长期滴灌，则会导致电能浪费；而如果在植物周围设置不透水砖，则会在下雨时导致雨水存留在路面，影响人们的行走。
基于以上问题，亟需一种透水砖，满足雨水或洒水时能够使水迅速向下渗透以保持路面不存水，同时又能储水并长期对植物进行滴灌。
发明内容
本发明的目的是提供一种满足雨水或洒水时能够使水迅速向下渗透以保持路面不存水，同时又能储水并长期对植物进行滴灌的海绵城市透水砖。
为实现上述目的，本发明的海绵城市透水砖采用如下技术方案：海绵城市透水砖包括底板层、侧板层、支撑柱、透水顶板层、弹性膜片和防护网板；
底板层，矩形结构，选用不透水材质，中心处设有贯穿两面的圆孔；
侧板层，包括四个分别垂直固定在底板层的四边的侧板，四个侧板首尾连接为空心矩形框，底板层与侧板层为一体结构；
支撑柱，包括多根且间隔布置，分别一体成型在底板层上并位于空心矩形框的空间内，支撑柱的上表面与空心矩形框的上表面平齐；
透水顶板层，由硬质透水材料制成，内部具有供水通过的间隙，透水顶板层固定在空心矩形框上部并与支撑柱支撑配合；
底板层、侧板层与支撑柱围成用于储水的储水腔；
弹性膜片，安装在所述圆孔处，由弹性材质制成，其上设有缝隙，缝隙处对应的部分构成受压力越大开启缝隙越大的弹性变形部，以在储水腔水量达到上极限位时完全开启所述缝隙，在储水腔水量低于下极限位时关闭所述缝隙；所述弹性膜片上还设有节流小孔，以便储水腔内的水缓慢流出；
防护网板，安装在弹性膜片下方以防弹性膜片开启受阻，下表面与底板层的下表面平齐，防护网板上间隔设置多个网孔以供水通过。
进一步地，所述缝隙为十字形切割缝隙。
进一步地，所述弹性膜片为橡胶材质。
进一步地，十字形切割缝隙的十字交叉口处设有缺口，该缺口构成所述节流小孔。
进一步地，十字形切割缝隙的缝隙宽度0.5mm，该缝隙构成所述节流小孔。
进一步地，所述圆孔的下部设有环形台阶，所述防护网板通过胶水粘贴在环形台阶处，所述防护网板的材质为工程塑料。
本发明的有益效果：本发明的透水砖上部透水下部储水，而且在下部设置弹性膜片，可以实现：(1)下雨或洒水时，水能够透过透水顶板层下落，确保地面不会积水；同时由于土壤不会直接裸露，避免尘土飞扬污染环境；(2)水量较大时，能够因为储水腔内水量较大，水压增加，增加到储水腔存满水时，此时的水压能够刚好将弹性膜片的缝隙压开到最大开启状态，储水腔内的水得以较快的从圆孔中流出，这样确保地面水量较大时也不会积水；在水量较小时，储水腔内的水量不高，水压较小，弹性膜片的开启缝隙也较小，水从储水腔内的流出速度也比较慢，实现缓慢滴灌的目的，确保储水腔的水能够长时间、缓慢地对植物根系进行浇灌，确保植物不会因为水量过大而烂根，也不会因为水量流失后长时间干旱，即确保水分被植物根系充分吸收；另外，透水砖通过四周的侧板层和支撑柱的存在，确保有足够的强度，而之间围成的储水腔也具有足够的储水空间；防护网板的设置确保下部的土壤或其他杂物不会堵在圆孔内，避免杂物干涉弹性膜片的正常变形，即对弹性膜片具有很好的防护作用。
附图说明
图1是单块海绵城市透水砖的立体图1(显示底板层)；
图2是单块海绵城市透水砖的立体图2(显示透水顶板层)；
图3是图2中A-A处的剖视图；
图4是透水砖的仰视图；
图5为图4中B-B处剖视图状态1(储水量较少、弹性膜片开启缝隙小)；
图6为图4中B-B处剖视图状态2(储水量较大、弹性膜片开启缝隙大)；
图7为弹性膜片的变形状态图；
图8为显示弹性膜片上部处结构的立体图；
1-底板层，11-圆孔，2-侧板，3-支撑柱，4-透水顶板层，5-弹性膜片，51- 缝隙，52-弹性变形部，53-凹槽，6-防护网板；7-储水腔。
具体实施方式
本发明的海绵城市透水砖的具体实施例，如图1-图7所示，海绵城市透水砖包括底板层1、侧板层、支撑柱3、透水顶板层4、弹性膜片5和防护网板6。
底板层1，矩形结构，优选为正方形，选用不透水材质，可采用现有技术中常用的陶土或水泥等，中心处设有贯穿两面的圆孔11；
侧板层，包括四个分别垂直固定在底板层1的四边的侧板2，四个侧板2首尾连接为空心矩形框，底板层1与侧板层为一体结构；
支撑柱3，包括多根且间隔布置，分别一体成型在底板层1上并位于空心矩形框的空间内，支撑柱3的上表面与空心矩形框的上表面平齐；
透水顶板层4，由硬质透水材料制成，内部具有供水通过的间隙，透水顶板层4固定在空心矩形框上部并与支撑柱3支撑配合；
底板层1、侧板层与支撑柱3围成用于储水的储水腔7；
弹性膜片5，如图6、7所示，安装在圆孔11处，由弹性材质制成，例如橡胶、硅胶甚至是金属片，其上设有缝隙51，缝隙51处对应的部分构成受压力越大开启缝隙51越大的弹性变形部52，以在储水腔7水量达到上极限位时完全开启缝隙 51，在储水腔7水量低于下极限位时关闭缝隙51；所述弹性膜片5上还设有节流小孔，以便储水腔7内的水缓慢流出；缝隙51为十字形切割缝隙51。十字形切割缝隙51的缝隙51宽度0.5mm，该缝隙51构成所述节流小孔。在其他实施例中，十字形切割缝隙51的十字交叉口处设有缺口，该缺口构成所述节流小孔。
防护网板6，安装在弹性膜片5下方以防弹性膜片5开启受阻，下表面与底板层1的下表面平齐，防护网板6上间隔设置多个网孔以供水通过，材质可以是塑料或者金属等。
实际上，底板层1、侧板层与支撑柱3可以采用现有模具成型方式制作，制作后烧结，具体方式为现有技术，不再详述。随后安装弹性膜片5和防护网板6，可采用胶粘方式。最后在支撑柱3及侧板层上表面盖上透水膜，然后将透水顶板层4浇筑在其上，使得砖体形成一个整体。
其他实施例中，圆孔11的下部设有环形台阶，防护网板6通过胶水粘贴在环形台阶处，防护网板6的材质为工程塑料。
工作原理：利用透水顶板层4使得地表面水下渗，确保地表不积水；利用储水腔7存水；弹性膜片5的原理：弹性膜片5自身具有一定弹性，正常状态其处于不变形状态，此时十字缝隙51的间隙最小，只能使水慢慢下渗；当储水腔7内水量增加时，水压增大，施加给弹性膜片5的压力逐渐增大，从而可以克服弹性膜片5上的弹性变形部52的变形力而实现下凸变形，见图7，而且储水腔7内水量越大，水压越大，弹性变形部52的变形量越大，缝隙51开口越大，水下流速度越快，因此，可实现水量多时流的快一些，避免储水腔7充满后地表上的水无法继续下渗，在水量少时，为了节水，其自动缩小了缝隙51开口，流速缓慢，形成滴灌的效果；当然，水量特别大时，考虑到储水腔7的体积有限，也可能会存在下流速度慢，仍然导致地面积水的情况，但是通过缝隙51开口、弹性材质的选取、储水腔7体积大小的设计以及透水顶板层4透水能力的选择，能够实现满足暴雨情况下地面无大量积水的要求。
本发明的透水砖上部透水下部储水，而且在下部设置弹性膜片，可以实现： (1)下雨或洒水时，水能够透过透水顶板层下落，确保地面不会积水；同时由于土壤不会直接裸露，避免尘土飞扬污染环境；(2)水量较大时，能够因为储水腔内水量较大，水压增加，增加到储水腔存满水时，此时的水压能够刚好将弹性膜片的缝隙压开到最大开启状态，储水腔内的水得以较快的从圆孔中流出，这样确保地面水量较大时也不会积水；在水量较小时，储水腔内的水量不高，水压较小，弹性膜片的开启缝隙也较小，水从储水腔内的流出速度也比较慢，实现缓慢滴灌的目的，确保储水腔的水能够长时间、缓慢地对植物根系进行浇灌，确保植物不会因为水量过大而烂根，也不会因为水量流失后长时间干旱，即确保水分被植物根系充分吸收；另外，透水砖通过四周的侧板层和支撑柱的存在，确保有足够的强度，而之间围成的储水腔也具有足够的储水空间；防护网板的设置确保下部的土壤或其他杂物不会堵在圆孔内，避免杂物干涉弹性膜片的正常变形，即对弹性膜片具有很好的防护作用。
在其他实施例中，为了确保弹性膜片向下侧变形更容易的目的，如图8所示，可在弹性膜片5上部中心设置凹槽53。

Claims (6)

1.海绵城市透水砖,其特征在于：包括底板层、侧板层、支撑柱、透水顶板层、弹性膜片和防护网板；
底板层，矩形结构，选用不透水材质，中心处设有贯穿两面的圆孔；
侧板层，包括四个分别垂直固定在底板层的四边的侧板，四个侧板首尾连接为空心矩形框，底板层与侧板层为一体结构；
支撑柱，包括多根且间隔布置，分别一体成型在底板层上并位于空心矩形框的空间内，支撑柱的上表面与空心矩形框的上表面平齐；
透水顶板层，由硬质透水材料制成，内部具有供水通过的间隙，透水顶板层固定在空心矩形框上部并与支撑柱支撑配合；
底板层、侧板层与支撑柱围成用于储水的储水腔；
弹性膜片，安装在所述圆孔处，由弹性材质制成，其上设有缝隙，缝隙处对应的部分构成受压力越大开启缝隙越大的弹性变形部，以在储水腔水量达到上极限位时完全开启所述缝隙，在储水腔水量低于下极限位时关闭所述缝隙；所述弹性膜片上还设有节流小孔，以便储水腔内的水缓慢流出；
防护网板，安装在弹性膜片下方以防弹性膜片开启受阻，下表面与底板层的下表面平齐，防护网板上间隔设置多个网孔以供水通过。
2.根据权利要求1所述的海绵城市透水砖，其特征在于：所述缝隙为十字形切割缝隙。
3.根据权利要求1或2所述的海绵城市透水砖，其特征在于：所述弹性膜片为橡胶材质。
4.根据权利要求2所述的海绵城市透水砖，其特征在于：十字形切割缝隙的十字交叉口处设有缺口，该缺口构成所述节流小孔。
5.根据权利要求2所述的海绵城市透水砖，其特征在于：十字形切割缝隙的缝隙宽度0.5mm，该缝隙构成所述节流小孔。
6.根据权利要求1或2所述的海绵城市透水砖，其特征在于：所述圆孔的下部设有环形台阶，所述防护网板通过胶水粘贴在环形台阶处，所述防护网板的材质为工程塑料。
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