CN111587697B - 一种北方地区智能屋顶花园系统及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种北方地区智能屋顶花园系统及施工方法，包括种植池、阻根层、过滤层、保温层、防水层、混凝土层、伴热层和滴灌管，阻根层铺设在种植池侧壁及底部，过滤层铺设在阻根层底部上端，保温层铺设在种植池与阻根层之间，防水层铺设在种植池与保温层之间，混凝土层铺设在保温层底部与防水层底部之间，伴热层铺设在防水层底部，阻根层内填充有无机介质土，无机介质土内栽培有若干根植物，若干根滴灌管间隔铺设在无机介质土顶端面，本发明具有解决我国北方地区屋顶绿化植物冬季露天过冬的难题，提升北方地区冬季屋顶绿化景观效果的优点。
Description
技术领域
本发明涉及屋顶绿化栽培技术领域，尤其涉及一种北方地区智能屋顶花园系统及施工方法。
背景技术
屋顶绿化具有吸纳粉尘颗粒物、净化空气、保温隔热、降低城市热岛效应、保护建筑物、减少屋面泄水等诸多优势。据统计，一座城市的屋顶面积约占城市面积的五分之一，如果合理改善并加以利用屋顶面积，实施屋顶绿化可以增加城市绿化面积，改善日趋恶化的人类生存环境空间，使城市在环境绿化方面得到整体的提升，满足人们对自然空间的渴望。
在南方地区，屋顶绿化已经得以普及，但对于北方地区，由于冬季气候风大、气温低等不利因素，屋顶绿化植物难以露天过冬，存在来年春季再次重新栽植的问题，这样无疑会造成绿化成本的增加。
因此，针对以上不足，需要提供一种北方地区智能屋顶花园系统及施工方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决我国北方地区冬季屋顶绿化不利的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种北方地区智能屋顶花园系统，包括种植池、阻根层、过滤层、保温层、防水层、混凝土层、伴热层和滴灌管，阻根层铺设在种植池侧壁及底部，过滤层铺设在阻根层底部上端，保温层铺设在种植池与阻根层之间，防水层铺设在种植池与保温层之间，混凝土层铺设在保温层底部与防水层底部之间，伴热层铺设在防水层底部，阻根层内填充有无机介质土，无机介质土内栽培有若干根植物，若干根滴灌管间隔铺设在无机介质土顶端面。
通过采用上述技术方案，将节水灌溉措施、保温防寒防旱技术、轻型种植基质、防水材料等新技术、新材料应用于屋顶绿化系统中，并从植物种植基质、种植植物选择等多个方面进行综合考虑和研究，解决我国北方地区屋顶绿化植物冬季露天过冬的难题，提升北方地区冬季屋顶绿化景观效果。
作为对本发明的进一步说明，优选地，无机介质土成分包含有草炭土、黄土和珍珠岩，草炭土、黄土和珍珠岩的体积比为6:2:2。
通过采用上述技术方案，采用新配置的种植基质，不仅不会给阳台承重造成过大负担，又能为植物的生长提供良好的环境。
作为对本发明的进一步说明，优选地，过滤层包括滤水层、疏水板和防水卷材，滤水层为无纺布，疏水板为塑料板，防水卷材为聚酯胎改性沥青，滤水层铺设在无机介质土底部，波浪状的防水卷材铺设在滤水层底部，疏水板铺设在防水卷材底部，防水卷材位于保温层底端上部。
通过采用上述技术方案，设置过滤层可将渗入无机介质土的水进行过滤，以避免水将无机介质土流到过滤层下，避免基质流失，并且可利用防水卷材起到保水的作用。
作为对本发明的进一步说明，优选地，种植池一侧固连有排水管，排水管一端口伸出防水卷材顶部，排水管另一端口穿过疏水板、保温层、混凝土层伸出种植池外。
通过采用上述技术方案，设置排水管可避免灌溉、雨、雪水过多而使植物烂根。
作为对本发明的进一步说明，优选地，排水管伸出防水卷材端口上方的滤水层上放置有砾石包裹，砾石包裹由无纺布包裹若干块砾石形成，砾石包裹外径大于排水管外径。
通过采用上述技术方案，设置砾石包裹可过滤无机介质土内的渣粒，不仅能透水，还能避免渣粒流入排水管内堵住排水管，保证排水管能长时间正常工作。
作为对本发明的进一步说明，优选地，保温层采用10mm厚的毛毡，防水层采用3mm厚的流体橡胶，混凝土层采用80mm厚的钢筋混凝土。
通过采用上述技术方案，采用合适厚度的毛毡作为保温层，不仅能避免外界低温传递到无机介质土处，又能避免无机介质土内暖温流失，还最低限度降低保温成本；设置流体橡胶制成的防水层，进一步避免水土流失，设置混凝土层可起到辅助支撑无机介质土的作用，避免伴热层受压过大而影响伴热层的供热。
作为对本发明的进一步说明，优选地，伴热层包括发热电缆和隔温层，发热电缆呈网状分布，发热电缆埋设在防水层下方，发热电缆与防水层之间还铺设有混凝土制成的保护层，隔温层采用挤塑聚苯板，隔温层铺设在发射电缆底部。
通过采用上述技术方案，设置带有隔温层的发热电缆，可使热量大部分传递到无机介质土处，以最大化提高加热效率，保证植物冬季不被冻死；设置隔温层以避免发热电缆的高温烧坏防水层。
作为对本发明的进一步说明，优选地，种植池底部一侧架设有进水管，进水管沿水流方向间隔安装有电磁阀和调压阀，调压阀输出端固连有主管，主管伸入种植池内并伸出无机介质土顶端面，主管与若干根滴灌管相连。
通过采用上述技术方案，采用滴灌的方式不仅能浇灌大面积的植物，还配合电磁阀和调压阀，为屋顶绿化提供自动灌溉的同时，从而实现节约用水，避免用水浪费。
本发明还提供一种北方地区智能屋顶花园系统的施工方法，包括以下步骤，
Ⅰ.根据设计图纸，浇筑种植池整体外形，待种植池成型后，在种植池底部铺设伴热层，其中发热电缆外径不小于10mm；
Ⅱ.在伴热层顶部浇筑30mm厚的豆石混凝土，待混凝土凝固后形成保护层；
Ⅲ.保护层上及种植池侧壁上铺设防水层，并在防水层上架设排水管，在种植池内预埋主管，并使主管两端口分别伸出种植池顶部端口和侧壁；
Ⅳ.随后在防水层底部上浇筑混凝土层，待混凝土层凝固后，再在混凝土层顶部和防水层侧壁上依次铺设保温层和过滤层；
Ⅴ.排水管一端伸出过滤层外，在排水管管口周围放置砾石包裹，以使砾石包裹覆盖排水管管口；
Ⅵ.在过滤层顶部放置带有移栽土球的植物，并在植物茎秆处架设支撑架，支撑架支腿底部穿过过滤层和保温层并通过膨胀螺栓固连在混凝土层内；
Ⅶ.向种植池倒入无机介质土以覆盖移栽土球和支撑架，无机介质土厚度小于种植池深度，主管端口伸出无机介质土顶部外；
Ⅷ.在主管上安装滴灌管，滴灌管铺设在植物四周，最后在无机介质土上铺设表层覆盖物，表层覆盖覆盖滴灌管。
通过采用上述技术方案，使整个屋顶绿化系统的施工更为明确顺畅，避免施工时出现差错而导致整个系统无法正常工作的问题。
作为对本发明的进一步说明，优选地，滴灌管可替换为喷灌管，喷灌管长度方向竖直且顶部端口伸至植物顶部，喷灌管顶部端口分叉呈若干根支管，分叉方向与植物支杆分叉方向相同，支管端头上固连有喷头。
通过采用上述技术方案，可架设喷灌管替代滴灌管，以对植物枝叶部进行浇灌，以避免枝叶干枯，同时从枝叶掉落的水滴也可掉落到无机介质土内起到滋润植物根部的作用，一举两得。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明将节水灌溉措施、保温防寒防旱技术、轻型种植基质、防水材料等新技术、新材料应用于屋顶绿化系统中，从灌溉、保温、防水、隔离、保护、排水，到种植基质、植物选择等多个方面进行综合考虑和研究，形成整套技适用于我国北方地区的智能屋顶花园控制技术方案及新施工工艺，解决我国北方地区屋顶绿化植物冬季露天过冬的难题，提升北方地区冬季屋顶绿化景观效果。
附图说明
图1是本发明的种植池剖面图；
图2是图1中A的发明图；
图3是图1中B的发明图；
图4是本发明的滴管结构图；
图5是本发明的伴热层结构图；
图6是本发明的喷管结构图。
图中：1、种植池；11、无机介质土；12、表层覆盖物；13、植物；14、移栽土球；15、支撑架；16、排水管；17、砾石包裹；18、底层；2、阻根层；3、过滤层；31、滤水层；32、疏水板；33、防水卷材；4、保温层；5、防水层；6、混凝土层；7、伴热层；71、发热电缆；72、隔温层；73、保护层；74、接线；8、滴灌管；81、进水管；82、电磁阀；83、调压阀；84、主管；9、喷灌管；91、支管；92、喷头。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种北方地区智能屋顶花园系统及施工方法，结合图1、图3，包括种植池1、阻根层2、过滤层3、保温层4、防水层5、混凝土层6、伴热层7和滴灌管8，阻根层2铺设在种植池1侧壁及底部，过滤层3铺设在阻根层2底部上端，保温层4铺设在种植池1与阻根层2之间，防水层5铺设在种植池1与保温层4之间，混凝土层6铺设在保温层4底部与防水层5底部之间，伴热层7铺设在防水层5底部，阻根层2内填充有无机介质土11，无机介质土11内间隔栽培有若干根植物13，植物13可选用海棠、木槿、红枫、黄杨球、蓝羊茅、五叶地锦、狼尾草等较耐寒耐旱，且具有观赏价值的小乔木、灌木及地被；若干根滴灌管8间隔铺设在无机介质土11顶端面。
结合图1、图2，种植池1为在阳台开挖或者新浇筑的类倒梯形空穴，无机介质土11成分包含有草炭土、黄土和珍珠岩，草炭土、黄土和珍珠岩的体积比为6:2:2，采用新配置的种植基质，不仅不会给阳台承重造成过大负担，又能为植物的生长提供良好的环境，无机介质土11上还可铺设有表层覆盖物12，表层覆盖物12可使用仿生树皮，不仅可掩饰滴灌管8起到装饰美化作用，还能避免刮风时将表层无机介质土11吹起而造成培养基质流失；植物13根部外包裹有移栽土球14，以保证在移栽植物13时能正常生长，移栽土球14栽入无机介质土11内，植物13茎秆部外套接有三角支撑架15，支撑架15与主分支点用橡胶缓冲垫固定，支撑架15底部通过膨胀螺栓固定，支撑架15埋入无机介质土11内，既能稳定支撑植物13，又不影响美观，一举两得。
结合图1、图2，阻根层2采用3mm厚的高密度聚乙烯土工膜，可有效阻止植物13根尖穿透，避免出现水分渗漏的问题。过滤层3包括滤水层31、疏水板32和防水卷材33，滤水层31为无纺布，疏水板32为塑料板，防水卷材33为SBS聚酯胎改性沥青，滤水层31铺设在无机介质土11底部，波浪状的防水卷材33铺设在滤水层31底部，疏水板32铺设在防水卷材33底部，防水卷材33位于保温层4底端上部，设置过滤层3可将渗入无机介质土11的水进行过滤，以避免水将无机介质土11流到过滤层3下，避免基质流失，并且可利用防水卷材33起到保水以及防根尖穿刺的作用。结合图3，保温层4采用10mm厚的毛毡，采用合适厚度的毛毡作为保温层4，不仅能避免外界低温传递到无机介质土11处，又能避免无机介质土11内暖温流失，还最低限度降低保温成本；防水层5采用3mm厚的流体橡胶，设置流体橡胶制成的防水层5，可进一步避免水土流失；混凝土层6采用80mm厚的钢筋混凝土，设置混凝土层6可起到辅助支撑无机介质土11的作用，避免伴热层7受压过大而影响伴热层7的供热。
结合图1、图3，种植池1一侧固连有排水管16，排水管16一端口伸出防水卷材33顶部，排水管16另一端口穿过疏水板32、保温层4、混凝土层6伸出种植池11外与建筑雨水落管相接，排水管16管径可随建筑规格调整，排水管16伸出防水卷材33端口上方的滤水层31上放置有砾石包裹17，砾石包裹17由无纺布包裹若干块砾石形成，砾石包裹17外径大于排水管16外径；设置排水管16可将无机介质土11内多余的水排出到种植池1外，避免因灌溉、雨、雪水渗入过多而使植物烂根，同时排水管16数量可为多根，以增强排水效率；设置砾石包裹17可过滤无机介质土11内的渣粒，不仅能透水，还能避免渣粒流入排水管16内堵住排水管16，保证排水管16能长时间正常工作。
结合图3、图5，伴热层7包括发热电缆71和隔温层72，发热电缆71为10mm厚的电热丝，通过外接接线74为发热电缆71供电，其中接线74由火线、零线和地线组成；发热电缆71呈网状分布，发热电缆71埋设在防水层5下方，发热电缆71与防水层5之间还铺设有豆石混凝土制成的保护层73，隔温层72采用挤塑聚苯板，隔温层72铺设在发射电缆71底部，设置带有隔温层72的发热电缆71，可使热量大部分向上传递到无机介质土11处，以最大化提高加热效率，使热量在通过多层传导时损失的余量恰好可以维持植物13生长的正常热量范围内，进而保证植物13冬季不被冻死；设置保护层73以避免发热电缆71的高温烧坏防水层5，同时豆石混凝土的保护层73可将热量进一步分散，使无机介质土11底部受热均匀。
结合图3、图4，种植池1底部一侧架设有进水管81，进水管81沿水流方向间隔安装有电磁阀82和调压阀83，调压阀83输出端固连有主管84，主管84伸入种植池1内并伸出无机介质土11顶端面，主管84与若干根滴灌管8相连；通过向进水管81注水，并在滴灌管8小口径出水口的作用下，实现滴灌的效果，采用滴灌的方式不仅能浇灌大面积的植物，还配合电磁阀82和调压阀83，为屋顶绿化提供自动灌溉的同时，从而实现节约用水，避免用水浪费。
综上所述，本发明通过将节水灌溉措施、保温防寒防旱技术、轻型种植基质、防水材料等新技术、新材料应用于屋顶绿化系统中，并从植物种植基质、种植植物选择等多个方面进行综合考虑和研究，解决我国北方地区屋顶绿化植物冬季露天过冬的难题，提升北方地区冬季屋顶绿化景观效果。
本发明还提供一种北方地区智能屋顶花园系统的施工方法，包括以下步骤，
Ⅰ.根据设计图纸，浇筑种植池1整体外形，待种植池1成型后，在种植池1底部铺设混凝土底层18和伴热层7，其中发热电缆71外径不小于10mm；
Ⅱ.在伴热层7顶部浇筑30mm厚的豆石混凝土，待混凝土凝固后形成保护层73；
Ⅲ.保护层73上及种植池1侧壁上铺设防水层5，并在防水层5上架设排水管16，在种植池1内预埋主管84，并使主管84两端口分别伸出种植池1顶部端口和侧壁；
Ⅳ.随后在防水层5底部上浇筑混凝土层6，待混凝土层6凝固后，再在混凝土层6顶部和防水层5侧壁上依次铺设保温层5和过滤层3；
Ⅴ.排水管16一端伸出过滤层3外，在排水管16管口周围放置砾石包裹17，以使砾石包裹17覆盖排水管16管口；
Ⅵ.在过滤层3顶部放置带有移栽土球14的植物13，并在植物13茎秆处架设支撑架15，支撑架15支腿底部穿过过滤层3和保温层4并通过膨胀螺栓固连在混凝土层6内；
Ⅶ.向种植池1倒入无机介质土11以覆盖移栽土球14和支撑架15，无机介质土11厚度小于种植池1深度，主管84端口伸出无机介质土11顶部外；
Ⅷ.在主管84上安装滴灌管8，滴灌管8铺设在植物13四周，最后在无机介质土11上铺设表层覆盖物12，表层覆盖物12覆盖滴灌管8。
通过采用上述施工方法，使整个屋顶绿化系统的施工更为明确顺畅，避免施工时出现差错而导致整个系统无法正常工作的问题。优选地，当栽培的植物13茎秆较高时，滴灌管8可替换为喷灌管9，喷灌管9长度方向竖直且顶部端口伸至植物13顶部，喷灌管9顶部端口分叉呈若干根支管91，分叉方向与植物13支杆分叉方向相同，支管91端头上固连有小出水口的喷头92。通过架设喷灌管9替代滴灌管8，以对植物13高处的枝叶部进行浇灌，以避免枝叶干枯，同时从枝叶掉落的水滴也可掉落到无机介质土11内起到滋润植物13根部的作用，一举两得。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种北方地区智能屋顶花园系统，其特征在于：包括种植池(1)、阻根层(2)、过滤层(3)、保温层(4)、防水层(5)、混凝土层(6)、伴热层(7)和滴灌管(8)，阻根层(2)铺设在种植池(1)侧壁及底部，过滤层(3)铺设在阻根层(2)底部上端，保温层(4)铺设在种植池(1)与阻根层(2)之间，防水层(5)铺设在种植池(1)与保温层(4)之间，混凝土层(6)铺设在保温层(4)底部与防水层(5)底部之间，伴热层(7)铺设在防水层(5)底部，阻根层(2)内填充有无机介质土(11)，无机介质土(11)成分包含有草炭土、黄土和珍珠岩，草炭土、黄土和珍珠岩的体积比为6:2:2；无机介质土(11)内栽培有若干根植物(13)，无机介质土(11)上铺设有表层覆盖物(12)，表层覆盖物(12)使用仿生树皮；若干根滴灌管(8)间隔铺设在无机介质土(11)顶端面。
2.根据权利要求1所述的一种北方地区智能屋顶花园系统，其特征在于：过滤层(3)包括滤水层(31)、疏水板(32)和防水卷材(33)，滤水层(31)为无纺布，疏水板(32)为塑料板，防水卷材(33)为聚酯胎改性沥青，滤水层(31)铺设在无机介质土(11)底部，波浪状的防水卷材(33)铺设在滤水层(31)底部，疏水板(32)铺设在防水卷材(33)底部，防水卷材(33)位于保温层(4)底端上部。
3.根据权利要求2所述的一种北方地区智能屋顶花园系统，其特征在于：种植池(1)一侧固连有排水管(16)，排水管(16)一端口伸出防水卷材(33)顶部，排水管(16)另一端口穿过疏水板(32)、保温层(4)、混凝土层(6)伸出种植池(1)外。
4.根据权利要求3所述的一种北方地区智能屋顶花园系统，其特征在于：排水管(16)伸出防水卷材(33)端口上方的滤水层(31)上放置有砾石包裹(17)，砾石包裹(17)由无纺布包裹若干块砾石形成，砾石包裹(17)外径大于排水管(16)外径。
5.根据权利要求1所述的一种北方地区智能屋顶花园系统，其特征在于：保温层(4)采用10mm厚的毛毡，防水层(5)采用3mm厚的流体橡胶，混凝土层(6)采用80mm厚的钢筋混凝土。
6.根据权利要求1所述的一种北方地区智能屋顶花园系统，其特征在于：伴热层(7)包括发热电缆(71)和隔温层(72)，发热电缆(71)呈网状分布，发热电缆(71)埋设在防水层(5)下方，发热电缆(71)与防水层(5)之间还铺设有混凝土制成的保护层(73)，隔温层(72)采用挤塑聚苯板，隔温层(72)铺设在发射电缆(71)底部。
7.根据权利要求1所述的一种北方地区智能屋顶花园系统，其特征在于：种植池(1)底部一侧架设有进水管(81)，进水管(81)沿水流方向间隔安装有电磁阀(82)和调压阀(83)，调压阀(83)输出端固连有主管(84)，主管(84)伸入种植池(1)内并伸出无机介质土(11)顶端面，主管(84)与若干根滴灌管(8)相连。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种北方地区智能屋顶花园系统的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，
Ⅰ.根据设计图纸，浇筑种植池(1)整体外形，待种植池(1)成型后，在种植池(1)底部铺设伴热层(7)，其中发热电缆(71)外径不小于10mm；
Ⅱ.在伴热层(7)顶部浇筑30mm厚的豆石混凝土，待混凝土凝固后形成保护层(73)；
Ⅲ.保护层(73)上及种植池(1)侧壁上铺设防水层(5)，并在防水层(5)上架设排水管(16)，在种植池(1)内预埋主管(84)，并使主管(84)两端口分别伸出种植池(1)顶部端口和侧壁；
Ⅳ.随后在防水层(5)底部上浇筑混凝土层(6)，待混凝土层(6)凝固后，再在混凝土层(6)顶部和防水层(5)侧壁上依次铺设保温层(4)和过滤层(3)；
Ⅴ.排水管(16)一端伸出过滤层(3)外，在排水管(16)管口周围放置砾石包裹(17)，以使砾石包裹(17)覆盖排水管(16)管口；
Ⅵ.在过滤层(3)顶部放置带有移栽土球(14)的植物(13)，并在植物(13)茎秆处架设支撑架(15)，支撑架(15)支腿底部穿过过滤层(3)和保温层(4)并通过膨胀螺栓固连在混凝土层(6)内；
Ⅶ.向种植池(1)倒入无机介质土(11)以覆盖移栽土球(14)和支撑架(15)，无机介质土(11)厚度小于种植池(1)深度，主管(84)端口伸出无机介质土(11)顶部外；
Ⅷ.在主管(84)上安装滴灌管(8)，滴灌管(8)铺设在植物(13)四周，最后在无机介质土(11)上铺设表层覆盖物(12)，表层覆盖物(12)覆盖滴灌管(8)。
9.根据权利要求8所述的一种北方地区智能屋顶花园系统的施工方法，其特征在于：滴灌管(8)可替换为喷灌管(9)，喷灌管(9)长度方向竖直且顶部端口伸至植物(13)顶部，喷灌管(9)顶部端口分叉呈若干根支管(91)，分叉方向与植物(13)支杆分叉方向相同，支管(91)端头上固连有喷头(92)。
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