CN112112368A - 一种重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种重组竹‑轻骨料混凝土组合生态屋顶，包括由内向外依次设置的重组竹板、混凝土层、防水层和绿植培养池，混凝土层内设置有钢筋网片，重组竹板支撑在重组竹屋架上，重组竹屋架与重组竹板通过装配连接，绿植培养池内设有陶粒，在陶粒上方铺一层方格网，在方格网内种植有绿植；屋顶为三角形屋顶，在屋顶的屋脊处设置有第一雨水收集池，在屋顶的屋檐处设置有第二雨水收集池。该屋顶不仅充分利用了轻骨料混凝土保温隔热性能好，竹材优良的抗拉性能特点和良好的视觉舒适感，而且通过雨水收集系统和绿植培养池实现自给自足生态屋顶系统。

Description

一种重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种生态屋顶，尤其涉及一种重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶及其施工方法。
背景技术
竹木建筑具有易加工、运输方便、施工便捷、节能环保等优异性能，是一种理想生态建材。但是传统的竹木材具有易腐蚀、防火性能差等缺陷，一定程度上限制了其在工程应用中的应用范围。
屋顶结构是房屋建筑工程的重要组成部分，直接关系到房屋的使用功能。传统的竹木屋顶结构保温隔热性能差、耐久性能差。传统的混凝土屋顶自重大、施工周期长。将有机材料与无机材料组合，利用不同材料的优异性能进行优势互补，是新型建筑结构的一种发展趋势。
重组竹是将毛竹经疏解、碳化、浸胶和压制而成的新型重组材，具有良好的物理力学性能。陶粒混凝土是将陶粒替代石子制成的一种轻型混凝土材料，密度小于1900kg/m3，具有自重轻，保温隔热性能好等特点。
我们迫切地需要一种受力性能好、长期性能好、防火性能好、防水性能好和施工便捷的组合屋顶。
发明内容
本发明目的在于提供一种施工便捷、结构稳定的生态屋顶，为了实现上述目的，本发明提供了一种重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶，该屋顶不仅充分利用了轻骨料混凝土保温隔热性能好，竹材优良的抗拉性能特点和良好的视觉舒适感，而且通过雨水收集系统和绿植培养池实现自给自足生态屋顶系统。
本发明为了实现上述目的，所采取的技术方案为：一种重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶，包括由内向外依次设置的重组竹板、混凝土层、防水层和绿植培养池，所述混凝土层内设置有钢筋网片，所述重组竹板支撑在重组竹屋架上，所述重组竹屋架与所述重组竹板通过装配连接，所述绿植培养池内设有陶粒，在所述陶粒上方铺一层方格网，在所述方格网内种植有绿植；
所述屋顶为三角形屋顶，在所述屋顶的屋脊处设置有第一雨水收集池，在所述屋顶的屋檐处设置有第二雨水收集池，所述第一雨水收集池与所述第二雨水收集池通过管道连接，在所述管道上设置有用于将第二雨水收集池内雨水泵入第一雨水收集池内的水泵，所述第一雨水收集池上设置有用于向绿植培养池输送水分的通道。
进一步的，所述第一雨水收集池的侧壁设置有通孔，在所述通孔上设置有控制水流的阀门，打开所述阀门所述第一雨水收集池内的水流向所述绿植培养池。
进一步的，所述重组竹屋架呈伞骨状发散支撑所述重组竹板。
进一步的，所述重组竹板上固设有钢筋，所述钢筋一端固定在重组竹板上，另一端垂直向上延伸至混凝土层内。
进一步的，所述第一雨水收集池的长度与屋脊长度相当，所述第二雨水收集池的长度与屋檐长度相当。
进一步的，所述重组竹屋架由若干重组竹杆形成，重组竹屋架呈桁架结构设置，各重组竹杆呈三角形连接设置。
进一步的，所述混凝土为轻骨料混凝土。
本发明还涉及一种重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶的施工方法，包括以下步骤
S01 将重组竹加工成的重组竹杆运输至施工现场，用连接件和螺栓将各重组竹杆组装成重组竹屋架，将重组竹屋架吊装就位；
S02将重组竹板运输至施工现场，在重组竹板上预埋钢筋，然后将重组竹板吊装搁置在重组竹屋架上，重组竹板与重组竹屋架连接固定；
S03 在重组竹板上设置临时模具，并铺设钢筋网片，在临时模具上浇筑轻骨料混凝土，重组竹板上的钢筋插入混凝土内，养护并拆除周围临时模具；
S04 在轻骨料混凝土上表面铺设防水层，具体包括先刷一层防水涂料，等防水涂料干燥后，铺一层防水网格布，再刷一层防水涂料，等干燥后再铺一层防水卷材，在防水卷材上表面用防水砂浆找平，养护；
S05 在屋檐处安装第二雨水收集池，在屋脊处安装第一雨水收集池，雨水收集池分别严屋檐和屋脊方向通长，在第二雨水收集池上安装有用于浇注植物的喷淋系统；
S06在防水层上方安装绿植培养池，先铺一层陶粒，然后铺一层方格网，在方格网内种植绿植，根部伸入培养池陶粒中；
步骤S05和步骤S06顺序可置换。
进一步的，重组竹板上的钢筋一端固定在重组竹板上，另一端垂直向上设置。
进一步的，所述绿植培养池设置在第一雨水收集池和第二雨水收集池之间。
本发明所产生的有益效果包括：1.利用重组竹做桁架，受力性能、抗震性能好；利用重组竹板作屋面板的低板，受力性能好，视觉效果好，节能环保；2. 利用轻骨料混凝土作屋面板的顶板，保温隔热、自重轻。3.雨水回收利用，培养绿植，生态环保、节能减排。4.将有机材料与无机材料相结合，充分利用材料的优势互补功能。
附图说明
图 1 为重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶的结构布置图。
图 2 为重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶与图1所对应的A-A剖面图。
图 3 为重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶与图1所对应的屋架图。
图 4 为第一雨水收集池结构布置图。
图 5 为第二雨水收集池结构布置图。
图中：1——第一雨水收集池；2——第二雨水收集池；3——防水层；4——钢筋网片；5——混凝土层；6——重组竹板；7——重组竹屋架；8——方格网；9——陶粒；10——绿植；701——重组竹杆；702——螺栓；703——钢板；201——喷淋系统；101——通孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。
如图1-5所示，本发明中的一种重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶包括：重组竹屋架7、重组竹板6、混凝土层5、防水层3、绿植10层，雨水收集池、绿植10喷淋系统等。
重组竹屋架7是由重组竹制作成的杆件，组装而成。重组竹板6是由重组竹制成的板材，板面上预埋垂直向上的短钢筋和吊装连接件，搁置在重组竹屋架7上，并用螺栓702锚固。重组竹面板上方浇筑轻骨料混凝土，轻骨料混凝土内部设有钢筋网片4，并与重组竹板6通过短钢筋锚固连接。在轻骨料混凝土上方设置防水层3。在屋檐处设置第二雨水收集池2，在屋脊处设置第一雨水收集池1，在第二雨水收集池2顶部设有喷淋系统，此喷淋系统设有空气湿度感应器和喷淋装置，当空气相对湿度小于60%时，喷淋装置会自动启动，朝向屋顶喷水灌溉。同时在第二雨水收集池2底部设有水泵，下雨时将第二雨水收集池2里多余的雨水运输到第一雨水收集池1。在第一雨水收集池1侧面底部设有通孔，并在通孔处设置孔阀门，可将雨水流入绿植10培养池。屋檐处第二雨水收集池的喷淋系统，负责给绿植浇灌，下雨时，屋檐处第二雨水收集池水满了，就用水泵将多余的水运输到屋脊处第一雨水收集池里。在第一雨水收集池1和第二雨水收集池2之间分别设有绿植10培养池，培养池里设有陶粒9，然后在陶粒9上方铺一层方格网8，在方格网8网内种植绿植10，根部伸入培养池陶粒9中。
本发明还涉及一种上述的重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶的施工方法，包括以下步骤
S01 将重组竹加工成的屋架杆件运输至施工现场，用钢板703和螺栓702将其组装成屋架，将屋架吊装就位，用连接件与梁锚固。
S02 将重组竹板6运输至施工现场，在板面上预埋垂直的短钢筋，和吊装连接件，吊装搁置在屋架上，用连接件将其与屋架连接锚固。
S03 在重组竹板6周围临时模板，并铺设钢筋网片4，浇筑轻骨料混凝土。重组竹板6面上垂直短钢筋插入混凝土内，养护并拆除周围临时模板。
S04 在轻骨料混凝土上表面铺设防水层3。先刷一层防水涂料，等防水涂料干燥后，铺一层防水网格布，再刷一层防水涂料，等干燥后再铺一层防水卷材，在防水卷材上表面用防水砂浆找平，养护。
S05 在屋檐处安装第二雨水收集池2，在屋脊处安装第一雨水收集池1，雨水收集池分别沿屋檐和屋脊方向通长。在第二雨水收集池2顶部安装喷淋系统，分别沿第二雨水收集池2通长。在第二雨水收集池2内安装水泵，管子通入第一雨水收集池1。在第一雨水收集池1底部设置通孔101。
S06在第一雨水收集池1和第二雨水收集池1和2之间分别安装绿植10培养池，先铺一层陶粒9，然后铺一层方格网8，在方格网8网内内种植绿植10，根部伸入培养池陶粒9中。
本发明所产生的有益效果包括：该屋顶不仅充分利用了轻骨料混凝土保温隔热性能好，竹材优良的抗拉性能特点和良好的视觉舒适感，而且通过雨水收集系统和绿植10培养池实现自给自足生态屋顶系统。
具体施工实施例
制作重组竹杆701件，运到施工现场，利用钢板703和螺栓702将杆件组装成三角形屋架，吊装就位。制作重组竹板6，并在板上安装竖向钢筋，同时安装吊装连接件，运至现场，吊装屋架上，用连接件和螺栓702固定。铺装钢筋网片4，在重组竹板6四周支模，浇筑轻骨料混凝土，养护。养护完成后，先铺装防水层，然后安装雨水收集池，再铺装绿植培养池，最后种上绿植。
具体做法和安装方案，将重组竹裁剪成截面为 100mm×200mm杆件，长度根据具体工程而定，在两端打上螺栓702孔。制作钢板703连接件，打上螺栓702孔。将重组竹杆701件和钢板703运输到施工现场，现场用螺栓702将其组装成三角形桁架，吊装就位。制作重组竹板6，并在板上安装直径8～10mm竖向钢筋，间距500mm，同时安装吊装连接件，将板裁剪成规格板，宽度1000mm，长度与桁架上悬杆等长。运至现场，吊装搁置屋架上，用连接件和螺栓702固定。在重组竹板6上铺装钢筋网片4，网片中钢筋间距100～200mm,并安装保护层垫块，在屋顶边缘支模，浇筑轻骨料混凝土，厚度60～100mm，养护。养护完成后，清理基层，铲除灰渣、油污等附着物，在轻骨料混凝土上表面铺设防水层3。先刷一层防水涂料，等防水涂料干燥后，铺一层防水网格布，再刷一层防水涂料，等干燥后再铺一层防水卷材，在防水卷材上表面用防水砂浆找平，养护。
在屋檐处安装第二雨水收集池2，尺寸：宽400mm，高800mm，长度与屋檐等长；在屋脊处安装第一雨水收集池1，尺寸：宽600mm，高800mm，长度与屋脊等长；在第二雨水收集池2顶部安装喷淋系统，在第二雨水收集池2内安装水泵，管道由第二雨水收集池2通入第一雨水收集池1，在第一雨水收集池1底部设置用于将水流入培养池的通孔101。
在第一雨水收集池1和第二雨水收集池2之间安装绿植10培养池，先铺一层陶粒9，厚100mm，然后铺一层方格网8，在方格网8网内种植绿植10，网孔尺寸：40mm×40mm，绿植10根部伸入培养池陶粒9中。
（1）屋架力学性能测试
屋架承载力及挠度实验结果如表1：
表1 桁架承载力及挠度实验结果数据
重组竹桁架 极限荷载/KN 极限荷载下挠度/mm
单螺栓702连接 8.2 39
双螺栓702连接 9.5 23
注：单螺栓连接指杆件一端与钢板用一个螺丝连接，双螺栓连接指杆件一端与钢板用两个螺丝连接。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶，其特征在于：包括由内向外依次设置的重组竹板、混凝土层、防水层和绿植培养池，所述混凝土层内设置有钢筋网片，所述重组竹板支撑在重组竹屋架上，所述重组竹屋架与所述重组竹板通过装配连接，所述绿植培养池内设有陶粒，在所述陶粒上方铺一层方格网，在所述方格网内种植有绿植；
所述屋顶为三角形屋顶，在所述屋顶的屋脊处设置有第一雨水收集池，在所述屋顶的屋檐处设置有第二雨水收集池，所述第一雨水收集池与所述第二雨水收集池通过管道连接，在所述管道上设置有用于将第二雨水收集池内雨水泵入第一雨水收集池内的水泵，所述第一雨水收集池上设置有用于向绿植培养池输送水分的通道。
2.根据权利要求1所述的重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶，其特征在于：所述第一雨水收集池的侧壁设置有通孔，所述通孔上设置有阀门，所述通孔用于将所述第一雨水收集池内的水流入绿植培养池。
3.根据权利要求1所述的重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶，其特征在于：所述重组竹屋架呈伞骨状发散支撑在所述重组竹板上。
4.根据权利要求1所述的重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶，其特征在于：所述重组竹板上固设有钢筋，所述钢筋一端固定在重组竹板上，另一端垂直向上延伸至混凝土层内。
5.根据权利要求1所述的重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶，其特征在于：所述第一雨水收集池的长度与屋脊长度相当，所述第二雨水收集池的长度与屋檐长度相当。
6.根据权利要求3所述的重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶，其特征在于：所述重组竹屋架由若干重组竹杆形成，重组竹屋架呈桁架结构设置，各重组竹杆呈三角形连接设置。
7.根据权利要求1所述的重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶，其特征在于：所述混凝土为轻骨料混凝土。
8.一种重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶的施工方法，其特征在于：包括以下步骤
S01 将重组竹加工成的重组竹杆运输至施工现场，用连接件和螺栓将各重组竹杆组装成重组竹屋架，将重组竹屋架吊装就位；
S02将重组竹板运输至施工现场，在重组竹板上预埋钢筋，然后将重组竹板吊装搁置在重组竹屋架上，重组竹板与重组竹屋架连接固定；
S03 在重组竹板上设置临时模具，并铺设钢筋网片，在临时模具上浇筑轻骨料混凝土，重组竹板上的钢筋插入混凝土内，养护并拆除周围临时模具；
S04 在轻骨料混凝土上表面铺设防水层，具体包括先刷一层防水涂料，等防水涂料干燥后，铺一层防水网格布，再刷一层防水涂料，等干燥后再铺一层防水卷材，在防水卷材上表面用防水砂浆找平，养护；
S05 在屋檐处安装第二雨水收集池，在屋脊处安装第一雨水收集池，雨水收集池分别严屋檐和屋脊方向通长，在第二雨水收集池上安装有用于浇注植物的喷淋系统；
S06在防水层上方安装绿植培养池，先铺一层陶粒，然后铺一层方格网，在方格网内种植绿植，根部伸入培养池陶粒中；
步骤S05和步骤S06顺序可置换。
9.根据权利要求8所述的重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶，其特征在于：
重组竹板上的钢筋一端固定在重组竹板上，另一端垂直向上设置。
10.根据权利要求8所述的重组竹-轻骨料混凝土组合生态屋顶，其特征在于：所述绿植培养池设置在第一雨水收集池和第二雨水收集池之间。
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