CN112997863A - 中高层建筑物外立面植被温湿控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及中高层建筑物外立面植被温湿控制系统。包括湿度、温度控制模块，湿度控制模块包括湿度检测传感器、供水系统、补水系统，湿度检测传感器插装在生长基质上以检测生长基质的湿度；温度控制模块包括温度检测传感器、卷扬机构、透明塑料布，温度检测传感器插装在生长基质上以检测生长基质的温度。使用时，据湿度检测传感器检测的湿度达到设定值时开启供水电磁开关阀以为植被模块供水，据液位传感器检测的液位低于设定值时控制补水电磁开关阀开启为储水箱补水，据温度检测传感器检测的温度低于设定值时控制卷扬机构放卷以使配重轴带动放卷后的透明塑料布罩设在植被外面为植被保温。可实现墙体绿化的有效温度和湿度控制，避免植被死亡。

Description

中高层建筑物外立面植被温湿控制系统

技术领域

本发明涉及中高层建筑物外立面植被温湿控制系统。

背景技术

随着城市化进程加快以及人口的增长，城市土地供应紧张、城市热岛效应严重、生态环境恶化等一系列问题出现，传统在水平面内种植的方式已经无法满足需求，而墙面的绿化为改善城市生态环境带来了希望。

墙面绿化是人们在建筑墙体、围墙、桥柱、阳台、窗台等处进行垂直化绿化，从而改善城市生态环境的一种举措，是人们应对城市化加快、城市人口膨胀、土地供应紧张、城市热岛效应日益严重等一系列社会、环境问题而发展起来的一项高新技术。

与传统的平面绿化相比，墙面绿化有更大的空间，让：“混凝土森林”编程真正的绿色天然森林，是人们在绿化概念上从二维空间向三维空间的一次飞跃，将会成为未来绿化的一种新趋势。

墙面绿化可缓解城市热岛效应，使建筑物冬暖夏凉，显著吸收噪音、滞纳灰尘，可净化空气、增加绿量，显著改善城市生态环境。

目前墙面绿化存在的一个突出问题是植被维护不便，常常出现大面积植被枯萎死亡的情况，使得墙面绿化形同虚设，费时费力却起不到想要的效果。究其原因，是因为植被生长需要满足阳光、温度和湿度要求，其中阳光的条件一般容易满足，但是温度和湿度控制比较困难，而湿度的控制尤为关键，传统为人工维护，人工方式常常出错，常常出现忘记浇水、多浇水、浇水周期不固定等问题，无法真正控制植被的湿度，而植被的温度更是由环境直接决定，在温度较低时植被容易冻死，即使得植被常常在不适合生长的温度和湿度环境下生长，成为植被枯萎死亡的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中高层建筑物外立面植被温湿控制系统，用以解决现有建筑物外立面植被温湿度不易控制而易导致植被枯萎死亡的技术问题。

本发明的技术方案如下：

中高层建筑物外立面植被温湿控制系统，包括：

植被模块，安装在建筑物的外立面上，包括用于与外立面连接的框架以及安装在框架上的生长基质，植被种植在生长基质上；

湿度控制模块，包括湿度检测传感器、供水系统、补水系统，湿度检测传感器插装在生长基质上以检测生长基质的湿度；

供水系统包括安装在建筑物外立面上部且位于建筑物排水管下部的储水箱以收集和储存建筑物上表面的雨水，储水箱具有供建筑物的排水管插入的进水口，储水箱的下部具有出水管，出水管分别通过注水管导入各个植被模块的生长基质中，出水管上设置有供水电磁开关阀，储水箱内设置有液位传感器；

补水系统包括安装在建筑物顶部用于承接市政管网的自来水的水箱，水箱的下部设有补水管，补水管的出口对应建筑物顶部排水管所在的集水槽设置，补水管上设置有补水电磁开关阀；

温度控制模块，包括温度检测传感器、卷扬机构、透明塑料布，温度检测传感器插装在生长基质上以检测生长基质的温度；

卷扬机构设置在各植被模块的上方，包括卷扬电机、传动机构和滚筒，所述透明塑料布卷绕在滚筒上，透明塑料布的下端固定在配重轴上，滚筒自植被模块的上方向外延伸一定距离，卷扬电机带动滚筒旋转时带动透明塑料布放卷或收卷，放卷的透明塑料布罩设在对应的植被模块的外面；

使用时，根据湿度检测传感器检测的湿度达到设定值时开启供水电磁开关阀以为植被模块供水，根据液位传感器检测的液位低于设定值时控制补水电磁开关阀开启为储水箱补水，根据温度检测传感器检测的温度低于设定值时控制卷扬机构放卷以使配重轴带动放卷后的透明塑料布罩设在植被外面为植被保温。

该方案的有益效果：在使用时，储水箱的水的主要来源为雨水，即对雨水进行有效利用，当雨水不足时使用建筑物原有市政供水系统的水箱补水，植被在生长基质上种植后培养一定时间，然后将种植后的植被模块安装在建筑物的外立面上，同时完成湿度控制模块和温度控制模块的安装，然后根据植被所需的温度和湿度条件通过控制器设置温度检测传感器和湿度检测传感器的设定值，设定完成后连接并启动电源，温度检测传感器和湿度检测传感器实时定期检测生长基质的温度和湿度，当下雨而导致湿度较高时不动作，利用生长基质下部的排水孔即可将多余水分流走；当长时间不下雨而导致植被干旱时，生长基质内的水分较少而达到设定值，湿度传感器即可将检测的缺水信号反馈给控制器，控制器即可控制供水电磁开关阀开启，储水箱内的水在重力作用下向下经过出水管流入各个注水管，然后分别给各植被模块的生长基质供水，当生长基质内的水达到设定最大的湿度值时，湿度检测传感器反馈信号给控制器，控制器控制供水电磁开关阀关闭以停止供水；与此同时，储水箱内的液位传感器实时检测储水箱内的液位，当液位低于设定最低值时反馈信号给控制器，控制器控制补水系统的补水电磁开关阀开启，水箱内的水经过补水管流向建筑物顶部的集水槽中，随后经过排水管进入储水箱，当储水箱内的液位达到设定中液位时，液位传感器反馈信号给控制器，控制器控制补水电磁开关阀关闭以提供补水；当温度检测传感器检测到生长基质中的温度低于设定最低温度时，将信号反馈给控制器，控制器控制卷扬机构的卷扬电机反向旋转进行放卷，卷绕在滚筒上的透明塑料布在配重轴的重力拉拽下逐渐展开并沿竖直方向下行以逐步罩设在植被模块的外部，利用透明塑料布透光、保温、保湿的效果为植被提供类似温室的环境，提高植被存活率。

可见，采用本发明的植被温湿控制系统后，可及时有效控制生长基质的温度和湿度，为植被提供基本稳定的生长环境，避免环境骤变导致植被枯萎死亡，是一种自动实现植被温度和湿度控制的智能控制系统，为植被在建筑外立面上的长期生长提供保障，也为墙面绿化技术的推广提供重要保障。

在上面方案的基础上，进一步改进如下，中高层建筑物外立面植被温湿控制系统还包括安装在建筑物外立面或顶部的太阳能电池板和蓄电池，蓄电池为湿度控制模块和温度控制模块供电。太阳能电池板和蓄电池的设置可为控制系统提供能源，使得控制系统相对独立。

更进一步的，所述排水管的进水端还设置有过滤网。过滤网可有效过滤进入排水管的水，避免排水管及后续管理堵塞。

进一步的，所述注水管与生长基质之间还设置有布水器，布水器包括沿生长基质长度方向延伸的多根分支管，各根分支管的一端连通后与所述注水管连通，以使注水管的水得以均分给各分支管。由于生长基质比较长，布水器的设置使得水在生长基质内的分布尽可能的均匀。

进一步的，所述植被模块的下部向外延伸有多根并列的铁磁性材质的金属杆，所述配重杆上设置有永磁体，通过配重杆上的永磁体与金属杆的吸合以防风将透明塑料布吹起来。金属杆和永磁体的设置使得透明塑料布在罩设在植被模块外面时不易被风吹起来，使得透明塑料布切实起到保温作用。

更近一步的，所述传动机构包括驱动链轮、从动链轮和传动链条，驱动链轮与卷扬电机的输出轴同轴连接，从动链轮与滚筒的转轴同轴连接。

进一步的，储水箱的下部通过倾斜设置的支架支撑。

附图说明

图1为本发明的中高层建筑物外立面植被温湿控制系统的一种实施方式的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为控制模块与各传感器和执行机构之间的控制关系原理图；

图中：1-侧墙体；

2-顶墙体；

3-植被模块；

31-水平檀条；

32-生长基质；

33-防水层；

34-植被；

35-框架；

4-湿度控制模块；

41-湿度检测传感器；

42-储水箱；

421-支架；

43-排水管；

431-过滤网；

44-出水管；

441-注水管；

442-布水器；

45-供水电磁开关阀；

46-液位传感器；

47-水箱；

48-补水管；

49-补水电磁开关阀；

5-温度控制模块；

51-温度检测传感器；

52-卷扬电机；

53-传动机构；

531-驱动链轮；

532-从动链轮；

533-传动链条；

54-滚筒；

55-透明塑料布；

56-配重轴；

57-金属杆/金属板；

6-太阳能电池板；

7-蓄电池；

8-控制器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的中高层建筑物外立面植被温湿控制系统的一种实施方式：如图1-3所示，中高层建筑物外立面植被温湿控制系统包括植被模块3、湿度控制模块4、温度控制模块5以及电源模块和控制模块等。

植被模块3安装在建筑物的外立面上，包括用于与外立面连接的框架35以及安装在框架35上的生长基质32，植被34种植在生长基质32上；植被模块3为现有技术，不再赘述。

湿度控制模块4包括湿度检测传感器41、供水系统、补水系统，湿度检测传感器41插装在生长基质32上以检测生长基质32的湿度。

供水系统包括安装在建筑物外立面上部且位于建筑物排水管43下部的储水箱42以收集和储存建筑物上表面的雨水，储水箱42具有供建筑物的排水管43插入的进水口，储水箱42的下部具有出水管44，出水管44分别通过注水管441导入各个植被模块3的生长基质32中，出水管44上设置有供水电磁开关阀45，储水箱42内设置有液位传感器46。

补水系统包括安装在建筑物顶部用于承接市政管网的自来水的水箱47，水箱47的下部设有补水管48，补水管48的出口对应建筑物顶部排水管43所在的集水槽设置，补水管48上设置有补水电磁开关阀49。

温度控制模块5包括温度检测传感器51、卷扬机构、透明塑料布55，温度检测传感器51插装在生长基质32上以检测生长基质32的温度。

卷扬机构设置在各植被模块3的上方，包括卷扬电机52、传动机构53和滚筒54，所述透明塑料布55卷绕在滚筒54上，透明塑料布55的下端固定在配重轴56上，滚筒54自植被模块3的上方向外延伸一定距离，卷扬电机52带动滚筒54旋转时带动透明塑料布55放卷或收卷，放卷的透明塑料布55罩设在对应的植被模块3的外面。

使用时，根据湿度检测传感器41检测的湿度达到设定值时开启供水电磁开关阀45以为植被模块3供水，根据液位传感器46检测的液位低于设定值时控制补水电磁开关阀49开启为储水箱42补水，根据温度检测传感器51检测的温度低于设定值时控制卷扬机构放卷以使配重轴56带动放卷后的透明塑料布55罩设在植被外面为植被保温。

更具体地，在使用时，储水箱42的水的主要来源为雨水，即对雨水进行有效利用，当雨水不足时使用建筑物原有市政供水系统的水箱补水，植被在生长基质32上种植后培养一定时间，然后将种植后的植被模块3安装在建筑物的外立面上，同时完成湿度控制模块4和温度控制模块5的安装，然后根据植被所需的温度和湿度条件通过控制器8设置温度检测传感器51和湿度检测传感器41的设定值，设定完成后连接并启动电源，温度检测传感器51和湿度检测传感器41实时定期检测生长基质32的温度和湿度，当下雨而导致湿度较高时不动作，利用生长基质32下部的排水孔即可将多余水分流走；当长时间不下雨而导致植被干旱时，生长基质32内的水分较少而达到设定值，湿度传感器即可将检测的缺水信号反馈给控制器8，控制器8即可控制供水电磁开关阀45开启，储水箱42内的水在重力作用下向下经过出水管44流入各个注水管441，然后分别给各植被模块3的生长基质32供水，当生长基质32内的水达到设定最大的湿度值时，湿度检测传感器41反馈信号给控制器8，控制器8控制供水电磁开关阀45关闭以停止供水；与此同时，储水箱42内的液位传感器46实时检测储水箱42内的液位，当液位低于设定最低值时反馈信号给控制器8，控制器8控制补水系统的补水电磁开关阀49开启，水箱内的水经过补水管48流向建筑物顶部的集水槽中，随后经过排水管43进入储水箱42，当储水箱42内的液位达到设定中液位时，液位传感器46反馈信号给控制器8，控制器8控制补水电磁开关阀49关闭以提供补水；当温度检测传感器51检测到生长基质32中的温度低于设定最低温度时，将信号反馈给控制器8，控制器8控制卷扬机构的卷扬电机52反向旋转进行放卷，卷绕在滚筒54上的透明塑料布55在配重轴56的重力拉拽下逐渐展开并沿竖直方向下行以逐步罩设在植被模块3的外部，利用透明塑料布55透光、保温、保湿的效果为植被提供类似温室的环境，提高植被存活率。

可见，采用本发明的植被温湿控制系统后，可及时有效控制生长基质32的温度和湿度，为植被提供基本稳定的生长环境，避免环境骤变导致植被枯萎死亡，是一种自动实现植被温度和湿度控制的智能控制系统，为植被在建筑外立面上的长期生长提供保障，也为墙面绿化技术的推广提供重要保障。

更具体地，中高层建筑物外立面植被温湿控制系统还包括安装在建筑物外立面或顶部的太阳能电池板6和蓄电池7，蓄电池7为湿度控制模块4和温度控制模块5供电。太阳能电池板6和蓄电池7的设置可为控制系统提供能源，使得控制系统相对独立。排水管43的进水端还设置有过滤网431。过滤网431可有效过滤进入排水管43的水，避免排水管43及后续管理堵塞。注水管441与生长基质32之间还设置有布水器442，布水器442包括沿生长基质32长度方向延伸的多根分支管，各根分支管的一端连通后与所述注水管441连通，以使注水管441的水得以均分给各分支管。由于生长基质32比较长，布水器442的设置使得水在生长基质32内的分布尽可能的均匀。植被模块3的下部向外延伸有多根并列的铁磁性材质的金属杆57，所述配重杆上设置有永磁体，通过配重杆上的永磁体与金属杆57的吸合以防风将透明塑料布55吹起来。金属杆57和永磁体的设置使得透明塑料布55在罩设在植被模块3外面时不易被风吹起来，使得透明塑料布55切实起到保温作用。传动机构53包括驱动链轮531、从动链轮532和传动链条533，驱动链轮531与卷扬电机52的输出轴同轴连接，从动链轮532与滚筒54的转轴同轴连接。储水箱42的下部通过倾斜设置的支架421支撑。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.中高层建筑物外立面植被温湿控制系统，包括：

植被模块，安装在建筑物的外立面上，包括用于与外立面连接的框架以及安装在框架上的生长基质，植被种植在生长基质上；

其特征在于，还包括：

湿度控制模块，包括湿度检测传感器、供水系统、补水系统，湿度检测传感器插装在生长基质上以检测生长基质的湿度；

供水系统包括安装在建筑物外立面上部且位于建筑物排水管下部的储水箱以收集和储存建筑物上表面的雨水，储水箱具有供建筑物的排水管插入的进水口，储水箱的下部具有出水管，出水管分别通过注水管导入各个植被模块的生长基质中，出水管上设置有供水电磁开关阀，储水箱内设置有液位传感器；

补水系统包括安装在建筑物顶部用于承接市政管网的自来水的水箱，水箱的下部设有补水管，补水管的出口对应建筑物顶部排水管所在的集水槽设置，补水管上设置有补水电磁开关阀；

温度控制模块，包括温度检测传感器、卷扬机构、透明塑料布，温度检测传感器插装在生长基质上以检测生长基质的温度；

卷扬机构设置在各植被模块的上方，包括卷扬电机、传动机构和滚筒，所述透明塑料布卷绕在滚筒上，透明塑料布的下端固定在配重轴上，滚筒自植被模块的上方向外延伸一定距离，卷扬电机带动滚筒旋转时带动透明塑料布放卷或收卷，放卷的透明塑料布罩设在对应的植被模块的外面；

使用时，根据湿度检测传感器检测的湿度达到设定值时开启供水电磁开关阀以为植被模块供水，根据液位传感器检测的液位低于设定值时控制补水电磁开关阀开启为储水箱补水，根据温度检测传感器检测的温度低于设定值时控制卷扬机构放卷以使配重轴带动放卷后的透明塑料布罩设在植被外面为植被保温。

2.根据权利要求1所述的中高层建筑物外立面植被温湿控制系统，其特征在于， 中高层建筑物外立面植被温湿控制系统还包括安装在建筑物外立面或顶部的太阳能电池板和蓄电池，蓄电池为湿度控制模块和温度控制模块供电。

3.根据权利要求1或2所述的中高层建筑物外立面植被温湿控制系统，其特征在于，所述排水管的进水端还设置有过滤网。

4.根据权利要求1或2所述的中高层建筑物外立面植被温湿控制系统，其特征在于，所述注水管与生长基质之间还设置有布水器，布水器包括沿生长基质长度方向延伸的多根分支管，各根分支管的一端连通后与所述注水管连通，以使注水管的水得以均分给各分支管。

5.根据权利要求1或2所述的中高层建筑物外立面植被温湿控制系统，其特征在于，所述植被模块的下部向外延伸有多根并列的铁磁性材质的金属杆，所述配重杆上设置有永磁体，通过配重杆上的永磁体与金属杆的吸合以防风将透明塑料布吹起来。

6.根据权利要求1或2所述的中高层建筑物外立面植被温湿控制系统，其特征在于，所述传动机构包括驱动链轮、从动链轮和传动链条，驱动链轮与卷扬电机的输出轴同轴连接，从动链轮与滚筒的转轴同轴连接。

7.根据权利要求1或2所述的中高层建筑物外立面植被温湿控制系统，其特征在于，储水箱的下部通过倾斜设置的支架支撑。

Images