CN113137013B - 一种建筑屋顶生态系统及维护方法 - Google Patents

Abstract

一种建筑屋顶生态系统及维护方法，设于楼板上，楼板通过隔板以及位于楼板四周的楼顶围墙分离成若干块种植区，种植区之间的空间为人行通道，楼板顶面顺次设有隔水层和保护层，种植区包括种植土和间隔分布在种植土下方的储水块，储水块种植区长度方向通长设置；生态系统包括水循环系统、送药系统、检测系统和用于控制水循环系统的控制系统，水循环系统包括空中水喷洒系统、种植土中层喷施系统、底层喷施系统和水回收系统。本发明可以有有效的提高顶层居民的居住环境的舒适度；同时可有效的提高城市绿色植物的覆盖率，较少城市裸露在太阳下的面积，有助于提高城市的环境。

Description

一种建筑屋顶生态系统及维护方法

技术领域

本发明涉及生态循环领域，具体属于一种建筑屋顶生态系统及维护方法。

背景技术

现有的建筑建设过程中，楼层的顶部一般都是空置的，这不仅水使得顶层我内夏天特别的炎热，也会造成空间的浪费，城市的建筑物的密集度高，裸露在太阳下的区域面积庞大，加上城市绿色植物覆盖率底，从而导致城市温度高，热量散失不掉，恶化城市的生活环境，因此在建筑屋顶进行生态系统建设是符合现代经济发展和需要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种建筑屋顶生态系统及维护方法，要解决现有技术楼层顶部空置，浪费空间的技术问题；并解决少量浅层种植土，水份流失大，植物难以存活的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种建筑屋顶生态系统，设于楼板上，所述楼板通过隔板以及位于楼板四周的楼顶围墙分离成若干块种植区，种植区之间的空间为人行通道，其特征在于：所述楼板顶面顺次设有隔水层和保护层，种植区包括种植土和间隔分布在种植土下方的储水块，储水块沿种植区长度方向通长设置，表面均布有通水孔，内部填充有吸水棉；所述生态系统包括水循环系统、送药系统、检测系统和用于控制水循环系统的控制系统，所述水循环系统包括空中水喷洒系统、种植土中层喷施系统、底层喷施系统和水回收系统，所述空中水喷洒系统包括均匀间隔布设在楼板的固定杆和通过固定爪固定在固定杆上的悬空式洒水管，悬空式洒水管通过送水管线一与储水箱连通，所述种植土中层喷施系统包括平铺在种植土中部的中层加水管，所述中层加水管通过送水管线二与储水箱连通，所述底层喷施系统包括平铺在保护层上、相邻储水块之间的底层加水管，所述底层加水管通过送水管线三与储水箱连通，所述水回收系统包括与种植区底部连通的排水管，所述排水管与种植区底部和集水管连接，其中集水管连接到第四电磁阀下游，所述种植区底部需要通过土壤底层温度检测仪检测到湿度大于标准值时启动第四电磁阀进行放水，所述集水管在土壤表层有积水时则可实现自动排水所述排水管与储水箱连通；所述送药系统包括加药箱和与中层加水管及底层加水管连通的送药管线；所述检测系统包括分别位于种植土表层、中部和底部的土壤表层湿度检测仪、土壤中层湿度检测仪和土壤底层温度检测仪，以及分别位于储水箱内上部和下部的高水位计和低水位计；所述控制系统包括分别设于送水管线一、送水管线二、送水管线三、排水管上的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，中央控制单元，以及与中央控制单元无线连接的远端控制平台。

进一步优选地，所述水回收系统还包括设于隔板或楼顶围墙上、与种植土顶面持平的集水管，所述集水管出水端与第四电磁阀和储水箱之间的排水管连通，所述排水管和集水管的入口处均设有用于隔离种植土的过滤网。

进一步地，所述送水管线二和送水管线三通过接水三通与送水支管连通，所述送药管线与送水支管连通。

进一步地，所述送水支管与送水管线一通过接水三通与送水总管连通，所述送水总管与设于储水块内的水泵连通，所述储水块与输水总管连通，所述输水总管上设有第五电磁阀，输水总管入口端与水库连通。

进一步地，所述隔板通过向利用建筑三合板支模再通过现场浇筑水泥而成，其中在隔板内侧涂抹有2-3mm厚的沥青

进一步地，所述悬空式洒水管上均布可调喷雾铜喷头，所述中层加水管及底层加水管均为滴灌管。

进一步地，所述储水块的截面为上窄下宽的等腰梯形结构，由塑料制作而成；储水块两侧设有支撑在楼板上的水平板，水平板上间隔设有漏水孔，相邻储水块间距为20-30cm。

此外，所述第三电磁阀与定时开关电连接。

更加优选地，所述种植土高度为50-60cm，所述隔水层为厚度为2-3mm的沥青层，所述保护层为回收的废旧地毯，所述排水管进水口设置在隔水层和保护层之间。

一种建筑屋顶生态系统的维护方法，其特征在于：

S1、划分种植区：划分种植区前，在楼板上做好隔水层铺设和保护层的涂刷工作，然后在楼板上进行划区使用隔板若干块种植区；

S2、铺设种植土：铺设种植土的同时，安装土壤表层湿度检测仪、土壤中层湿度检测仪、土壤底层温度检测仪、中层加水管和底层加水管；

S3、植物的浇水控制：中央控制单元中根据输入的植物生长所需的底层、中层、表层土壤湿度值，接收来自土壤表层湿度检测仪、土壤中层湿度检测仪、土壤底层温度检测仪测得的种植土各个土层的含水状况，中央控制单元控制第三电磁阀、第一电磁阀和第二电磁阀对种植土进行定点浇水，此外，定时开关控制第三电磁阀，继而控制送水管线一对种植土表层定时喷水，结合中央控制单元控制第三电磁阀持续喷水，直至种植土表层达到中央控制单元所设置的湿度要求；

S4、种植区的排水控制：连续下雨时，部分水通过集水管引流到储水箱中，种植土中浸入的水无法用集水管排出，中央控制单元接收来自土壤表层湿度检测仪、土壤中层湿度检测仪、土壤底层温度检测仪的数据后，控制第四电磁阀，将种植土中浸入的水通过排水管排泄到储水箱内；排水管和集水管的入口及出口处均设有过滤网；

S5、储水箱中水量的控制；中央控制单元根据来自高水位计和低水位计测得的水位信息，通过控制第五电磁阀，及时对储水箱进行加水。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明可以有有效的提高顶层居民的居住环境的舒适度；同时可有效的提高城市绿色植物的覆盖率，较少城市裸露在太阳下的面积，有助于提高城市的环境，通过在在绿色植物系统内设置智能排水和浇水系统，从而可以减少日常维护成本，具有安全、适用等特点，有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。

附图说明

图1为本发明一种建筑屋顶生态系统的结构示意图；

图2为本发明涉及种植区的结构示意图；

图3为本发明涉及的储水块的结构示意图；

图4为本发明涉及的种植区分区图示；

图5为本发明涉及的集水管与隔板的位置关系图示；

图6为本发明涉及的控制系统的结构框图。

附图标记：1-楼板；2-隔板；3-楼顶围墙；4-种植区；41-种植土；42-储水块；5-隔水层；6-保护层；7-人行通道；8-固定爪；9-固定杆；10-悬空式洒水管；11-储水箱；12-中层加水管；13-送水管线二；14-底层加水管；15-送水管线三；16-加药箱；17-土壤表层湿度检测仪；18-土壤中层湿度检测仪；19-土壤底层温度检测仪；20-高水位计；21-低水位计；22-送水管线一；23-第一电磁阀；24-第二电磁阀；25-第三电磁阀；26-第四电磁阀；27-远端控制平台；28-中央控制单元；29-排水管；30-集水管；31-送水支管；32-送水总管；33-水泵；34-第五电磁阀；35-通水孔；36-输水总管；37-人机交互模块；38-无线天线。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

一种建筑屋顶生态系统，如图4和5所示，设于楼板1上，楼板1通过隔板2以及位于楼板1四周的楼顶围墙3分离成若干块种植区4，种植区4之间的空间为人行通道7，楼板1顶面顺次设有隔水层5和保护层6，种植区4包括种植土41和间隔分布在种植土41下方的储水块42，如图3所示，储水块42沿种植区4长度方向通长设置，表面均布有通水孔35，内部填充有吸水棉；生态系统包括水循环系统、送药系统、检测系统和用于控制水循环系统的控制系统，图1结合图2所示，水循环系统包括空中水喷洒系统、种植土中层喷施系统、底层喷施系统和水回收系统，空中水喷洒系统包括均匀间隔布设在楼板1的固定杆9和通过固定爪8固定在固定杆9上的悬空式洒水管10，悬空式洒水管10通过送水管线一22与储水箱11连通种，种植土中层喷施系统包括平铺在种植土41中部的中层加水管12，中层加水管12通过送水管线二13与储水箱11连通，底层喷施系统包括平铺在保护层6上、相邻储水块42之间的底层加水管14，底层加水管14通过送水管线三15与储水箱11连通，水回收系统包括与种植区4底部连通的排水管29，所述排水管29与种植区4底部和集水管30连接，其中集水管30连接到第四电磁阀26下游，所述种植区4底部需要通过土壤底层温度检测仪19检测到湿度大于标准值时启动第四电磁阀26进行放水，所述集水管30在土壤表层有积水时则可实现自动排水，排水管29与储水箱11连通；送药系统包括加药箱16和与中层加水管12及底层加水管14连通的送药管线；检测系统包括分别位于种植土41表层、中部和底部的土壤表层湿度检测仪17、土壤中层湿度检测仪18和土壤底层温度检测仪19，以及分别位于储水箱11内上部和下部的高水位计20和低水位计21；控制系统包括分别设于送水管线一22、送水管线二13、送水管线三15、排水管29上的第一电磁阀23、第二电磁阀24、第三电磁阀25和第四电磁阀26，中央控制单元28，以及与中央控制单元28无线连接的远端控制平台27，中央控制单元28通过人机交互模块37和无线天线38与远端控制平台27通讯相连。

水回收系统还包括设于隔板2或楼顶围墙3上、与种植土41顶面持平的集水管30，集水管30出水端与第四电磁阀26和储水箱11之间的排水管29连通，排水管29和集水管30的入口处均设有用于隔离种植土41的过滤网，出口过滤网应为细目过滤网。

送水管线二13和送水管线三15通过接水三通与送水支管31连通，送药管线与送水支管31连通，送水支管31与送水管线一22通过接水三通与送水总管32连通，送水总管32与设于储水块42内的水泵33连通，储水块42与输水总管36连通，输水总管36上设有第五电磁阀34，输水总管36入口端与水库连通。

悬空式洒水管10上均布可调喷雾铜喷头，中层加水管12及底层加水管14均为滴灌管，储水块42的截面为上窄下宽的等腰梯形结构，由塑料制作而成；储水块42两侧设有支撑在楼板1上的水平板，水平板上间隔设有漏水孔，相邻储水块42间距为20-30cm，第三电磁阀25还与定时开关电连接。

本发明种植土41高度为50-60cm的普通土壤，隔水层5为厚度为2-3mm的沥青层，保护层6为回收的废旧地毯，其具有储水保湿的功能，排水管29的进水口设置在隔水层5和保护层6之间，因此可以起到防止水土流失，同时废物也能得到重新利用。

一种建筑屋顶生态系统的维护方法，其特征在于：

S1、划分种植区4：划分种植区4前，在楼板2上做好隔水层5铺设和保护层6的涂刷工作，然后在楼板2上进行划区使用隔板2若干块种植区4；

S2、铺设种植土41：铺设种植土41的同时，安装土壤表层湿度检测仪17、土壤中层湿度检测仪18、土壤底层温度检测仪19、中层加水管12和底层加水管14；

S3、植物的浇水控制：中央控制单元28中根据输入的植物生长所需的底层、中层、表层土壤湿度值，接收来自土壤表层湿度检测仪17、土壤中层湿度检测仪18、土壤底层温度检测仪19测得的种植土41各个土层的含水状况，中央控制单元28控制第三电磁阀25、第一电磁阀23和第二电磁阀24对种植土41进行定点浇水，此外，定时开关控制第三电磁阀25，继而控制送水管线一22对种植土41表层定时喷水，结合中央控制单元28控制第三电磁阀25持续喷水，直至种植土表层达到中央控制单元所设置的湿度要求，定时开关主要作用在夏季，夏季水份蒸发量大，需要定时对种植土进行浇水；

S4、种植区4的排水控制：连续下雨时，部分水通过集水管30引流到储水箱中，种植土41中浸入的水无法用集水管30排出，中央控制单元28接收来自土壤表层湿度检测仪17、土壤中层湿度检测仪18、土壤底层温度检测仪19的数据后，控制第四电磁阀26打开，将种植土41中浸入的水通过排水管29排泄到储水箱11内；排水管29和集水管30的入口及出口处均设有过滤网；

S5、储水箱11中水量的控制；中央控制单元28根据来自高水位计20和低水位计21测得的水位信息，通过控制第五电磁阀34，及时对储水箱11进行加水。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种建筑屋顶生态系统的维护方法，建筑屋顶生态系统，设于楼板（1）上，所述楼板（1）通过隔板（2）以及位于楼板（1）四周的楼顶围墙（3）分离成若干块种植区（4），种植区（4）之间的空间为人行通道（7），其特征在于，包括以下步骤：

S1、划分种植区（4）：划分种植区（4）前，在楼板（1）上做好隔水层（5）铺设和保护层（6）的涂刷工作，然后在楼板（1）上进行划区使用隔板（2）若干块种植区（4）；

S2、铺设种植土（41）：铺设种植土（41）的同时，安装土壤表层湿度检测仪（17）、土壤中层湿度检测仪（18）、土壤底层湿 度检测仪（19）、中层加水管（12）和底层加水管（14）；

S3、植物的浇水控制：中央控制单元（28）中根据输入的植物生长所需的底层、中层、表层土壤湿度值，接收来自土壤表层湿度检测仪（17）、土壤中层湿度检测仪（18）、土壤底层湿度检测仪（19）测得的种植土（41）各个土层的含水状况，中央控制单元（28）控制第三电磁阀（25）、第一电磁阀（23）和第二电磁阀（24）对种植土（41）进行定点浇水，此外，定时开关控制第三电磁阀（25），继而控制送水管线一（22）对种植土（41）表层定时喷水，结合中央控制单元（28）控制第三电磁阀（25）持续喷水，直至种植土表层达到中央控制单元所设置的湿度要求；

S4、种植区（4）的排水控制：连续下雨时，部分水通过集水管（30）引流到储水箱中，种植土（41）中浸入的水无法用集水管（30）排出，中央控制单元（28）接收来自土壤表层湿度检测仪（17）、土壤中层湿度检测仪（18）、土壤底层湿 度检测仪（19）的数据后，控制第四电磁阀（26），将种植土（41）中浸入的水通过排水管（29）排泄到储水箱（11）内；排水管（29）和集水管（30）的入口及出口处均设有过滤网；

S5、储水箱（11）中水量的控制；中央控制单元（28）根据来自高水位计（20）和低水位计（21）测得的水位信息，通过控制第五电磁阀（34），及时对储水箱（11）进行加水所述楼板（1）顶面顺次设有隔水层（5）和保护层（6），种植区（4）包括种植土（41）和间隔分布在种植土（41）下方的储水块（42），储水块（42）沿种植区（4）长度方向通长设置，表面均布有通水孔（35），内部填充有吸水棉，储水块（42）的截面为上窄下宽的等腰梯形结构，由塑料制作而成；储水块（42）两侧设有支撑在楼板（1）上的水平板，水平板上间隔设有漏水孔，相邻储水块（42）间距为20-30cm；所述生态系统包括水循环系统、送药系统、检测系统和用于控制水循环系统的控制系统，所述水循环系统包括空中水喷洒系统、种植土中层喷施系统、底层喷施系统和水回收系统，所述空中水喷洒系统包括均匀间隔布设在楼板（1）的固定杆（9）和通过固定爪（8）固定在固定杆（9）上的悬空式洒水管（10），悬空式洒水管（10）通过送水管线一（22）与储水箱（11）连通，所述种植土中层喷施系统包括平铺在种植土（41）中部的中层加水管（12），所述中层加水管（12）通过送水管线二（13）与储水箱（11）连通，所述底层喷施系统包括平铺在保护层（6）上、相邻储水块（42）之间的底层加水管（14），所述底层加水管（14）通过送水管线三（15）与储水箱（11）连通，所述水回收系统包括与种植区（4）底部连通的排水管（29），所述排水管（29）与储水箱（11）连通；所述送药系统包括加药箱（16）和与中层加水管（12）及底层加水管（14）连通的送药管线；所述检测系统包括分别位于种植土（41）表层、中部和底部的土壤表层湿度检测仪（17）、土壤中层湿度检测仪（18）和土壤底层湿 度检测仪（19），以及分别位于储水箱（11）内上部和下部的高水位计（20）和低水位计（21）；所述控制系统包括分别设于送水管线一（22）、送水管线二（13）、送水管线三（15）、排水管（29）上的第一电磁阀（23）、第二电磁阀（24）、第三电磁阀（25）和第四电磁阀（26），中央控制单元（28），以及与中央控制单元（28）无线连接的远端控制平台（27）；所述水回收系统还包括设于隔板（2）或楼顶围墙（3）上、与种植土（41）顶面持平的集水管（30），所述集水管（30）出水端与第四电磁阀（26）和储水箱（11）之间的排水管（29）；所述隔板（2）通过现场支模后浇筑水泥形成，所述隔板（2）内侧涂抹有2-3mm厚的沥青；所述种植土（41）高度为50-60cm，所述隔水层（5）为厚度为2-3mm的沥青层，所述保护层（6）为回收的废旧地毯，所述排水管（29）进水口设置在隔水层（5）和保护层（6）之间。

2.如权利要求1所述的一种建筑屋顶生态系统的维护方法，其特征在于：所述送水管线二（13）和送水管线三（15）通过接水三通与送水支管（31）连通，所述送药管线与送水支管（31）连通。

3.如权利要求2所述的一种建筑屋顶生态系统的维护方法，其特征在于：所述送水支管（31）与送水管线一（22）通过接水三通与送水总管（32）连通，所述送水总管（32）与设于储水块（42）内的水泵（33）连通，所述储水块（42）与输水总管（36）连通，所述输水总管（36）上设有第五电磁阀（34），输水总管（36）入口端与水库连通。

4.如权利要求1所述的一种建筑屋顶生态系统的维护方法，其特征在于：所述悬空式洒水管（10）上均布可调喷雾铜喷头，所述中层加水管（12）及底层加水管（14）均为滴灌管。

5.如权利要求1所述的一种建筑屋顶生态系统的维护方法，其特征在于：所述第三电磁阀（25）与定时开关电连接。

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