CN113982201A - 一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，包括植物种植区、蓄排水系统、自然能源收集装置，还包括人工设施。本发明对城市降雨具有截流减污的生态效应,可提高绿色屋顶对降雨的利用率，增强旱期屋顶植物的存活率，为城市生物提供多样的栖息生境，可大大提高城市的生态效益，极大地增强绿色屋顶的推广价值。

Description

一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统
技术领域
本发明属于绿色建筑技术领域，具体涉及一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统。
背景技术
绿色屋顶是应用城市生态学、建筑学和景观设计学等多学科理论，在建筑屋顶上营造生态景观的一种形式，具有调节雨水径流、改善热岛效应、降低噪音、保护生物多样性、美学和促进健康等多种生态价值。在绿色屋顶的设计过程中，应该统筹考虑降雨、蓄水、排水等水循环利用的环节，将其与生境营建结合起来，构成一个有效的生态整体。
经过检索现有公布号为CN112449931A发明公开了一种高层建筑绿色屋顶的绿化系统，涉及绿色建筑技术领域。本发明包括支撑架以及设置在支撑架上的种植盆；支撑架包括若干依次连接的支架；任意一支架上均配合安装有一种植盆；支架包括矩形框体，矩形框体的上表面四个拐角处分别设置一支柱，矩形框体的下表面四个拐角处分别设置一支撑柱；矩形框体的一相对两外侧壁上分别设置有若干横截面呈“T”型的槽口一；矩形框体的另一相对两外侧壁上分别设置有两连接柱一和两连接柱二；位于两支架之间的接柱一、连接柱二上设置有排水槽体；位于排水槽体正上方的两支架之间安装有一灌溉槽体。本发明采用支架和种植盆组成的种植结构，避免土壤直接堆叠到屋顶，方便种植过程中植物的更换和养护。
又有公告号为CN212306278U的实用新型公开了一种具有排水储水功能的绿色屋顶结构，包括屋面板以及种植在屋面板上的绿植，屋面板上从靠近屋面板到远离屋面板的一侧依次铺设有隔水层、导水板、蓄排过滤层、轻质种植土层，屋面板靠近地面的侧边边沿设有集水沟，集水沟连通有连通管，地面上放置有储水箱，连通管与储水箱连通。通过设置蓄排过滤层以对雨水实现过滤的功能，以过滤雨水中的污染物，以使得储存在储水箱内的水含污染物少；通过设置导水板，以使得落到屋顶上的水通过导水板流到集水沟处汇集，然后再从集水沟处流到储水箱内进行储存，以便可以进行再次用于浇灌，提高了水资源的利用率。
现有绿化系统和绿化屋顶结构虽然兼顾了对屋顶进行绿化和雨水的蓄排，但未考虑到城市物种的栖息生存问题，没有使绿色屋顶的效益最大化。
发明内容
解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，能有效解决上述背景技术的不足之处。
技术方案：一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，包括植物种植区、蓄排水系统、自然能源收集装置和人工设施：
所述植物种植区设置在原始建筑的屋顶本体上，且从远离屋顶本体到靠近屋顶本体的方向依次铺设植被层、种植层、过滤层、蓄水层、保湿层和防水层；
所述蓄排水系统包括蓄水箱、浅水池、排水管、滴灌装置、土壤湿度传感器、控制器和水泵，所述蓄水箱设置在种植层与保湿层之间，且位于过滤层与蓄水层的一侧，所述浅水池设置在蓄水箱上方的种植层上，所述排水管沿原始建筑的墙体设置延伸至地表，所述滴灌装置设置在植被层与种植层之间，所述土壤湿度传感器设置在种植层的底部，且与控制器信号连通，所述蓄水层设有三条管道分别与蓄水箱进水口、浅水池进水口和排水管相连通，所述蓄水箱设有两个出水口，分别与滴灌装置和排水管通过水管连通，所述水泵设置在蓄水箱与滴灌装置连通的水管上，且通过控制器控制启停，所述浅水池设有溢流出水口，且溢流出水口与排水管通过水管连接；
所述自然能源收集装置设置在原始建筑屋顶的适当位置，其包括太阳能发电装置和蓄电装置，所述蓄电装置存储太阳能发电装置产生的电能，且为土壤湿度传感器、水泵和控制器供电。
优选的，所述植被层上的植物根据屋顶高度、面积、气候条件选择适合生物栖息的当地原生植物，且多样化。
优选的，所述种植层为具有较大孔隙度和保水性的有机土壤。
优选的，所述过滤层为聚酯纤维无纺布和吸附碳。
优选的，所述蓄水层为塑料蓄水板。
优选的，所述保湿层由复合高吸水材料和生物质残渣构成。
优选的，所述防水层为改性沥青油毡。
优选的，所述浅水池上方设有防雨板，所述溢流出水口距离浅水池底部的高度为15cm。
优选的，所述蓄水层与蓄水箱进水口相连的管道上设有控制阀门。
优选的，还包括人工设施，所述人工设施为由经过防腐处理的天然树枝搭建而成的设施，且人工设施根据动物的停留和筑巢习性，搭建的满足使用功能和欣赏功能的景观设施。
有益效果：本发明对城市降雨具有截流减污的生态效应,可提高绿色屋顶对降雨的利用率，增强旱期屋顶植物的存活率，为城市生物提供多样的栖息生境，可大大提高城市的生态效益，极大地增强绿色屋顶的推广价值；绿色屋顶不仅增加城市绿地面积，提高城市园林生态效益以及降水的利用率，还可以为城市生物提供更加多样的栖息生境，对可持续发展具有重要的作用。
附图说明
图1是本发明一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统的设计流程图；
图2是本发明一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统的整体结构示意图；
图中序号：1、植被层，2、滴灌装置，3、土壤湿度传感器，4、过滤层，5、蓄水层，6、保湿层，7、防水层，8、原始建筑，9、排水管，10、控制阀门，11、蓄水箱，12、种植层，13、浅水池，14、水泵，15、控制器，16、自然能源收集装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明：
实施例1
如图1-2所示，一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，其特征在于，包括植物种植区、蓄排水系统、自然能源收集装置16和人工设施：
上述植物种植区设置在原始建筑8的屋顶本体上，且从远离屋顶本体到靠近屋顶本体的方向依次铺设植被层1、种植层12、过滤层4、蓄水层5、保湿层6和防水层7；
上述蓄排水系统包括蓄水箱11、浅水池13、排水管9、滴灌装置2、土壤湿度传感器3、控制器15和水泵14，所述蓄水箱11设置在种植层12与保湿层6之间，且位于过滤层4与蓄水层5的一侧，所述浅水池13设置在蓄水箱11上方的种植层12上，所述排水管9沿原始建筑8的墙体设置延伸至地表，所述滴灌装置2设置在植被层1与种植层12之间，所述土壤湿度传感器3设置在种植层12的底部，且与控制器15信号连通，所述蓄水层5设有三条管道分别与蓄水箱11进水口、浅水池13进水口和排水管9相连通，所述蓄水箱11设有两个出水口，分别与滴灌装置2和排水管9通过水管连通，所述水泵14设置在蓄水箱11与滴灌装置2连通的水管上，且通过控制器15控制启停，所述浅水池13设有溢流出水口，且溢流出水口与排水管9通过水管连接；
上述自然能源收集装置16设置在原始建筑8屋顶的适当位置，其包括太阳能发电装置和蓄电装置，所述蓄电装置存储太阳能发电装置产生的电能，且为土壤湿度传感器3、水泵14和控制器15供电。
上述植被层1上的植物根据屋顶高度、面积、气候条件选择适合生物栖息的当地原生植物，且多样化。
上述种植层12为具有较大孔隙度和保水性的有机土壤。
上述过滤层4为聚酯纤维无纺布和吸附碳。
上述蓄水层5为塑料蓄水板。
上述保湿层6由复合高吸水材料和生物质残渣构成。
上述防水层7为改性沥青油毡。
上述浅水池13上方设有防雨板，所述溢流出水口距离浅水池13底部的高度为15cm。
上述蓄水层5与蓄水箱11进水口相连的管道上设有控制阀门10，所述控制阀门10的作用是防止因压力差导致雨水倒流入蓄水层5。
上述基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统还包括人工设施，所述人工设施为由经过防腐处理的天然树枝搭建而成的设施，且人工设施根据动物的停留和筑巢习性，搭建的满足使用功能和欣赏功能的景观设施。
实施例2
在降雨充足时，雨水自然降落至植物种植区，经过植被层1大幅度地滤除雨水中的悬浮物，绿植和土壤中的微生物进一步降解雨水中的污染物，经过初步净化的雨水经过过滤层4的处理继续下渗到蓄水层5，蓄水层5的蓄水板可大量蓄水；蓄水层5与蓄水箱11相连接，出现大雨时，净化后的多余雨水可以储存到蓄水箱11中，浅水池13可通过蓄水层5获得输水，为动物提供水资源。当水量超过绿色屋顶的蓄水能力时，蓄水箱11和浅水池13溢流出水口通过排水管9向地表排泄或者用于园林浇灌、消防用水，洗车等用途。
在绿植和保湿层的作用下，有效地避免了阳光直射，在一定程度上降低了雨水的蒸发量；降雨初期，绿色屋顶能够延迟雨水的产流时间以及达到峰值所需要的时间，同时也有效地降解了雨水中的污染物质；降雨结束后，可以延缓产流时间，从而降低屋顶的径流速度，进而缓解了城市地表径流压力。
在干旱时，土壤湿度传感器3监测土壤的湿度并把湿度信号传递给控制器15，控制器15控制水泵14对植被层1进行滴灌，保证植物的正常生长；在此期间，通过绿色屋顶蓄存水分的蒸发作用，一部分水回补到种植层12土壤，一部分散发到大气中，可以有效地降低空气温度从而缓解热岛效应。
植被层1植物群落的空间结构为动物提供良好的遮蔽环境，植被层1的多样性利于多种生物生存活动，从而提高了绿色屋顶环境的多样性以及自然度；人工设施既有观赏功能，还为动物提供了稳定的停留和筑巢的环境；浅水池13为动物提供清洁水源，植被层1为动物提供食物以及栖息地。
绿色屋顶不仅增加城市绿地面积，提高城市园林生态效益以及降水的利用率，还可以为城市生物提供更加多样的栖息生境，对可持续发展具有重要的作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，其特征在于，包括植物种植区、蓄排水系统和自然能源收集装置（16）：
所述植物种植区设置在原始建筑（8）的屋顶本体上，且从远离屋顶本体到靠近屋顶本体的方向依次铺设植被层（1）、种植层（12）、过滤层（4）、蓄水层（5）、保湿层（6）和防水层（7）；
所述蓄排水系统包括蓄水箱（11）、浅水池（13）、排水管（9）、滴灌装置（2）、土壤湿度传感器（3）、控制器（15）和水泵（14），所述蓄水箱（11）设置在种植层（12）与保湿层（6）之间，且位于过滤层（4）与蓄水层（5）的一侧，所述浅水池（13）设置在蓄水箱（11）上方的种植层（12）上，所述排水管（9）沿原始建筑（8）的墙体设置延伸至地表，所述滴灌装置（2）设置在植被层（1）与种植层（12）之间，所述土壤湿度传感器（3）设置在种植层（12）的底部，且与控制器（15）信号连通，所述蓄水层（5）设有三条管道分别与蓄水箱（11）进水口、浅水池（13）进水口和排水管（9）相连通，所述蓄水箱（11）设有两个出水口，分别与滴灌装置（2）和排水管（9）通过水管连通，所述水泵（14）设置在蓄水箱（11）与滴灌装置（2）连通的水管上，且通过控制器（15）控制启停，所述浅水池（13）设有溢流出水口，且溢流出水口与排水管（9）通过水管连接；
所述自然能源收集装置（16）设置在原始建筑（8）屋顶的适当位置，其包括太阳能发电装置和蓄电装置，所述蓄电装置存储太阳能发电装置产生的电能，且为土壤湿度传感器（3）、水泵（14）和控制器（15）供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，其特征在于：所述植被层（1）上的植物根据屋顶高度、面积、气候条件选择适合生物栖息的当地原生植物，且多样化。
3.根据权利要求1所述的一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，其特征在于：所述种植层（12）为具有较大孔隙度和保水性的有机土壤。
4.根据权利要求1所述的一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，其特征在于：所述过滤层（4）为聚酯纤维无纺布和吸附碳。
5.根据权利要求1所述的一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，其特征在于：所述蓄水层（5）为塑料蓄水板。
6.根据权利要求1所述的一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，其特征在于：所述保湿层（6）由复合高吸水材料和生物质残渣构成。
7.根据权利要求1所述的一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，其特征在于：所述防水层（7）为改性沥青油毡。
8.根据权利要求1所述的一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，其特征在于：所述浅水池（13）上方设有防雨板，所述溢流出水口距离浅水池（13）底部的高度为15cm。
9.根据权利要求1所述的一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，其特征在于：所述蓄水层（5）与蓄水箱（11）进水口相连的管道上设有控制阀门（10）。
10.根据权利要求1所述的一种基于雨水净化利用的栖息生境绿色屋顶设计系统，其特征在于：还包括人工设施，所述人工设施为由经过防腐处理的天然树枝搭建而成的设施，且人工设施根据动物的停留和筑巢习性，搭建的满足使用功能和欣赏功能的景观设施。
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