CN202830859U - 高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施 - Google Patents

Abstract

一种涉及城市生态环保领域的高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施，包括由引水管、电磁阀、水箱、水位器组成的集水系统和由水泵、大型喷头、控制柜组成的喷水系统。该设施利用城市高楼顶平台的特殊生态地理高位置，并利用高楼内部给水系统，从楼顶层多个公用给水立管顶端续接引水管，将自来水引至楼顶平台水箱中，再经水泵加压后通过顶平台上的大型除尘喷头实施城市高空喷水。凭借其在特别高的位置上喷出的远距离、大覆盖面细密的水膜在坠落时所形成的长距离高度落差，迫使城市大气中的悬浮微粒(PM2.5)终止飘浮、溶入细密的喷水(膜)中坠落地面，从而高效率地过滤净化了城市空气，同时充分地浇灌了城市树木，使其枝繁叶茂，吸碳放氧，并冲刷了道路，消除了街道扬尘。

Description

高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施

技术领域

本实用新型属于城市生态环保设施技术领域，涉及一项能够过滤净化城市空气，全面而彻底地治理、优化城市生态环境的高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施。

背景技术

城市是人类劳动和智慧的结晶，任何城市都是人创造的。城市化是人类进步的产物，是一个国家走向现代化的必然趋势。而城市生态环境是城市居民赖以生存的基本条件，是城市经济得以持续稳定发展的物质基础，也是城市社会文明乃至国家形象的展现。但是，近数十年来，随着我国城市化进程不断加快，使城市生态环境遭受严重的污染和破坏，尤其在近年来，生态环境被污染、破坏的状况越来越明显，严重地危害着广大居民的身体健康，其危害性和危害面之大、之广已到了触目惊心的程度。

生态学最基本的原理是整体性原理。城市生态环境是一个庞大而复杂的系统，其要素较多，涉及面十分广泛，城市一种环境状况的显现往往是多种因素叠加所致，而城市中一些普遍性的状况构成了多个庞大的要素。目前，我国城市生态环境中出现的危害性大，而且普遍而显著的状况为以下几大方面：

状况1：近十年来城市化带来的宏大的房地产开发使得城市中建筑工地星罗棋布，加上旧城改造、道路拓宽、各种管道下埋开挖和地铁建设等等繁多而连续不断的土建工程带来了建筑垃圾和土方在转运途中的抛洒，这些洒落在街道路面的渣土经川流不息的汽车碾压后被反复扬起、反复沉降、造成重复式污染，从而形成了“城市建设不止，街道扬尘不息”的现实局面。街道的环境状况已成为遍布城市的网状空气污染带，是城市空气污染的主要发源地和空气混浊程度最严重的区域。然而街道却是广大居民日常工作、生活的必经之地，人流车流密集，涉及人口众多，故街道扬尘危害性和危害面巨大的问题已成为当今十分迫切并亟待解决的社会公共突出问题(据相关资料记载，目前各大中城市中街道面积约占城市总面积的15%以上，而街道扬尘约占城市扬尘总量的50%以上。街道扬尘中的微细粉尘在风力和空气上升气流作用下飘向空中，向城市输送了大量的PM2.5)。

状况2：环境因中心事物不同而不同，随中心事物变化而变化。近年来城市汽车数量猛增，此状况的出现带来的环境效应一方面是其所挥发出的大量热量使得街道路面干燥程度加大；而另一方面是川流不息的汽车使得街道路面的尘土反复扬起的频率加快；以上两方面因素的叠加最终使得街道扬尘更加严重，并且从早到晚很难平息，每时每刻都在严重地污染着城市的空气。

状况3：城市街道的扬尘不同于乡间土路上的扬土，后者污染成份较小，“街道的扬尘中含有多种工业、化学有害物质、金属微粒以及细菌、病毒，成份十分复杂，而且含量较高。通常这些扬尘与街道空气中的二氧化硫结合在一起被人体吸入，其对人体产生的危害往往比它们各自作用之和要大的多(其毒性可增大3-4倍)。若扬尘为重金属微粒时，由于催化作用，对人体危害会增强十倍以上，并有致癌作用”(参见林肇信等主编《环境保护概论》第88页)。由此可见，街道扬尘是城市多种传染病和疾病的载体，已成为威协广大居民身体健康最大的元凶。

状况4：城市空气污染的形成要素和环节较多，其中“风”是输送污染物的动力和媒介。随着城市化进程的迅猛发展，房地产开发所带来的建筑扬尘已成为城市大气粉尘污染的一大源头。在风力的作用下，建筑工地上所形成的扬尘随风向到处扩散，时时刻刻地污染了城市整体的空气；而当今施工中的楼体特别高的高度又极大地增加了扬尘污染、扩散的范围，严重地污染着城市的空气。城市中一个建筑工地就是一个污染源，而其从开工到竣工往往要经历2—3年漫长的污染期。从而形成了“城市房地产开发不止，城市大气粉尘污染不息”的现实局面。

状况5：在我国城市，特别是在北方城市，历来环卫清扫街道和社区道路以及广场、地面都是干作业化模式。此模式的严重弊端在于：其只追求路面和地面的清洁、无尘土，而忽视了干状态清扫地面过程中必然产生的尘土飞扬，干状态清扫地面的过程就是尘土飞扬的过程(灰尘从这一处搬到另一处，又从另一处再搬到这一处，反复的扬尘)。这些扬尘一来污染了周边环境，二来所扬起的灰尘顺风向、随空气上升气流飘向空中，严重地污染着城市空气。当前城市扫街道、扫道路、扫广场、地面所带来的尘土飞扬现状已成为城市空气污染的一大根源。而且此问题具有极大普遍性，是治理城市空气污染不容忽视的一大问题、一个重要环节。

状况6：“据1983-2001年资料统计分析，我国城市大气污染仍然以粉尘和二氧化硫为主要污染物”（参见扬士弘等《城市生态环境学》第186页）。近十年来，城市人口密集不断加大，由此带来的生活（燃煤、燃料）粉尘污染源、交通运输粉尘污染源、工业粉尘污染源和建筑扬尘污染源以及环卫清扫扬尘污染源等等这些来自多方面的粉尘污染源随风向、随空气上升气流输入到城市大气中，（向城市大气中输入了大量的PM2.5），严重地污染了城市空气。

状况7：由于城市大气中的PM2.5颗粒物太轻，很难自然降落到地面上，而是长期悬浮在空气中，无处不在、无时不有，可直接通过呼吸进入肺泡甚至融入血液，对人体健康危害极大。

状况8：城市化导致城市下垫面不透水面积加大，当自然降雨时，大量宝贵的雨水顺排水管网流到城外，从而造成城市土壤中的水分匮缺，北方城市树木特别是街道旁树木严重缺水，生长缓慢、干枝少叶、甚至干枯死亡,许多街道的树木有树干而无树冠、无树叶，有其树但无其实，而新修街道很难成荫，街道生态环境不断恶化。“树木吸碳放氧（特别是近距离直接吸收汽车尾气）、遮阳荫蔽、降温增湿，阻滞粉尘，吸收有害气体、净化空气、消减噪声、美化城市等等一系列的自然生态功能量的大小取决于树木的枝繁叶茂、取决于树木叶面积总量，并非取决于树干的粗细”（参见杨士弘等编著《城市生态环境学》第166页）。

状况9：“城市树木覆盖率不应小于30%，以此为居民维持生命呼吸提供充足的氧气”（引文同前，第174-175页）。而近十年来城市人口和汽车大量增加，耗氧量加大。但是，规模庞大的房地产开发将城区老院落大面积圈占，而院内大量已生长了几十年、枝繁叶茂的大树被毁掉，原本就较低的城市树木覆盖面积没有增加反而大量减少，从而造成城区空气中氧含量明显降低，碳、氧含量严重失衡，城市生态环境严重恶化。此问题是我国城市化带来的一大生态环境弊端。

街道扬尘是城市生态环境恶化的直接显现和主要根源。多年来治理的主要措施是洒水车在城市部分街道上实施洒水。然而前洒后干，仅能保持路面几十分钟的湿化（在夏季高温时仅为几分钟），而街道路面的尘土量和被扬起、飘浮在近路面空中、实际存在着的尘土量并未由此而减少，其效果短暂而甚微，仅停留在城市局部、表面形象层面上，对街道扬尘的治理和城市生态环境的改善未能起到实质性的作用。多年的实践证明：洒水车给街道洒水这种传统环保模式不科学、不合理。

而近年来，昂贵而数量有限的新型街道洗扫车所能洗扫到的区域、面积范围很小（只能顾及、洗扫城市少部分街道的局部位置），面对浩大的城市街道交通网只能是杯水车薪。而洗扫车和洒水车自身所带来的资源能源消耗、尾气排放、噪声污染和交通压力显而易见，可谓弊端太多，得不偿失。

从以上所述的城市生态环境现实状况和为此所采取的应对措施清晰可见，城市生态环境出现了多方面、多层次的重大问题。然而，落后的城市环保设施难以应对这些新状况、新问题，难以满足城市发展的需求，城市环保设施功能欠缺的重大问题越来越清晰地凸显出来。城市生态环境不断恶化的现实，迫切地呼唤着科学的根治措施，孕育着城市环保设施的技术革命。

实用新型内容

城市生态环境是一个庞大而复杂的有机整体。面对当前城市化带来的城市生态环境不断恶化的现实局面，破解的方法在哪里？切入点在何方？根据生态学的基本原理，并针对城市生态环境主要是人工生态的特殊性予以综合分析推理可见：寻求行动的最大价值、寻求一种外界物质能量的输入，能动地补充城市自然环境所不是具备的功能，以人为控制的手段使之跨入良性循环的轨道，从而恢复城市生态的平衡，是治理、优化城市生态环境的一条理想的捷径。

“水”是生命之源和绿色之本，“水”是自然生态的灵魂，“水”具有创造新生态系统的能力。城市化使高层楼房逐渐成为城市建筑的主体。目前，城市高层楼房密集、林立，特别是高度之高前所未有，而此状况还在不断扩大中。充分利用当今城市建筑总构架出现的这些巨大变化，呈现出的新建筑格局，充分发挥城市高层楼房顶平台特殊的生态地理高位置和密度的优势，整合现代科学技术，因地制宜、因势利导，在这些高楼顶平台上设置大型除尘旋转喷头，以此来实施远射程、大密度、大覆盖面的城市高空喷水，从而为城市生态环境提供迫切所需的外界物质能量，有针对性地补充城市自然环境所不具备的功能，弥补城市生态环境的自身净化能力。

本实用新型的目的在于对城市生态环境不断恶化的现实状况予以全面而彻底的治理。对现有技术领域存在的问题予以解决，提供一种能够科学合理的优化城市生态环境的“高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施”。

为实现上述发明目的而推出的“高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施”的结构为：利用当今城市高层楼房的特殊生态地理高位置，将其作为工程设施的高位置基座；并利用高楼内部现有的给水系统，从高楼顶层多户多个用水间(卫生间、厨房间、凉台)的公用给水立管顶端续接引水管，所增设的多条引水管选择性地以多种方式进入高楼顶平台上，与串联式小型水箱组连接，从而形成了多条小流量的引水管将楼顶层公用给水立管的自来水引至顶平台小型水箱组中集水的特殊给水系统；经串联式小型水箱组集水后流量加大的水经水泵加压后，通过高楼顶平台上设置的大型除尘旋转喷头来实施远距离、细密度、大覆盖面的城市高空喷水；此时，小型水箱组中的水位快速下降，而同时串联式小型水箱组中一个水箱内上部设置的浮球水位控制器控制多条引水管路中的多个电磁阀同时开启，从而使高楼顶层多户多个用水间的公用给水立管的自来水通过多条小直径的引水管升至楼顶平台串联式小型水箱组中，及时地为其补充水源，以此方式自动程序化地保持串联式小型水箱组的高水位，从而为大型除尘喷头提供必需的水量和流量。由高楼顶平台上设置的可编程控制柜按预先设置的时间段来控制水泵的启停，而该水泵的启停也是高楼顶平台喷水工程设施的总启停(由于采取了以上所述的随时用、随时集的配水方式，串联式小型水箱的集水深度设置的较浅，其重量在顶平台建筑结构的允许荷载范围内)。

为实现发明目的和设计方针而采用的技术解决方案是这样的：所提供的高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施包括作为工程设施的高位置基座的高楼顶平台和设置在高楼顶层用水间及高楼顶平台上并通过管道连接的集水系统和喷水系统，其中：所说的集水系统由多条续接式引水管、多个止回阀和电磁阀、一组串联式小型水箱组和一个用于控制各电磁阀启闭的浮球水位控制器组成，多条续接式引水管的输入端分别与高楼顶层多户多个用水间(卫生间、厨房和阳台等)的公用给水立管顶端连接，各续接式引水管的输出端均接至串联式小型水箱组的上进水口，止回阀和电磁阀设置在各引水管路中，浮球水位控制器设置在串联式小型水箱组中的一个小型水箱内上部；所说的喷水系统由水泵、压力水输出管、大型除尘旋转喷头和可编程控制柜组成，大型除尘旋转喷头设置在高楼顶平台上的制高点处，水泵的进水口与串联式小型水箱组的下出水口连接，水泵的出水口与压力水输出管的始端连接，压力水输出管的末端与大型除尘旋转喷头的进水口连接，由大型除尘旋转式喷头实施360°远射程、大覆盖面的城市高空喷水，由可编程控制柜控制水泵的启闭(而该水泵的启停也是高楼顶平台喷水工程设施的总启停)。上述结构中，集水系统的机理和设置目的为：将高楼顶层多户多个用水间的公用给水立管顶端的小流量(1寸—6分管径)的自来水通过多条续接式引水管引至楼顶平台串联式小型水箱中，从而形成了多条小流量自来水在楼顶平台上的汇集，以此方式扩大水流量，为大型除尘喷头(3寸进水口)提供必需的大流量用水技术条件。

在以上所述的技术方案中，从高层楼房顶层的给水立管顶端所续接的多条小流量引水管可选择性的采取以下几种方式进入高楼顶平台上与串联式小型水箱组连接：

1、续接式引水管的输入端与高楼顶层多户多个用水间的公用给水立管顶端连接，输出端直接向上穿过顶平台楼板(在先开过的小直径洞孔)后接至高楼顶平台上的串联式小型水箱组的上进水口；

2、续接式引水管采用铝塑管，其输入端与高楼顶层多户多个用水间的公用给水立管顶端连接，输出端以弯曲、迂回方式通过排风管道后进入高楼顶平台，进而接至串联式小型水箱组的上进水口。

3、续接式引水管采用铝塑管，其输入端与高楼顶层多户多个用水间的公用给水立管顶端连接，输出端以弯曲、迂回方式穿过楼体外墙上所钻的向下的斜孔后进入高楼顶平台，进而接至串联式小型水箱组的上进水口。

上述技术方案中，所说的大型除尘旋转喷头设置在高楼顶平台上的制高点处是指将大型除尘旋转喷头设置在高楼顶平台上包括天台、露台在内的凸出建筑体上。

高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳、生态环保工程设施所采用的大型除尘(防尘)旋转喷头为国内外成熟的先进技术设备（该喷头此前通常用在煤矿、矿山等场所用于抑制煤灰、矿灰），该类喷头的三大优势为：

1、喷头的射程大、喷洒距离远、可覆盖面积大。其喷洒半径从25米至70米之间规格有近百种，可选择性极强。

2、雾化效果好。该类喷头在大范围流率和压力下产生分布均匀、液滴大小为中等到偏大的喷雾，对于要求完全覆盖一个区域的喷洒应用领域能发挥极佳的效果。

3、喷头的喷嘴尺寸所要求的工作压力、、水流量等技术参数选择范围较大，能够满足城市不同的楼房内部给水系统状况所需。

该类除尘喷头性能可靠，特别是雾化效果好，喷洒覆盖面积大，可实施远距离360°旋转喷洒，安装简单，使用寿命长。完全能够满足城市建筑体不同的间距所需，可达到区域全覆盖面喷洒设置，该除尘（防尘）喷头为高楼顶平台工程设施在城市大覆盖面的实施提供了先进的技术配套支撑。

在本实用新型具体实施中，对于原来已设置有水箱的高楼顶平台，可直接从顶平台现有水箱连接水源，然后经增设的加压泵增压后通过顶平台上设置的大型除尘旋转喷头来实施城市高空喷水。

在以上所述的喷水工程设施中，所称之谓的“小型水箱”的理念为：水箱的集水深度不超过0.45米，以此使得所增设的水箱重量不超过高楼顶平台的建筑荷载。而水箱的体积可选择性的设定为多种规格的单体式小型水箱，比如其规格可设定为：长1.6米、宽1.4米、高度0.48米，集水容积量为1立方的单体式小型水箱；或者也可设定为长1.4、宽0.8米、高度0.48米，集水容积量仅为0.5立方的单体式小型水箱。在实施中也可根据实际需水量的大小设置多个此单体模式的小型水箱并将其相互串联，从而形成串联式小型水箱组，以此来增加高楼顶平台集水、蓄存水的容积总量，从而完成高楼顶平台水源的汇集。

在以上所述的技术方案中，从高楼顶层设置有公用给水立管的用水间续接引水管的房间主要有以下三处：1、卫生间；2、厨房间；3、阳台。实施中可根据具体情况来选择。

在以上所述的喷水工程设施中，对于从高楼顶层用水间直接通向楼顶平台的楼板上所开的小直径孔洞，须在安装施工后及时做防漏处理。

在上述技术方案的具体实施中，可根据区域楼体不同的高度、间距、布局来选择不同喷洒半径的喷头，并根据喷头所需相应不同的水流量确定在顶层设置几条引水管路通向楼顶平台串联式小型水箱组中集水(从几家住户的公用给水立管取水源)，同时根据喷水时间段耗水总量来确定小型水箱的容积和数量。而为了应对部分高楼内部给水系统水压偏低的情况，为白天楼房用水高峰时该高楼顶的喷水设施能够实施应急喷水提供充足的水源，可采取在此高楼顶平台上增加水箱数量的方法来增加串联式水箱组的总容积量，待水压偏高时来收集并蓄存足量的水源，以备所需，从而为大型防尘喷头提供充足的自来水水源。而在凌晨实施主喷水作业程序时(此时楼内给水系统水压充足)可采取自动程序化切换的方式，关闭串联式小型水箱组内的相关阀门，仅使用部分水箱来完成喷水作业。

喷头位置设定、布局与规划：为了最大限度地提高高楼顶平台喷水的覆盖面和喷水落差，使之达到了最佳的喷水效果，同时也为了避免高楼顶平台的喷水喷入楼房窗内的问题发生，该工程设施喷头位置的设定本着“设高位，而不设低位”的原则来进行，加上所采用的喷头为24°以上的仰角，不会将喷水喷进楼房的窗内。具体实施中，在城市一个区域楼群中的设置首先选择在相对最高位置的楼体平台上设置喷头，并根据所设置区域楼体的布局、高度和楼间距的具体状况，尽可能的选择喷洒半径最大的喷头(该设施所采用的大型除尘旋转喷头的喷洒半径从25米至70米之间有规格近100种，可选择范围极大，该项技术为城区整体全覆盖面喷洒提供了最大的可行性)。以此方案逐步扩大喷洒点的设定，最后以填补空位的方式，选用喷洒半径相应较小的喷水头来设定喷洒点，最终达到区域整体全覆盖面的喷洒设置(圆弧形喷水覆盖面衔接处的空位问题，采取加大喷洒半径，使之相互重叠覆盖的方式来解决)。

治理城市生态环境要从源头抓起，城市空气污染的形成要素和环节较多，其中“风”是输送污染物的主要动力和媒介。近年来我国城市楼房越建越高，其高度前所未有，而正是这些特别高的建筑体在后期施工中，由于风力的作用，在高空严重地污染着整个城市的大气(建筑中的楼体高度越高，风力越大，粉尘污染越严重，扩散面越广)，从而造成了“城市房地产开发不止，城市大气粉尘污染不息”的现实局面。为此，政府应该予以高度重视，采取至上而下的宏观调控手段和指导措施，强制性的将城市生态环保理念注入到房地产楼盘规划和设计中(如：在一个楼盘的前期规划设计中，有的放矢地在楼盘的中央位置规划设计几座相对较高的楼体作为设置大型除尘喷头的高位置基座体)，并将传统的施工先后顺序予以调整，根据上述的设计方案先期在楼盘的中央位置建起几座相对较高的高层楼房，并且优先配制完整的给水系统，然后在此先期建起的高楼顶平台上设置大型除尘旋转喷头，以此来实施日常化、远距离、大覆盖面的高空喷水，采取此方案在建筑工地的高空定时、高效率地湿化整个工地的地面和施工中的楼体，从根本上抑制建筑粉尘的扬起。从而破解建筑扬尘这个污染城市空气的老大难问题。

该喷水工程设施采取了目前国内外先进的喷水设备—大型除尘旋转喷头，凭借其在特别高的位置上喷出的远距离、大覆盖面细密的水膜在坠落时在空中所形成的长距离高度落差，迫使城市大气中的悬浮微粒(PM2.5)终止飘浮、被不断坠落的水（膜）捕获、加湿、增重、凝聚、溶入细密的喷水(膜)中坠落地面，从而高效率地过滤净化了城市空气。其效果与喷头所设置的楼层高度成正比关系(喷头所设置楼层越高，落差越大，净化空气的效果越好)。

生态学最基本的原理是整体性原理，城市生态环境是一个庞大而不可分割的有机整体，其互相依存，相互制约，而城市大气污染的特性正如此。城市中大气污染浓度的分布十分复杂，并具有双重性：一方面城市大气质量的局地性差异很大；而另一方面，城市大气是一个广阔的、不可分割的空间，各种污染物受气流、风向、风速的影响相互流通、交换、溶合，由此可见，治理城市大气污染必须要从整体抓起。而该实用新型项目之所以称为“工程设施”在于该工程设施的构想初衷和目的是将该设施在城市整体全覆盖面实施，从而来破解、改善城市整体大气污染的问题。该工程设施在一个城区的设置范围越大，其效果越好；而小范围设置效果不佳。由于该工程设施结构简单，施工便捷，资金投入低微；并达到了一水多用，一举多得的生态高标准；特别是城市的高楼顶平台为该生态环保工程设施提供了遍布城市、随处都有、现成的高位置基座体，为该喷水工程在城市全覆盖面推广实施奠定坚实的物质基础。随着我国城市化的快速、深入发展，随着房地产开发新建楼盘范围不断扩大，加上城市低层老建筑改建为高层的趋势基本形成，城市中特高层楼房的密度将会越来越大。以上城市化建设大趋势，为高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施的全面推广实施提供了方方面面最大的可行性。

洁净的空气是城市居民人体健康必须具有的最基本生理条件，街道空气混浊和城市大气中PM2.5超标的现实迫切需求，奠定了实施该生态环保工程设施的必要性。

本实用新型的作业程序如下所述。

一、根据电脑程序控制设置，由可编程控制柜控制，每天凌晨5时左右，城市高层楼房(包括街道两旁、住宅社区和单位院落在内的处于相对高位置的高层楼房)顶平台上所设置的大型除尘旋转喷头自动开启，在城市高空实施远射程、大密度、大覆盖面旋转式喷水(喷水时间一般可设定为10-15分钟)。充分发挥利用城市高楼顶平台特殊的生态地理高位置上所喷出的水膜从高处坠落地面这一特大距离的高度落差，来迫使城市大气中的悬浮微细颗粒物(PM2.5)终止飘浮并溶入细密的喷水中坠落地面，从而达到大面积过滤、净化城市空气的效果。

二、每天中午11时和下午4时，(考虑到城市街道上人流密集的因素)在除了街道两旁高楼以外的高层建筑顶平台上实施城市高空喷水(喷水时间可设定为10分钟)，过滤、净化城市空气，为中午和下午出行高峰期人流提供洁净的空气。

以上所设的时间段还可根据实施过程中的具体需要情况不断优化调整。

三、采用有的放矢的方式，通过自动程序化控制，根据城市空气质量监测网所提供的城市各区域空气质量实时监测数据，及时地在大气颗粒物污染浓度值偏高区域的高楼顶平台上实施城市高空喷水，以此来拦截、消除掉该区域大气中的粉尘、避免其扩散。

四、本实用新型所述高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施的主要喷水作业时间选择在凌晨4时～5时进行，此时城市自来水供水网和高层建筑给水系统均处在用水低峰期，完全能够为该工程提供充足的自来水水源。凌晨时间段喷水作业时较大的空气湿度和地面湿度，这些因素的汇集极大地减少了喷水的蒸发性损耗，最大限度地提高了水的利用率和喷水效率，几乎达到了水利用的最高价值。

本实用新型所述的高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施从结构层面看十分简单，然而，却具有诸多全面而广泛的环保功能和深层次的自然生态内涵。它的全面实施，将奇迹般地为城市产生出以下诸多现实而迫切的、广泛而宏大的生态环保效益和社会效益及经济效益。（高楼顶平台上的大型除尘喷头所喷出的远射程、大覆盖面的水膜从高空坠落到地面这一较长的空中坠落过程中产生出了一系列奇妙的生态环保功能）：

1、迫使城市大气中的悬浮微细颗粒物（PM2.5）终止飘浮，被不断坠落的水（膜）捕获、加湿、增重、凝聚，溶入细密的喷水中坠落地面，从而达到高效率地过滤，净化城市空气的理想效果；

2、为干燥的城市空气加湿，在夏季可直接为城市降温；

3、日常化的喷水，及时地冲刷掉了城市树木叶面上滞留的灰尘，而湿润的叶面又极大地增加了树木重复地吸附空中粉尘的功能量，以此周而复始，使得城市中的一棵棵树木变为一台台十分庞大的绿色吸尘器；

4、喷水的落地，充分地浇灌了城市的树木和绿化草坪，从根本上彻底解决了城市树木和绿化植物长年严重缺水的重大问题，使其快速茁壮生长，枝繁叶茂，从而将创建城市林网化与水网化相结合，让森林走进城市的理论构想变为现实。遍布城市、大覆盖面的树木将大能量地发挥其消减汽车尾气、释放氧气、遮阳荫蔽、降温增湿、阻滞粉尘、吸滤有毒有害气体、消减噪声、提高城市空气质量以及美化城市等等一系列的广泛而宏大的自然生态环保功能，它将对城市生态环境的治理、优化发挥极其重要的作用。

5、该喷水工程设施的全面推广，每天凌晨4—5时在街道两旁的高楼顶平台上日常化的实施高空喷水，在完成工程设施所设定的其它功能后，喷水的落地，科学有序地将街道中间（快车道）路面上微量的、并非太多的尘土直接冲入下水道；而同时将快车道两侧（慢车道和人行道）路面上沉积的的尘土湿化后，由环卫工人及时的、在不飞扬的湿状态下，将这些尘土清扫、收集、消除掉；以上程序从污染源头上阻断、终止了街道上尘土的飞扬，从而使街道上形成了汽车经过路面无尘土可扬的最佳效果，城市街道扬尘问题迎刃而接。

而城市各社区的高楼顶平台上在凌晨实施的日常化高空喷水（如同每天凌晨城市整体均可下一阵小雨一样）使得社区内的道路得以全面性的湿化，早上社区保洁人员可以在完全不飞扬的湿状态下彻底清扫掉社区道路上的尘土。从而为城市整体环卫清扫道路湿作业化提供了得天独后、十分理想的基本条件。开创了（北方）城市环卫清扫湿作业化之先河。由此以点带面，快速拉动城市整体空气质量实质性的显著提高。

6、该喷水工程设施的喷水效果形同自然降雨，而其在机动灵活性、程序化和喷水形状、密度的可控性等综合功能方面又优于自然降雨。

7、“树木对减少空气飘尘量的效果很显著，街道林带减尘率为22.5%—85.4%”（参见：杨士弘等编著《城市生态环境学》第168页）。“树木对粉尘的阻滞、过滤和吸附作用是十分明显的，树木是净化大气的特殊过滤器。（参见：蒲亚云主编《绿化工》第1、2页）”。发展城市植物绿化可以在大面积的范围内长时间地、连续地阻挡、过滤、截留、吸附空气中的粉尘，净化城市空气”。（参见：李相然主编《城市化环境效应与环境保护》第308页）。该喷水工程设施在城市整体全覆盖面的实施，充分地浇灌了城市所有的树木，使其快速茁壮生长、枝繁叶茂、树冠庞大。并且由城市的树木所构建起来的这个庞大的绿色屏障，在日常化高空喷水后其叶面能够经常性的保持湿润状态，正是这个叶面湿状态的宏大绿色屏障能够每时每刻、严阵以待地将城市大气中的微细颗粒物（PM 2.5）阻滞、过滤和吸附，并在日常化高空喷水的优越条件下将其及时的消除掉。此道宏大的、湿润的绿色屏障将对城市空气净化发挥巨大的作用。

8、该喷水工程设施以十分优越的功能特性，从城市高空对树木的冠体喷水，从而为城市的树木提供了全面的、最适宜的生理必要条件，极大地提高了树木的绿化效果，此效果是传统式单独浇灌树木根部所难以达到的。

9、北方城市少雨干燥，街道扬尘大、空气混浊，街道旁树木叶面上总是遮盖着一层灰尘，严重阻碍了树木生长和生态功能发挥，极大地制约着城市面貌的改善和品位的提升。该工程设施的全面实施，街道两旁高楼顶平台上所实施的日常化高空喷水可及时地冲刷街道旁树木叶面上的灰尘，从而为树木“阻滞灰尘”生态功能的正常发挥、程序完成提供了得天独厚、十分可靠的条件保障。从而打造出优美、清新的绿色城市街道。

10、世界卫生组织提供的新证据显示，城市交通噪声污染已成为居民健康的隐形杀手。近年来，由于城市汽车大量增加、人口集中、街道旁建筑施工、装修和商业活动频繁，这一切都造成街道上噪声强度与日俱增，而街道旁树木生长状态的大改观，枝繁叶茂的庞大树冠方可生态型、近声源、十分有效地消减街道噪声。

11、该喷水工程设施的全面实施，当夏季高温酷暑天气时，该设施能够及时地实施城市高空喷水，充分发挥利用其特别高的位置喷水后所形成的长距离高度落差来直接为城市快速降温。并且，在降温的同时大面积、高效率地过滤、净化了城市空气；又充分的浇灌了城市的树木，使之枝繁叶茂。（可谓实实在在地一举多得、一水多用，几乎达到了资源、能源利用的最高价值。）而由此而遍布于城市、纵横交叉、茂密的街道式林带网和城市整体的树木得以发挥其强大的吸热放凉自然生态功能（蒸腾作用），实质性的为整个城市降温。从而将大量减少城市空调的使用率。就此一项，所带来的间接性减少城市二氧化碳的排放量之大无可估量。而与此同时又缓解了气候越热、城市空调热量外排越大的恶循环现状。该工程的实施将打造出城市自然绿色降温新模式。

12、在我国城市、特别是北方城市，由于街道边沿路面上的尘土较多，当公交车靠站时，车尾掀起的的浓灰在惯性作用下正巧直接扑向前门上车的乘客，严重地危害着广大居民的身体健康。该工程设施的全面实施，每天凌晨街道两旁的高楼顶平台上实施的日常化高空喷水，使得街道路面的尘土在湿状态下得以清除，将从根本上消除此现象的产生。

13、综上所述，该喷水工程设施科学合理、结构简单、低投入、高生态效益、社会效益乃至经济效益；达到了一水多用、一举多得的生态环保高标准。

14、由于该生态环保工程设施具有较强的现实针对性和实效性，实施后见效快，可达到立竿见影的生态环保效果。而作为一项永久性的城市基础设施，使用寿命可达四十年之久。

15、该生态环保工程设施的构想完全符合《城市生态环境学》和正在形成的新兴学科——《城市森林学》的基本原理，具有极强的科学性和现实必要性以及全面推广实施的可行性。

16、该工程设施因地制宜、因势利导，其巧妙地利用了城市高层楼房顶平台作为工程设施的高位置基座，并充分利用了高楼内部现有的给水系统，从而提高了城市基础设施的共享程度，资源和资金投入十分低微，而且施工便捷，具有极大的推广实施可行性。（该工程设施为一项宏大的城市基础设施改造工程）。

17、该工程设施的全面实施将改变了传统的城市环保模式中不合理的运行状态，达到了城市高楼与城市环保的充分协调和功能配制优化、完善。促进了科学的城市生态环保运行、调控系统的建立。从而为城市带来广泛的、意想不到的综合生态环保效益。使城市生态环境面貌快速地达到实质性、突破性的优化改观，拉动城市生态系统进入良性循环的轨道，将建设生态文明城市的蓝图变为现实，并将推动城市生态环境向高级阶段发展和跨跃。

18、高楼大厦是当今我国城市最明显的标志物，并且已逐渐成为城市建筑的主体，是我国城市化发展的产物，特别是其高度之高、密度之大前所未有；该生态环保工程设施正是选择了城市的制高点——高层楼房顶平台作为治理城市生态环境的最佳生态地理高位置，在此位置上实施城市高空喷水，为城市生态环境输入必要的外界物质能量，并能动地补充城市自然环境所不具备的功能。以此拉动城市整体空气质量、生态环境的显著提高。它的实施将完善城市功能，改善城市面貌，提升城市品位，为城市创造良好的居住环境、投资环境和旅游环境。该工程设施的出现是对落后的城市环保设施乃至传统的城市环保模式一次前所未有的变革，探索出了一条符合中国国情的城市生态化发展之路。

19、“城市是能源消耗的主要地方，温室气体释放量60%-80%是城市排放出来的，是城市助推了全球的温室效应，治理全球气候变暖的重点区域在城市。森林是巨大的碳汇，低碳城市建设呼唤着城市森林,因为城市森林可以直接吸收城市中释放的碳。”（参见李世东、尹忠东编著《绿色世博与城市森林》第99页）因为城市的树木离汽车最近，是汽车尾气最直接的天然消费者。而“水”是植物生命活动的必不可少的物质，“高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳、生态环保工程设施”的宗旨和独到之处正在于此。它的全面实施为森林走进城市，为城市树木枝繁叶茂、树冠庞大奠定了坚实的基础。开拓性地构建起城市水网与林网的巧妙结合，极大程度地扩大城市树木覆盖面积，从而将城市的树木作为低碳城市建设的“绿色基础设施”从而将使城市的树木能够近距离、高浓度、大能量的吸收汽车尾气，吸收城市中释放的碳，以此来大量消减城市的温室气体。该生态环保工程设施的实施是对“缓解全球气候变暖重大课题”的一个尝试、一个切入点。

20、“高楼顶平台自动化喷水、除尘、吸碳生态环保工程设施”是破解城市大气中PM2.5超标，根治街道扬尘，消减汽车尾气，改善城市生态环境的最佳切入点。是一套具有突破性，能立竿见影、快速治理城市空气污染的良策妙招。它以简单的方式和低廉的工程造价，解决了诸多庞大而复杂的、长期无法解决的城市生态环境问题。它能动地补充了城市自然环境所不具备的功能，奇迹般地为城市产生出十分广泛而宏大的生态环保效益和社会效益以及经济效益。

关于耗水问题的重点提示：环境因中心事物不同而不同，随中心事物变化而变化(一系列的变化，甚至是量变转化为质变)。该喷水系统工程表面看耗水量十分巨大，但实际情况是：由于其一水多用、一举多得、总揽全局，科学巧妙的用水方式和十分广泛而宏大的多功能性，几乎达到了“水”利用的最高价值。全面实施后，城市大、小各街道和社区、院落的道路、地面从此无扬尘，城市整体空气质量显著提高，由此城市庞大的人口基数（受益群体）所带来的方方面面、十分广泛而巨大的节水量远远的超过喷水工程耗水量，反倒为城市带来了巨大的节水效应。具体原因如下：

1、该工程设施的全面实施，由此将相应地取消绿化部门给街道旁树木浇水和住宅社区、单位院落内的绿化浇灌等几方面的耗水量，特别是相应取消洒水车日常喷洒街道路面这方面巨大耗水量；

2、城市空气中粉尘明显减少，街道扬尘基本消除，广大居民日常出行空气洁净，洗漱、洗澡、洗衣明显减少；同时公交车、出租车、私家车洗车的次数大幅减少，由此整个城市十分庞大的人口基数和车辆基数所带来的节水效应十分宏大；

3、根据社会调查：城市居民家庭耗水量中,厨房饮食类(包括：洗菜、洗锅碗、做饭、饮用)约占25%左右，而卫生清洁、洗漱类(包括：洗漱、洗澡、洗衣、洗被单和拖地板等家庭卫生清洁用水)约占75%左右。显而易见，家庭卫生清洁、洗漱类耗水量为城市耗水量的主体。城市空气质量显著提高，灰尘入室量随之明显减少，将大大地减少此类耗水量，由此庞大的城市家庭基数将会带来宏大的节水量；

4.就该喷水工程设施的耗水量构成要素分析而言，凌晨时间段喷水作业时城市空气较大的湿度和路面湿度以及较低的气温；这些因素的汇集极大地减少了喷水的蒸发性损耗，最大限度地提高了水的利用率和喷水效率。几乎达到了水利用的最高价值。

重点提示：在上述巨大节水效应形成的同时，避免了大量化学洗涤用品的使用，因此上述巨大节水量又相应的等同于城市污水减排量，从而开辟出直接减少城市污水生成量的新途径，其生态环保价值十分重大。

该环保工程设施的全面实施，将打破传统的、粗放式的城市用水老模式，将引领城市走进科学合理的用水新模式。

附图说明

附图为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。

图中各数字标号的名称分别是：1－高楼顶平台，2－(高楼顶层)用水间，3－公用给水立管，4－续接式引水管，5－止回阀，6－电磁阀，7－串联式小型水箱组，8－浮球水位控制器，9－水泵，10－压力水输出管，11－大型除尘旋转喷头，12－可编程控制柜，13－排风管道。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型内容做进一步说明，但本实用新型的实际制作结构并不仅限于下述的实施例。

参见附图，本实用新型所述的高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施由作为工程设施的高位置基座的高楼顶平台和设置在高楼顶层用水间和高楼顶平台上的集水系统与喷水系统组成。集水系统包括多条续接式引水管4、多个设置在各续接式引水管路中的止回阀5和电磁阀6，设置在高楼顶平台上的串联式小型水箱组7，以及设置在串联式小型水箱7中的一个小型水箱内上部的浮球水位控制器8。多条续接式引水管4的输入端分别与高楼顶层多户多个用水间(卫生间、厨房间、阳台等)2的公用给水立管3顶端连接，多条续接式引水管4的输出端则分别与串联式小型水箱7上方的进水口连接。喷水系统由设置在楼顶平台上的水泵9、压力水输出管10、大型除尘旋转喷头11以及可编程控制柜12组成。用于实施高空喷水的大型除尘旋转喷头11设置在高楼顶平台1上的制高点处，水泵9的进水口与串联式小型水箱组7内各小型水箱的下出水口连接，水泵的出水口与压力水输出管10的始端连接，而压力水输出管11的末端与大型除尘旋转喷头11的进水口连接，由可编程控制柜12按预先设置的时间段控制水泵9的启停(而该水泵9的启停也是高楼顶平台喷水工程设施的总启停)，以此来完成高楼顶平台喷水作业。

实际应用中，相关部门根据具体情况来设定、排序不同的喷水程序。当可编程控制柜10控制水泵8开启后，串联式小型水箱组7中的水通过水泵9加压后经压力水输出管10输给设置在高楼顶平台1上的大型除尘旋转喷头11来实施远距离、细密度、大覆盖面的城市高空喷水；此时，串联式小型水箱组7中的水位快速下降，而同时，串联式小型水箱组7中的一个水箱内上部所设置的浮球水位控制器8控制多条续接式引水管路中的各电磁阀5同时开启，从而使高楼顶层多户多个用水间的公用给水立管3中的水经续接式引水管4升至楼顶平台串联式小型水箱组7中，及时地为其补充水源，以此方式自动程序化地保持串联式小型水箱组7的高水位，为大型除尘旋转喷头11提供必需的水量和流量，从而自动程序化地完成高楼顶平台喷水即城市高空喷水。当所设定的喷水时间到后，可编程控制柜12驱使水泵9关闭，本时段喷水作业程序结束。

在以上述技术方案具体实施中，从高层楼房顶层的给水立管3顶端所续接的多条小流量引水管4可选择性的采取以下几种方式进入高楼顶平台1上与串联式小型水箱组7连接：

1、在顶平台楼板上开孔，使续接式引水管4直接经开孔向上穿过顶平台楼板进入高楼顶平台1上后接至高楼顶平台1上的串联式小型水箱组7的上进水口；

2、采用小直径的铝塑管作续接式引水管4，以弯曲、迂回的方式通过卫生间的排风管道13进入高楼顶平台1上后接至高楼顶平台1上的串联式小型水箱组7的上进水口(小直径的铝塑管从顶层卫生间的上方进入排风管道后，仅仅经过1米距离就伸出排风管道13上出口，由于管径较细，阻力较小，所经过的距离又很短，不会影响排风管道13的功能发挥)；

3、在高楼顶层靠近楼体外墙，设置有给水立管的用水间2内向楼体外打孔(并刻意地将孔钻成如附图所示的室内高、外面低的斜孔，以避免雨水渗入)，采用小直径的铝塑管作续接式引水管4，以弯曲、迂回的方式，使续接式引水管4穿过楼体外墙上所钻的斜孔伸出楼体外，其后进入高楼顶平台1上与串联式小型水箱组7的上进水口连接。

在以上所述的工程设施，对于高楼顶平台1上增设的相关设施和管道均须作保温防冻处理和防渗漏处理。

Claims (5)

1.一种高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施，包括作为工程设施的高位置基座的高楼顶平台(1)和设置在高楼顶层用水间(2)及高楼顶平台(1)上并通过管道连接的集水系统和喷水系统，其特征在于：

集水系统由多条续接式引水管(4)、多个止回阀(5)和电磁阀(6)、一组串联式小型水箱组(7)和一个用于控制多个电磁阀(6)启闭的浮球水位控制器(8)组成，多条续接式引水管(4)的输入端分别与高楼顶层多户多个用水间(2)的公用给水立管(3)顶端连接，各续接式引水管(4)的输出端均接至串联式小型水箱组(7)的上进水口，止回阀(5)和电磁阀(6)设置在各引水管路中，浮球水位控制器(8)设置在串联式小型水箱组(7)中的一个小型水箱内上部；

喷水系统由水泵(9)、压力水输出管(10)、大型除尘旋转喷头(11)和可编程控制柜(12)组成，大型除尘旋转喷头(11)设置在高楼顶平台(1)上的制高点处，水泵(9)的进水口与串联式小型水箱组(7)的下出水口连接，水泵(9)的出水口与压力水输出管(10)的始端连接，压力水输出管(10)的末端与大型除尘旋转喷头(11)的进水口连接，由可编程控制柜(12)控制水泵(9)的启闭。

2.根据权利要求1所述的高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施，其特征在于：多条续接式引水管(4)的输入端与高楼顶层多户多个用水间(2)的公用给水立管(3)顶端连接，输出端直接向上穿过顶平台楼板后接至高楼顶平台(1)上的串联式小型水箱组(7)的上进水口。

3.根据权利要求1所述的高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施，其特征在于：多条续接式引水管(4)采用铝塑管，其输入端与高楼顶层多户多个用水间(2)的公用给水立管(3)顶端连接，输出端以弯曲、迂回方式通过排风管道(13)后进入高楼顶平台(1)，进而接至串联式小型水箱组(7)的上进水口。

4.根据权利要求1所述的高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施，其特征在于：多条续接式引水管(4)采用铝塑管，其输入端与高楼顶层多户多个用水间(2)的公用给水立管(3)顶端连接，输出端以弯曲、迂回方式穿过楼体外墙上所钻的向下的斜孔后进入高楼顶平台(1)，进而接至串联式小型水箱组(7)的上进水口。

5.根据权利要求1所述的高楼顶平台自动化喷水除尘、吸碳生态环保工程设施，其特征在于：大型除尘旋转喷头(11)设置在高楼顶平台(1)上包括天台、露台在内的凸出建筑体上。

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