CN218091667U - 一种采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，涉及海绵城市生物滞留设施技术领域，包括介质土层，介质土层上覆有植被层，介质土层下覆有生态多孔纤维棉蓄水层，楼顶一侧设有溢流系统。本实用新型首先通过溢流系统将径流雨水及时排出绿色屋顶，同时利用密度低的生态多孔纤维棉代替了传统密度较高的碎石层，减轻了绿色屋顶的自重，保证了绿色屋顶的结构安全；利用生态多孔纤维棉可以保证植物种植用水量的同时，避免底部积水，有利于渗漏损害的预防；采用生态纤维棉较碎石等材料施工更加方便，减轻对已建成区居民影响；植被层提高小区绿化率，就地消纳雨水，减小海绵城市建设的末端治理压力。

Description

一种采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶

技术领域

本实用新型涉及海绵城市生物滞留设施技术领域，尤其是涉及一种采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶。

背景技术

随着城市化进程的不断加快，由雨水引发的城市内涝、水质恶化等问题日益突出。基于此问题，海绵城市建设技术通过多种多样的实施措施最大程度地保护开发水文机制，减少负面环境影响。海绵城市就是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。海绵城市实施措施多种多样，其中生物滞留设施能通过蒸发和下渗对城市雨水径流发挥滞蓄作用，有效地减少面源总量和径流峰值流量，推迟峰值流量形成时间，补充地下水，改善水环境，促进城市水循环。

海绵城市在实施过程中，内容涵盖建筑与小区、道路与管网、广场与公园等多个方面，下垫面种类也是类型众多，包含道路、屋顶、绿地、水面等，其中在城市建成区屋顶占了下垫面相当大的一部分，进行屋顶的“海绵化”建设可以有效提高所在地块的“海绵率”。

在已建成房屋的屋顶进行的主要手段为“绿色屋顶”，然而绿色屋顶在已经成房屋屋顶的建设，势必会因其自身重量增加原有屋顶的负荷，同时还有因植物种植用水带来屋顶渗漏风险。因而，采用绿色屋顶措施对屋面径流雨水的消纳及净化，同建筑屋面的承载能力及防渗能力的矛盾便会凸显。

生态多孔纤维棉由管径微米级的毛细管组成，密度较低，相当于是一个由若干细小的微管交错纵横在一起，具有毛细力，当其接触液体时，会伴随有毛细现象发生。由于干涸土壤本身的密度以及毛细力大于多孔纤维棉的毛细力，所以在两者同时接触水分时，两者同时开始吸水，且速率几乎相当，最终达到含水率一致的动态平衡。当土壤先接触水分，产品后接触饱和的土壤时，土壤中多余的水分会逐步释放进入多孔纤维棉，从而达到含水量的动态平衡；当两者同时在自然条件下损失水分时，由于土壤的毛细力大于多孔纤维棉的毛细力，土壤会不断吸收多孔纤维棉的水分，以达到含水量平衡；产品通过这样微观的自然作用来达到吸水、保水、排水等功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，能够及时消纳径流雨水，避免建筑屋顶承重过高导致渗漏，且同时能够利用渗流雨水实现雨水资源充分利用；

本实用新型提供一种采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，包括介质土层，所述介质土层上覆有植被层，所述介质土层下覆有生态多孔纤维棉蓄水层，楼顶一侧设有溢流系统。

进一步的，所述植被层于所述介质土层之间还覆有覆盖层。

进一步的，所述覆盖层包括用渔网包裹的树皮和卵石。

进一步的，所述介质土层与所述生态多孔纤维棉蓄水层间还覆有透水过滤层。

进一步的，所述透水过滤层为透水土工布。

进一步的，所述生态多孔纤维棉蓄水层的底面和侧面均覆有防渗层。

进一步的，所述防渗层为防水土工布。

进一步的，所述植被层包括种植物。

进一步的，所述介质土层包括海绵介质土。

进一步的，所述溢流系统包括通气帽和溢流管，所述通气帽位于所述溢流管顶端并高于所述植被层，所述溢流管底部向下并入排水管网。

本实用新型的有益效果在于：

1.首先通过溢流系统将径流雨水及时排出绿色屋顶，避免积水过多增加绿色屋顶自重，同时利用密度低的生态多孔纤维棉代替了传统密度较高的碎石层，进一步减轻了绿色屋顶的自重，从而保证了绿色屋顶的结构安全；

2.利用生态多孔纤维棉吸水饱和率高的优点，可以保证植物种植用水量的同时，避免底部积水，有利于渗漏损害的预防；

3.采用生态纤维棉较碎石等材料施工更加方便，便于设置，可以加快施工速度，减轻对已建成区居民影响；

4.植被层提高小区绿化率，改善人居环境，就地消纳雨水，从而提高年径流总量控制率，增强源头控制效益，减小海绵城市建设的末端治理压力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

附图标记说明：

1-植被层；2-覆盖层；3-介质土层；4-透水过滤层；5-生态蓄水层；6-防渗层；7-溢流系统；71-通气帽；72-溢流管。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实用新型提供一种采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，包括介质土层3，所述介质土层3上覆有植被层1，所述介质土层3下覆有生态多孔纤维棉蓄水层，楼顶一侧设有溢流系统7。

具体的，介质土层3主要用于为植被层1提供生长基础，植被层1生长在介质土层3上，由介质土层3供水分和养料，生态多孔纤维棉蓄水层和介质土层3之间进行动态水平衡交换。在下雨时，雨水渗过介质土层3渗入生态多孔纤维棉蓄水层中被存储，城市中许多绿色屋顶同时起作用，可以有效吸收雨水量，减轻洪涝风险；在不下雨时，生态多孔纤维棉蓄水层不断将储存的雨水通过动态平衡送往介质土层3，即可为植被层1提供水分。其中，生态多孔纤维棉蓄水层主要由生态多孔纤维棉组成，例如中国-团体标准T/CBMCA 006-2018，为现有产品，不再赘述其结构。

实施例2

所述植被层1于所述介质土层3之间还覆有覆盖层2。所述覆盖层2包括用渔网包裹的树皮和卵石。

具体的，树皮和卵石可以减缓下大雨时径流/渗流对绿色屋顶的过度冲刷，具体如对介质土层3冲刷导致土壤丧失，对植被层1冲刷导致植物根系断裂等；另外，树皮还可以缓慢分解到介质土层3内作为植被层1的养料。树皮具体可以选择松树皮，厚度30mm，卵石粒径范围30-50mm，二者用渔网包括，防止被雨水冲走，提高覆盖层2的有效使用寿命。

实施例3

所述介质土层3与所述生态多孔纤维棉蓄水层间还覆有透水过滤层4。所述透水过滤层4为透水土工布。

具体的，透水过滤层4用于防止介质土层3中的微颗粒(如土壤颗粒)进入生态多孔纤维棉蓄水层中造成堵塞，导致生态多孔纤维棉蓄水层的蓄水能力丧失，以及介质土层3的土力流失。透水土工布又被称作土工织物，为现有产品，不再赘述其结构，它是由合成纤维(涤纶、丙纶)等通过针刺或编织而成的透气透水性土工合成材料，在土木工程中，当水由细料土层流入粗料土层时，利用透水土工布良好的透气性和透水性，使水流通过，而有效地截流土颗粒，细沙、小石料等，以保持水土工程的稳定。透水土工布还具有良好的导水性能，它可以土体内部形成排水通道，将土体结构内多余液体和气体外排。

实施例4

所述生态多孔纤维棉蓄水层的底面和侧面均覆有防渗层6。所述防渗层6为防水土工布。

具体的，为了避免生态多孔纤维棉蓄水层内的蓄水从屋顶渗漏，在生态多孔纤维棉蓄水层的底面和侧面均覆盖防渗层6，且侧面的防渗层6向上延伸至溢流系统7上方，以避免未及时溢流的雨水积水从屋顶侧面渗入，损害屋体结构。防水土工布是现有产品，不再赘述其结构，如GB/T(17643-1998)，指以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的土工防渗材料，增强建筑结构的稳定性，改善土体质量。

实施例5

所述植被层1包括种植物。所述介质土层3包括海绵介质土。

具体的，种植物应为耐盐、耐淹、耐污，生命力较强的矮生草本植物，优选本土植物，较容易存活，且不会有生态污染的风险。海绵介质土组成成分有原土、河砂、椰糠、火山岩混合而成，具有良好的渗透性的同时，具有良好的净化效果，这种海绵介质土在多种专利技术和现有产品中均有记载，不再赘述。

实施例6

所述溢流系统7包括通气帽71和溢流管72，所述通气帽71位于所述溢流管72顶端并高于所述植被层1，所述溢流管72底部向下并入排水管网。

具体的，通气帽71进水口可高于种植面150mm设置，用于下雨结束后植被层1仍储存有部分水量，这部分水量较少不会影响屋顶承重，又保留了生态蓄水层5中储存水量的使用，通气帽71上有阻挡结构，用于防止大体积杂物进入进水口以堵塞溢流管72，溢流管72的顶端于通气帽71链接，管体依次穿过植被层1、覆盖层2、介质土层3、透水过滤层4、生态蓄水层5，并向屋顶侧墙体外伸出并入排水管网内。

本系统在工作过程中：

雨水初期或雨水较小时，径流雨水汇流速度小于下渗速度，径流雨水进入绿色屋顶装置内部，并经渔网包裹的卵石消能防止过度冲刷，雨水经覆盖物层初步滞留后，经介质土层3及生态蓄水池逐级下渗，全部就地消纳、滞蓄。

雨水后期或雨水较大时，径流雨水汇流速度大于下渗速度，径流雨水进入绿色屋顶装置内部，并经渔网包裹的卵石消能防止过度冲刷，此时雨水不能及时全部下渗。超标雨水经过通气帽71拦截树叶、垃圾等杂物后，通过溢流口进入溢流管72，直接排入市政管网。下渗的雨水被生态蓄水层5的生态多孔纤维棉充分吸收，待雨停之后，逐渐向外渗透，与介质土层3达到水量平衡，供植物生长使用。

本系统可充分发挥“渗、滞、蓄、净、用、排”的海绵技术理念，实现良性水文循环，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力，长效维持海绵功能。通过采用介质土层3与生态蓄水层5的合理搭配，相比于普通原土扩大了渗水通道，极大提高了渗水速率；通过设置溢流口形成高150mm的滞蓄空间，同时覆盖物层、介质土层3、生态蓄水层5均可滞蓄雨水，达到削减洪峰流量的作用；通过介质土自身净化功能、植物的降解作用、覆盖物作为碳源的反硝化作用，生态多孔纤维棉的吸附等作用，降低径流雨水中SS、TN、TP、COD、BOD含量，达到净化径流雨水作用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，其特征在于，包括介质土层，所述介质土层上覆有植被层，所述介质土层下覆有生态多孔纤维棉蓄水层，楼顶一侧设有溢流系统。

2.根据权利要求1所述的采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，其特征在于，所述植被层于所述介质土层之间还覆有覆盖层。

3.根据权利要求2所述的采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，其特征在于，所述覆盖层包括用渔网包裹的树皮和卵石。

4.根据权利要求1所述的采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，其特征在于，所述介质土层与所述生态多孔纤维棉蓄水层间还覆有透水过滤层。

5.根据权利要求4所述的采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，其特征在于，所述透水过滤层为透水土工布。

6.根据权利要求1所述的采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，其特征在于，所述生态多孔纤维棉蓄水层的底面和侧面均覆有防渗层。

7.根据权利要求6所述的采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，其特征在于，所述防渗层为防水土工布。

8.根据权利要求1所述的采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，其特征在于，所述植被层包括种植物。

9.根据权利要求1所述的采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，其特征在于，所述介质土层包括海绵介质土。

10.根据权利要求1所述的采用生态多孔纤维棉蓄排水的绿色屋顶，其特征在于，所述溢流系统包括通气帽和溢流管，所述通气帽位于所述溢流管顶端并高于所述植被层，所述溢流管底部向下并入排水管网。

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