一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构及其施工方法技术

本发明专利技术提供一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构及其施工方法，发明专利技术通过借鉴沙漠光伏发电与沙地绿化共存的原理，利用屋顶设置光伏发电装置进行发电的同时，充分利用屋顶剩余空间开展屋顶绿化；发明专利技术提供多种屋顶绿化结构形式，同时考虑了穿刺防水、排水、防风、屋顶径流水质净化、便于维护、固废利用等多个问题，在获得绿色电能的同时，获得了减缓空气和固废污染、噪音超标、城市内涝、热岛效应等技术效果。热岛效应等技术效果。热岛效应等技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构及其施工方法


[0001]本专利技术涉及绿色生态城市,节能环保
,具体涉及一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]快速城市化带来一系列城市环境问题。最突出的是绿地减少，不透水的硬化下垫面逐年增多，由此导致了严重城市环境问题：空气污染、噪音超标、城市内涝、热岛效应等。城市混凝土森林的单调丑陋景观也给人们健康带来不利影响。为了减缓这个不利趋势和改善城市环境，利用城市闲置的建筑屋顶开展绿化势在必行。
[0003]同时，城市屋顶也是可以用作太阳能光伏发电的重要场所。架立式的光伏发电装置下，占有很少的屋顶面积，其下完全可以同时进行屋顶绿化。大量沙漠光伏发电实践证明，光伏发电装置下方沙地上的植物有更好的水热条件，生长更茂盛。原因是沙漠阳光过于强烈，蒸发量远高于降雨量，光伏发电装置的存在可以遮挡一部分阳光和减少蒸发量。同理，城市屋顶也具备阳光强烈、无遮阴，风速大，蒸发量大的特点，对于植物生长其环境并不友好，也需要类似的遮挡改善。因此，在屋顶上安装架立式光伏发电装置，并在其下开展屋顶绿化，能在发电的同时，获得更高质量的绿化，实现高效利用屋顶资源。如何在屋顶上实现这个光伏发电和屋顶绿化兼顾的目的，需要提出新的技术方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构及其施工方法，既能利用太阳能发电，又能满足屋顶种植绿色植物，大大提高了空间的利用率，同时也能在大风时，起到一定的防风作用。
[0005]本专利技术采取的方案是:一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构，屋顶作为光伏发电装置与植物种植绿化的场地，在屋顶面层设置种植区及步道，种植区与步道相间布置；光伏发电装置通过光伏立柱架设在种植区上空；光伏立柱下部通过固定螺栓固定在地脚垫块上，地脚垫块通过地脚螺栓连接在结构层上，光伏立柱自下而上依次穿过屋面保温层、防水层、面层；光伏立柱刺穿防水层处设置防水套，防水套由防水套筒与防水套下扇面构成；光伏立柱中部设置孔洞，弹簧卡珠位于光伏立柱上部，光伏支架连接在光伏立柱顶端，光伏板通过卡扣与光伏支架连接；花盆置于种植区内，花盆分为上下两个部分，植物基质置于花盆上部容器内，底部为隔水托盘，通过榫卯结构与下部容器拼接，下部容器底部设置保湿毯；在种植区四周设置防风网，防风网架设于光伏立柱下部；步道为架空结构，通过垫块搁置于面层上，垫块底部设置排水孔。
[0006]一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构，屋顶作为光伏发电装置与植物种植绿化的场地，在屋顶面层设置种植区及步道，种植区与步道相间布置；光伏发电装置通过光伏立柱架设在种植区上空；光伏立柱下部通过固定螺栓固定在地脚垫块上，地脚垫块通过地脚螺栓连接在结构层上，光伏立柱自下而上依次穿过屋面保温层、防水层、面层；光伏立柱刺穿
防水层处设置防水套，防水套由防水套筒与防水套下扇面构成；光伏立柱中部设置孔洞，弹簧卡珠位于光伏立柱上部，光伏支架连接在光伏立柱顶端，光伏板通过卡扣与光伏支架连接；种植区上设置排蓄层，排蓄层四周设置围挡，排蓄层上设置过滤层，种植层设置在过滤层上，草坪置于种植层上；在种植区四周设置防风网，防风网架设于光伏立柱下部；步道为架空结构，通过垫块搁置于面层上，垫块底部设置排水孔。
[0007]优选地，所述花盆材料为泡沫玻璃。
[0008]优选地，所用植物基质各成分体积份数分别为：70％黑臭海泥或河湖淤泥烧制的超轻陶粒、25％种植土、5％硅藻土；另外每立方米植物基质还施加4kg复合肥。
[0009]优选地，所述花盆下部容器底部设置有含有玉米秸秆热裂解成的生物质碳的保湿毯，下部容器底部设置若干透水孔。
[0010]优选地，所述的防风网的材料为高密度聚乙烯或高密度聚丙烯。
[0011]优选地，所述光伏立柱内部中空，为空心圆筒状，光伏立柱能伸缩调节，通过光伏立柱中部预留孔洞及光伏立柱上部的弹簧卡珠结合进行限位固定，手动按压弹簧卡珠的同时提升或降低光伏立柱上部，使得光伏立柱上下移动。
[0012]本专利技术公开一种上述兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构的施工方法，它包括以下步骤：
[0013]用于新建房屋屋顶的施工步骤：
[0014]1)在苗圃基地配置植物基质后，装入花盆上部容器内并种植植物，待用；
[0015]2)在浇筑屋面结构层时，将地脚垫块通过地脚螺栓设置在结构层上，在地脚垫块上预留固定光伏立柱的螺栓孔；
[0016]3)将光伏立柱通过固定螺栓固定在地脚垫块上，光伏立柱通过光伏立柱上孔洞及弹簧卡珠进行高度调节，将防水套套在光伏立柱上；
[0017]4)在结构层上做保温层、防水层，将防水套下扇面与防水层表面用防渗胶泥粘接，防水套筒与光伏立柱之间用防渗胶泥粘接，防止光伏立柱刺穿防水层处渗水，最后施工面层；
[0018]5)将光伏支架连接在光伏立柱顶端；
[0019]6)将光伏板满铺在光伏支架上且通过卡扣固定；
[0020]7)将带有保湿毯的花盆下部放置在面层上的种植区内；
[0021]8)将在苗圃基地种植好植物，且带有隔水托盘的花盆上部通过榫卯结构与花盆下部连接；
[0022]9)在种植区外铺设步道，步道为架空结构，通过垫块搁置于面层上，垫块底部设置排水孔；
[0023]10)在种植区四周设置防风网，防风网架设在光伏立柱下部，形成半封闭结构；
[0024]用于旧房屋顶的施工步骤：
[0025]1)在苗圃基地配制植物基质后，装入花盆上部容器内并种植植物，待用；
[0026]2)将原有的保温层、防水层、面层铲除；
[0027]3)将地脚垫块通过地脚螺栓固定在结构层上，在地脚垫块上预留固定光伏立柱的螺栓孔；
[0028]4)将光伏立柱通过固定螺栓固定在地脚垫块上，光伏立柱通过光伏立柱上孔洞及
弹簧卡珠进行高度调节，将防水套套在光伏立柱上；
[0029]5)在结构层上做保温层、防水层，将防水套下扇面与防水层表面用防渗胶泥粘接，防水套筒与光伏立柱之间用防渗胶泥粘接，防止光伏立柱刺穿防水层处渗水，最后施工面层；
[0030]6)将光伏支架连接在光伏立柱顶端；
[0031]7)将光伏板满铺在光伏支架上且通过卡扣固定；
[0032]8)将带有保湿毯的花盆下部放置在面层上的种植区内；
[0033]9)将在苗圃基地种植好植物，且带有隔水托盘的花盆上部通过榫卯结构与花盆下部连接；
[0034]10)在种植区外铺设步道，步道为架空结构，通过垫块搁置于面层上，垫块底部设置排水孔；
[0035]11)在种植区四周设置防风网，防风网架设在光伏立柱下部，形成半封闭结构。
[0036]本专利技术还公开另一种上述兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构的施工方法，它包括以下步骤：用于新建房屋屋顶的施工步骤：
[0037]1)在浇筑屋面结构层时，将地脚垫块通过地脚螺栓设置在结构层上，在地脚垫块上预留固定光伏立柱的螺栓孔；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构，其特征在于：屋顶作为光伏发电装置与植物种植绿化的场地，在屋顶面层（19）设置种植区（15）及步道（13），种植区（15）与步道（13）相间布置；光伏发电装置通过光伏立柱（3）架设在种植区（15）上空；光伏立柱（3）下部通过固定螺栓（2）固定在地脚垫块（1）上，地脚垫块（1）通过地脚螺栓（26）连接在结构层（16）上，光伏立柱（3）自下而上依次穿过屋面保温层（17）、防水层（18）、面层（19）；光伏立柱（3）刺穿防水层（18）处设置防水套，防水套由防水套筒（20）与防水套下扇面（21）构成；光伏立柱（3）中部设置孔洞（27），弹簧卡珠（14）位于光伏立柱（3）上部，光伏支架（4）连接在光伏立柱（3）顶端，光伏板（6）通过卡扣（5）与光伏支架（4）连接；花盆（8）置于种植区（15）内，花盆（8）分为上下两个部分，植物基质（7）置于花盆（8）上部容器内，底部为隔水托盘（9），通过榫卯结构（11）与下部容器拼接，下部容器底部设置保湿毯（10）；在种植区（15）四周设置防风网（12），防风网（12）架设于光伏立柱（3）下部；步道（13）为架空结构，通过垫块（24）搁置于面层（19）上，垫块（24）底部设置排水孔（28）。2.一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构，其特征在于：屋顶作为光伏发电装置与植物种植绿化的场地，在屋顶面层（19）设置种植区（15）及步道（13），种植区（15）与步道（13）相间布置；光伏发电装置通过光伏立柱（3）架设在种植区（15）上空；光伏立柱（3）下部通过固定螺栓（2）固定在地脚垫块（1）上，地脚垫块（1）通过地脚螺栓（26）连接在结构层（16）上，光伏立柱（3）自下而上依次穿过屋面保温层（17）、防水层（18）、面层（19）；光伏立柱（3）刺穿防水层（18）处设置防水套，防水套由防水套筒（20）与防水套下扇面（21）构成；光伏立柱（3）中部设置孔洞（27），弹簧卡珠（14）位于光伏立柱（3）上部，光伏支架（4）连接在光伏立柱（3）顶端，光伏板（6）通过卡扣（5）与光伏支架（4）连接；种植区（15）上设置排蓄层（22），排蓄层（22）四周设置围挡（25），排蓄层（22）上设置过滤层（23），种植层（29）设置在过滤层（23）上，草坪置于种植层（29）上；在种植区（15）四周设置防风网（12），防风网（12）架设于光伏立柱（3）下部；步道（13）为架空结构，通过垫块（24）搁置于面层（19）上，垫块（24）底部设置排水孔（28）。3.根据权利要求1所述的一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构，其特征在于：所述花盆（8）材料为泡沫玻璃。4.根据权利要求1任一项所述的一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构，其特征在于：所用植物基质（7）各成分体积份数分别为：70%黑臭海泥或河湖淤泥烧制的超轻陶粒、25%种植土、5%硅藻土；另外每立方米植物基质（7）还施加4kg复合肥。5.权利要求1所述的一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构，其特征在于：所述花盆（8）下部容器底部设置有含有玉米秸秆热裂解成的生物质碳的保湿毯（10），下部容器底部设置若干透水孔。6.根据权利要求1
‑
2任一项所述的一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构，其特征在于：所述的防风网（12）的材料为高密度聚乙烯或高密度聚丙烯。7.根据权利要求1
‑
2任一项所述的一种兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构，其特征在于：所述光伏立柱（3）内部中空，为空心圆筒状，光伏立柱（3）能伸缩调节，通过光伏立柱（3）中部预留孔洞（27）及光伏立柱（3）上部的弹簧卡珠（14）结合进行限位固定，手动按压弹簧卡珠（14）的同时提升或降低光伏立柱（3）上部，使得光伏立柱（3）上下移动。8.一种权利要求1、3
‑
7任一项所述兼顾绿化和光伏发电的屋顶结构的施工方法，其特
征在于：它包括以下步骤：用于新建房屋屋顶的施工步骤：在苗圃基地配置植物基质（7）后，装入花盆（8）上部容器内并种植植物，待用；在浇筑屋面结构层（16）时，将地脚垫块（1）通过地脚螺栓（26）设置在结构层（16）上，在地脚垫块（1）上预留固定光伏立柱（3）的螺栓孔；将光伏立柱（3）通过固定螺栓（2）固定在地脚垫块（1）上，光伏立柱（3）通过光伏立柱（3）上孔洞（27）及弹簧卡珠（14）进行高度调节，将防水套套在光伏立柱（3）上；在结构层（16）上做保温层（17）、防水层（18），将防水套下扇面（21）与防水层（18）表面用防渗胶泥粘接，防水套筒（20）与光伏立柱（3）之间用防渗胶泥粘接，防止光伏立柱（3）刺穿防水层（18）处渗水，最后施工面层（19...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶建军，冯江鑫，刘瑞芬，陈昊楠，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：