一种建筑生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统技术方案

本实用新型专利技术是一种建筑生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统。包括有储水系统、雨水收集系统、种植模块系统、无动力智能灌溉系统，其中储水系统包括有两个储水箱、连通管，两个储水箱装设在屋面上，储水箱的底部设有连通孔，雨水收集系统包括有雨水收集板和支架，雨水收集板固定在支架上，支架固定在屋面上，种植模块系统包括有植被层、种植土壤层、过滤层、蓄排水层、阻根层、屋面结构层和种植层支撑板；灌溉系统包括有供水管、滴灌管、滴管喷头、湿度传感器、控制阀门和控制模块，本实用新型专利技术节约了水资源，实现了建筑屋面雨水的有效循环利用，且本实用新型专利技术不需要人的参与，节省了人力，体现了智能灌溉的特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种建筑生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统，属于建筑生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统的改造技术。
技术介绍
建筑屋面绿化是绿地向空间的发展，也是节约土地、、开拓城市空间的有效办法。建筑屋面绿化具有良好的隔热节能效应和生态环境效应，其优点主要如下：（1）隔热节能效应：通过减少由建筑屋面传入顶层房间的热量，降低建筑能耗，改善建筑热湿环境；（2）保护屋面：通过绿化屋面的隔热作用降低屋面因热应力破坏作用，保护建筑屋面构造层和防水层；（3）雨水蓄积利用（节水）效应：通过绿化屋面构造层蓄积并利用雨水，节约建筑绿化用水；（4）降低城市洪灾效应：通过屋面绿化层延缓雨水向地面的汇流时间，降低城市道路洪水强度，减小城市排水系统的泄洪压力及洪灾危险；（5）生态环境效应：可增大城市绿化面积，吸收CO2等温室气体，改善城市及建筑室外热湿环境，降低城市热岛效应。除此之外，建筑生态绿化屋面还具有降低城市大气灰尘浓度、吸收城市噪音及其它有害气体等作用。因此，在节能减排日益受到重视的现代城市生活中，建筑生态绿化屋面越来越受到人们的关注。现有的建筑屋面雨水蓄积及循环利用模式主要包括以下三种：（1）汇集于地面的利用模式，即直接将建筑屋面汇集的雨水通过雨落管汇集到地面雨水井中，通过雨水井排向雨水蓄积池中实现其循环利用（见图2）；（2）屋面直接蓄积利用模式，即直接在建筑屋面砌筑蓄水池，蓄积雨水并形成蓄水屋面，多余的雨水通过排水孔排至挑檐，再通过排水管汇集于地面雨水井中（见图3）；（3）种植屋面的蓄积利用模式，即在绿化屋面的排水层中设置蓄水槽蓄积雨水，并将其应用于植被的生长，同时通过蒸发冷却作用实现屋面隔热降温（图4）。以上三种屋面雨水的蓄积利用模式均存在一定的局限性，主要表现在：第一种利用模式存在的缺点如下：（1）建筑屋面雨水直接汇集到地面，屋面本身利用雨水的可能性降低，雨水利用率较低；（2）增大了地面排水系统的雨水汇集流量，不利于延缓雨水汇集时间和降低城市洪灾风险；（3）雨水汇集于地面，增大了雨水被地面污染的机率，增大了雨水净化处理系统的容量和负荷。第二种利用模式虽然克服了第一种利用模式的一些缺点，但也存在一定的局限性：（1）屋面雨水蓄积量较小；（2）由于蓄水池为敞开式，雨水蓄积利用率受环境影响大，雨水蒸发损耗大，不利用雨水的长时间存储；（3）单纯敞开式浅层蓄水屋面的隔热性能不好；（4）屋面雨水的利用功能单一。第三种利用模式存在的局限性如下：（1）蓄积利用率仍然较低，对于降雨时间间隔较长的地区，其适用性较差，需要补充外来水源；（2）雨水通过种植土壤层的毛细管作用和植物的根系输送给植物，水的输送能力较低；（3）大部分雨水会通过排水管排到地面，仅有少部分雨水被蓄积并加以利用。建筑屋面绿化因要满足植被生长的需求，常需要设置灌溉系统。其灌溉方式主要分为以下三种：（1）被动式；（2）手动式；（3）自动式。被动式灌溉方式即通过种植土壤层孔隙和植被根系的毛细压力作用将蓄排水层中的雨水输送到植被层，或完全依靠自然降雨来满足植被生长的需要。这种方式具有受环境影响大、灌溉量不稳定、其水分输送能力低等缺点。手动式灌溉方式即通过人工操作或使用一定的工具实现植被的灌溉，其存在的缺点包括：（1）需要专人维护；（2）灌溉量依靠人的经验判断，具有不稳定性；（3）灌溉水的利用率较低，灌溉时间不易把握。自动灌溉方式即通过水泵、管道、喷淋系统及一套自动控制系统来实现植被的自动灌溉。其灌溉控制系统的输入信号为太阳辐射强度、或根据设定的时间来实现自动灌溉。这种方式存在的局限性如采用太阳辐射强度作为水泵启停信号，不能完全反映出植被对水分的需求；采用定时控制装置，不能反映出降雨对植被灌溉的影响。根据以上分析可知：建筑绿化屋面为满足植物生长需求需要蓄积屋面雨水进行灌溉，而现有屋面雨水蓄积模式不能满足屋面绿化灌溉需求，雨水的循环利用率较低，传统的灌溉灌溉方式需要人们根据植被的生长通过经验判断，灌溉量和灌溉时间难以准确把握，很难根据植物的生长需求实现精准有效的灌溉，同时需要消耗动力能耗。
技术实现思路
本技术的目的在于考虑上述问题而提供一种建筑生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统。本技术节约了水资源，实现了建筑屋面雨水的有效循环利用，且本技术不需要人的参与，节省了人力，体现了智能灌溉的特点。本技术的技术方案是：本技术的建筑生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统，包括有储水系统、雨水收集系统、种植模块系统、无动力智能灌溉系统，其中储水系统包括有两个储水箱、连通管，两个储水箱装设在屋面上，储水箱的底部设有连通孔，储水箱收集的雨水通过连通孔流入屋面，储存于屋面，两个储水箱通过连通管连通；雨水收集系统包括有雨水收集板和支架，雨水收集板固定在支架上，支架固定在屋面上，种植模块系统包括有植被层、种植土壤层、过滤层、蓄排水层、阻根层、屋面结构层和种植层支撑板；灌溉系统包括有供水管、滴灌管、滴管喷头、湿度传感器、控制阀门和控制模块，灌溉系统中的控制模块安装在储水箱的箱壁上，供水管与连通管连接，滴灌管与供水管连接，且滴灌管上安装有灌溉喷头，供水管上装设有控制阀门，控制阀门通过控制模块控制灌溉喷头，种植模块系统中的种植支撑板安装在种植模块的最底部，屋面结构层安装在种植层支撑板上，种植模块中从上到下依次为植被层、种植层、过滤层、蓄排水层、阻根层、屋面结构层以及种植层支撑板，且依次沿箱壁固定，以使种植模块成一整体，用以测定土壤的湿度的湿度传感器放置于土壤中。本技术由于采用将建筑绿化屋面与雨水蓄积利用相结合的结构，并通过控制元件和土壤湿度传感器构成的无动力智能化灌溉系统，本技术具有如下优点：（1）本技术灌溉所需的水源主要来自雨水，也可来自建筑内部的生活废水，节约了水资源，实现了建筑屋面雨水的有效循环利用，体现了环保概念；（2）本技术通过控制元件控制灌溉系统，可以根据土壤湿度控制整个灌溉系统的启停，不需要人的参与，节省了人力，体现了智能灌溉的特点；（3）本技术灌溉量受控制元件的严格控制，实现了屋面绿化的精准化、定量化灌溉，有利于植物生长，并节约用水；（4）本技术利用储水箱的静水压强为灌溉提供动力，节约了水泵的动力能耗；（5）本技术的隔热节能效果比单纯绿化屋面或单纯的敞开式蓄水屋面要好。本技术是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的建筑生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统。附图说明图1为本技术装置在建筑屋面上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统，其特征在于包括有储水系统、雨水收集系统、种植模块系统、无动力智能灌溉系统，其中储水系统包括有两个储水箱、连通管，两个储水箱装设在屋面上，储水箱的底部设有连通孔，储水箱收集的雨水通过连通孔流入屋面，储存于屋面，两个储水箱通过连通管连通；雨水收集系统包括有雨水收集板和支架，雨水收集板固定在支架上，支架固定在屋面上，种植模块系统包括有植被层、种植土壤层、过滤层、蓄排水层、阻根层、屋面结构层和种植层支撑板；灌溉系统包括有供水管、滴灌管、滴管喷头、湿度传感器、控制阀门和控制模块，灌溉系统中的控制模块安装在储水箱的箱壁上，供水管与连通管连接，滴灌管与供水管连接，且滴灌管上安装有灌溉喷头，供水管上装设有控制阀门，控制阀门通过控制模块控制灌溉喷头，种植模块系统中的种植支撑板安装在种植模块的最底部，屋面结构层安装在种植层支撑板上，种植模块中从上到下依次为植被层、种植层、过滤层、蓄排水层、阻根层、屋面结构层以及种植层支撑板，且依次沿箱壁固定，以使种植模块成一整体，用以测定土壤的湿度的湿度传感器放置于土壤中。

【技术特征摘要】
1.一种建筑生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统，其特征在于包括有储水系
统、雨水收集系统、种植模块系统、无动力智能灌溉系统，其中储水系统包括有两个储水箱、
连通管，两个储水箱装设在屋面上，储水箱的底部设有连通孔，储水箱收集的雨水通过连通
孔流入屋面，储存于屋面，两个储水箱通过连通管连通；雨水收集系统包括有雨水收集板和
支架，雨水收集板固定在支架上，支架固定在屋面上，种植模块系统包括有植被层、种植土
壤层、过滤层、蓄排水层、阻根层、屋面结构层和种植层支撑板；灌溉系统包括有供水管、滴
灌管、滴管喷头、湿度传感器、控制阀门和控制模块，灌溉系统中的控制模块安装在储水箱
的箱壁上，供水管与连通管连接，滴灌管与供水管连接，且滴灌管上安装有灌溉喷头，供水
管上装设有控制阀门，控制阀门通过控制模块控制灌溉喷头，种植模块系统中的种植支撑
板安装在种植模块的最底部，屋面结构层安装在种植层支撑板上，种植模块中从上到下依
次为植被层、种植层、过滤层、蓄排水层、阻根层、屋面结构层以及种植层支撑板，且依次沿
箱壁固定，以使种植模块成一整体，用以测定土壤的湿度的湿度传感器放置于土壤中。
2.根据权利要求1所述的建筑生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统，其特征
在于上述雨水收集板是透明盖板。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄政红，冯伯熙，郭威，马丽花，陈文科，蔡丽欣，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44