屋面雨水滞留连拱结构与绿色屋顶智能灌溉系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种屋面雨水滞留连拱结构与绿色屋顶智能灌溉系统，涉及屋面雨水源头减排与控制利用技术领域。本屋面雨水滞留连拱结构与绿色屋顶智能灌溉系统包括雨水收集滞留系统、绿色屋顶灌溉系统和智能控制系统。雨水收集滞留系统用于收集蓄存经过连拱形集雨板分流的大气降水；智能控制系统用于接收各类传感器信号实现各个系统的协同工作；绿色屋顶灌溉系统用于根据土壤湿度和植物需水量完成供水灌溉作业。本实用新型专利技术能够加大屋面雨水源头减排的刚性约束，有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、保护和改善城市生态环境，符合我国“海绵城市”建设需求。

Roof rainwater retaining multi arch structure and intelligent irrigation system with green roof

The utility model relates to a roof rainwater retaining arch structure and a green roof intelligent irrigation system, which relates to the technical field of roof rainwater source reduction and control and utilization. The roof rainwater retaining multi arch structure and green roof intelligent irrigation system include rainwater collection and detention system, green roof irrigation system and intelligent control system. Rainwater retention system for collecting storage through the arch in atmospheric precipitation rain in shunt; intelligent control system is used for receiving signals of various sensors to achieve the cooperation of each system; green roof irrigation system according to soil moisture and plant water requirement to complete water irrigation operation. The utility model can increase the rigid constraints of roof rainwater source reduction, effectively alleviate the city waterlogging, reduce city runoff pollution load and protecting and improving the ecological environment of the city, meet the demand of China's construction of \sponge city\.

【技术实现步骤摘要】
屋面雨水滞留连拱结构与绿色屋顶智能灌溉系统
本技术涉及屋面雨水源头减排与控制利用
，特别涉及一种屋面雨水滞留连拱结构与绿色屋顶智能灌溉系统。
技术介绍
随着城镇化的快速发展，原本具有涵养水源功能的绿地、湿地、沟渠等区域大部分演化为硬化地面，致使城市在面临强降雨时仅能依靠市政管网排水。近几年，每逢雨季，各地城市轮番上演“城市看海”的景象，造成严重的洪涝灾害和人员伤亡及财产损失，而暴雨过后却又陷入干燥缺水的窘境，热岛效应显著。城市内涝与水资源短缺的矛盾折射出城镇化与自然的不和谐。基于维持场地开发前后水文特征影响最小的低影响开发模式已经成为新型城镇化和生态文明建设的重要规划理念与方法，城市建筑楼顶绿化改造适时兴起。当前在城市建筑楼顶平台建造的植物培育阳光房不仅能够拓展绿化空间，改善生态环境、美化城市景观，还可以发挥隔热作用，降低建筑能耗。通过屋面雨水滞留与雨水收集利用不仅能够满足绿色屋顶植物灌溉需水要求，而且能够实现雨水源头减排与控制，减轻城市雨洪灾害，提高雨水资源的利用率。
技术实现思路
技术目的：为了克服城市开发建设过程中雨水减排措施未能充分发挥屋面雨水源头“滞、蓄、净、用”等缺陷，减轻屋面径流污染负荷，控制城市雨水径流峰值，同时，增加城市绿化面积，保护和改善城市生态环境，本技术提供一种屋面雨水滞留连拱结构与绿色屋顶智能灌溉系统。技术方案：本技术解决其技术问题所采用的一种屋面雨水滞留连拱结构与绿色屋顶智能灌溉系统，包括雨水收集滞留系统、绿色屋顶灌溉系统和智能控制系统。所述雨水收集滞留系统包括若干的拱形集雨板、集水槽、拱形盖、储水箱、连通管A、连通管B以及水位传感器A、水位传感器B、引水管、电动阀门和溢流管。拱形集雨板左右两侧靠近拱脚的位置设有两个分流口，分流口设有上边沿、下边沿、上导墙和下导墙，上边沿和下边沿分别位于分流口的上下两侧，上导墙和下导墙连接，上导墙与上边沿连接，下导墙与下边沿连接，拱形集雨板的拱脚与集水槽侧壁顶端平滑连接。拱形盖位于集水槽正上方，储水箱位于分流口正下方，所有的集水槽之间通过连通管A相连通，连通管A位于集水槽底部，所有的储水箱之间通过连通管B相连通，连通管B位于储水箱底部。水位传感器A安置在某一个集水槽内，水位传感器B安置在某一个储水箱内，引水管上端与该集水槽侧面中下部连接。引水管下端连接室内用水管，电动阀门安装在引水管上。溢流管上端与某一个集水槽顶部连接，溢流管下端连接建筑物的雨水管；所述绿色屋顶灌溉系统包括太阳能电池板、浮球液位开关、潜水泵A、储水箱、供水管、支架、滴灌管、土壤湿度传感器和潜水泵B。太阳能电池板提供所述绿色屋顶灌溉系统和所述智能控制系统所需电能。浮球液位开关固定在储水箱内侧壁。潜水泵A安装于某一个储水箱底部，潜水泵A出水口与供水管相连。储水箱上部正对分流口。供水管固定在支架上，滴灌管与供水管连通并均匀分布在绿色植被的上方，土壤湿度传感器埋藏在绿色植被生长的土壤中，潜水泵B安装于某一个集水槽底部。所述智能控制系统包括RS485智能信号调理器、A/D信号转换器、C8051F系列单片机和D/A信号转换器。智能控制系统均集成在控制箱中，控制箱固定在集水槽的外侧壁，RS485智能信号调理器输入端与水位传感器A、水位传感器B和土壤湿度传感器通过专用线路相连接，RS485智能信号调理器输出端与A/D信号转换器通过专用线路相连接，A/D信号转换器把检测到的模拟信号转换成C8051F系列单片机能够识别的数字信号，C8051F系列单片机根据已建立的函数模型输出脉冲信号，输出结果通过D/A信号转换器转化为模拟信号来控制电动阀门、潜水泵A和潜水泵B执行相应的开关任务。在本技术中，所述的拱形集雨板的横截面为三心拱，拱形集雨板以钢结构为基本骨架，并配合隔热断桥型材和中空夹胶玻璃搭建而成，隔热断桥型材的上下表面为铝材、中间为塑料型材隔热腔体；所述的拱形集雨板和所述的绿色屋顶灌溉系统构成植物培育阳光房，拱形集雨板为植物培育阳光房顶部结构层。在本技术中，所述的分流口为竖直窄缝结构，窄缝进口的上边沿高于下边沿，窄缝进口的上边沿布置着挑流鼻坎，窄缝出口正对储水箱顶部进口。在本技术中，所述的拱形盖沿着集水槽方向布置，拱形盖通过“人”字形支撑组件固定，拱形盖的宽度大于相邻拱形集雨板的相邻分流口间距。在本技术中，所述的集水槽的四周侧面与底面之间设有直角加强筋，集水槽长侧面顶端与拱形集雨板的拱脚平滑连接，集水槽承受的拱脚压力传递到集水槽底，通过增加接触面积减小局部大压强对屋顶的破坏；所有的集水槽通过连通管A相连通，其中，有一个集水槽上部连接着预防强降雨的溢流管。在本技术中，所述的浮球液位开关和所述的潜水泵A分别安装在相邻的两个储水箱内部，所述的潜水泵B安装在某一个集水槽内；所述的浮球液位开关的重锤下端设有一个橡胶卡箍，防止重锤在热胀冷缩或雨水冲击情况下出现自然下滑而影响浮球的活动幅度。在本技术中，所述的土壤湿度传感器采用能够调节湿度阈值的传感器，增加对不同植被所需水分的适应性。作为优选，所述的拱形集雨板构成植物培育阳光房的顶部结构层。作为优选，所述的拱形盖的宽度大于相邻拱形集雨板的相邻分流口间距。作为优选，所述的储水箱位于分流口正下方，所有的储水箱通过连通管B相连通。作为优选，所述的浮球液位开关和所述的潜水泵A分别安装在相邻的两个储水箱内部，所述的潜水泵B安装在某一个集水槽内。作为优选，所述的土壤湿度传感器采用可更改湿度阈值的传感器，增加对不同植被所需水分的适应性。有益效果：本技术的屋面雨水滞留连拱结构与绿色屋顶智能灌溉系统，具有以下有益效果：(1)本技术中的包括拱形集雨板在内的植物培育阳光房以钢结构为基本骨架，配合隔热断桥型材和中空夹胶玻璃搭建而成，隔热断桥型材的上下表面为铝材、中间为塑料型材隔热腔体，强度高、保温隔热性好，耐大气腐蚀性好，使用寿命长，能够提供适宜植物生长的室内环境，满足植物培育阳光房的建设要求。(2)本技术中的屋面雨水滞留连拱结构与单拱结构相比，对于相同面积的屋面，连拱结构能够分散拱脚的应力，有利于保护屋面；所述的拱形集雨板之间通过集水槽相连形成整体的连拱结构，拱形集雨板之间相互牵制，有利于提高了屋面雨水滞留连拱结构的安全性。(3)本技术中的拱形集雨板为连拱形设计，拱形集雨板横截面型为三心拱，该结构通过减小拱形中间弧段的弯矩，使压应力分布趋于均匀，改善拱脚与两侧集水槽的连接条件，提高整体结构稳定性。(4)本技术中的分流口为竖直窄缝结构，窄缝进口的上边沿高于下边沿，窄缝进口的上边沿布置着挑流鼻坎，窄缝出口正对储水箱顶部进口，当初期降雨雨量较小时，雨水经分流口流进储水箱，收集初期杂质较多的雨水，减少径流污染；当中后期降雨雨量较大时，雨水在惯性作用下通过挑流鼻坎冲向下边沿，巧妙地实现初期雨水和中后期雨水的分离、分流，有利于集水槽收集到较为干净的中后期雨水。(5)本技术中的拱形盖沿着集水槽方向布置，拱形盖通过“人”字形支撑组件固定，拱形盖的宽度大于相邻拱形集雨板之间相邻的分流口间距，该结构避免初期杂质较多的雨水进入集水箱。有效地将拱形盖上聚集的雨水引至分流口窄缝进口的上边沿之上，实现全部雨水通过分流口分流，保障集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屋面雨水滞留连拱结构与绿色屋顶智能灌溉系统，其特征在于：包括雨水收集滞留系统、绿色屋顶灌溉系统和智能控制系统，所述雨水收集滞留系统包括若干的拱形集雨板(10)、集水槽(12)、拱形盖(15)、储水箱(23)、连通管A(13)、连通管B(14)以及水位传感器A(161)、水位传感器B(162)、引水管(17)、电动阀门(18)和溢流管(19)，拱形集雨板(10)左右两侧靠近拱脚的位置设有两个分流口(11)，分流口(11)设有上边沿(111)、下边沿(112)、上导墙(113)和下导墙(114)，上边沿(111)和下边沿(112)分别位于分流口(11)的上下两侧，上导墙(113)和下导墙(114)连接，上导墙(113)与上边沿(111)连接，下导墙(114)与下边沿(112)连接，拱形集雨板(10)的拱脚与集水槽(12)侧壁顶端平滑连接，拱形盖(15)位于集水槽(12)正上方，储水箱(23)位于分流口(11)正下方，所有的集水槽(12)之间通过连通管A(13)相连通，连通管A(13)位于集水槽(12)底部，所有的储水箱(23)之间通过连通管B(14)相连通，连通管B(14)位于储水箱(23)底部，水位传感器A(161)安置在某一个集水槽(12)内，水位传感器B(162)安置在某一个储水箱(23)内，引水管(17)上端与该集水槽(12)侧面中下部连接，引水管(17)下端连接室内用水管，电动阀门(18)安装在引水管(17)上，溢流管(19)上端与某一个集水槽(12)顶部连接，溢流管(19)下端连接建筑物的雨水管；所述绿色屋顶灌溉系统包括太阳能电池板(20)、浮球液位开关(21)、潜水泵A(22)、储水箱(23)、供水管(25)、支架(26)、滴灌管(27)、土壤湿度传感器(28)和潜水泵B(29)，太阳能电池板(20)提供所述绿色屋顶灌溉系统和所述智能控制系统所需电能，浮球液位开关(21)固定在储水箱(23)内侧壁，潜水泵A(22)安装于某一个储水箱(23)底部，潜水泵A(22)出水口与供水管(25)相连，储水箱(23)上部正对分流口(11)，供水管(25)固定在支架(26)上，滴灌管(27)与供水管(25)连通并均匀分布在绿色植被(24)的上方，土壤湿度传感器(28)埋藏在绿色植被(24)生长的土壤中，潜水泵B(29)安装于某一个集水槽(12)底部；所述智能控制系统包括RS485智能信号调理器(31)、A/D信号转换器(32)、C8051F系列单片机(33)和D/A信号转换器(34)，智能控制系统均集成在控制箱(30)中，控制箱(30)固定在集水槽(12)的外侧壁，RS485智能信号调理器(31)输入端与水位传感器A(161)、水位传感器B(162)和土壤湿度传感器(28)通过专用线路相连接，RS485智能信号调理器(31)输出端与A/D信号转换器(32)通过专用线路相连接，A/D信号转换器(32)把检测到的模拟信号转换成C8051F系列单片机(33)能够识别的数字信号，C8051F系列单片机(33)根据已建立的函数模型输出脉冲信号，输出结果通过D/A信号转换器(34)转化为模拟信号来控制电动阀门(18)、潜水泵A(22)和潜水泵B(29)执行相应的开关任务。...

【技术特征摘要】
1.一种屋面雨水滞留连拱结构与绿色屋顶智能灌溉系统，其特征在于：包括雨水收集滞留系统、绿色屋顶灌溉系统和智能控制系统，所述雨水收集滞留系统包括若干的拱形集雨板(10)、集水槽(12)、拱形盖(15)、储水箱(23)、连通管A(13)、连通管B(14)以及水位传感器A(161)、水位传感器B(162)、引水管(17)、电动阀门(18)和溢流管(19)，拱形集雨板(10)左右两侧靠近拱脚的位置设有两个分流口(11)，分流口(11)设有上边沿(111)、下边沿(112)、上导墙(113)和下导墙(114)，上边沿(111)和下边沿(112)分别位于分流口(11)的上下两侧，上导墙(113)和下导墙(114)连接，上导墙(113)与上边沿(111)连接，下导墙(114)与下边沿(112)连接，拱形集雨板(10)的拱脚与集水槽(12)侧壁顶端平滑连接，拱形盖(15)位于集水槽(12)正上方，储水箱(23)位于分流口(11)正下方，所有的集水槽(12)之间通过连通管A(13)相连通，连通管A(13)位于集水槽(12)底部，所有的储水箱(23)之间通过连通管B(14)相连通，连通管B(14)位于储水箱(23)底部，水位传感器A(161)安置在某一个集水槽(12)内，水位传感器B(162)安置在某一个储水箱(23)内，引水管(17)上端与该集水槽(12)侧面中下部连接，引水管(17)下端连接室内用水管，电动阀门(18)安装在引水管(17)上，溢流管(19)上端与某一个集水槽(12)顶部连接，溢流管(19)下端连接建筑物的雨水管；所述绿色屋顶灌溉系统包括太阳能电池板(20)、浮球液位开关(21)、潜水泵A(22)、储水箱(23)、供水管(25)、支架(26)、滴灌管(27)、土壤湿度传感器(28)和潜水泵B(29)，太阳能电池板(20)提供所述绿色屋顶灌溉系统和所述智能控制系统所需电能，浮球液位开关(21)固定在储水箱(23)内侧壁，潜水泵A(22)安装于某一个储水箱(23)底部，潜水泵A(22)出水口与供水管(25)相连，储水箱(23)上部正对分流口(11)，供水管(25)固定在支架(26)上，滴灌管(27)与供水管(25)连通并均匀分布在绿色植被(24)的上方，土壤湿度传感器(28)埋藏在绿色植被(24)生长的土壤中，潜水泵B(29)安装于某一个集水槽(12)底部；所述智能控制系统包括RS485智能信号调理器(31)、A/D信号转换器(32)、C8051F系列单片机(33)和D/A信号转换器(34)，智能控制系统均集成在控制箱(30)中，控制箱(30)固定在集水槽(12)的外侧壁，RS485智能信号调理器(31)输...

【专利技术属性】
技术研发人员：戎贵文，王旭，沈齐婷，郑青辉，黄家伟，孙钰聪，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34