本发明专利技术公开了一种基于仿含水层理念的集雨屋顶,所述集雨屋顶设置在屋面的上方,从下往上依次包括防水阻根层、过滤蓄水层、过渡层、基质层和植被层,所述过滤蓄水层的侧边底部还设置有排水口,所述过滤蓄水层包括火山渣,所述基质层包括二长花岗岩的风化物,所述植被层包括景天科酸性代谢植物。本发明专利技术能充分利用占城市表面面积30%的城市屋顶,从源头上控制径流污染、消减雨水径流量,同时充分利用雨水资源,达到减小雨洪内涝危害,缓解水资源利用紧张的现状;能同时满足蓄水调峰与净化水体的双重要求,即在调节家庭水生态尺度上构建完善的复合水生态系统,同时形成建筑景观,使现代化城市建筑更具有休闲观赏性。
A rain roof based on the idea of imitating aquifer
【技术实现步骤摘要】
一种基于仿含水层理念的集雨屋顶
本专利技术属于土木工程
,具体涉及一种基于仿含水层理念的集雨屋顶。
技术介绍
随着城市化进程的加快,城市人口增加,下垫面硬化率提高,雨水难以下渗至地下土壤,导致在降雨过程中形成大量的地表径流,增加了雨洪内涝发生的概率。此外,水质污染现象也屡见不鲜。诸多水问题产生的本质是水生态系统整体功能的失调,因此解决水问题的出路不在于河道与水体本身,而在于水体之外的环境。海绵城市既是一种建立在生态基础设施之上的健康的城市形态即生态型城市,也是一种关于雨、水及雨洪管理和生态环境治理的哲学、理论、方法和技术体系。它以“自然积存、自然渗透、自然净化”为特征,通过水生态基础设施来维护城市雨涝调蓄、水源保护、雨污净化、土壤净化、地下水回补和栖息地修复。其核心功能是实现对城市雨涝的调节,避免城市内涝的发生,同时做到净化水质。专利文献CN201811376361公开了一种模块化绿色屋顶系统。它包括多个模块箱;模块箱底面呈锯齿结构,每个齿谷均有穿孔管,穿孔管两端与集水管连通;集水管中间连接有排水立管,排水立管上端与排水管连通,排水管还与蓄水池连通;模块箱内部从下往上依次为排水层、过滤层、种植层和超高区;排水层和种植层中分别埋设连通的阴极和阳极;种植层中种植景观植物,且埋有湿度传感器和穿孔地埋灌溉管道;穿孔地埋灌溉管道与蓄水池底部的潜水泵连通。但该专利针对雨涝调蓄、水源保护和雨污净化的作用不够显著,因此需要设计一种新的基于仿含水层理念的集雨屋顶。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于仿含水层理念的集雨屋顶,以解决
技术介绍
中提出的城市雨洪内涝、径流污染等问题,并充分利用水资源。为实现上述目的,本专利技术提供了一种基于仿含水层理念的集雨屋顶,所述集雨屋顶设置在屋面的上方,从下往上依次包括用来防止植物根系过度发育破坏屋面结构、防止雨水或灌溉用水侵蚀屋面以及保证屋顶结构安全的防水阻根层、用于净化水质和储存水源的过滤蓄水层、用来防止其上基质层的物质堵塞过滤蓄水层中物质的孔隙并起导水作用的过渡层、为屋顶绿化植物提供所需的养分和水以及固定植物根部的基质层和利用植物的截留蒸发作用、同时吸收和净化雨水并控制地表径流的植被层;所述过滤蓄水层的侧边底部还设置有排水口;所述防水阻根层为高分子材料层,所述过滤蓄水层包括火山渣,所述过渡层包括河沙,所述基质层包括二长花岗岩的风化物,所述植被层包括景天科酸性代谢植物。在一种具体的实施方式中,所述二长花岗岩的风化物为二长花岗岩区土壤,且所述基质层完全由二长花岗岩风化土壤组成,所述过滤蓄水层完全由火山渣组成。在一种具体的实施方式中,所述防水阻根层包括聚乙烯和/或聚丙烯材料隔板。在一种具体的实施方式中,所述过滤蓄水层的厚度为15~25cm。在一种具体的实施方式中,所述过渡层的厚度为3~10cm。在一种具体的实施方式中,所述基质层厚度为10~20cm。在一种具体的实施方式中,所述景天科酸性代谢植物为佛甲草。在一种具体的实施方式中,所述排水口内设置有镂空隔挡物。本专利技术还提供了一种上述基于仿含水层理念的集雨屋顶的构建方法,所述方法包括以下步骤:步骤1、在屋面上方水平铺设防水阻根层;步骤2、在防水阻根层上方用火山渣水平铺设过滤蓄水层,并在过滤蓄水层的侧边底部设置排水口;步骤3、在过滤蓄水层上方水平铺设过渡层;步骤4、在过渡层上方用二长花岗岩的风化物水平铺设基质层;步骤5、在基质层上栽种植被层,植被层选用景天科酸性代谢植物。相比于现有技术,本专利技术具有以下有益效果:本专利技术能充分利用占城市表面面积30%的城市屋顶,从源头上控制径流污染、消减雨水径流量,同时充分利用雨水资源,达到减小雨洪内涝危害,缓解水资源利用紧张的现状;能同时满足蓄水调峰与净化水体的双重要求,即在调节家庭水生态尺度上构建完善的复合水生态系统,同时形成建筑景观,使现代化城市建筑更具有休闲观赏性。本专利技术采用火山渣作为过滤蓄水层的材料,火山渣对NH4+-N、NO2-N和NO3-N的理论最大吸附量分别为5.03mg/g、4.17mg/g、4.76mg/g。故火山渣对水体有极好的净化效果。同时,火山渣的孔隙率极高,可达到百分之六七十,能起到蓄水的作用。此外,火山渣的质地轻,能满足低荷载屋顶的需求,并且其内所含的矿物质元素,溶解至经过滤的水中可提高水质。本专利技术中基质层采用二长花岗岩区的土壤,该土属于二长花岗岩的风化物,主要矿物为石英、钾长石和云母,将其与河沙和黏土对比发现,就密度而言,二长花岗岩区土壤的密度低于河沙和黏土的密度,即二长花岗岩区土壤最轻,能很好的满足低荷载屋顶的需求;就孔隙度而言,二长花岗岩区土壤的孔隙度高于河沙,有较好的储水能力;就渗透系数而言,二长花岗岩区土壤的渗透系数高于黏土的渗透系数,有较好的渗水能力;就给水度而言,二长花岗岩区土壤的给水度高于黏土的给水度,释水能力较好。另外,二长花岗岩区土壤中含有丰富的有机物,能为植物的生长发育提供充足的养分。综合而言,二长花岗岩区土壤质量轻,储水、蓄水和释水能力好,含有丰富的有机物,很适合用于填充基质层。本专利技术中植被层采用景天科酸性代谢植物。它们的绿色组织上的气孔夜间开放,吸收并固定CO2,形成以苹果酸为主的有机酸;白天则气孔关闭,不吸收CO2,但同时却通过光合碳循环将从苹果酸中释放的CO2还原为糖。从而白天的蒸腾量较少,不需要大量的水肥,景天科植物还有矮小抗风,耐污染的优点,适合屋顶的种植环境。除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解,本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1是本专利技术一种实施例的示意图;其中,1、植被层;2、基质层;3、过渡层;4、过滤蓄水层;5、防水阻根层;6、排水口。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明,但是本专利技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1,本专利技术提供的一种基于仿含水层理念的集雨屋顶,所述集雨屋顶设置在屋面的上方,从下往上依次包括用来防止植物根系过度发育破坏屋面结构、防止雨水或灌溉用水侵蚀屋面以及保证屋顶结构安全的防水阻根层5、用于净化水质和储存水源的过滤蓄水层4、用来防止其上基质层的物质堵塞过滤蓄水层中物质的孔隙并起导水作用的过渡层3、为屋顶绿化植物提供所需的养分和水以及固定植物根部的基质层2和利用植物的截留蒸发作用、同时吸收和净化雨水并控制地表径流的植被层1;所述过滤蓄水层4的侧边底部还设置有排水口6;所述防水阻根层5为高分子材料层,所述过滤蓄水层4包括火山渣,所述过渡层3包括河沙,所述基质层2包括二长花岗岩的风化物,所述植被层1包括景天科酸性代谢植物。所述二长花岗岩的风化物所含矿物包括石英、钾长石和云母。海绵城市的建设,本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于仿含水层理念的集雨屋顶,其特征在于,所述集雨屋顶设置在屋面的上方,从下往上依次包括用来防止植物根系过度发育破坏屋面结构、防止雨水或灌溉用水侵蚀屋面以及保证屋顶结构安全的防水阻根层(5)、用于净化水质和储存水源的过滤蓄水层(4)、用来防止其上基质层的物质堵塞过滤蓄水层中物质的孔隙并起导水作用的过渡层(3)、为屋顶绿化植物提供所需的养分和水以及固定植物根部的基质层(2)和利用植物的截留蒸发作用、同时吸收和净化雨水并控制地面径流的植被层(1);所述过滤蓄水层的侧边底部还设置有排水口(6);所述防水阻根层(5)为高分子材料层,所述过滤蓄水层(4)包括火山渣,所述过渡层(3)包括河沙,所述基质层(2)包括二长花岗岩的风化物,所述植被层(1)包括景天科酸性代谢植物。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于仿含水层理念的集雨屋顶,其特征在于,所述集雨屋顶设置在屋面的上方,从下往上依次包括用来防止植物根系过度发育破坏屋面结构、防止雨水或灌溉用水侵蚀屋面以及保证屋顶结构安全的防水阻根层(5)、用于净化水质和储存水源的过滤蓄水层(4)、用来防止其上基质层的物质堵塞过滤蓄水层中物质的孔隙并起导水作用的过渡层(3)、为屋顶绿化植物提供所需的养分和水以及固定植物根部的基质层(2)和利用植物的截留蒸发作用、同时吸收和净化雨水并控制地面径流的植被层(1);所述过滤蓄水层的侧边底部还设置有排水口(6);所述防水阻根层(5)为高分子材料层,所述过滤蓄水层(4)包括火山渣,所述过渡层(3)包括河沙,所述基质层(2)包括二长花岗岩的风化物,所述植被层(1)包括景天科酸性代谢植物。
2.根据权利要求1所述的集雨屋顶,其特征在于,所述二长花岗岩的风化物为二长花岗岩区土壤,且所述基质层(2)完全由二长花岗岩风化土壤组成,所述过滤蓄水层(4)完全由火山渣组成。
3.根据权利要求1所述的集雨屋顶,其特征在于,所述防水阻根层(5)包括聚乙烯和/或聚丙烯材料隔板。
【专利技术属性】
技术研发人员:危润初,乔小坡,谌宏伟,盛丰,隆院男,郑仰奇,李志威,
申请(专利权)人:长沙理工大学,
类型:发明
国别省市:湖南;43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。