一种基于太阳能自动灌溉式的保水洁水绿色屋顶系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于太阳能自动灌溉式的保水洁水绿色屋顶系统，包括太阳能蓄供电组件、轻质绿色屋顶、自动化滴灌组件及储水罐，轻质绿色屋顶自建筑屋面以上依次为塑料排水板、土工布、人工基质和佛甲草，人工基质由珍珠岩与有机鸡粪肥混合而成，储水罐安装在建筑体内顶层楼梯间内，用于接收轻质绿色屋顶排出的雨水，储水罐上设有溢流口；太阳能蓄供电组件包括太阳能板、充电控制器和蓄电池；自动化滴灌组件包括滴灌管道、水分探测仪、水泵和滴灌控制器，滴灌控制器根据人工基质内水分含量控制水泵启停，达到自动滴灌目的。本发明专利技术提高雨期绿色屋顶截流率的同时降低面源污染风险，又可增强旱期绿色屋顶植物的存活，确保绿色屋顶的生态环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于太阳能自动灌溉式的保水洁水绿色屋顶系统
本专利技术属于建筑领域，涉及一种屋顶绿化、智能灌溉、节能净水技术，具体涉及一种基于太阳能自动灌溉式的保水洁水绿色屋顶系统。
技术介绍
绿色屋顶可简单地定义为“置于人工建筑物上方的植被覆盖面”。早期绿色屋顶的建设主要是为了满足人们的审美需要，而现代绿色屋顶除了单纯的审美功能，还能兼顾环境效益。现代绿色屋顶是指在植物和种植基质下有意识地放置多个构造层，构成一个完整的结构体。多数的绿色屋顶有着类似的结构，与屋面板直接接触，从屋面板开始往上构造层依次为：防水层、排水层、过滤层、种植基质层和植物。绿色屋顶的建设，合理地利用了城市的上层空间，美化着城市建筑环境，更能给城市带来众多的生态环境效益，如缓解城市热岛效应、促进建筑降温节能、控制与利用城市雨洪、降低噪音和空气污染、丰富城市的物种多样性等等。目前，在我国大力倡导“海绵城市”建设的背景下，作为一种对城市雨洪实行源头控制的主要工程措施，绿色屋顶在各地得到越来越多的推广和应用。尽管绿色屋顶对发生频次较高的小降雨事件雨水截留率高、甚至不产流，但对发生频次低的大降雨事件效果不佳。这是因为绿色屋顶蓄滞雨水能力有效，过多的降雨径流仍然会离开屋顶，对城市管网系统造成压力；而对于那些采用高养分的种植基质的绿色屋顶，还可能产生营养物质的淋溶问题，流向城市管网系统的屋顶雨水径流带来面源污染。此外，绿色屋顶上的植物存活，是绿色屋顶发挥多种生态环境效益(如拦截及蒸腾雨水径流、降温增湿、固碳释氧等)的重要保证，特别是在北方干旱地区或南方高温城市，当干旱缺水等极端天气事件不可避免时，非常有必要对绿色屋顶实施灌溉以维持植物存活。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种太阳能自动灌溉式保水洁水绿色屋顶系统，以解决现有绿色屋顶中应对大降雨事件时的水资源流失问题、面源污染问题及极端天气情况下植物的存活问题，让绿色屋顶在城市中更好地发挥其各种生态功能。本专利技术的目的是这样实现的：一种基于太阳能自动灌溉式的保水洁水绿色屋顶系统，其特征在于：包括太阳能蓄供电组件、轻质绿色屋顶、自动化滴灌组件及储水罐，所述轻质绿色屋顶自建筑屋面以上依次为塑料排水板、土工布、人工基质和佛甲草，佛甲草以扦插的方式种植于人工基质中，所述人工基质由珍珠岩与有机鸡粪肥以固定比例混合而成，所述土工布起到过滤作用，用于有效拦截人工基质中的细小颗粒及营养物质的流失；所述塑料排水板及时汇排从人工基质底部出流的渗水；所述轻质绿色屋顶一侧的建筑屋面上设有排水通道，排水通道内填充有排水砾石，所述塑料排水板与排水通道相连，所述排水通道的一端通过塑料排水管连接储水罐；所述储水罐安装在建筑体的楼梯间内，储水罐安装高度低于建筑体顶层屋面，便于收集储存雨水，所述储水罐上还设有溢流口，所述溢流口通过溢流管连接至市政排水管的排水口；所述太阳能蓄供电组件包括太阳能板、充电控制器和蓄电池，所述太阳能板安装于轻质绿色屋顶侧方的建筑屋面上，用于能量转换，太阳能板所转换电能通过充电控制器储存在蓄电池内，所述蓄电池为保水洁水绿色屋顶系统提供电力；所述自动化滴灌组件包括滴灌管道、水分探测仪、水泵和滴灌控制器，所述水泵的入口通过管道与储水罐内底部相连，水泵出口通过管道连接滴灌管道，所述滴灌管道埋设于人工基质底部，且位于土工布之上，所述水分探测仪埋设于人工基质内，用于检测人工基质内水分，水分探测仪检测信号传递给滴灌控制器，所述滴灌控制器根据人工基质内水分含量大小控制水泵启停，达到自动滴灌的目的。进一步地，所述人工基质中珍珠岩的粒径分级为4mm-8mm规格，有机鸡粪肥经高温发酵烘干而制，有机质含量约50-70g/kg。由珍珠岩和有机鸡粪以体积比90:10混合而制的人工基质中有机质含量低于50g/kg，碱解氮含量低于150mg/kg，速效磷含量低于350mg/kg，既能供给植物足够的养分，又能减少营养物质淋溶的可能性。进一步地，所述人工基质的干密度低于0.5g/cm3。进一步地，所述人工基质的孔隙度大于85％。进一步地，所述人工基质的最大持水量大于35％，既可有效拦蓄雨水又能提高旱期植物的存活率，渗透率大于0.8cm/s，可以避免强降雨事件下屋顶积水的产生。进一步地，所述太阳能蓄供电组件还包括电路板，所述蓄电池通过导线连接电路板的输入端，所述电路板的输出端通过导线连接至自动化滴灌组件的各个用电设备。进一步地，所述滴灌管道为由灌溉主管和灌溉支管相连组成的网状管网，所述灌溉支管上设有大量的灌溉孔。本专利技术有益效果是：佛甲草适应能力强并具备一定观赏价值，所配置的人工基质层则具备优良的物理化学特征，不仅能有效发挥绿色屋顶的降雨截留功能，也能较好降低屋顶雨水径流所带来的面源污染。人工基质采用有限的(体积比为10％)有机肥，能有效降低营养物质在绿色屋顶产流过程中淋溶的可能性。此外，通过选择聚丙烯精制无纺布的土工布过滤净化水质，可进一步降低绿色屋顶面源污染风险。绿色屋顶降雨径流的排出由排水砾石及塑料排水管承担。人工基质层中间位置，放置水分探测仪，可检测人工基质水分干湿程度，当人工基质水分低于凋萎系数时反馈于滴灌控制器，由此开启水泵控制器及水泵，将储水罐的水通过灌溉主管、灌溉支管、灌溉孔引至人工基质层，进行灌溉，保证植物在干旱期的存活。当人工基质水分到达田间持水量时再次反馈于滴灌控制器，关闭水泵控制器及水泵，中止灌溉。采用本专利技术的技术方案，既可以提高绿色屋顶在应对大降雨事件时的雨水截留率，也能降低种植基质营养物质淋溶所带来的面源污染风险，同时利用屋顶太阳能资源解决植物干旱缺水时的灌溉问题，有效保障绿色屋顶发挥各项生态环境功能，助力海绵城市建设及绿色节能环保城市的建设。附图说明图1是本专利技术的保水洁水绿色屋顶系统整体平面示意图；图2是具有溢流功能的储水罐结构示意图；图3是绿色屋顶立面结构示意图；图4是自动化滴灌组件平面示意图；图5是太阳能蓄供电组件及用电器件连接示意图。图中：1-楼梯间，2-排水砾石，3-轻质绿色屋顶，4-太阳能板，5-屋面排水口，10-储水罐，11-溢流管，12-水泵，21-塑料排水管，31-佛甲草，32-人工基质，33-土工布，34-塑料排水板，35-水分探测仪，36-灌溉主管，37-灌溉支管，38-灌溉孔，40-滴灌控制器，41-水泵控制器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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专利技术中的具体含义。一种太阳能自动灌溉式保水洁水绿色屋顶系统，包括太阳能蓄供电组件、具有净化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于太阳能自动灌溉式的保水洁水绿色屋顶系统，其特征在于：包括太阳能蓄供电组件、轻质绿色屋顶、自动化滴灌组件及储水罐，所述轻质绿色屋顶自建筑屋面以上依次为塑料排水板、土工布、人工基质和佛甲草，佛甲草以扦插的方式种植于人工基质中，所述人工基质由珍珠岩与有机鸡粪肥以固定比例混合而成，所述土工布起到过滤作用，用于有效拦截人工基质中的细小颗粒及营养物质的流失；所述塑料排水板及时汇排从人工基质底部出流的渗水；/n所述轻质绿色屋顶的一侧建筑屋面上设有排水通道，排水通道内填充有排水砾石，所述塑料排水板与排水通道相连，所述排水通道的一端通过塑料排水管连接储水罐；/n所述储水罐安装在建筑体的楼梯间内，储水罐安装高度低于建筑体顶层屋面，便于收集储存雨水，所述储水罐上还设有溢流口，所述溢流口通过溢流管连接至市政排水管的排水口；/n所述太阳能蓄供电组件包括太阳能板、充电控制器和蓄电池，所述太阳能板安装于轻质绿色屋顶侧方的建筑屋面上，用于能量转换，太阳能板所转换电能通过充电控制器储存在蓄电池内，所述蓄电池为保水洁水绿色屋顶系统提供电力；/n所述自动化滴灌组件包括滴灌管道、水分探测仪、水泵和滴灌控制器，所述水泵的入口通过管道与储水罐内底部相连，水泵出口通过管道连接滴灌管道，所述滴灌管道埋设于人工基质底部，且位于土工布之上，所述水分探测仪埋设于人工基质内，用于检测人工基质内水分，水分探测仪检测信号传递给滴灌控制器，所述滴灌控制器根据人工基质内水分含量大小控制水泵启停，达到自动滴灌的目的。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能自动灌溉式的保水洁水绿色屋顶系统，其特征在于：包括太阳能蓄供电组件、轻质绿色屋顶、自动化滴灌组件及储水罐，所述轻质绿色屋顶自建筑屋面以上依次为塑料排水板、土工布、人工基质和佛甲草，佛甲草以扦插的方式种植于人工基质中，所述人工基质由珍珠岩与有机鸡粪肥以固定比例混合而成，所述土工布起到过滤作用，用于有效拦截人工基质中的细小颗粒及营养物质的流失；所述塑料排水板及时汇排从人工基质底部出流的渗水；
所述轻质绿色屋顶的一侧建筑屋面上设有排水通道，排水通道内填充有排水砾石，所述塑料排水板与排水通道相连，所述排水通道的一端通过塑料排水管连接储水罐；
所述储水罐安装在建筑体的楼梯间内，储水罐安装高度低于建筑体顶层屋面，便于收集储存雨水，所述储水罐上还设有溢流口，所述溢流口通过溢流管连接至市政排水管的排水口；
所述太阳能蓄供电组件包括太阳能板、充电控制器和蓄电池，所述太阳能板安装于轻质绿色屋顶侧方的建筑屋面上，用于能量转换，太阳能板所转换电能通过充电控制器储存在蓄电池内，所述蓄电池为保水洁水绿色屋顶系统提供电力；
所述自动化滴灌组件包括滴灌管道、水分探测仪、水泵和滴灌控制器，所述水泵的入口通过管道与储水罐内底部相连，水泵出口通过管道连接滴灌管道，所述滴灌管道埋设于人工基质底部，且位于土工布之上，所述水分探测仪埋设于人工基质内，用于检测人工基质内水分，水分探测仪检测信号传递给滴灌控制器，所述滴灌控制器根据人工基质内水分含量大小控制水泵启停，达到自动滴灌的目的。


2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞芬，陈璇，叶建军，刘德富，冯晶红，刘瑛，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42