專利名稱：一種模塊式綠色屋頂?shù)臉?gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模塊式綠色屋頂?shù)臉?gòu)建方法，本發(fā)明采用生態(tài)工程對(duì)小流域屋面徑流進(jìn)行過(guò)濾，以達(dá)到減少污染物排放量和徑流量的效果。本發(fā)明可用于小面積匯水區(qū)域產(chǎn)生的屋面徑流治理。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，城市規(guī)模和數(shù)量急劇增加，城市面積也在快速上升。城市不透水面積急劇增加，綠地面積不斷減少。由于城市點(diǎn)源污染治理的不斷深入，使城市面源污染問(wèn)題逐漸凸顯出來(lái)。在城市面源污染中，屋面徑流占據(jù)了很大的比例，也是城市地表徑流的重點(diǎn)區(qū)域之一。屋面根據(jù)材料不同可分為水泥屋頂、浙青屋頂和瓷磚屋頂?shù)龋鼈兏髯缘奈廴具^(guò)程特征有所不同，但其初期徑流中污染物濃度較大，后期的污染物濃度較低，即初期效應(yīng)較明顯。目前我國(guó)大多屋面徑流是經(jīng)過(guò)雨水管道排放到受納水體，成為 污染源。綠色屋頂不僅增加了城市綠地面積，改善城市空氣質(zhì)量，還能延長(zhǎng)屋頂使用壽命，并有一定的隔熱效果和去除噪音的效果；還可對(duì)污染物進(jìn)行部分?jǐn)r截，減少污染物的排放，并能削減徑流量，為城市面源控制作出貢獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種模塊式綠色屋頂?shù)臉?gòu)建方法，通過(guò)屋面綠化的方法，兼具一定的控制屋面徑流的效果，為屋面徑流污染的治理提供一種選擇。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是一種模塊化綠色屋頂構(gòu)建方法，包括在屋面設(shè)置防水層和種植綠色植物，它還包括由植物層、種植基質(zhì)層、過(guò)濾層、排水層和外框架構(gòu)成的屋面徑流的綠色緩沖系統(tǒng)，所述的綠色緩沖系統(tǒng)由下至上依次為排水層4，過(guò)濾層3，混合基質(zhì)層2和植物層1，所述的外框架將所述的綠色緩沖系統(tǒng)托起使其便于移動(dòng)，外框架5的底部預(yù)留縫隙，其側(cè)面設(shè)有搬運(yùn)孔9 ;所述的植物層中栽培的植物為佛甲草(Sedum lineare Thunb)其種植的株距為4-6cm，行距為8-lOcm;所述的種植基質(zhì)層的組分及其配比按體積比計(jì)為泥炭土 蛭石珍珠巖鋸末為4 3 2 1，種植基質(zhì)層的厚度為15cm;所述的過(guò)濾層3為聚酯纖維無(wú)紡布；所述的排水層(4)為塊狀蓄排水板。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是利用綠色屋頂對(duì)屋面徑流進(jìn)行凈化。其中種植基質(zhì)層2要選用有一定營(yíng)養(yǎng)的輕質(zhì)材料，以減少屋面的承重。過(guò)濾層3為透水的聚酯纖維無(wú)紡布，對(duì)上層基質(zhì)和顆粒污染物進(jìn)行過(guò)濾，防止堵塞排水層。排水層4采用新型的蓄排水板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石粒層，極大的減輕了屋面的承重。植物層I由耐旱的佛甲草(Sedum lineare Thunb)構(gòu)成,需水量少,且能形成綠色景觀。基質(zhì)層由自配的富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輕質(zhì)材料組成，價(jià)格低廉，也能滿足佛甲草生長(zhǎng)需要。空氣中干沉降的顆粒物直接沉降在植物層I和種植基質(zhì)層2表面，避免底部的原有屋面產(chǎn)生累積污染物。另外綠化屋頂遮蓋在原有屋面上，也減少了屋面材料老化產(chǎn)生的污染物量。降雨時(shí)沉降的顆粒物等沉積，等到降雨產(chǎn)生時(shí)，濕沉降沖刷植物層I的葉子，把干沉降全部帶到基質(zhì)層2，雨水及沉降顆粒物通過(guò)基質(zhì)層2和過(guò)濾層3的過(guò)濾作用被去除，去除顆粒物的下滲雨水部分被排水層4的蓄排水板儲(chǔ)存，其余的雨水從塑料外框架5的底部孔隙流出到屋頂?shù)姆浪畬?，然后進(jìn)入下水管道排走。綠色屋頂對(duì)屋面徑流的處理效果很明顯，由于基質(zhì)層2含有大量供植物利用的養(yǎng)分，其中NO3-N極易隨徑流流失，造成徑流中NO3-N濃度較大；由于基質(zhì)層2對(duì)徑流的截流作用，徑流量的明顯減少，所以除NO3-N以外的各指標(biāo)污染負(fù)荷都比浙青屋頂?shù)囊。绕涫荂OD、TP、NH3-N 等。
本發(fā)明適用于較小的匯水面積，在地面進(jìn)行制作和植物栽培，運(yùn)用時(shí)可將綠色屋頂模塊根據(jù)屋面形狀和利用要求擺放到進(jìn)行過(guò)防水處理的屋頂即可。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)I、植物層選取耐旱、耐寒、耐高溫、抗病的佛甲草，減少養(yǎng)護(hù)中的澆水施肥量，減少
污染源。2、基質(zhì)層采用適合植物生長(zhǎng)的輕型基質(zhì)材料，減輕屋面承重。3、排水層選用蓄排水板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的排水層，極大地減輕屋面的承重，也降低了成本。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明


圖I:本發(fā)明的剖面圖。圖2 :本發(fā)明的側(cè)面開孔圖。附圖標(biāo)記1_植物層；2_混合基質(zhì)層；3-過(guò)濾層；4_排水層；5_外框架50 X 50 X 20cm ;6_底部支座；7_防水層；8_原有屋面；9_搬運(yùn)孔。圖3 :為綠色屋頂對(duì)屋面徑流的處理效果。其中圖3A是浙青屋面和綠色屋頂TSS、C0D污染負(fù)荷對(duì)比。由圖3A中可以看出模塊式綠色屋頂對(duì)懸浮物(TSS)和COD有一定的攔截作用，綠色屋頂對(duì)TSS和COD的去除效果達(dá) 25. 61%和 42. 94%。圖3B是浙青屋面和綠色屋頂TN、N03-N和NH3-N污染負(fù)荷對(duì)比。由圖3B中可以看出模塊式綠色屋頂對(duì)氨態(tài)氮NH3-N有一定的攔截作用，綠色屋頂對(duì)NH3-N的去除效果達(dá)47. 27% ;由于基質(zhì)中富含養(yǎng)分，其中硝態(tài)氮NO3-N極易流失，所以水樣中總氮TN和硝態(tài)氮NO3-N有明顯的增加。圖3C是浙青屋面和綠色屋頂TP、TDP和PO4-P污染負(fù)荷對(duì)比。由圖3C中可以看出模塊式綠色屋頂對(duì)總磷(TP)、溶解性總磷(TDP)和正磷酸鹽(PO4-P)有較好的攔截作用，綠色屋頂對(duì)TP、TDP和PO4-P的去除效果達(dá)35. 87%、10. 49%和49. 87%。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I圖I中在原有屋面上再鋪設(shè)改性浙青油氈作為附加防水層；外框架為塑料框架，主要起支撐作用，框架底部鉆孔，孔距為8-lOcm，側(cè)面基質(zhì)層上方開一 10 X 5cm的孔(9)，便于搬運(yùn)?？蚣苤泄灿?層，由下至上各層依次疊加，各層結(jié)構(gòu)與功能如下排水層(4):用塊狀蓄排水板，規(guī)格為33. 3X33. 3X2. 0cm，可采用聚乙烯塑料注塑而成(見圖I所示，對(duì)孔徑和形狀沒(méi)有特殊要求，只要能透水即可)，其主要作用不僅能排走在降雨和澆灌時(shí)能夠讓種植基質(zhì)層中多余的水分，而且還能存儲(chǔ)部分水分，同時(shí)具備了、排水、透氣、保溫隔熱、阻根刺(防止植物根系破壞混凝土結(jié)構(gòu))、質(zhì)輕、耐高負(fù)荷等多種功能，而且具備運(yùn)輸方便、易施工等優(yōu)點(diǎn)。過(guò)濾層(3):用聚酯纖維無(wú)紡布(商購(gòu)產(chǎn)品)，其具有優(yōu)秀的過(guò)濾、排水、隔離、力口筋、防滲、防護(hù)作用，具有重量輕、抗拉強(qiáng)度高、滲透性好、耐高溫、抗冷凍、耐老化、耐腐蝕。既能透水又能隔絕種植土中的細(xì)小顆粒，而且耐腐，價(jià)格便宜。主要功能是當(dāng)水流經(jīng)基質(zhì)層時(shí)，利用針刺土工布良好的透氣性和透水性使水流通過(guò)，而有效的截留土顆粒、細(xì)砂、小石料等，防止堵塞排水層。
混合基質(zhì)層(2):本層為種植(混合)基質(zhì)層，采用篩選的輕質(zhì)材料混合而成，減輕屋頂?shù)某兄亓Γ骰|(zhì)的體積比為泥炭土 蛭石珍珠巖鋸末=4 : 3 : 2 : 1，然后把各基質(zhì)混勻，混合基質(zhì)層厚度為15cm。主要功能是承載植物層，為植物層提供生長(zhǎng)必須的養(yǎng)分和水。植物層(I):是屋頂綠化的主要功能層，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等效益都體現(xiàn)在這一層當(dāng)中。它有雙向調(diào)節(jié)，隔熱保溫，節(jié)能，革除噪音，凈化空氣，美化環(huán)境，保護(hù)屋面等功能。植物選擇佛甲草(Sedum lineare Thunb),又名萬(wàn)年草、佛指甲、半支連等,為景天科佛甲草屬多年生草本植物。其為多漿植物，含水量極高，其葉、莖表皮的角質(zhì)層具有超常的防止水分蒸發(fā)的特性，即使在夏季干旱的屋頂上也無(wú)需澆水，其耐旱時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)I個(gè)月。佛家草生長(zhǎng)適應(yīng)性強(qiáng)，不擇土壤，耐寒、耐旱、耐鹽堿、耐瘠、耐夏季高熱風(fēng)、耐較大的晝夜溫差，抗病蟲害，蟲不喜食，根系淺且水平根發(fā)達(dá)，冠疏，抗風(fēng)，生長(zhǎng)緩，莖肉多汁，碧綠的小葉宛如翡翠，整齊美觀耐修剪，自生自繁無(wú)需過(guò)多管理，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低。種植株距為4-6cm，行距為8-lOcm。本發(fā)明不同基質(zhì)對(duì)磷的最大吸附量及解吸量見表I。表I不同基質(zhì)對(duì)磷的最大吸附量及解吸量(mg kg-1)
權(quán)利要求
1.一種模塊化綠色屋頂構(gòu)建方法，包括在屋面設(shè)置防水層和種植綠色植物，其特征在于它還包括由植物層、種植基質(zhì)層、過(guò)濾層、排水層和外框架構(gòu)成的屋面徑流的綠色緩沖系統(tǒng)，所述的綠色緩沖系統(tǒng)由下至上依次為排水層(4)，過(guò)濾層(3)，混合基質(zhì)層(2)和植物層(I)，所述的外框架將所述的綠色緩沖系統(tǒng)托起使其便于移動(dòng)，外框架5的底部預(yù)留縫隙，其側(cè)面設(shè)有搬運(yùn)孔(9);所述的植物層中的植物為佛甲草(Sedum lineare Thunb)其種植的株距為4-6cm，行距為8-lOcm ;所述的混合基質(zhì)層的組分及其配比按體積比計(jì)為泥炭土 蛭石珍珠巖鋸末為4:3:2: I,種植基質(zhì)層的厚度為15cm ;所述的過(guò)濾層(3)為聚酯纖維無(wú)紡布；所述的排水層(4)為塊狀蓄排水板。
全文摘要
本發(fā)明屬于屋面環(huán)境工程領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化綠色屋頂構(gòu)建方法，包括在屋面設(shè)置防水層和種植綠色植物，其特征在于它還包括由植物層、種植基質(zhì)層、過(guò)濾層、排水層和外框架構(gòu)成的屋面徑流的綠色緩沖系統(tǒng)，該系統(tǒng)由下至上依次為排水層，過(guò)濾層，混合基質(zhì)層和植物層，外框架將所述的綠色緩沖系統(tǒng)托起使其便于移動(dòng)，外框架5的底部預(yù)留縫隙，其側(cè)面設(shè)有搬運(yùn)孔；所述的植物層中的植物為佛甲草，株距為4-6cm，行距為8-10cm；混合基質(zhì)層按體積比為泥炭土∶蛭石∶珍珠巖∶鋸末為4∶3∶2∶1，厚度為15cm；過(guò)濾層為聚酯纖維無(wú)紡布；排水層為塊狀蓄排水板。本發(fā)明植物層具有屋頂美化功能?；旌匣|(zhì)層也能攔截吸收部分徑流水量，從而削減了污染徑流量。
文檔編號(hào)E04D13/04GK102758503SQ20111010736
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者華玉妹, 單保慶, 周文兵, 張鈺, 朱端衛(wèi), 范俊楠, 趙建偉, 高勇 申請(qǐng)人:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)