專利名稱：垂直植物支架系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及垂直植物支架領(lǐng)域，更具體地涉及用于植物墻的裝置和方法。
背景技術(shù)：
植物墻是一種垂直花園。垂直花園可沿墻設(shè)置，或可獨(dú)立地用作隱私 屏障。單或多側(cè)面垂直花園還可用作獨(dú)立式建筑景觀。植物墻還可位于室 內(nèi)和室外，且提供許多功能的、環(huán)境的和審美的益處。
室外應(yīng)用中，植物墻提供一種城市農(nóng)業(yè)或城市園藝的形式，將其它形 式無法利用的垂直表面區(qū)域充分使用?？蓪⑵錇榱怂囆g(shù)而建成藝術(shù)作品， 或可將其融入路邊廣告或其它商業(yè)展示應(yīng)用。功能上，植物墻可覆在現(xiàn)有 結(jié)構(gòu)墻上，從而延長傳統(tǒng)外墻材料的壽命且減少供暖和供冷的能源費(fèi)用。
在室內(nèi)，植物墻可為建筑居住者提供令人愉悅的自然景觀。其還可利 用光合作用產(chǎn)生氧氣和通過在植物根部提供將空氣污物如揮發(fā)性有機(jī)化合 物代謝的細(xì)菌來改善再循環(huán)空氣的品質(zhì)?？蓪⑺^的活性墻與建筑空氣循 環(huán)系統(tǒng)結(jié)合，其中風(fēng)機(jī)將空氣吹過活性墻，然后將空氣再循環(huán)遍及整個(gè)建 筑。 一些活性墻被設(shè)置在玻璃的后面，以產(chǎn)生更可預(yù)測的氣流效果。非活 性墻沒有機(jī)械空氣循環(huán)。而是，將其保持敞開，以盡可能多地促進(jìn)自然空 氣循環(huán)。
室內(nèi)和室外的植物墻還提供用于水回用至少作為有用水的構(gòu)件。植物 墻的植物可通過分解所溶解的營養(yǎng)物、用細(xì)菌將有機(jī)成分礦物化使其可供 植物利用來凈化被輕微污染的水(如灰水)。
典型地，植物墻是獨(dú)立的或者直接安裝在現(xiàn)有墻面上。許多系統(tǒng)使用 帶有培養(yǎng)基質(zhì)袋的不同尺寸的輕質(zhì)礦物培養(yǎng)基，選擇性地使用雨水澆灌、 滴灌或霧灌系統(tǒng)，且使用為其安裝地點(diǎn)的特定微氣候條件選擇的種植。
植物墻的植被典型地在安裝植物墻的其他部件之后由種子長成。該生長期導(dǎo)致增加的維護(hù)費(fèi)用、由于戶外應(yīng)用的風(fēng)蝕和其他自然力導(dǎo)致基質(zhì)的 損失、和延遲從植物墻中獲益。以此方式安裝的植物墻也是典型地永久或 半永久固定設(shè)備且，同樣地，致使維修基墻困難且昂貴。
如果將植物墻安裝在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)墻上，可能要求對現(xiàn)有墻面進(jìn)行重大改 造以容納永久或半永久裝置?，F(xiàn)有覆蓋層可能不適于附加裝置或與水和培 養(yǎng)基保持長期直接接觸。永久和半永久裝置在其設(shè)計(jì)中也典型地是靜態(tài)的， 安裝時(shí)完成結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場培育植物的選擇。出于功能的、商業(yè)的或者審美的 原因，任何想要的結(jié)構(gòu)或種植的改變都要破壞或替換已建立的植物墻，從 而導(dǎo)致更多的維護(hù)費(fèi)用和延遲從新植物墻設(shè)計(jì)中獲益。

發(fā)明內(nèi)容
這樣，就需要改進(jìn)的垂直植物支架供植物墻應(yīng)用中使用，其克服一些 或所有當(dāng)前植物墻設(shè)計(jì)中明顯的缺點(diǎn)。


附圖中，
圖1演示根據(jù)本發(fā)明垂直植物支架系統(tǒng)的前軸側(cè)視圖； 圖2為圖1所示垂直植物支架系統(tǒng)的后軸側(cè)視圖； 圖3為圖1所示垂直植物支架系統(tǒng)的側(cè)視圖； 圖4為圖1所示垂直植物支架系統(tǒng)的前視圖； 圖5為圖1所示垂直植物支架系統(tǒng)的后視圖； 圖6為圖1所示垂直植物支架系統(tǒng)的俯視圖；且 圖7為圖1所示垂直植物支架系統(tǒng)的仰視圖； 圖8為所述垂直植物支架的一個(gè)替代實(shí)施方案的透視圖； 圖9為所述垂直植物支架的一個(gè)替代實(shí)施方案的透視圖； 圖IO為所述垂直植物支架的一個(gè)替代實(shí)施方案的透視圖； 圖11為包括多個(gè)垂直植物支架的植物墻的透視圖； 圖12為連接供植物墻應(yīng)用中使用的毗鄰垂直植物支架的一種實(shí)例構(gòu)件 的透視圖和詳圖13為安裝垂直植物支架于垂直表面的一種實(shí)例方法的透視圖和詳圖14為懸掛垂直植物支架的其他方法的透視圖和詳圖15為帶有一種形式灌溉的垂直植物支架的后透視圖16為垂直植物支架和水槽的局部側(cè)視圖17為帶有霧灌的垂直植物支架的側(cè)視圖18為垂直植物支架的另一實(shí)施方案供凈化灰水使用；
圖19為帶有附加生根孔的垂直植物支架的局部透視圖20為包括使液體再循環(huán)的泵的另一灌溉系統(tǒng)的側(cè)視圖21為垂直植物支架的另一實(shí)施方案的綜合視圖22為圖21垂直植物支架的一種替代實(shí)施方案的綜合視圖；且
圖23為圖21垂直植物支架的軸側(cè)視圖；且
圖24為具有其所支撐的植物的垂直植物支架照片。
具體實(shí)施例方式
參考圖1到7，總體展示了根據(jù)本發(fā)明垂直植物支架10的一個(gè)實(shí)施方 案，其具有墻壁20和孔道矩陣30。墻壁20包括面板22和錨定層24，所 述面板22和錨定層24被定向成使錨定層24位于面板22和孔道矩陣30之 間?？椎谰仃?0可設(shè)置為任意規(guī)則或不規(guī)則的孔道陣列或布局。每個(gè)孔道 的前部敞開以提供植物從中生長出的孔口，且后部毗鄰錨定層24以便植物 根部可生長進(jìn)入錨定層24。優(yōu)選地，錨定層24沿上部邊緣26和下部邊緣 28露在外面，同時(shí)錨定層24介于面板22和孔道矩陣30之間。還優(yōu)選地， 垂直植物支架10具有至少一種構(gòu)件用于將垂直植物支架10連接到垂直結(jié) 構(gòu)或支架。所示的實(shí)施方案中，顯示了一種有利的懸掛元件50，其與墻壁 20的上部連接且從此向后延伸。懸掛元件50定義懸掛面52，其適于與垂 直結(jié)構(gòu)或支架(未顯示)的配合部分相配合。垂直植物支架10還可包括一 個(gè)或多個(gè)腳54，所述腳的尺寸做成可使垂直植物支架10與其支撐結(jié)構(gòu)隔 開。腳54的尺寸還做成可使其向后凸出的距離與懸掛支架50相似，或者 其可更長或更短因此會(huì)導(dǎo)致垂直植物支架IO偏離垂直方向。
垂直植物支架10可由通過焊接、粘合劑或其他結(jié)合或固定方法固定在 一起的幾個(gè)單個(gè)元件制成，或可將其模制成一件或隨后連接在一起的多個(gè)
6部件。
圖1到7所描述的實(shí)施方案中，所示墻壁20是大體矩形，且孔道矩陣 30的體積由平行六面體確定?？紤]到以下討論，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯 而易見的是，垂直植物支架10所限定的外圍形狀和體積可修改，且仍落入 此處公開的本發(fā)明范圍內(nèi)，所有這些均涵蓋在本說明書中。
典型地，錨定層24是一張由規(guī)則或不規(guī)則的三維網(wǎng)或篩板構(gòu)成的多孔 板。如，錨定層24可以是一張由互相纏結(jié)的纖維、金屬絲、或帶涂層金屬 絲制成的板。錨定層24可由任意合適的材料制成，包括但不限于塑料如聚 酯、聚乙烯、聚氯乙烯、和聚丙烯；由金屬如鋼和銅制成的金屬絲；有機(jī) 材料如麻、礦毛絕緣纖維、木質(zhì)纖維、和椰子纖維；和其組合物。已發(fā)現(xiàn) 使用天然和合成纖維的組合物特別有利。天然纖維具有有助于向植物輸送 水和營養(yǎng)物的天然毛細(xì)能力。合成纖維提供穩(wěn)定、持久的結(jié)構(gòu)以支撐根部 生長。
面板22和孔道矩陣30可由任意合適的材料制成，包括但不限于木材、 金屬、塑料如聚酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、和其組合物。
圖1到7所描述的實(shí)施方案中，面板22是方形的，其具有約2英尺長 的第一側(cè)邊40和也是約2英尺長的第二側(cè)邊42。該實(shí)施方案中，孔道矩陣 30被布置成限定出2列、12行適于容納植物的空穴。該實(shí)例中，每個(gè)孔道 具有一個(gè)尺寸約為2英寸X12英寸的敞開末端，且深度約4英寸。錨定層 24可具有適于具體實(shí)施方案的任意尺寸。在一個(gè)實(shí)施方案中，錨定層24 的厚度介于0.125到1英寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，垂直植物支架10 的精確尺寸受許多因素影響，包括安裝位置、所培育植物類型、任何基礎(chǔ) 支撐墻的承重能力。該特征的修改落入本公開范圍內(nèi)。
圖1到7所示關(guān)于本垂直植物支架10的另一特點(diǎn)是孔道矩陣30的每 個(gè)孔道從錨定層24向外延伸所依的銳角。所述實(shí)施方案中，每個(gè)孔道與錨 定層24形成約60度的角度。由安裝環(huán)境確定，可采用大于或小于60度的 角度。該角度的目的是為便于保持可能添加到孔道矩陣30中每個(gè)孔道所限 定的封閉空穴中的水和培養(yǎng)基。
使用中，錨定層24提供用于支撐植被生長的構(gòu)件。 一般地，植物根部 繁殖進(jìn)入錨定層24、且在錨定層24中糾結(jié)在一起。這樣，錨定層24為植物提供實(shí)物支撐。錨定層24還保持供給其的水和營養(yǎng)物且反過來將水和營 養(yǎng)物供給植被。錨定層24還可浸注培養(yǎng)基或可將培養(yǎng)基添加到由孔道矩陣 30中每個(gè)孔道所限定的空穴中。培養(yǎng)基可選自各種材料。如，可使用許多 土壤、沙子、和砂礫。以及，如，粘土、砂礫、肥料、泥煤、混合肥料、 高吸水性聚合物、和其組合物可用于其他實(shí)施方案。
為更加肯定，圖8到10中所示為垂直植物支架的替代實(shí)施方案實(shí)例。 圖8所示為具有布置為1列、8行的單列孔道矩陣30'的垂直植物支架10'， 每個(gè)孔道的敞開末端的尺寸約為8英寸X3英寸。圖9顯示為與垂直植物支 架10類似的一種垂直植物支架10",其具有2列、9行的孔道矩陣30"。 相似地，圖IO顯示一種擴(kuò)展垂直植物支架10"'，其具有布置為9行、8列 的孔道矩陣。
現(xiàn)參考圖ll，可通過組合一個(gè)或多個(gè)單個(gè)垂直植物支架IO實(shí)現(xiàn)根據(jù)本 發(fā)明的植物墻100裝置。在所示示例中，將12個(gè)垂直植物支架10以3X4 的柵格布置。優(yōu)選地，垂直植物支架IO被造型成使得與毗鄰垂直植物支架 緊靠以便間隙很小或沒有間隙，從而改善植物墻100的外觀。
參考圖12,在植物墻100應(yīng)用中，可使垂直植物支架可選地適于與毗 鄰垂直植物支架10互連。整體接頭可采用多種不同形式。圖12示出一種 這樣的方法，其中孔道矩陣30的外表面112上限定至少一個(gè)鳩尾槽110。 所述孔道矩陣30的相反外表面包括類似數(shù)量的鳩尾肋120，鳩尾肋120被 定位成可與毗鄰垂直植物支架10的具有相應(yīng)尺寸的鳩尾槽110對齊。
單個(gè)垂直植物支架10可位于室內(nèi)或室外環(huán)境，且可用本領(lǐng)域技術(shù)范圍 內(nèi)的許多構(gòu)件將其連接到任意數(shù)量的不同垂直支撐結(jié)構(gòu)上。圖13中所示為 第一個(gè)實(shí)例，其中一個(gè)或多個(gè)垂直植物支架可懸掛在一個(gè)或多個(gè)有斜面的 水平軌道130上?？蛇x地可將水平軌道130連接在垂直軌道132上以與基 礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生足夠的間隙。所述水平軌道130也可直接連接到結(jié)構(gòu)墻140 的表面。圖13的節(jié)點(diǎn)放大詳圖顯示為安裝在水平軌道130上的垂直植物支 架10的側(cè)示圖。水平軌道130被有利地構(gòu)造成具有相對于結(jié)構(gòu)墻140向外 向上延伸的傾斜上部表面134。可由本領(lǐng)域公知的許多構(gòu)件將水平軌道130 連接到結(jié)構(gòu)墻140。所示實(shí)施方案顯示了螺釘142和位于水平軌道130和結(jié) 構(gòu)墻140之間的墊片138。水平軌道130上的傾斜角適于與實(shí)例懸掛元件50的懸掛面52的角度匹配。
優(yōu)選地，相對于支撐結(jié)構(gòu)如結(jié)構(gòu)墻140的孔道矩陣30的角度、懸掛面 52的角度、和水平軌道130的傾斜上部表面的角度實(shí)質(zhì)上相等。這允許作 為具有互相緊靠的毗鄰垂直植物支架10的較大植物墻100裝置一部分的單 個(gè)垂直植物支架10可移式地從植物墻100中移去，用于更換新垂直植物支 架10、或支撐結(jié)構(gòu)如結(jié)構(gòu)墻140的維修。
圖14還演示了用于將垂直植物支架10連接到其支撐結(jié)構(gòu)上的構(gòu)件的 另一實(shí)例。可將一個(gè)或多個(gè)掛鉤150連接到天花板、托架或其他承重結(jié)構(gòu) (未顯示)。孔道矩陣30中一個(gè)或多個(gè)孔道可以可選地限定有孔152,孔 152的尺寸做成可容納掛鉤150。相似地，孔道矩陣30的一個(gè)或多個(gè)孔道 可以可選地具有與其連接的帶子154，且?guī)ё泳哂凶銐蜷L度以與一個(gè)或多個(gè) 掛鉤150相連。
參考圖15，其中顯示了一種用于垂直植物支架10的澆灌系統(tǒng)實(shí)施方 案。沿孔道矩陣30上部表面設(shè)置給水裝置160且給水裝置160與可包含附 加植物營養(yǎng)物的水源相連接(未顯示)。示圖顯示的給水裝置160為滲水管， 但應(yīng)理解給水裝置160可包括許多其他配水構(gòu)件如滴灌或來自外部屋頂?shù)?雨水徑流。優(yōu)選的，給水裝置160被定位成使所供的水在上部邊緣26處或 在上部邊緣26上方接觸孔道矩陣30上部表面32。然后水和/或營養(yǎng)物在重 力作用下可向下流動(dòng)，直接流到多孔錨定層24的上部邊緣26上或沿傾斜 的孔道矩陣30上部表面32流下。優(yōu)選地，給水裝置160實(shí)質(zhì)上以膜狀向 垂直植物支架10供水以便在錨定層24上部邊緣26處進(jìn)入錨定層24的水 量實(shí)質(zhì)上均勻。可選地，面板22可向上延伸或可在面板22上部邊緣上連 接附加屏障(未顯示)，以確保水或營養(yǎng)物不沿面板22的后部外表面流下， 沿面板22的后部外表面流下可能引起對任何支撐結(jié)構(gòu)表面的破壞。水和營 養(yǎng)物然后穿過錨定層24沿主流方向A向下流動(dòng)。可選地，可毗鄰下部邊緣 28安置水槽170以收集任意多余排水。
當(dāng)垂直植物支架IO懸掛作為植物墻100的部件且至少一個(gè)垂直植物支 架在另一個(gè)的上方安裝時(shí)，如果錨定層24的下部邊緣28毗鄰上部表面32 被定位成使得從上部垂直墻支架10排出的水和/或營養(yǎng)物以上述類似方式 向下流到上部表面上，已發(fā)現(xiàn)這是有利的。該定位可選擇性地通過確定腳54的尺寸或本領(lǐng)域已知任何其他構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)。
圖16演示，除了主流方向A，水和營養(yǎng)物能夠沿毛細(xì)方向B被植物抽 出，通過毛細(xì)作用或通過可位于孔道矩陣30 (未顯示)中每個(gè)孔道所限定 的空穴內(nèi)的飽和培養(yǎng)基?？蛇x地，圖17顯示，霧灌系統(tǒng)還可附于孔道矩陣 的前部，且如本領(lǐng)域的通常理解來布置和操作。
參考圖18，其中所示為用于清潔灰水的垂直植物支架IO""的一種替代 實(shí)施方案。優(yōu)選地，將流通孔180限定在孔道矩陣30中每個(gè)孔道的水平表 面上，流通孔180被限定和間隔成可形成右行左行交互書寫的行程C供灰 水穿過孔道矩陣30向下流動(dòng)。本實(shí)施方案中，垂直植物支架IO""可以可 選地包含一個(gè)或多個(gè)錨定層24或其他培養(yǎng)基，如本領(lǐng)域所理解的。
參考圖19，可選地，可在孔道矩陣30中每個(gè)孔道的水平或垂直表面上 定義一組生根孔200，以允許根部在孔道矩陣30中的毗鄰孔道之間生長。
圖20演示另一可選澆灌系統(tǒng)，其中可將泵190流體相通地與水槽170 連接。泵190的出口隨后與導(dǎo)管192連接，用于將水輸送到上部邊緣26上 方的孔道矩陣30的上部表面32，從而形成一個(gè)將至少一部分水和/或營養(yǎng) 物再循環(huán)的環(huán)路。
可容易地現(xiàn)場安裝垂直植物支架10，無需重大或永久修改支撐結(jié)構(gòu)或 墻。可將其掛在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)墻上或可使支撐結(jié)構(gòu)直立以支撐垂直植物支架10。 該設(shè)計(jì)特點(diǎn)有利地允許將植物非現(xiàn)場且在受控條件如植物苗圃下組裝在每 個(gè)垂直植物支架10上，并隨后將其運(yùn)輸?shù)桨惭b地點(diǎn)。典型地，安裝垂直植 物支架IO或更大植物墻IOO裝置的一個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用是在有時(shí)是邊緣培 育條件下的植物培育。通過在受控條件下培育和定植植物，從而其能更好 地適應(yīng)其安裝環(huán)境，帶來增加的成功成長機(jī)會(huì)。這也減少了在培育階段與 植物撫育相關(guān)的費(fèi)用。在這點(diǎn)上，本發(fā)明還允許定植植物時(shí)將垂直植物支 架IO水平定向，這也方便維護(hù)且增加了初始階段成功生長的機(jī)會(huì)。
該模塊性還顧及到按照希望要被更換的單個(gè)垂直支架10。如果微氣候 改變或如果具體地點(diǎn)希望不同植物，也可因此進(jìn)行調(diào)整。還能通過在毗鄰 垂直植物支架10中選擇質(zhì)地或顏色特征合意的植物在植物墻IOO應(yīng)用中組 合設(shè)計(jì)。如果希望，可隨后改變所述設(shè)計(jì)。
可選地，垂直植物支架10可用作生物過濾系統(tǒng)的部件。在此實(shí)例中，面板22應(yīng)透氣，從而允許通過在垂直植物支架10前后形成壓差以將空氣 吸過結(jié)構(gòu)來強(qiáng)制空氣穿過垂直植物支架10，從而從空氣中除去污染物。
圖21到23演示一種替代方案，其中采用注射成型制造孔道矩陣30， 而面板22由合適材板鍛壓而成。
盡管是參考具體實(shí)施方案來說明本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解可 對本發(fā)明的方法和裝置進(jìn)行各種其他適應(yīng)和修改，且所有這些修改和適應(yīng) 都包括在本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種垂直植物支架，其包括a)墻壁，所述墻壁包括面板和錨定層，和b)孔道矩陣，所述孔道矩陣與所述墻壁連接，其中所述錨定層位于所述面板和所述孔道矩陣之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直植物支架，其特征在于，所述面板是不透液的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直植物支架，其特征在于，所述錨定層是 透液的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直植物支架，其特征在于，所述孔道矩陣 中的每個(gè)孔道包括后部，至少部分所述后部與所述錨定層毗鄰，且其中所 述孔道矩陣中各毗鄰孔道的后部流體相通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直植物支架，其特征在于，另外包括用于 營養(yǎng)植物的液體源，所述液體源與所述錨定層液體相通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直植物支架，其特征在于，所述孔道矩陣 從錨定層以銳角向外延伸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直植物支架，其特征在于，所述面板和所 述錨定層實(shí)質(zhì)上端部相連。
8. —種包括多個(gè)垂直植物支架的植物墻，每個(gè)所述垂直植物支架具有 墻壁和孔道矩陣，所述墻壁包括面板和錨定層且所述孔道矩陣與所述墻壁 連接，其中所述錨定層位于所述面板和所述孔道矩陣之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的植物墻，其特征在于，每個(gè)所述垂直植物支 架的孔道矩陣限定出周界，其中至少一部分所述周界與毗鄰垂直植物支架 的至少一部分周界可連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的植物墻，其特征在于，各毗鄰垂直植物支架 的錨定層液體相通。
11. 一種安裝植物墻的方法，其包括以下步驟a) 提供至少一種具有墻壁和孔道矩陣的植物支架，所述墻壁包括面板 和錨定層且所述孔道矩陣與所述墻壁相連，其中所述錨定層位于所述面板 和所述孔道矩陣之間；b) 所述植物支架處于大體水平位置時(shí)，在至少一個(gè)植物支架的孔道矩 陣中培育植物；且c) 將所述至少一個(gè)植物支架豎立到大體垂直位置。
12. —種澆灌植物墻的方法，其包括以下步驟a) 提供至少一種具有墻壁和孔道矩陣的植物支架，所述墻壁包括面板 和具有上部邊緣的透液錨定層，其中所述孔道矩陣與所述墻壁相連且所述 錨定層位于所述面板和所述孔道矩陣之間；b) 提供適于給植物提供養(yǎng)分的液體源；c) 沿所述錨定層的上部邊緣配送所述液體，以便所述液體在重力作用 下穿過所述錨定層向下傳播時(shí)，所述液體實(shí)質(zhì)上水平均勻分布。
全文摘要
一種垂直植物支架，其包括具有面板和錨定層的墻壁、和與所述墻壁連接的孔道矩陣。所述錨定層位于所述面板與所述孔道矩陣之間。所述面板應(yīng)是不透液的且所述錨定層應(yīng)是透液的。
文檔編號A01G9/12GK101472465SQ200780016313
公開日2009年7月1日 申請日期2007年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者G·加爾內(nèi), K·阿德隆, N·西斯勒 申請人:高架景觀科技公司