專利名稱：草坪坪床溫度的調(diào)控結(jié)構(gòu)及其建造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種建筑物綠化技術(shù)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)，具體是一種草坪坪床溫度的調(diào)控結(jié)構(gòu)及其建造方法。
背景技術(shù)：
草坪植物的生長需要適宜的溫度。匍匐剪股穎、草地早熟禾、高羊茅等冷季型草坪植物的最適生長溫度為15 20°C。在夏季> 30°C的氣溫條件下，冷季型草坪的生長即受到抑制，表現(xiàn)為光合作用顯著下降、能量合成減少，而呼吸作用上升，能量的消耗增加，呈現(xiàn)出植物體的能量虧缺，這時草坪植物的體質(zhì)逐漸衰弱，會出現(xiàn)分蘗逐漸死亡、草坪密度降低，草坪質(zhì)量下降，同時，由于植物體內(nèi)能量供應(yīng)不足，抵抗逆境的能力顯著下降，容易感染病害，并出現(xiàn)大面積的病死現(xiàn)象。在冬季< 5°C的氣溫條件下，冷季型草坪也會進(jìn)入休眠狀態(tài)，植物芽的生長和新葉的發(fā)生逐漸停止，草坪冠層的葉片在霜和冷空氣的作用下逐漸枯黃，嚴(yán)重影響草坪的景觀。狗牙根、結(jié)縷草、海濱雀稗、假儉草等暖季型草坪植物的最適生長溫度為20 25°C。在冬季< 12°C的氣溫條件下，暖季型草坪的生長即逐漸停止，逐步進(jìn)入休眠狀態(tài)，地上部分的莖葉逐漸枯死，其營養(yǎng)分解后逐漸轉(zhuǎn)移到地下的根狀莖或地表的匍匐莖中貯藏起來，植物依靠這些休眠的根狀莖或匍匐莖來渡過嚴(yán)寒的冬天，在來年春季氣溫回升后，這些根狀莖或匍匐莖上的休眠芽開始萌發(fā)，再次生長出新的莖和葉，形成綠色的草坪覆蓋。草坪生長受春、夏、秋、冬的氣溫變化影響極大，一般春、秋兩季氣溫適宜，草坪生長較好。然而，夏季的高溫氣候會造成冷季型草坪的越夏障礙，并經(jīng)常出現(xiàn)大面積的草坪死亡；冬季的嚴(yán)寒會造成草坪的枯黃，影響草坪的景觀質(zhì)量和固土防沙的生態(tài)功能。隨著人們生活水平的提高，希望草坪能夠一年四季都保持綠色的景觀和生態(tài)功能。但我國大多數(shù)地區(qū)夏季的氣溫都會高達(dá)35°C以上，冬季的氣溫也會降至冰點以下，目前還沒有任何草坪植物品種能夠在如此變幅的氣溫條件下都能保持綠色和正常生長。因此， 要使草坪在夏季和冬季都保持較高的質(zhì)量，需要對草坪生長的環(huán)境溫度進(jìn)行人為調(diào)控。一般草坪都種植在露天的開放環(huán)境中，空氣溫度難以調(diào)控，因此草坪的控溫技術(shù)一般都針對土壤溫度來進(jìn)行。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，王兆龍等開展了土壤根際層降溫對草坪越夏質(zhì)量影響的研究工作，結(jié)果表明根際層溫度對草坪的生長更為重要，草坪高溫脅迫下的質(zhì)量下降的都是由于根系萎縮造成的，在35°C以上的氣溫條件下，將根際層溫度降低到25°C左右即可顯著促進(jìn)根系的生長，并顯著改善草坪質(zhì)量。王兆龍等發(fā)明了“利用排水系統(tǒng)調(diào)控坪床溫度的體育運動草坪(發(fā)明專利號ZL200410017186. 8) ”，利用體育運動草坪原來的排水管道系統(tǒng)，連接空調(diào)系統(tǒng)的冷、熱空氣，對草坪的坪床根際層土壤溫度進(jìn)行調(diào)控，在夏季向排水系統(tǒng)管道中通入冷空氣、冬季向排水系統(tǒng)管道中通入熱空氣，實現(xiàn)了坪床根際層土壤溫度的雙向調(diào)控。但運動草坪坪床下的排水管道一般會間隔5米左右， 相鄰管道之間的草坪溫度調(diào)控效果與管道上方的草坪存在差異，排水管道上方的草坪控溫效果較好，土壤溫度較為適宜，草坪可以保持一定的生長，但在相鄰一兩排水管道中間的草坪則基本上很難受到控溫效果的輻射，離排水管道越遠(yuǎn)，溫度調(diào)控效果越差，這種溫度梯度會造成草坪生長的嚴(yán)重不均勻和草坪顏色的差異，影響草坪的運動質(zhì)量和景觀質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種草坪坪床溫度的調(diào)控結(jié)構(gòu)及其建造方法，適用于高爾夫球場、足球場等各種類型的體育運動草坪和園林綠化草坪，能夠恒溫調(diào)控草坪底部溫度。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種草坪坪床溫度的調(diào)控結(jié)構(gòu)，由排水溝區(qū)域和原土層區(qū)域組成，排水溝區(qū)域包括草坪坪床下的魚脊形或平行形分布的排水管道、管道周圍填充的礫石和上方水平鋪設(shè)的蓄水板；原土層區(qū)域包括草坪根際層土壤下水平鋪設(shè)的無紡布和蓄排水板，排水管道的端口與空調(diào)系統(tǒng)的出風(fēng)口相連接，空調(diào)系統(tǒng)的冷暖氣流通過排水管道壁上的孔進(jìn)入蓄排水板中連通的凹凸空間并在草坪坪床下形成穩(wěn)定的控溫層，冷暖氣流透過無紡布的空隙向上進(jìn)入根際層，調(diào)控根際層的溫度。所述的排水管道采用有孔波紋塑料管。所述的蓄排水板和蓄水板采用高抗沖聚苯乙烯(PS)、高密度聚乙烯(PE)或改性聚丙烯(PP)制成，抗壓強(qiáng)度在200kPa以上。所述的蓄排水板為雙面凹凸式結(jié)構(gòu)，所述的蓄水板為有孔的單面凹孔式。所述的蓄水板與蓄排水板上均設(shè)有相同尺寸的凹孔。所述的無紡布為抗拉強(qiáng)度大于450N的滌綸、錦綸、乙綸或丙綸的無紡布。所述的排水管道的出水口處設(shè)有U形水封關(guān)節(jié)，防止冷暖空氣通過排水管道直接逸出ο本發(fā)明涉及上述結(jié)構(gòu)的建造方法，包括以下步驟第一步、在壓實的原土層下挖魚脊形或平行形的排水溝組成的排水網(wǎng)絡(luò)；所述的排水溝采用截面為倒梯形的排水溝，側(cè)壁坡度可設(shè)置為20 80度。第二步、在原土層上整體鋪設(shè)蓄排水板，在排水溝中鋪設(shè)排水管道，位于干路和支路的排水管道之間采用三通連接并構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)；第三步、用礫石填充排水管道四周，使之與周圍的原土層處平齊；在填平的排水溝上鋪設(shè)蓄水板，并將蓄水板與溝外的蓄排水板卡接形成一個整體；第四步、將無紡布直接粘結(jié)在蓄排水板和蓄水板上，在無紡布上鋪設(shè)根際層土壤， 在根際層土壤上種植草坪植物；第五步、將空調(diào)系統(tǒng)的出風(fēng)口與草坪坪床下的排水管道端口相連接并輸入冷、暖空氣，冷、暖空氣通過排水管道壁上的孔擴(kuò)散進(jìn)入蓄排水板凸起與無紡布之間的空隙中，然后透過無紡布的空隙進(jìn)入沙質(zhì)根際層土壤，調(diào)控根際層土壤的溫度。本發(fā)明可以適用于任何造型起伏的草坪，由于采用了可塑性較強(qiáng)的蓄排水板，可以在任何造型起伏的原土層上鋪設(shè)成為一個整體；本發(fā)明溫度調(diào)控均勻，空調(diào)系統(tǒng)的冷、暖空氣通過排水管道的空隙直接進(jìn)入蓄排水板凸起與無紡布之間的空隙中，在根際層底部形成了溫度均勻的控溫空間；冷、暖空氣再通過無紡布上的空隙和根際層沙粒之間的空隙向上傳導(dǎo)，可以使溫度調(diào)控在水平面上非常均勻，并在垂直面上形成一定的溫度梯度，由于根際層下方的溫度更接近于草坪生長的最適溫度，這樣可以引導(dǎo)草坪根系的向下生長，形成健壯的根系；排水管道上方設(shè)置了有孔的蓄水板，一方面可以使冷、暖空氣無阻隔地通過無紡布進(jìn)入根際層；另一方面蓄水板與原土層上的蓄排水板一樣具有蓄水能力，可以保證根際層水分與營養(yǎng)的均一性。通過在排水管道的出水口設(shè)置了“U”形水封，冷、暖空氣不能直接逸出坪床，只能通過根際層沙粒的空隙向上擴(kuò)散，控溫效果好。


圖1為本發(fā)明剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明平面分布示意圖；圖中1草坪植物、2根際層、3無紡布、4蓄水板、5排水管道、6整體鋪設(shè)的蓄排水板、7排水管道周圍填充的礫石、8蓄水凹孔、9空調(diào)機(jī)組、10主排水管道、11支排水管道、 12 “U”形水封、“丨”表示冷、暖氣流向草坪坪床的擴(kuò)散。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。實施例1如圖1和圖2所示，本實施例的坪床控溫系統(tǒng)由排水溝區(qū)域和原土層區(qū)域組成，一部分為排水溝區(qū)域，包括草坪坪床下的魚脊形分布的由主排水管道10和支排水管道11構(gòu)成的排水管道5系統(tǒng)、管道周圍填充的礫石7和上方水平鋪設(shè)的蓄水板4 ；另一部分部分為原土層區(qū)域，包括草坪根際層土壤下水平鋪設(shè)的無紡布3和蓄排水板6。主排水管道10的端口與空調(diào)機(jī)組9的出風(fēng)口相連接，空調(diào)系統(tǒng)的冷、暖氣流通過排水管道5壁上的孔進(jìn)入蓄排水板6中連通的凹凸空間并在草坪坪床下形成穩(wěn)定的控溫層，冷、暖氣流透過無紡布3的空隙進(jìn)入根際層2，調(diào)控根際層2的溫度。所述的蓄水板4與蓄排水板6相卡接形成一個水平面的整體，蓄排水板6鋪進(jìn)排水溝中，排水管道5四周的空隙用礫石7填充，在排水管道5上方鋪設(shè)蓄水板4。所述的排水管道5采用有孔波紋塑料管。所述的蓄排水板6和蓄水板4采用高抗沖聚苯乙烯(PQ、高密度聚乙烯(PE)或改性聚丙烯(PP)制成，抗壓強(qiáng)度在200kPa以上。所述的蓄排水板6為雙面凹凸式結(jié)構(gòu)，所述的蓄水板4為有孔單面凹孔式。所述的蓄水板4與蓄排水板6上均設(shè)有相同尺寸的凹孔8。所述的無紡布3為抗拉強(qiáng)度大于450N的滌綸、錦綸、乙綸或或丙綸的無紡布3。所述的排水管道5的出水口處設(shè)有U形水封關(guān)節(jié)12，防止冷暖空氣通過排水管道 5道直接逸出。本結(jié)構(gòu)通過以下方式進(jìn)行構(gòu)建根據(jù)設(shè)計師的要求進(jìn)行高爾夫球場的果嶺造型， 造型后的原土層地基要澆水反復(fù)壓實。在造型完成的地基上開排水溝，排水溝開挖成上寬下窄的形狀，排水溝側(cè)面坡度為45度，排水溝呈魚脊?fàn)罘植?，排水溝相互之間的間距為 3. 5m。采用直接粘結(jié)無紡布的抗壓強(qiáng)度在200kPa以上的雙面凹凸式蓄排水板，直接鋪設(shè)在壓實的原土層上，連接處保持2排凹凸孔重疊接合。蓄排水板直接鋪進(jìn)排水溝中，使坪床基部形成蓄排水板整體。排水管道放在排水溝中的蓄排水板上面，排水管道采用dnllOPVC-U 單壁有孔波紋管，主排水溝中的排水管道與支排水管道之間用三通連接。排水管道安裝完成后，在排水溝下陷的部分用礫石填平，在填平的排水溝上方再鋪設(shè)一層直接粘結(jié)無紡布的抗壓強(qiáng)度在200kPa以上的蓄水板，蓄水板的凹孔與蓄排水板上的凹孔大小相同，排水溝上的蓄水板邊緣一排凹孔直接套進(jìn)原土層上的蓄排水板凹孔中，使蓄水板與蓄排水板形成一個整體；選用的無紡布的抗拉強(qiáng)度大于450N，直接粘結(jié)在蓄排水板或蓄水板上，施工時一次鋪設(shè)完成。在鋪設(shè)平整的無紡布上直接鋪設(shè)30cm厚的根際層土壤，根際層土壤直接采用市場上供應(yīng)的優(yōu)質(zhì)果嶺沙，粒徑范圍在0. 1 1.0mm之內(nèi)的河沙比例占85%以上。根際層鋪設(shè)完成后再根據(jù)設(shè)計師的要求進(jìn)行表面細(xì)造型。果嶺草坪的種植與養(yǎng)護(hù)管理同常規(guī)。根據(jù)高爾夫球場果嶺與球道的位置分布，選擇遠(yuǎn)離球道一側(cè)的排水管道端口與空調(diào)機(jī)組的出風(fēng)口相連接，排水管道伸出果嶺的部分采用無孔的PVC-U管，并用保溫泡沫包裹，阻止溫度通過管壁向外擴(kuò)散，空調(diào)機(jī)的出風(fēng)口直接與伸出果嶺的管道連接，將冷、暖風(fēng)輸送進(jìn)入果嶺坪床下的排水管道，并通過排水管道壁上的孔進(jìn)入蓄排水板凸起部分與無紡布之間的空隙中，然后透過無紡布的空隙進(jìn)入沙質(zhì)根際層土壤，來調(diào)控根際層土壤的溫度。 空調(diào)機(jī)組的位置根據(jù)球場實際情況設(shè)置，可選擇打球人流較少到達(dá)的位置，為了不影響球場的景觀，采用下沉式空調(diào)，在空調(diào)機(jī)房上覆土 30 50厘米厚，上面種植草坪或地被植物； 在空調(diào)外機(jī)排風(fēng)口設(shè)置成開闊的扇形，保證排風(fēng)通暢。為了防止冷、暖空氣從排水管道中直接逸出，在果嶺坪床下的排水管道出水口處設(shè)置“U”形水封關(guān)節(jié)，阻隔氣流。實施例2足球場體育運動草坪標(biāo)準(zhǔn)足球場的運動草坪長為109米，寬為72米。足球場四周鋪設(shè)排水溝，上覆蓋板。在地基上開排水溝，排水溝呈魚脊?fàn)罘植?，球場正中間設(shè)一條主排水溝，兩側(cè)為側(cè)排水溝，側(cè)排水溝相互之間的間距為5m，另一端與足球場四周的排水溝相連接。排水溝開挖成上寬下窄的形狀，排水溝側(cè)面坡度為30度。采用直接粘結(jié)無紡布的抗壓強(qiáng)度在200kPa以上的雙面凹凸式蓄排水板，直接鋪設(shè)在壓實的原土層上，連接處保持2排凹凸孔重疊接合。 蓄排水板直接鋪進(jìn)排水溝中，使坪床基部形成蓄排水板整體。排水管道放在排水溝中的蓄排水板上面，主排水管道采用dnl50PVC-U單壁有孔波紋管，側(cè)排水管道采用dnllOPVC-U單壁有孔波紋管，主排水管道與側(cè)排水管道之間用三通連接。排水管道安裝完成后，在排水溝下陷的部分用礫石填平，在填平的排水溝上方再鋪設(shè)一層直接粘結(jié)無紡布的抗壓強(qiáng)度在 200kPa以上的蓄水板，蓄水板的凹孔與蓄排水板上的凹孔大小相同，排水溝上的蓄水板邊緣一排凹孔直接套進(jìn)原土層上的蓄排水板凹孔中，使蓄水板與蓄排水板形成一個整體；選用的無紡布的抗拉強(qiáng)度大于450N，直接粘結(jié)在蓄排水板或蓄水板上，施工時一次鋪設(shè)完成。 在鋪設(shè)平整的無紡布上直接鋪設(shè)40cm厚的根際層土壤，根際層土壤直接采用市場上供應(yīng)的優(yōu)質(zhì)河沙，粒徑范圍在0. 1 1.0mm之內(nèi)的沙粒比例占85%以上。根際層鋪設(shè)完成后進(jìn)行細(xì)平整。足球場草坪的種植與養(yǎng)護(hù)管理同常規(guī)。在足球場四周的排水管道出水口處用三通連接，向下的出口仍為排水口，為了防止冷、暖空氣直接從排水口中逸出，在排水口下方設(shè)置“U”形水封關(guān)節(jié)，阻隔氣流；三通的水平口一端與足球場坪床下的排水管道連接，另一端與空調(diào)機(jī)組的出風(fēng)口相連接?？照{(diào)機(jī)組采用大型中央空調(diào)機(jī)組，空調(diào)機(jī)組的冷、暖出風(fēng)管道采用無孔的PVC-U管，并用保溫泡沫包裹，沿足球場四周的排水溝位置排放，空調(diào)機(jī)組的出風(fēng)管道離地面40厘米左右，將冷、暖風(fēng)輸送進(jìn)入足球場草坪坪床下的排水管道，并通過排水管道壁上的孔進(jìn)入蓄排水板凸起部分與無紡布之間的空隙中，然后透過無紡布的空隙進(jìn)入沙質(zhì)根際層土壤，來調(diào)控根際層土壤的溫度。
權(quán)利要求
1.一種草坪坪床溫度的調(diào)控結(jié)構(gòu)，由排水溝區(qū)域和原土層區(qū)域組成，其特征在于排水溝區(qū)域包括草坪坪床下的魚脊形或平行形分布的排水管道、管道周圍填充的礫石和上方水平鋪設(shè)的蓄水板；原土層區(qū)域包括草坪根際層土壤下水平鋪設(shè)的無紡布和蓄排水板，排水管道的端口與空調(diào)系統(tǒng)的出風(fēng)口相連接，空調(diào)系統(tǒng)的冷暖氣流通過排水管道壁上的孔進(jìn)入蓄排水板中連通的凹凸空間并在草坪坪床下形成穩(wěn)定的控溫層，冷暖氣流透過無紡布的空隙向上進(jìn)入根際層，調(diào)控根際層的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的草坪坪床溫度的調(diào)控結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的排水溝區(qū)域的蓄水板與原土層區(qū)域的蓄排水板相卡接形成一個整體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的草坪坪床溫度的調(diào)控結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的排水管道采用有孔波紋塑料管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的草坪坪床溫度的調(diào)控結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的蓄排水板為雙面凹凸式結(jié)構(gòu)，所述的蓄水板為有孔單面凹孔式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的草坪坪床溫度的調(diào)控結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的蓄水板與蓄排水板上均設(shè)有相同尺寸的凹孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的草坪坪床溫度的調(diào)控結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的排水管道的出水口處設(shè)有U形水封關(guān)節(jié)。
7.一種根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述結(jié)構(gòu)的建造方法，其特征在于，包括以下步驟第一步、在壓實的原土層下挖魚脊形和平行形的排水溝組成的排水網(wǎng)絡(luò)；第二步、在原土層上整體鋪設(shè)蓄排水板，蓄排水板鋪進(jìn)排水溝；在排水溝中鋪設(shè)排水管道，位于干路和支路的排水管道之間采用三通連接并構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)；第三步、用礫石填充排水溝，使之與周圍的原土層處平齊；在填平的排水溝上鋪設(shè)蓄水板，并將蓄水板與蓄排水板卡接形成一個整體；第四步、將無紡布直接粘結(jié)在蓄排水板和蓄水板上，在無紡布上鋪設(shè)根際層土壤，在根際層土壤上種植草坪植物；第五步、將空調(diào)機(jī)組的出風(fēng)口與草坪坪床下的排水管道口相連接并輸入冷、暖空氣， 冷、暖空氣通過排水管道壁上的孔擴(kuò)散進(jìn)入蓄排水板凸起與無紡布之間的空隙中，然后透過無紡布的空隙進(jìn)入沙質(zhì)根際層土壤，實現(xiàn)調(diào)控根際層土壤的溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的建造方法，其特征是，所述的排水溝采用截面為倒梯形的排水溝，側(cè)壁坡度為20 80度。
全文摘要
一種建筑物綠化技術(shù)領(lǐng)域的草坪坪床溫度的調(diào)控結(jié)構(gòu)及其建造方法，該調(diào)控結(jié)構(gòu)由排水溝區(qū)域和原土層區(qū)域組成，排水溝區(qū)域包括草坪坪床下的魚脊形或平行形分布的排水管道、管道周圍填充的礫石和上方水平鋪設(shè)的蓄水板；原土層區(qū)域包括草坪根際層土壤下水平鋪設(shè)的無紡布和蓄排水板。排水管道的端口與空調(diào)系統(tǒng)的出風(fēng)口相連接，空調(diào)系統(tǒng)的冷暖氣流通過排水管道壁上的孔進(jìn)入蓄排水板中連通的凹凸空間并在草坪坪床下形成穩(wěn)定的控溫層，冷暖氣流透過無紡布的空隙向上進(jìn)入根際層，調(diào)控根際層的溫度。本發(fā)明適用于高爾夫球場、足球場等各種類型的體育運動草坪和園林綠化草坪，能夠恒溫調(diào)控草坪底部溫度。
文檔編號A01G9/24GK102172186SQ20111005402
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者張輝, 徐佩賢, 王兆龍, 范安輝, 龍云鵬 申請人:上海交通大學(xué)