專利名稱：利用光伏電和滴灌技術(shù)進行屋頂架空隔熱綠化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑綠化領(lǐng)域，具體地說是一種在新建或既有建筑屋頂上進行架空隔熱綠化的方法。
背景技術(shù)：
屋頂綠化是指以建筑物、構(gòu)筑物頂部為載體，以植物為主體進行配置，不與自然土壤接壤的綠化方式。屋頂綠化分為花園式屋頂綠化和草坪式屋頂
綠化。它是在有限的城市空間提高綠地率最有效的方式，有利于改變空中景
觀；有利于保護生態(tài)、調(diào)節(jié)氣候、凈化空氣、減少C02、遮蔭覆蓋、降低頂層建筑的室溫、噪聲和城市熱島效應(yīng)、節(jié)水節(jié)能、保護屋頂結(jié)構(gòu)和延長防水層的使用壽命，具有良好的節(jié)能效益、減排效益和經(jīng)濟效益。
花園式屋頂綠化需考慮覆土、建筑防水，需增加較大屋頂荷載和建筑抗震設(shè)計，或者增加屋頂照明及少量設(shè)備供電，投資增加成本巨大，養(yǎng)護管理較困難， 一般不節(jié)水。草坪式屋頂綠化中，同樣需考慮覆土、建筑防水，需增加較大屋頂荷載，草坪生長所需的營養(yǎng)貯備和供給受限，觀賞性較低，草坪根系會破壞房屋屋面結(jié)構(gòu)，造成滲漏，蒸發(fā)量大不節(jié)水。
現(xiàn)有的花園式屋頂綠化和草坪式屋頂綠化荷載較大，在新建和既有建筑的屋頂中較難大面積推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種在較低屋面設(shè)計荷載條件下進行屋頂架空隔熱綠化的方法，并實現(xiàn)零能耗的自動化養(yǎng)護管理。
為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案利用光伏電和滴灌技術(shù)進行屋頂架空隔熱綠化的方法，其方法如下
1) 在屋面板上安裝輕型低矮支架；
2) 綠化植物箱栽常綠藤本植物，將綠化植物箱放置在輕型低矮支架旁的屋面板上，常綠藤本植物在支架上攀延生長，形成綠化隔熱層；
3) 在突出屋面的樓梯間或機房間上面安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電提供給灌溉系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)工作和屋頂庭院照明；
4) 所述的自動控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、土壤濕度傳感器、流量計、計時器、計算機和自動控制系統(tǒng)軟件，用溫度傳感器測量室外空氣溫度，用土壤濕度傳感器測量土壤濕度，以上數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，管理者通過計算機中的自動控制系統(tǒng)軟件來完成常綠藤本植物根部的滴灌養(yǎng)護自動控制滴灌水量、滴灌時間、施肥量和施肥時間；
5) 所述的灌溉系統(tǒng)包括雨水回收池、水泵、管道系統(tǒng)、施肥池、滴頭、閥門和穩(wěn)壓配件，由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電驅(qū)動水泵，對箱內(nèi)常綠藤本植物進行節(jié)水滴灌。
輕型低矮支架是實現(xiàn)屋頂架空隔熱綠化的主要構(gòu)架，它主要有輕型鋼材和鋪設(shè)在輕型鋼材上的板條組成，低矮輕型支架的中間設(shè)置輕質(zhì)走道板，方便行走休息。輕型低矮支架受風(fēng)荷載作用小，對屋面結(jié)構(gòu)承載能力影響小。
綠化植物箱(或桶)是屋頂架空隔熱綠化的主體，綠化植物選擇可以水平攀延生長、耐旱耐澇、管理粗放、養(yǎng)護成本低、不但可 節(jié)水而且養(yǎng)護費較低的常綠藤本植物。箱栽常綠藤本植物遮陰面積大，而荷重小，較易滿足原建筑屋面結(jié)構(gòu)承載力的限制。低矮輕型支架與箱栽藤本植物形成低架空綠化植物遮陽結(jié)構(gòu)，即隔熱又通風(fēng)。
上述的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是本發(fā)明的能源和動力系統(tǒng)。太陽能光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)換成電能。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽能電池組件、逆變器、并網(wǎng)保護裝置、蓄電池和控制器等組成。在屋頂或地面將太陽能電池組件組合成太陽能電池陣列，然后由逆變器將太陽能電池陣列產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成與電力公司供給的相同電壓和頻率的交流電，實現(xiàn)了屋頂綠化隔熱系統(tǒng)養(yǎng)護管理的零能耗。
節(jié)水滴灌是利用管道系統(tǒng)將水通過孔口或滴頭送到作物根系發(fā)育區(qū)域進行局部灌溉。它是目前炎熱夏季及干旱缺水地區(qū)最有效的一種節(jié)水灌溉方式，其水的利用率可達95%。
灌溉系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)是屋頂綠化植物自動化養(yǎng)護管理的運行載體。溫度傳感器來測量四季溫度，土壤濕度傳感器測定箱內(nèi)植物的需水量。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1) 適用于較低屋面設(shè)計荷載的屋頂綠化，且不需要加固原有屋面結(jié)構(gòu)；
2) 該種屋頂架空隔熱綠化為非覆土綠化，綠化植物箱(桶)可以靈活布
置；
3) 綠化植物箱(桶)內(nèi)的常綠藤本植物具有耐旱、耐澇、耐熱和耐寒的特性，且管理粗放、養(yǎng)護成本低、不但可以節(jié)水而且養(yǎng)護費較低；
4) 輕型低矮支架在現(xiàn)場可以靈活組裝，維護方便，并可以做到系列化與標準化；5)綠化植物的養(yǎng)護管理實現(xiàn)了自動化，根據(jù)季節(jié)、室外氣溫、植物種類和土壤濕度制訂綠化植物養(yǎng)護管理控制方案；
.6)自動控制系統(tǒng)軟件的所有設(shè)置均可以進行修改，以便于養(yǎng)護管理控制方案的調(diào)整；
7)該種屋頂架空隔熱綠化方法可以做到零能耗養(yǎng)護管理。下面結(jié)合說明書附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。


圖1為本發(fā)明綠化隔熱層形成的原理圖。圖2為本發(fā)明的自動化養(yǎng)護管理原理圖。圖3為本發(fā)明的原理示意圖。
具體實施例方式
如圖1-3所示的利用光伏電和滴灌技術(shù)進行屋頂架空隔熱綠化的方法，
其方法如下
1、 屋面板上安裝輕型低矮支架，輕型低矮支架結(jié)構(gòu)主要由輕型鋼材和鋪設(shè)在輕型鋼材上的板條組成，低矮輕型支架的中間設(shè)置輕質(zhì)走道板。
2、 綠化植物箱(桶)栽常綠藤本植物，將其放置在輕型低矮支架旁的屋面板上。
3、 在突出屋面的樓梯間或機房間上面安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽能電池組件、逆變器、并網(wǎng)保護裝置、蓄電池和控制器等組成；由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電提供給灌溉系統(tǒng)、庭院照明和自動控制系統(tǒng)。
4、 自動控制系統(tǒng)由溫度傳感器、土壤濕度傳感器、流量計、計時器、計算機和自動控制系統(tǒng)軟件組成，由溫度傳感器測量的室外空氣溫度，由土壤 濕度傳感器測量的土壤濕度，以上數(shù)據(jù)上傳到計算機，管理者通過計算機中 的自動控制系統(tǒng)軟件來完成綠化植物根部滴灌養(yǎng)護，自動控制滴灌水量、滴 灌時間、施肥量、施肥時間等。
所述的灌溉系統(tǒng)包括雨水回收池、水泵、管道系統(tǒng)、施肥池、滴頭、閥 門和穩(wěn)壓配件，由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電驅(qū)動水泵，將雨水回收池中 的水(或自來水)、施肥池中的營養(yǎng)液，通過管道系統(tǒng)將水通過孔口或滴頭(滴 劍)送到綠化植物箱(桶)的土壤層內(nèi)，實現(xiàn)對常綠藤本植物的節(jié)水滴灌。
綠化植物箱(桶)內(nèi)的常綠藤本植物會先朝支架上方生長，然后沿著支 架上鋪設(shè)的板條上表面水平攀延生長，最終形成低矮的綠化枝葉架空隔熱層， 達到屋頂架空隔熱綠化的目的。
上述屋頂架空隔熱綠化方法應(yīng)用在某工程中的情況如下
該工程的屋頂綠化面積為250平方米。屋面板上安裝由4#角鐵組裝成
550mm高的輕型低矮支架結(jié)構(gòu)，支架上面鋪設(shè)18mra厚X250咖寬的杉木板。 綠化植物箱的材料為防腐箱，箱內(nèi)栽種耐旱耐澇的小葉扶芳藤。每日滴灌水 泵、庭院照明和自動控制系統(tǒng)需由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)提供220V約2kWh的 電能。根據(jù)季節(jié)、室外氣溫、植物種類和土壤濕度制訂綠化植物養(yǎng)護管理控 制方案為1)結(jié)合土壤濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)，夏季每天滴灌一次以上，滴灌水量為 0.6m3，滴灌時間為15分鐘；春秋季每三天滴灌一次，滴灌水量為0.6m3，滴 灌時間為15分鐘；冬季每周滴灌一次，滴灌水量為0.6m3，滴灌時間為15分 鐘。2)春夏季每半月施營養(yǎng)液一次；秋季每月施營養(yǎng)液一次；每年施有機肥 二次。根據(jù)不同天氣和植物生長情況，滴灌與施肥可以做些調(diào)整。最終形成低矮的綠化枝葉架空隔熱層可以有效降低頂層房間的室內(nèi)溫度，凈化空氣，
降低co2。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)方案作 任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡 單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、利用光伏電和滴灌技術(shù)進行屋頂架空隔熱綠化的方法，其方法如下1)在屋面板上安裝輕型低矮支架；2)綠化植物箱栽常綠藤本植物，并將綠化植物箱放置在輕型低矮支架旁的屋面板上，常綠藤本植物在支架上攀延生長，形成綠化隔熱層；3)在突出屋面的樓梯間或機房間上面安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電提供給灌溉系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)工作和屋頂庭院照明；4)所述的自動控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、土壤濕度傳感器、流量計、計時器、計算機和自動控制系統(tǒng)軟件，用溫度傳感器測量室外空氣溫度，用土壤濕度傳感器測量土壤濕度，以上數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，管理者通過計算機中的自動控制系統(tǒng)軟件來完成常綠藤本植物根部的滴灌養(yǎng)護，自動控制滴灌水量、灌水時間、施肥量和施肥時間；5)所述的灌溉系統(tǒng)包括雨水回收池、水泵、管道系統(tǒng)、施肥池、滴頭、閥門和穩(wěn)壓配件，由太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電驅(qū)動水泵，對綠化植物箱內(nèi)的常綠藤本植物進行節(jié)水滴灌。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用光伏電和滴灌技術(shù)進行屋頂架空隔熱綠化的方 法，其特征在于所述的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組件、逆變器、蓄電池和 單向電機組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用光伏電和滴灌技術(shù)進行屋頂架空隔熱綠化的方法，其特征在于輕型低矮支架包括輕型鋼材和鋪設(shè)在輕型鋼材上的板條。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用光伏電和滴灌技術(shù)進行屋頂架空隔熱綠化的方 法，其特征在于低矮輕型支架的中間設(shè)置輕質(zhì)走道板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在新建或既有建筑屋頂上進行架空隔熱綠化的方法?，F(xiàn)有的花園式屋頂綠化和草坪式屋頂綠化荷載較大，在新建和既有建筑的屋頂中較難大面積推廣應(yīng)用。本發(fā)明在綠化植物箱栽常綠藤本植物，并將綠化植物箱放置在輕型低矮支架旁的屋面板上，常綠藤本植物在支架上攀延生長，形成綠化隔熱層；然后利用光伏電系統(tǒng)、滴灌系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)進行屋頂架空隔熱綠化的自動養(yǎng)護。本發(fā)明適用于較低屋面設(shè)計荷載的屋頂綠化，且不需要加固原有屋面結(jié)構(gòu)，綠化植物的養(yǎng)護管理實現(xiàn)了自動化，實現(xiàn)了屋頂綠化隔熱系統(tǒng)養(yǎng)護管理的零能耗。
文檔編號E04D13/00GK101660335SQ20091010018
公開日2010年3月3日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者宗麗杰, 岑如軍, 曾憲純, 立 王 申請人:浙江省建筑科學(xué)設(shè)計研究院有限公司