[实用新型]一种建筑生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统

说明书

技术领域

本实用新型是一种建筑生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统，属于建筑 生态绿化屋面雨水收集及无动力智能灌溉系统的改造技术。

背景技术

建筑屋面绿化是绿地向空间的发展，也是节约土地、^、开拓城市空间的有效办法。 建筑屋面绿化具有良好的隔热节能效应和生态环境效应，其优点主要如下：（1）隔热节能效 应：通过减少由建筑屋面传入顶层房间的热量，降低建筑能耗，改善建筑热湿环境；（2）保护 屋面：通过绿化屋面的隔热作用降低屋面因热应力破坏作用，保护建筑屋面构造层和防水 层；（3）雨水蓄积利用（节水）效应：通过绿化屋面构造层蓄积并利用雨水，节约建筑绿化用 水；（4）降低城市洪灾效应：通过屋面绿化层延缓雨水向地面的汇流时间，降低城市道路洪 水强度，减小城市排水系统的泄洪压力及洪灾危险；（5）生态环境效应：可增大城市绿化面 积，吸收CO₂等温室气体，改善城市及建筑室外热湿环境，降低城市热岛效应。除此之外，建 筑生态绿化屋面还具有降低城市大气灰尘浓度、吸收城市噪音及其它有害气体等作用。因 此，在节能减排日益受到重视的现代城市生活中，建筑生态绿化屋面越来越受到人们的关 注。

现有的建筑屋面雨水蓄积及循环利用模式主要包括以下三种：（1）汇集于地面的 利用模式，即直接将建筑屋面汇集的雨水通过雨落管汇集到地面雨水井中，通过雨水井排 向雨水蓄积池中实现其循环利用（见图2）；（2）屋面直接蓄积利用模式，即直接在建筑屋面 砌筑蓄水池，蓄积雨水并形成蓄水屋面，多余的雨水通过排水孔排至挑檐，再通过排水管汇 集于地面雨水井中（见图3）；（3）种植屋面的蓄积利用模式，即在绿化屋面的排水层中设置 蓄水槽蓄积雨水，并将其应用于植被的生长，同时通过蒸发冷却作用实现屋面隔热降温（图 4）。

以上三种屋面雨水的蓄积利用模式均存在一定的局限性，主要表现在：

第一种利用模式存在的缺点如下：（1）建筑屋面雨水直接汇集到地面，屋面本身利 用雨水的可能性降低，雨水利用率较低；（2）增大了地面排水系统的雨水汇集流量，不利于 延缓雨水汇集时间和降低城市洪灾风险；（3）雨水汇集于地面，增大了雨水被地面污染的机 率，增大了雨水净化处理系统的容量和负荷。第二种利用模式虽然克服了第一种利用模式 的一些缺点，但也存在一定的局限性：（1）屋面雨水蓄积量较小；（2）由于蓄水池为敞开式， 雨水蓄积利用率受环境影响大，雨水蒸发损耗大，不利用雨水的长时间存储；（3）单纯敞开 式浅层蓄水屋面的隔热性能不好；（4）屋面雨水的利用功能单一。

第三种利用模式存在的局限性如下：（1）蓄积利用率仍然较低，对于降雨时间间隔 较长的地区，其适用性较差，需要补充外来水源；（2）雨水通过种植土壤层的毛细管作用和 植物的根系输送给植物，水的输送能力较低；（3）大部分雨水会通过排水管排到地面，仅有 少部分雨水被蓄积并加以利用。

建筑屋面绿化因要满足植被生长的需求，常需要设置灌溉系统。其灌溉方式主要 分为以下三种：（1）被动式；（2）手动式；（3）自动式。被动式灌溉方式即通过种植土壤层孔隙 和植被根系的毛细压力作用将蓄排水层中的雨水输送到植被层，或完全依靠自然降雨来满 足植被生长的需要。这种方式具有受环境影响大、灌溉量不稳定、其水分输送能力低等缺 点。手动式灌溉方式即通过人工操作或使用一定的工具实现植被的灌溉，其存在的缺点包 括：（1）需要专人维护；（2）灌溉量依靠人的经验判断，具有不稳定性；（3）灌溉水的利用率较 低，灌溉时间不易把握。自动灌溉方式即通过水泵、管道、喷淋系统及一套自动控制系统来 实现植被的自动灌溉。其灌溉控制系统的输入信号为太阳辐射强度、或根据设定的时间来 实现自动灌溉。这种方式存在的局限性如采用太阳辐射强度作为水泵启停信号，不能完全 反映出植被对水分的需求；采用定时控制装置，不能反映出降雨对植被灌溉的影响。

根据以上分析可知：建筑绿化屋面为满足植物生长需求需要蓄积屋面雨水进行灌 溉，而现有屋面雨水蓄积模式不能满足屋面绿化灌溉需求，雨水的循环利用率较低，传统的 灌溉灌溉方式需要人们根据植被的生长通过经验判断，灌溉量和灌溉时间难以准确把握， 很难根据植物的生长需求实现精准有效的灌溉，同时需要消耗动力能耗。

发明内容