一種基于植物蒸騰作用的屋頂綠化雨水利用系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水資源利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于植物蒸騰作用的屋頂綠化雨水利用系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著綠色建筑概念在國內(nèi)的推廣發(fā)展，雨水收集、屋頂綠化對建筑從業(yè)者和普通的建筑使用者變得不在陌生。
[0003]我國屋頂綠化建設(shè)已經(jīng)取得了很大的進展，技術(shù)也相當成熟，但是目前仍沒有得到大面積的推廣，最主要還是建設(shè)、運營管理等成本增加問題。而且如果要滿足綠色建筑標準要求，按照目前常用技術(shù)還需增設(shè)雨水回用栗，以提取雨水集水池內(nèi)雨水用于澆灌屋頂綠化植物，進一步增加建設(shè)和運用成本。
[0004]另外，雖然從我國最早的《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2006中就突出雨水利用，為我國各類建筑的節(jié)水方案提供指導(dǎo)，但是很多綠色建筑設(shè)計存在“湊條數(shù)”而照本宣科地按照標準選擇技術(shù)，造成雨水收集系統(tǒng)設(shè)計但不落實、施工但不合理、建成但不運營等亂象。
[0005]雨水收集、屋頂綠化理念雖然深入人心，但其技術(shù)通常都是單項使用，如何充分將雨水回用到屋頂綠化，目前技術(shù)較為缺乏，常用技術(shù)都是靠雨水回用栗提取屋頂綠化澆灌用水，運營成本增加、管理繁瑣，綜合兩套系統(tǒng)技術(shù)效益有待提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明的目的在于提供一種基于植物蒸騰作用的屋頂綠化雨水利用系統(tǒng)及方法，以被動式方式利用雨水回用屋頂綠化澆灌，解決雨水回用能耗問題，不僅充分利用了雨水，還降低了屋頂綠化澆灌、管理成本等。
[0007]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0008]—種基于植物蒸騰作用的屋頂綠化雨水利用系統(tǒng)，包括屋頂綠化土壤層、雨水收集管道和集水池，所述屋頂綠化土壤層內(nèi)設(shè)置有吸水結(jié)構(gòu)，該吸水結(jié)構(gòu)由雨水收集管道延伸至集水池內(nèi)，所述雨水收集管道上設(shè)置有用于支撐吸水結(jié)構(gòu)的固定裝置。
[0009]采用上述結(jié)構(gòu)，吸水結(jié)構(gòu)一部分置于屋頂綠化土壤層內(nèi)，一部分位于雨水收集管道內(nèi)。利用植物的蒸騰作用，加速根部吸收土壤中的水，從而使周圍的水流向根部組織區(qū)域，促使置于土壤層中的吸水結(jié)構(gòu)吸收集水池內(nèi)雨水，自動補充土壤中植物所需水含量，從而達到雨水回用和植物自動澆灌的目的。
[0010]作為優(yōu)選:所述吸水結(jié)構(gòu)包括繩索狀的支撐主體以及包覆在支撐主體上的連續(xù)的吸水層。
[0011]作為優(yōu)選:所述支撐主體為不銹鋼鋼絲，一方面具有一定抗拉強度，承受吸水層的拉力，另一方面耐腐蝕，所述吸水層由超強吸水高分子材料制成。
[0012]作為優(yōu)選:所述吸水結(jié)構(gòu)包括位于屋頂綠化土壤層內(nèi)的第一吸水段、位于雨水收集管道內(nèi)的第二吸水段以及連接在第一吸水段和第二吸水段之間的中間吸水段，所述固定裝置為“Y”型的固定架，所述固定架支撐在雨水收集管道上端的雨水斗上，所述中間吸水段呈“Y”型，并支撐與所述固定架上。
[0013]作為優(yōu)選:所述固定架由不銹鋼管制成，所述吸水結(jié)構(gòu)的支撐主體穿過固定架后分為兩條吸水支路，兩條吸水支路穿過所述雨水斗并在雨水收集管道內(nèi)纏繞形成“8”型結(jié)構(gòu)，兩條吸水支路的下端接入集水池內(nèi)。
[0014]所述“8”型不銹鋼絲設(shè)置于超強吸水高分子材料內(nèi)，所述“8”型不銹鋼絲固定形式能夠分解超強吸水高分子材料自身重力，減少向下壓力，使雨水收集管道內(nèi)置部分超強吸水高分子材料在吸水后避免被自身上部分壓力擠壓而失水，所述“Y型，，固定架用于連接吸水結(jié)構(gòu)的管道內(nèi)置部分和屋頂綠化土壤層內(nèi)置部分，并起固定、承重作用。
[0015]作為優(yōu)選:所述固定架由不銹鋼管制成，所述雨水斗包括不銹鋼空氣擋板、不銹鋼夾圈和不銹鋼底盤，所述固定架的兩支管端鑲嵌于不銹鋼空氣擋板內(nèi)。
[0016]作為優(yōu)選:所述吸水結(jié)構(gòu)在屋頂綠化土壤層內(nèi)以“S型，，方式水平布置。
[0017]作為優(yōu)選:所述吸水結(jié)構(gòu)在屋頂綠化土壤層內(nèi)距屋頂綠化土壤層底部5cm-10cm處。
[0018]作為優(yōu)選:所述屋頂綠化包括植被層、土壤層、保護層、排水口周圍礫石，所述土壤層厚度為30cm-60cm，所述保護層包括防水層和防根層，所述集水池在地面以下，所述吸水結(jié)構(gòu)下端固定在集水池底部。
[0019]作為優(yōu)選:所述超強吸水高分子材料采用聚丙烯酸或聚丙烯鹽制成。
[0020]本發(fā)明還提供了一種基于植物蒸騰作用的屋頂綠化雨水利用方法，利用上述系統(tǒng)，所述方法實現(xiàn)步驟如下:
[0021]雨水沿雨水收集管道收集儲存于雨水收集池內(nèi)；
[0022]利用滲透作用原理，水會由濃度低的地方向濃度高的地方流動，植物根部組織的液體濃度高于土壤周圍的水環(huán)境濃度，植物根部就會向土壤中吸水。另外，通過植物葉子產(chǎn)生的蒸騰作用，植物的葉子由于被蒸發(fā)掉水分的原因，會需要根部的水分來支援，就像水栗一樣，這樣的蒸騰作用會加速根部吸收土壤中的水，從而使周圍的水流向根部組織區(qū)域。因此，通過植物蒸騰作用促使置于土壤層中的超強吸水高分子材料吸收雨水收集池內(nèi)雨水，自動補充土壤中植物所需水含量。
[0023]在植物夜晚不產(chǎn)生蒸騰作用，沒有蒸騰拉力時，因超強吸水高分子材料能夠保持吸收大量雨水而不至于回落入雨水收集池中，從而使雨水在整個系統(tǒng)內(nèi)水柱不斷裂保持張力，直至再有蒸騰拉力時，繼續(xù)向上滲透。
[0024]如上所述，發(fā)明的有益效果是:
[0025]本發(fā)明雨水收集管道不僅是收集雨水管道，也是雨水回用通道。此外，所述雨水回用系統(tǒng)將雨水收集系統(tǒng)與屋頂綠化系統(tǒng)相結(jié)合，解決了屋頂綠化用水需求，植物可以按照自身所需進行吸水，有利于花草的生長，使綠化運行成本降低更易管理，使雨水資源得到充分利用，解決雨水回用能耗問題。
【附圖說明】
[0026]圖1為基于植物蒸騰作用的屋頂綠化雨水利用系統(tǒng)示意圖；
[0027]圖2為圖1中屋頂與雨水收集管道轉(zhuǎn)換處放大示意圖；
[0028]圖3為“Y型”不銹鋼固定架示意圖；
[0029]圖4為基于植物蒸騰作用的屋頂綠化雨水利用方法原理圖。
[0030]零件標號說明
[0031]1植被層
[0032]2 土壤層
[0033]3吸水結(jié)構(gòu)
[0034]31吸水層
[0035]32支撐主體
[0036]4保護層
[0037]5屋頂結(jié)構(gòu)
[0038]6 女兒墻
[0039]7排水口周圍礫石
[0040]8 雨水斗
[0041]81不銹鋼空氣擋板
[0042]82不銹鋼夾圈
[0043]83固定栓
[0044]84不銹鋼底盤
[0045]9雨水收集管道
[0046]10固定架
【具體實施方式】
[0047]以下由特定的具體實施例說明發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0048]如圖1至圖3所示，一種基于植物蒸騰作用的屋頂綠化雨水利用系統(tǒng)，包括屋頂結(jié)構(gòu)5、屋頂綠化土壤層2、雨水收集管道9和集水池(圖中未示出)，屋頂綠化土壤層2內(nèi)設(shè)置有吸水結(jié)構(gòu)3，該吸水結(jié)構(gòu)3由雨水收集管道9延伸至集水池內(nèi)，所述吸水結(jié)構(gòu)3包括繩索狀的支撐主體32以及包覆在支撐主體32上的連續(xù)的吸水層31，雨水收集管道9上設(shè)置有用于支撐吸水結(jié)構(gòu)3的固定裝置。
[0049]其中雨水收集管道9包括PVC管道和位于