[發明專利]雨水利用與空氣凈化生態屋頂

有效

• 申請號: 201410316886.0
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104060777A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 王麗;付嘉峰;王琳;孔祥榮;霍玉鑫;李浩然
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: E04D13/00
• 分類號: E04D13/00;E04D13/04;A01G1/00;E03B3/02
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于雨水資源化利用與空氣凈化技術領域，涉及一種基于屋面雨水的生態利用與空氣凈化系統形成新一代生態型建筑物。

背景技術

自二十世紀初，全球城市化水平從世紀初的15%飆升到世紀末的50%，21世紀更被譽為是“城市的世紀”。城市化的一個重要特征就是不透水地面、屋面面積增加。不含水屋面建筑物取代了透水性能良好的林地、農田,導致城市地表徑流量增加，匯流時間縮短，流域滯水能力的降低，匯流速度加快，流域原有的坦化洪水波形的能力降低，使洪水波形較流域開發前變尖陡，洪峰流量增加，雨洪災害頻發。不含水屋面的擴張，減少雨水的下滲，減少了雨水對地下水的補給。建筑物的幾何特征加劇了城市的熱島效應；不透水面積的增加，通過土壤蒸發、植物蒸騰及水面蒸發進入大氣的水分減少，導致城市空氣相對濕度的降低；熱島效應和空氣相對濕度降低的綜合作用又會引起降雨量的減少，加劇局部區域的水資源短缺。近年來頻繁發生的空氣中顆粒物超標，與雨水通過蒸發進入循環系統不足有關。

我國傳統的屋面無論平屋面還是坡屋面均為硬化屋面，屋面在建設過程中必須進行保溫設計，和組織排水設計，即便如此，屋面漏水現象時有發生。而且屋面雨水迅速排放進入污水處理系統，造成了資源的巨大浪費。

以上諸多不利因素影響，降低城市居民的生活質量，威脅居民生命財產安全，成為制約城市發展的因素。因此，在城市化過程中，應當改變傳統雨水收集排放方式，增加含水、保水、就地雨水利用面積，維持或者修復城市開發區域的水文特征，最大限度降低城市化對環境的影響，使城市化進程呈現生態文明的特征。

屋面雨水是城市低水質用水的理想水源，屬于輕度污染水，有機物含量極低，溶解氧接近飽和，總硬度小，可以直接作為綠化和生態補水，能有效緩解水資源短缺，是重要的開源措施，而且還可有效地減輕雨水排除設施的壓力，減少城市洪災，創造宜人的城市景觀。

生態屋頂，就是在這樣的背景下產生的，在濾層厚度為10cm左右時，生態屋頂能夠截留降雨量的65%。極大地延緩雨水洪峰峰值來臨時間，平坦匯水區峰值，降低峰值流量，緩解了下游匯水區泛洪。同時，生態屋頂還增加了蒸發量，增加了空氣中的濕度，降低了空氣中懸浮顆粒物的量，有效凈化了空氣。

發明內容

為了能夠對建筑屋頂進行科學合理的綠化，防滲，有效滯留降雨，科學排除多余雨水，保持植被生長的基質層濕度，促進植被生長，維持足夠的生命周期，本發明提供了一種雨水利用與空氣凈化生態屋頂，解決了我國目前水資源短缺，雨水徑流大，雨洪風險高，城市霧霾，大氣污染嚴重的現狀。

為實現雨水的有效利用、滯留和促進蒸發，本發明采用模塊化結構，每一個模塊的尺寸為1m×1m，模塊與模塊之間通過排水管上的法蘭相連接，擴展面積。本發明提供的雨水利用與空氣凈化生態屋頂，由多個互連連接的濕地生態系統模塊構成，所述濕地生態系統模塊由存水、排水結構托盤，根系生長控制層，植物生長基質層，防塵保護過濾層，植被層構成，其中：

所述的存水、排水結構托盤底部的內部布置有存水、排水溝槽，存水、排水結構托盤底部的外部設置有匯水管，存水、排水溝槽與匯水管相連接；

所述的根系生長控制層位于存水、排水溝槽之上；

所述的植物生長基質層位于根系生長控制層之上；

所述的防塵保護過濾層位于植物生長基質層之上；

所述的植被層位于防塵保護過濾層之上。

本發明具有以下優點：

1、模塊化，可以預先種植，單元移植，實施工程建設快，安裝方便，適用于任何裸露的屋面、商業建筑、居民樓、地下停車場的屋面等。

2、排水系統與建筑原有的雨水排放系統銜接方便。

3、綜合考慮防滲，防止根系進入不可預見區域，穿孔式托盤結構，有效控水，保持濕度的同時延長了系統的壽命。

4、本發明形成的屋頂生態系統能夠有效利用雨水，過濾，清潔空氣，改善空氣質量，減少城市熱島效應；節能降耗，阻斷電磁輻射，營造保護生態系統的多樣性。

5、結構簡單，便于安裝，維護運行；設計靈活，南方、北方均可采用。

6、經濟實用，既可以延長現有建筑物屋頂的壽命，可以隨時進行更新。

附圖說明

圖1為生態屋頂模塊立面布置圖；

圖2為生態屋頂模塊A-A剖面圖；

圖3 為生態屋頂模塊組合示意圖。

具體實施方式