专利名称：草坪坪床温度的调控结构及其建造方法
技术领域：
本发明涉及的是一种建筑物绿化技术领域的结构，具体是一种草坪坪床温度的调控结构及其建造方法。
背景技术：
草坪植物的生长需要适宜的温度。匍匐剪股颖、草地早熟禾、高羊茅等冷季型草坪植物的最适生长温度为15 20°C。在夏季> 30°C的气温条件下，冷季型草坪的生长即受到抑制，表现为光合作用显著下降、能量合成减少，而呼吸作用上升，能量的消耗增加，呈现出植物体的能量亏缺，这时草坪植物的体质逐渐衰弱，会出现分蘖逐渐死亡、草坪密度降低，草坪质量下降，同时，由于植物体内能量供应不足，抵抗逆境的能力显著下降，容易感染病害，并出现大面积的病死现象。在冬季< 5°C的气温条件下，冷季型草坪也会进入休眠状态，植物芽的生长和新叶的发生逐渐停止，草坪冠层的叶片在霜和冷空气的作用下逐渐枯黄，严重影响草坪的景观。狗牙根、结缕草、海滨雀稗、假俭草等暖季型草坪植物的最适生长温度为20 25°C。在冬季< 12°C的气温条件下，暖季型草坪的生长即逐渐停止，逐步进入休眠状态，地上部分的茎叶逐渐枯死，其营养分解后逐渐转移到地下的根状茎或地表的匍匐茎中贮藏起来，植物依靠这些休眠的根状茎或匍匐茎来渡过严寒的冬天，在来年春季气温回升后，这些根状茎或匍匐茎上的休眠芽开始萌发，再次生长出新的茎和叶，形成绿色的草坪覆盖。草坪生长受春、夏、秋、冬的气温变化影响极大，一般春、秋两季气温适宜，草坪生长较好。然而，夏季的高温气候会造成冷季型草坪的越夏障碍，并经常出现大面积的草坪死亡；冬季的严寒会造成草坪的枯黄，影响草坪的景观质量和固土防沙的生态功能。随着人们生活水平的提高，希望草坪能够一年四季都保持绿色的景观和生态功能。但我国大多数地区夏季的气温都会高达35°C以上，冬季的气温也会降至冰点以下，目前还没有任何草坪植物品种能够在如此变幅的气温条件下都能保持绿色和正常生长。因此， 要使草坪在夏季和冬季都保持较高的质量，需要对草坪生长的环境温度进行人为调控。一般草坪都种植在露天的开放环境中，空气温度难以调控，因此草坪的控温技术一般都针对土壤温度来进行。经过对现有技术的检索发现，王兆龙等开展了土壤根际层降温对草坪越夏质量影响的研究工作，结果表明根际层温度对草坪的生长更为重要，草坪高温胁迫下的质量下降的都是由于根系萎缩造成的，在35°C以上的气温条件下，将根际层温度降低到25°C左右即可显著促进根系的生长，并显著改善草坪质量。王兆龙等发明了“利用排水系统调控坪床温度的体育运动草坪(发明专利号ZL200410017186. 8) ”，利用体育运动草坪原来的排水管道系统，连接空调系统的冷、热空气，对草坪的坪床根际层土壤温度进行调控，在夏季向排水系统管道中通入冷空气、冬季向排水系统管道中通入热空气，实现了坪床根际层土壤温度的双向调控。但运动草坪坪床下的排水管道一般会间隔5米左右， 相邻管道之间的草坪温度调控效果与管道上方的草坪存在差异，排水管道上方的草坪控温效果较好，土壤温度较为适宜，草坪可以保持一定的生长，但在相邻一两排水管道中间的草坪则基本上很难受到控温效果的辐射，离排水管道越远，温度调控效果越差，这种温度梯度会造成草坪生长的严重不均勻和草坪颜色的差异，影响草坪的运动质量和景观质量。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种草坪坪床温度的调控结构及其建造方法，适用于高尔夫球场、足球场等各种类型的体育运动草坪和园林绿化草坪，能够恒温调控草坪底部温度。本发明是通过以下技术方案实现的本发明涉及一种草坪坪床温度的调控结构，由排水沟区域和原土层区域组成，排水沟区域包括草坪坪床下的鱼脊形或平行形分布的排水管道、管道周围填充的砾石和上方水平铺设的蓄水板；原土层区域包括草坪根际层土壤下水平铺设的无纺布和蓄排水板，排水管道的端口与空调系统的出风口相连接，空调系统的冷暖气流通过排水管道壁上的孔进入蓄排水板中连通的凹凸空间并在草坪坪床下形成稳定的控温层，冷暖气流透过无纺布的空隙向上进入根际层，调控根际层的温度。所述的排水管道采用有孔波纹塑料管。所述的蓄排水板和蓄水板采用高抗冲聚苯乙烯(PS)、高密度聚乙烯(PE)或改性聚丙烯(PP)制成，抗压强度在200kPa以上。所述的蓄排水板为双面凹凸式结构，所述的蓄水板为有孔的单面凹孔式。所述的蓄水板与蓄排水板上均设有相同尺寸的凹孔。所述的无纺布为抗拉强度大于450N的涤纶、锦纶、乙纶或丙纶的无纺布。所述的排水管道的出水口处设有U形水封关节，防止冷暖空气通过排水管道直接逸出ο本发明涉及上述结构的建造方法，包括以下步骤第一步、在压实的原土层下挖鱼脊形或平行形的排水沟组成的排水网络；所述的排水沟采用截面为倒梯形的排水沟，侧壁坡度可设置为20 80度。第二步、在原土层上整体铺设蓄排水板，在排水沟中铺设排水管道，位于干路和支路的排水管道之间采用三通连接并构成网络；第三步、用砾石填充排水管道四周，使之与周围的原土层处平齐；在填平的排水沟上铺设蓄水板，并将蓄水板与沟外的蓄排水板卡接形成一个整体；第四步、将无纺布直接粘结在蓄排水板和蓄水板上，在无纺布上铺设根际层土壤， 在根际层土壤上种植草坪植物；第五步、将空调系统的出风口与草坪坪床下的排水管道端口相连接并输入冷、暖空气，冷、暖空气通过排水管道壁上的孔扩散进入蓄排水板凸起与无纺布之间的空隙中，然后透过无纺布的空隙进入沙质根际层土壤，调控根际层土壤的温度。本发明可以适用于任何造型起伏的草坪，由于采用了可塑性较强的蓄排水板，可以在任何造型起伏的原土层上铺设成为一个整体；本发明温度调控均勻，空调系统的冷、暖空气通过排水管道的空隙直接进入蓄排水板凸起与无纺布之间的空隙中，在根际层底部形成了温度均勻的控温空间；冷、暖空气再通过无纺布上的空隙和根际层沙粒之间的空隙向上传导，可以使温度调控在水平面上非常均勻，并在垂直面上形成一定的温度梯度，由于根际层下方的温度更接近于草坪生长的最适温度，这样可以引导草坪根系的向下生长，形成健壮的根系；排水管道上方设置了有孔的蓄水板，一方面可以使冷、暖空气无阻隔地通过无纺布进入根际层；另一方面蓄水板与原土层上的蓄排水板一样具有蓄水能力，可以保证根际层水分与营养的均一性。通过在排水管道的出水口设置了“U”形水封，冷、暖空气不能直接逸出坪床，只能通过根际层沙粒的空隙向上扩散，控温效果好。
图1为本发明剖面结构示意图；图2为本发明平面分布示意图；图中1草坪植物、2根际层、3无纺布、4蓄水板、5排水管道、6整体铺设的蓄排水板、7排水管道周围填充的砾石、8蓄水凹孔、9空调机组、10主排水管道、11支排水管道、 12 “U”形水封、“丨”表示冷、暖气流向草坪坪床的扩散。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1如图1和图2所示，本实施例的坪床控温系统由排水沟区域和原土层区域组成，一部分为排水沟区域，包括草坪坪床下的鱼脊形分布的由主排水管道10和支排水管道11构成的排水管道5系统、管道周围填充的砾石7和上方水平铺设的蓄水板4 ；另一部分部分为原土层区域，包括草坪根际层土壤下水平铺设的无纺布3和蓄排水板6。主排水管道10的端口与空调机组9的出风口相连接，空调系统的冷、暖气流通过排水管道5壁上的孔进入蓄排水板6中连通的凹凸空间并在草坪坪床下形成稳定的控温层，冷、暖气流透过无纺布3的空隙进入根际层2，调控根际层2的温度。所述的蓄水板4与蓄排水板6相卡接形成一个水平面的整体，蓄排水板6铺进排水沟中，排水管道5四周的空隙用砾石7填充，在排水管道5上方铺设蓄水板4。所述的排水管道5采用有孔波纹塑料管。所述的蓄排水板6和蓄水板4采用高抗冲聚苯乙烯(PQ、高密度聚乙烯(PE)或改性聚丙烯(PP)制成，抗压强度在200kPa以上。所述的蓄排水板6为双面凹凸式结构，所述的蓄水板4为有孔单面凹孔式。所述的蓄水板4与蓄排水板6上均设有相同尺寸的凹孔8。所述的无纺布3为抗拉强度大于450N的涤纶、锦纶、乙纶或或丙纶的无纺布3。所述的排水管道5的出水口处设有U形水封关节12，防止冷暖空气通过排水管道 5道直接逸出。本结构通过以下方式进行构建根据设计师的要求进行高尔夫球场的果岭造型， 造型后的原土层地基要浇水反复压实。在造型完成的地基上开排水沟，排水沟开挖成上宽下窄的形状，排水沟侧面坡度为45度，排水沟呈鱼脊状分布，排水沟相互之间的间距为 3. 5m。采用直接粘结无纺布的抗压强度在200kPa以上的双面凹凸式蓄排水板，直接铺设在压实的原土层上，连接处保持2排凹凸孔重叠接合。蓄排水板直接铺进排水沟中，使坪床基部形成蓄排水板整体。排水管道放在排水沟中的蓄排水板上面，排水管道采用dnllOPVC-U 单壁有孔波纹管，主排水沟中的排水管道与支排水管道之间用三通连接。排水管道安装完成后，在排水沟下陷的部分用砾石填平，在填平的排水沟上方再铺设一层直接粘结无纺布的抗压强度在200kPa以上的蓄水板，蓄水板的凹孔与蓄排水板上的凹孔大小相同，排水沟上的蓄水板边缘一排凹孔直接套进原土层上的蓄排水板凹孔中，使蓄水板与蓄排水板形成一个整体；选用的无纺布的抗拉强度大于450N，直接粘结在蓄排水板或蓄水板上，施工时一次铺设完成。在铺设平整的无纺布上直接铺设30cm厚的根际层土壤，根际层土壤直接采用市场上供应的优质果岭沙，粒径范围在0. 1 1.0mm之内的河沙比例占85%以上。根际层铺设完成后再根据设计师的要求进行表面细造型。果岭草坪的种植与养护管理同常规。根据高尔夫球场果岭与球道的位置分布，选择远离球道一侧的排水管道端口与空调机组的出风口相连接，排水管道伸出果岭的部分采用无孔的PVC-U管，并用保温泡沫包裹，阻止温度通过管壁向外扩散，空调机的出风口直接与伸出果岭的管道连接，将冷、暖风输送进入果岭坪床下的排水管道，并通过排水管道壁上的孔进入蓄排水板凸起部分与无纺布之间的空隙中，然后透过无纺布的空隙进入沙质根际层土壤，来调控根际层土壤的温度。 空调机组的位置根据球场实际情况设置，可选择打球人流较少到达的位置，为了不影响球场的景观，采用下沉式空调，在空调机房上覆土 30 50厘米厚，上面种植草坪或地被植物； 在空调外机排风口设置成开阔的扇形，保证排风通畅。为了防止冷、暖空气从排水管道中直接逸出，在果岭坪床下的排水管道出水口处设置“U”形水封关节，阻隔气流。实施例2足球场体育运动草坪标准足球场的运动草坪长为109米，宽为72米。足球场四周铺设排水沟，上覆盖板。在地基上开排水沟，排水沟呈鱼脊状分布，球场正中间设一条主排水沟，两侧为侧排水沟，侧排水沟相互之间的间距为5m，另一端与足球场四周的排水沟相连接。排水沟开挖成上宽下窄的形状，排水沟侧面坡度为30度。采用直接粘结无纺布的抗压强度在200kPa以上的双面凹凸式蓄排水板，直接铺设在压实的原土层上，连接处保持2排凹凸孔重叠接合。 蓄排水板直接铺进排水沟中，使坪床基部形成蓄排水板整体。排水管道放在排水沟中的蓄排水板上面，主排水管道采用dnl50PVC-U单壁有孔波纹管，侧排水管道采用dnllOPVC-U单壁有孔波纹管，主排水管道与侧排水管道之间用三通连接。排水管道安装完成后，在排水沟下陷的部分用砾石填平，在填平的排水沟上方再铺设一层直接粘结无纺布的抗压强度在 200kPa以上的蓄水板，蓄水板的凹孔与蓄排水板上的凹孔大小相同，排水沟上的蓄水板边缘一排凹孔直接套进原土层上的蓄排水板凹孔中，使蓄水板与蓄排水板形成一个整体；选用的无纺布的抗拉强度大于450N，直接粘结在蓄排水板或蓄水板上，施工时一次铺设完成。 在铺设平整的无纺布上直接铺设40cm厚的根际层土壤，根际层土壤直接采用市场上供应的优质河沙，粒径范围在0. 1 1.0mm之内的沙粒比例占85%以上。根际层铺设完成后进行细平整。足球场草坪的种植与养护管理同常规。在足球场四周的排水管道出水口处用三通连接，向下的出口仍为排水口，为了防止冷、暖空气直接从排水口中逸出，在排水口下方设置“U”形水封关节，阻隔气流；三通的水平口一端与足球场坪床下的排水管道连接，另一端与空调机组的出风口相连接。空调机组采用大型中央空调机组，空调机组的冷、暖出风管道采用无孔的PVC-U管，并用保温泡沫包裹，沿足球场四周的排水沟位置排放，空调机组的出风管道离地面40厘米左右，将冷、暖风输送进入足球场草坪坪床下的排水管道，并通过排水管道壁上的孔进入蓄排水板凸起部分与无纺布之间的空隙中，然后透过无纺布的空隙进入沙质根际层土壤，来调控根际层土壤的温度。
权利要求
1.一种草坪坪床温度的调控结构，由排水沟区域和原土层区域组成，其特征在于排水沟区域包括草坪坪床下的鱼脊形或平行形分布的排水管道、管道周围填充的砾石和上方水平铺设的蓄水板；原土层区域包括草坪根际层土壤下水平铺设的无纺布和蓄排水板，排水管道的端口与空调系统的出风口相连接，空调系统的冷暖气流通过排水管道壁上的孔进入蓄排水板中连通的凹凸空间并在草坪坪床下形成稳定的控温层，冷暖气流透过无纺布的空隙向上进入根际层，调控根际层的温度。
2.根据权利要求1所述的草坪坪床温度的调控结构，其特征是，所述的排水沟区域的蓄水板与原土层区域的蓄排水板相卡接形成一个整体。
3.根据权利要求1所述的草坪坪床温度的调控结构，其特征是，所述的排水管道采用有孔波纹塑料管。
4.根据权利要求1或2所述的草坪坪床温度的调控结构，其特征是，所述的蓄排水板为双面凹凸式结构，所述的蓄水板为有孔单面凹孔式。
5.根据权利要求1或2所述的草坪坪床温度的调控结构，其特征是，所述的蓄水板与蓄排水板上均设有相同尺寸的凹孔。
6.根据权利要求1或3所述的草坪坪床温度的调控结构，其特征是，所述的排水管道的出水口处设有U形水封关节。
7.一种根据上述任一权利要求所述结构的建造方法，其特征在于，包括以下步骤第一步、在压实的原土层下挖鱼脊形和平行形的排水沟组成的排水网络；第二步、在原土层上整体铺设蓄排水板，蓄排水板铺进排水沟；在排水沟中铺设排水管道，位于干路和支路的排水管道之间采用三通连接并构成网络；第三步、用砾石填充排水沟，使之与周围的原土层处平齐；在填平的排水沟上铺设蓄水板，并将蓄水板与蓄排水板卡接形成一个整体；第四步、将无纺布直接粘结在蓄排水板和蓄水板上，在无纺布上铺设根际层土壤，在根际层土壤上种植草坪植物；第五步、将空调机组的出风口与草坪坪床下的排水管道口相连接并输入冷、暖空气， 冷、暖空气通过排水管道壁上的孔扩散进入蓄排水板凸起与无纺布之间的空隙中，然后透过无纺布的空隙进入沙质根际层土壤，实现调控根际层土壤的温度。
8.根据权利要求7所述的建造方法，其特征是，所述的排水沟采用截面为倒梯形的排水沟，侧壁坡度为20 80度。
全文摘要
一种建筑物绿化技术领域的草坪坪床温度的调控结构及其建造方法，该调控结构由排水沟区域和原土层区域组成，排水沟区域包括草坪坪床下的鱼脊形或平行形分布的排水管道、管道周围填充的砾石和上方水平铺设的蓄水板；原土层区域包括草坪根际层土壤下水平铺设的无纺布和蓄排水板。排水管道的端口与空调系统的出风口相连接，空调系统的冷暖气流通过排水管道壁上的孔进入蓄排水板中连通的凹凸空间并在草坪坪床下形成稳定的控温层，冷暖气流透过无纺布的空隙向上进入根际层，调控根际层的温度。本发明适用于高尔夫球场、足球场等各种类型的体育运动草坪和园林绿化草坪，能够恒温调控草坪底部温度。
文档编号A01G9/24GK102172186SQ20111005402
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月8日 优先权日2011年3月8日
发明者张辉, 徐佩贤, 王兆龙, 范安辉, 龙云鹏 申请人:上海交通大学