专利名称：一种模块式绿色屋顶的构建方法
技术领域：
本发明属于建筑环境工程技术领域，具体涉及一种模块式绿色屋顶的构建方法，本发明采用生态工程对小流域屋面径流进行过滤，以达到减少污染物排放量和径流量的效果。本发明可用于小面积汇水区域产生的屋面径流治理。
背景技术：
随着我国城市化进程的不断加快，城市规模和数量急剧增加，城市面积也在快速上升。城市不透水面积急剧增加，绿地面积不断减少。由于城市点源污染治理的不断深入，使城市面源污染问题逐渐凸显出来。在城市面源污染中，屋面径流占据了很大的比例，也是城市地表径流的重点区域之一。屋面根据材料不同可分为水泥屋顶、浙青屋顶和瓷砖屋顶等，它们各自的污染过程特征有所不同，但其初期径流中污染物浓度较大，后期的污染物浓度较低，即初期效应较明显。目前我国大多屋面径流是经过雨水管道排放到受纳水体，成为 污染源。绿色屋顶不仅增加了城市绿地面积，改善城市空气质量，还能延长屋顶使用寿命，并有一定的隔热效果和去除噪音的效果；还可对污染物进行部分拦截，减少污染物的排放，并能削减径流量，为城市面源控制作出贡献。
发明内容
本发明的目的是提供一种模块式绿色屋顶的构建方法，通过屋面绿化的方法，兼具一定的控制屋面径流的效果，为屋面径流污染的治理提供一种选择。实现本发明的技术方案是一种模块化绿色屋顶构建方法，包括在屋面设置防水层和种植绿色植物，它还包括由植物层、种植基质层、过滤层、排水层和外框架构成的屋面径流的绿色缓冲系统，所述的绿色缓冲系统由下至上依次为排水层4，过滤层3，混合基质层2和植物层1，所述的外框架将所述的绿色缓冲系统托起使其便于移动，外框架5的底部预留缝隙，其侧面设有搬运孔9 ;所述的植物层中栽培的植物为佛甲草(Sedum lineare Thunb)其种植的株距为4-6cm，行距为8-lOcm;所述的种植基质层的组分及其配比按体积比计为泥炭土 蛭石珍珠岩锯末为4 3 2 1，种植基质层的厚度为15cm;所述的过滤层3为聚酯纤维无纺布；所述的排水层(4)为块状蓄排水板。本发明所采取的技术方案是利用绿色屋顶对屋面径流进行净化。其中种植基质层2要选用有一定营养的轻质材料，以减少屋面的承重。过滤层3为透水的聚酯纤维无纺布，对上层基质和颗粒污染物进行过滤，防止堵塞排水层。排水层4采用新型的蓄排水板代替传统的石粒层，极大的减轻了屋面的承重。植物层I由耐旱的佛甲草(Sedum lineare Thunb)构成,需水量少,且能形成绿色景观。基质层由自配的富含营养物质的轻质材料组成，价格低廉，也能满足佛甲草生长需要。空气中干沉降的颗粒物直接沉降在植物层I和种植基质层2表面，避免底部的原有屋面产生累积污染物。另外绿化屋顶遮盖在原有屋面上，也减少了屋面材料老化产生的污染物量。降雨时沉降的颗粒物等沉积，等到降雨产生时，湿沉降冲刷植物层I的叶子，把干沉降全部带到基质层2，雨水及沉降颗粒物通过基质层2和过滤层3的过滤作用被去除，去除颗粒物的下渗雨水部分被排水层4的蓄排水板储存，其余的雨水从塑料外框架5的底部孔隙流出到屋顶的防水层，然后进入下水管道排走。绿色屋顶对屋面径流的处理效果很明显，由于基质层2含有大量供植物利用的养分，其中NO3-N极易随径流流失，造成径流中NO3-N浓度较大；由于基质层2对径流的截流作用，径流量的明显减少，所以除NO3-N以外的各指标污染负荷都比浙青屋顶的要小，尤其是COD、TP、NH3-N 等。
本发明适用于较小的汇水面积，在地面进行制作和植物栽培，运用时可将绿色屋顶模块根据屋面形状和利用要求摆放到进行过防水处理的屋顶即可。本发明具有如下优点I、植物层选取耐旱、耐寒、耐高温、抗病的佛甲草，减少养护中的浇水施肥量，减少
污染源。2、基质层采用适合植物生长的轻型基质材料，减轻屋面承重。3、排水层选用蓄排水板代替传统的排水层，极大地减轻屋面的承重，也降低了成本。下面结合附图对本发明作进一步的说明
图I:本发明的剖面图。图2 :本发明的侧面开孔图。附图标记1_植物层；2_混合基质层；3-过滤层；4_排水层；5_外框架50 X 50 X 20cm ;6_底部支座；7_防水层；8_原有屋面；9_搬运孔。图3 :为绿色屋顶对屋面径流的处理效果。其中图3A是浙青屋面和绿色屋顶TSS、C0D污染负荷对比。由图3A中可以看出模块式绿色屋顶对悬浮物(TSS)和COD有一定的拦截作用，绿色屋顶对TSS和COD的去除效果达 25. 61%和 42. 94%。图3B是浙青屋面和绿色屋顶TN、N03-N和NH3-N污染负荷对比。由图3B中可以看出模块式绿色屋顶对氨态氮NH3-N有一定的拦截作用，绿色屋顶对NH3-N的去除效果达47. 27% ;由于基质中富含养分，其中硝态氮NO3-N极易流失，所以水样中总氮TN和硝态氮NO3-N有明显的增加。图3C是浙青屋面和绿色屋顶TP、TDP和PO4-P污染负荷对比。由图3C中可以看出模块式绿色屋顶对总磷(TP)、溶解性总磷(TDP)和正磷酸盐(PO4-P)有较好的拦截作用，绿色屋顶对TP、TDP和PO4-P的去除效果达35. 87%、10. 49%和49. 87%。
具体实施例方式实施例I图I中在原有屋面上再铺设改性浙青油毡作为附加防水层；外框架为塑料框架，主要起支撑作用，框架底部钻孔，孔距为8-lOcm，侧面基质层上方开一 10 X 5cm的孔(9)，便于搬运。框架中共有4层，由下至上各层依次叠加，各层结构与功能如下排水层(4):用块状蓄排水板，规格为33. 3X33. 3X2. 0cm，可采用聚乙烯塑料注塑而成(见图I所示，对孔径和形状没有特殊要求，只要能透水即可)，其主要作用不仅能排走在降雨和浇灌时能够让种植基质层中多余的水分，而且还能存储部分水分，同时具备了、排水、透气、保温隔热、阻根刺(防止植物根系破坏混凝土结构)、质轻、耐高负荷等多种功能，而且具备运输方便、易施工等优点。过滤层(3):用聚酯纤维无纺布(商购产品)，其具有优秀的过滤、排水、隔离、力口筋、防渗、防护作用，具有重量轻、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀。既能透水又能隔绝种植土中的细小颗粒，而且耐腐，价格便宜。主要功能是当水流经基质层时，利用针刺土工布良好的透气性和透水性使水流通过，而有效的截留土颗粒、细砂、小石料等，防止堵塞排水层。
混合基质层(2):本层为种植(混合)基质层，采用筛选的轻质材料混合而成，减轻屋顶的承重力，各基质的体积比为泥炭土 蛭石珍珠岩锯末=4 : 3 : 2 : 1，然后把各基质混匀，混合基质层厚度为15cm。主要功能是承载植物层，为植物层提供生长必须的养分和水。植物层(I):是屋顶绿化的主要功能层，生态、经济、社会等效益都体现在这一层当中。它有双向调节，隔热保温，节能，革除噪音，净化空气，美化环境，保护屋面等功能。植物选择佛甲草(Sedum lineare Thunb),又名万年草、佛指甲、半支连等,为景天科佛甲草属多年生草本植物。其为多浆植物，含水量极高，其叶、茎表皮的角质层具有超常的防止水分蒸发的特性，即使在夏季干旱的屋顶上也无需浇水，其耐旱时间可长达I个月。佛家草生长适应性强，不择土壤，耐寒、耐旱、耐盐碱、耐瘠、耐夏季高热风、耐较大的昼夜温差，抗病虫害，虫不喜食，根系浅且水平根发达，冠疏，抗风，生长缓，茎肉多汁，碧绿的小叶宛如翡翠，整齐美观耐修剪，自生自繁无需过多管理，养护费用低。种植株距为4-6cm，行距为8-lOcm。本发明不同基质对磷的最大吸附量及解吸量见表I。表I不同基质对磷的最大吸附量及解吸量(mg kg-1)
权利要求
1.一种模块化绿色屋顶构建方法，包括在屋面设置防水层和种植绿色植物，其特征在于它还包括由植物层、种植基质层、过滤层、排水层和外框架构成的屋面径流的绿色缓冲系统，所述的绿色缓冲系统由下至上依次为排水层(4)，过滤层(3)，混合基质层(2)和植物层(I)，所述的外框架将所述的绿色缓冲系统托起使其便于移动，外框架5的底部预留缝隙，其侧面设有搬运孔(9);所述的植物层中的植物为佛甲草(Sedum lineare Thunb)其种植的株距为4-6cm，行距为8-lOcm ;所述的混合基质层的组分及其配比按体积比计为泥炭土 蛭石珍珠岩锯末为4:3:2: I,种植基质层的厚度为15cm ;所述的过滤层(3)为聚酯纤维无纺布；所述的排水层(4)为块状蓄排水板。
全文摘要
本发明属于屋面环境工程领域，具体涉及一种模块化绿色屋顶构建方法，包括在屋面设置防水层和种植绿色植物，其特征在于它还包括由植物层、种植基质层、过滤层、排水层和外框架构成的屋面径流的绿色缓冲系统，该系统由下至上依次为排水层，过滤层，混合基质层和植物层，外框架将所述的绿色缓冲系统托起使其便于移动，外框架5的底部预留缝隙，其侧面设有搬运孔；所述的植物层中的植物为佛甲草，株距为4-6cm，行距为8-10cm；混合基质层按体积比为泥炭土∶蛭石∶珍珠岩∶锯末为4∶3∶2∶1，厚度为15cm；过滤层为聚酯纤维无纺布；排水层为块状蓄排水板。本发明植物层具有屋顶美化功能。混合基质层也能拦截吸收部分径流水量，从而削减了污染径流量。
文档编号E04D13/04GK102758503SQ20111010736
公开日2012年10月31日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者华玉妹, 单保庆, 周文兵, 张钰, 朱端卫, 范俊楠, 赵建伟, 高勇 申请人:华中农业大学