海绵型屋顶花园的制作方法

本发明涉及混凝土技术领域，特别涉及一种海绵型屋顶花园。

背景技术：

近年来，广州、杭州、北京等城市频繁遭遇强暴雨袭击，引发严重内涝，可说是“逢雨必涝，遇涝则瘫”。自2013年12月，国家在城镇化建设上提出要建设对雨水“自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。目前，我国已在30几个城市开展海绵城市建设。而在海绵城市建设中，屋顶花园建设又是其中的一个重要方面。

目前，国内外屋顶花园设计经验比较成熟，主要通过植物类型选择覆土厚度，设计结构层及排水构造层次，将雨水通过合理的构造，有组织排水至城市雨水收集系统。这种常见方法并没有把雨水进行有效回收过滤，达到旱季再利用的目的。我国屋顶花园常见的构造蓄排水层为塑料蓄排水板。这种材料质量轻，易于批量生产，但具有承载力低，容易破损变形，蓄水能力差等缺点。现亟待开发一种既可以轻质、具备相应强度，又造价低廉兼具储水性能的新型材料蓄排水层。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中存在现有海绵城市建设中屋顶花园海绵性吸水储水自主性较差的问题，而提供一种海绵型屋顶花园，该海绵型屋顶花园，海绵性吸水储水自主性高。

本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该海绵型屋顶花园，包括雨水自收集系统及屋顶花园喷淋系统，所述雨水自收集系统包括处于屋体两侧的竖直设置的立水管，两侧立水管下部开口连接在地面两个雨水收集水平管的一端，两个雨水收集水平管的另一端连通于雨水过滤池上部，所述雨水过滤池通过雨水净化收集管连接于养鱼储水池；所述雨水净化收集管上接有给水泵，给水泵通过管线连接给水管，旋置于屋顶上方的给水管下部连接若干喷头，喷头下部对应屋顶花园海绵屋面构造系统；所述屋顶花园海绵屋面构造系统自上而下包括有植被层、种植土层、过滤层、贝壳透水混凝土排蓄水层、隔根层、分离滑动层、防水层、结构层。

本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该海绵型屋顶花园，能够在雨季吸、储雨水，在旱季再利用其灌溉花园。可实现雨水自收集、过滤、储存，并可适时浇灌的屋顶花园海绵系统，海绵系统设计中将屋顶构造层中的塑料架空板，设计为贝壳透水混凝土，强度达到塑料排水板3倍以上。实现强度要求的同时质量轻且成本低，弥补了现有材料易破损的问题。雨水通过过滤池过滤后流入雨水净化养鱼蓄水池，同时对过滤后雨水进行蓄积，缓解城市内涝灾害的形成。当屋顶花园的绿色植被旱季缺水时，由给水泵通过给水管以及给水管上均匀布置的大量喷嘴，向屋顶花园植被均匀喷水。屋顶花园为城市带来了大量的负氧离子，海绵型屋顶花园既节省了城市淡水资源，又推动了城市生态的持续健康发展。

附图说明

附图1是本发明的系统示意图；

附图2是本发明屋顶花园海绵屋面构造系统示意图。

图中：1、雨水过滤池，2、养鱼储水池，3、给水泵，4、雨水净化收集管，5、给水管，6、立水管，7、雨水收集水平管，8、雨水溢流管，9、雨水检查井，10、雨水管网，11、植被层，12、种植土层，13、过滤层，14、贝壳透水混凝土排蓄水层，15、隔根层，16、分离滑动层，17、防水层，18、结构层。

具体实施方式：

下面结合附图将对本发明作进一步说明：

如附图1及图2所示，该海绵型屋顶花园，包括雨水自收集系统及屋顶花园海绵屋面构造系统，所述雨水自收集系统包括处于屋体两侧的竖直设置的立水管6，两侧立水管6下部开口连接在地面两个雨水收集水平管7的一端，两个雨水收集水平管7的另一端连通于雨水过滤池1上部，所述雨水过滤池1通过雨水净化收集管4连接于养鱼储水池2，过滤池1内滤料采用石英砂作为砂层滤料，鹅卵石作为承托层；所述雨水过滤池1连接有倾斜的溢流管8，溢流管8通过雨水检查井9连接到雨水管网10；所述雨水净化收集管4上接有给水泵3，给水泵3通过管线连接给水管5，旋置于屋顶上方的给水管5下部连接若干喷头，喷头下部对应屋顶花园海绵屋面构造系统；所述屋顶花园海绵屋面构造系统自上而下包括有植被层11、种植土层12、过滤层13、贝壳透水混凝土排蓄水层14、隔根层15、分离滑动层16、防水层17、结构层18；所述贝壳透水混凝土排蓄水层14应用贝壳透水混凝土，所述贝壳透水混凝土其组分及配比按重量百分比如下：贝壳200～500份，贝壳粒径为16mm～20mm；水泥为p·ii水泥，400～600份、碎石0～1200份，碎石的粒径范围为5～10mm，含泥量小于0.5%；水150～250份。

上述的贝壳透水混凝土的制备方法，包括以下步骤：

a.对贝壳垃圾预处理，将其过16～20mm方孔筛；

b.将上述比例的贝壳、水泥、水、石依次投入到强制式搅拌机中，搅拌2min；

c.分三层各振捣25次成型，即可制备出贝壳透水混凝土。

该海绵型屋顶花园在实际使用时，雨水经藏于建筑内部排水管道排至一层过滤池，滤料采用石英砂作为砂层滤料，采用鹅卵石作为承托层。若雨量过大，过滤池来不及处理的过量的雨水，通过溢流管排入雨水检查井，继而排入雨水管网。雨水通过过滤池过滤后流入雨水净化养鱼蓄水池，同时对过滤后雨水进行蓄积，缓解城市内涝灾害的形成。当屋顶花园的绿色植被旱季缺水时，由给水泵通过给水管以及给水管上均匀布置的大量喷嘴，向屋顶花园植被均匀喷水，喷洒灌溉屋顶植物。实现了雨季蓄水旱季利用的海绵型屋顶花园水循环设计。屋顶花园为城市带来了大量的负氧离子，海绵型屋顶花园既节省了城市淡水资源，又推动了城市生态的持续健康发展。

屋顶植物层下面是土壤层，土壤的下面是过滤层，过滤层下面为架空层，架空层下面为隔根层，防止根部穿透防水层，雨水流经防水层，经排水坡将雨水收集至女儿墙下雨水管。将屋顶构造层中架空层设计为兼具排水、储水功能的贝壳透水混凝土，使屋顶构造实现海绵型设计。

实施例1:

制备前对贝壳进行预处理，将其清洗烘干并过筛，选取16～20mm贝壳425kg，p·ii水泥500kg，水180kg投入到强制式搅拌机中，搅拌2min，分三层各振捣25次成型，得到混凝土样品1。

实施例2：

制备前对贝壳进行预处理，将其清洗烘干并过筛，选取16～20mm贝壳260kg，p·ii水泥550kg，水198kg,再投入粒径范围为5～10mm，不连续级配，含泥量小于0.5%的碎石900kg，到强制式搅拌机中，搅拌2min，分三层各振捣25次成型，得到混凝土样品2。

实施例3：

制备前对贝壳进行预处理，将其清洗烘干并过筛，选取16～20mm贝壳400kg，p·ii水泥480kg，水175kg投入到强制式搅拌机中，搅拌2min，分三层各振捣25次成型，得到混凝土样品3。

由上述实施例所制得的样品，分别进行表观密度、28d强度和透水系数测试，试验结果如表1所示。本发明制备的贝壳透水混凝土的强度均达到1.6mpa以上（现有市面上架空层常用材料——塑料排水板强度为0.5mpa）。样品1～3均可达到强度1.6mpa以上，但样品2抗压强度虽然高，但由于石子的加入，质量也随之增加。样品1的总体性能相对更好。

表1混凝土样品特性

所述贝壳透水混凝土相比现有的排水塑料板作为架空层材料，具有更好的强度和稳定性，并可根据上部覆土层厚度，加入石子，改变其强度。适于不同植物所需覆土层厚度的屋顶花园设计采用。同时使用海洋冲击上岸的大量贝壳垃圾制备透水混凝土，减少了以往处理方式如堆积、焚烧等带来的污染，既处理了海洋垃圾又带来了实用性以及商业价值。

本发明通过设计一套屋顶花园建筑雨水收集、过滤、养鱼、浇灌系统，实现屋顶花园海绵状的排水、储水、用水系统；采用贝壳透水混凝土替代传统屋顶花园的塑料蓄排水板，通过测试及对实验数据整理分析，达到了成本低、节能环保的绿色建筑特点。该屋顶花园建筑实现了对雨水自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市屋顶花园建设的新水平。