一种净水集水型可持续屋顶的制作方法

文档序号:17817295发布日期:2019-06-05 21:54
一种净水集水型可持续屋顶的制作方法

本发明涉及清洁能源发电储能装置和屋顶净水集水装置,具体涉及可持续发展领域,适用于高层建筑观光式绿色屋顶。



背景技术:

随着现代化城市的不断进步,可持续发展已经成为城市发展的目标,尤其在充分利用清洁能源和资源回收利用方面。现阶段人民生活水平不断提高,家用电器数量激增,用电量也在成倍增加,特别在夏季用电高峰期供电压力大,城市高层建筑经常出现供电紧张的现象。为了解决这一问题,利用太阳能和风能两种清洁能源发电储能技术,将太阳能发电系统和发电机与观光式屋顶结合,有效缓解高层建筑的供电压力,并在夜间为观光式屋顶照明。太阳能电池板应随着太阳角和高度角的变化而变化角度,长时间得吸收高强度的太阳能。

近几年,城市不透水下垫面面积扩大,再加上全国范围内的暴雨洪水灾难频频发生,各大城市相继发生内涝,降雨大面积滞留,给城市排水系统带来压力,甚至导致交通严重瘫痪,严重影响了城市居民的正常生活。屋顶作为城市不透水下垫面的重要组成部分,在降雨径流中起到重要作用。绿色屋顶的生态功能众多,不仅能够节约土地资源,增加绿化面积,美化环境,还可以通过植物和土壤的吸附作用减少降雨径流,最终通过集水装置将雨水集中回收进行二次利用。收集雨水对缓解河道排水压力,我国水资源短缺现状有积极作用,并且是实现水资源可持续利用的有效途径。

针对目前高层建筑节约能源、资源方面的不足以及观光式屋顶的要求,迫切需要开发一种净水集水型可持续屋顶。



技术实现要素:

本发明目的在于针对上述问题,提供一种净水集水型可持续屋顶结构,该可持续屋顶能够在夜间自动照明、利用太阳能、风能两种清洁能源发电储能,并通过绿色屋顶提高对雨水的净化、蓄积能力,实现雨水净化后做灌溉用水或其他用途。

本发明的技术方案:

一种净水集水型可持续屋顶,包括风力发电机、太阳能发电系统、植被层、土壤层、机制层、净水集水装置及储水箱。风力发电机至少4台,并安装在屋顶的四角,风扇后设有小型太阳能电池板,且小型太阳能电池板下安装LED照明灯;太阳能电池板通过固定架安装在屋顶中心位置,且角度调节装置位于太阳能电池板中心,传感器位于太阳能电池板边缘中心;土壤层为轻沙壤土、腐殖土、多孔纤维材料和蛭石的混合物;净水集水装置的集水槽通过回水管与建筑物中水系统相连,过滤层上层铺设活性炭,下层铺设聚酯纤维不纺布,防水层为聚合物改性沥青材料;净水集水装置通过排水管与储水箱连通,净水集水装置与储水箱均位于密闭隔热空间。

进一步的,所述的基质层横截面呈倒三角形,分布在净水集水装置上,且与集水槽之间留有落水口。

进一步的,所述的集水槽壁设有高度调节装置,且横街面积呈直角梯形,实现集水槽容量达到饱和后雨水自动进入建筑物的中水供水系统。

进一步的,所述的密闭隔热空间至少设置一个通风口,且安装空气净化装置。

本发明的有益效果是:

1、美化环境,提供休憩场所

可持续屋顶上种植的绿色植被可以美化高层建筑周围的环境,为人们提供简单的休憩场所,夜晚灯光明亮,适合任何时段放松,可持续屋顶上的绿色植被与建筑相融合,形成富有特色的高层建筑屋顶。

2、节约土地资源,增加城市绿化面积

对高层建筑顶层进行绿化,减少对地面土地资源的利用,增加了整个城市的绿化面积,提高了绿色植被覆盖率,进一步改善城市环境。

3、降低能耗、充分利用新能源

在高层建筑上设置风力发电机和太阳能发电系统,一方面实现对屋顶的夜晚照明,另一方面实现风能和太阳能两种清洁能源向电能的转化,应用太阳能追踪提高能源的利用率和转化率。

4、降低降雨径流,储存雨水

由于城市化的快速发展,城市不透水下垫面面积增加,导致雨水入渗减少,可持续屋顶的净水集水功能,有助于控制降雨的径流量。与普通的屋顶相比,可持续屋顶可以降低降雨的径流速度。降雨通过净水集水装置对雨水进行简单净化,储存的水资源可以做灌溉用。

5、降低建筑物温度,节约能源消耗

可持续屋顶的绿色植被在空气和高层建筑之间建立了隔热层,从而降低建筑物因阳光直射而造成的温度升高,使高层建筑内的制冷设备使用率降低,节省电能。

附图说明

图1为本发明的一种净水集水型可持续屋顶整体结构示意图

图中:1-风力发电机;2-小型太阳能电池板;3-LED灯;4-太阳能电池板;5-光敏传感器;6-角度调节装置;7-底座;8-支架;9-蓄电池;10-植被层;11-土壤层;12-基质层;13-防水层;14-空气净化装置;15-落水口;16-集水槽;17-过滤层;18-回水管;19-中水供水系统;20-排水管;21-储水箱。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作新意、最终达成的目的与功效易于理解,下面结合附图具体实施方式,进一步阐述本发明:

图1展示了本发明中的净水集水型可持续屋顶的剖面结构图。

在屋顶上侧的装置主要用于照明和储能。在屋顶的左右两侧分别设有风力发电机1,风扇后设有小型太阳能电池板2,且小型太阳能电池板下安装LED照明灯3。在屋顶的中间位置设有太阳能发电储能装置,电池板通过底座7和支架8安装固定,通过角度调节装置6调节太阳能板的角度。光敏传感器5位于太阳能板电池边缘的中心位置,蓄电池放置在太阳能板正下方位置。

在白天,屋顶四角的太阳能电池板都会随着太阳角度的变化而变化,将太阳能转化为电能。风力发电机也会随着风而转动,将风能转化为电能。在夜间LED照明灯就会利用白天储存的电能实现屋顶照明。屋顶中间位置的太阳能电池板则会将太阳能储存在蓄电池中,用于用户的其他用电需求。

在屋顶下侧的装置主要用于雨水的净化和存储。植被层10位于太阳能板底座下,土壤层11在植被层下,且其成份为轻沙壤土、腐殖土、多孔纤维材料和蛭石的混合物。土壤层下呈倒三角的图形为本装置的基质层12,两侧为防水层13,且与集水槽之间留有落水口15。密闭隔热空间至少设置一个通风口,且在该位置安装空气净化装置14。基质层下方为集水槽16,通过回水管18与建筑物中水系统19相连。净水集水装置通过排水管20与储水箱21连通,过滤层上层铺设活性炭,下层铺设聚酯纤维不纺布,防水层为聚合物改性沥青材料。

在下雨时,雨水将透过植被层,进入土壤层,土壤层中的多孔纤维材料等能够对雨水进行初步净化,存留在土壤层中的水分又能够为植被提供水分。通过土壤层后,雨水进入基质层。一方面,初步净化的雨水可以经落水口,通过回水管进入到建筑物的中水供水系统。另一方面,初步净化的雨水继续下渗进入过滤层,通过活性炭、聚酯纤维不纺布得到进一步净化,深度净化后的水通过排水管进入储水箱,储存备用。

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