专利名称：轻型屋面植被隔热及雨水净化模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及屋面隔热领域，特别涉及一种轻型屋面植被隔热及雨水净化模块。
背景技术：
不断加速的城市化进程推动了高密度建筑的迅猛发展，从而导致了不断加剧的城市热岛效应。据测试，城市和城市郊区的室外温度差高达5 15°C。高密度的城市建筑群对城市的环境主要产生以下几个方面的负面影响(1)城市区域内风速降低，导致建筑自然通风的效率下降，从而导致温度上升；( 城市硬化地表面增加，其增加导致其增强了反射太阳辐射的能力，同时减少了泥地和绿地所占比例，导致城市地表蓄水的能力降低，进而城市地表的蒸发冷却效应下降，从而导致温度上升；C3)在城市区域环境理，人类自身的排热量急剧增加，导致城市热岛效应发展加速，从而导致温度上升。而高密度建筑群的屋面约占30%城市地表面积。如果在屋面上进行植被绿化或多孔材料改造，不仅可以扩大城市绿地面积，减缓城市热岛效应，还可以直接降低从屋面传入顶层房间内的热量，改善室内环境，降低建筑能耗。因此，在屋面上进行植被绿化或多孔材料改造的被动式屋面蒸发隔热技术成为近几年建筑隔热技术的热点之一。其隔热原理是蓄存于多孔隔热材料中的水分在太阳辐射热的作用下蒸发，而水分的蒸发需要热量，通过对外界热量的吸收、转化或转移，从而降低屋面温度，改善室内热环境。目前，现有的屋面植被隔热主要存在以下几个方面的问题(1)成本高，包括安装、运行和维护的成本均较高，在一定程度上限制了屋面植被技术的发展；( 不可持续性，由于屋面植被均存在一定的寿命周期，需要根据植被类型进行更换，故具有不可持续性；C3)植被类型受气候影响较大，可供选择的植被类型受到一定限制；(4)现有的屋面植被隔热施工周期长、难度大、工艺标准性差、可更换性差等缺点。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种有效隔热的新型的轻型屋面植被隔热及雨水净化模块。该技术具有施工简单、施工工艺简单、施工周期短、 造价低、易更换维护保养、隔热性能好和净化雨水等优点。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为一种轻型屋面植被隔热及雨水净化模块，包括外壳，所述外壳包括模块板，所述模块板上从下往上依次设有模块底板、蓄排水板、第一土工过滤布、生物陶粒隔热过滤层、第二土工过滤布与种植土壤；所述外壳包覆所述模块底板、蓄排水板、第一土工过滤布、生物陶粒隔热过滤层、第二土工过滤布与种植土壤。优选地，所述种植土壤为种植佛甲草的轻型种植土壤。优选地，所述模块板为PP板，其型号为900 X 900 X 4mm-1020 X 1020 X 6_。优选地，所述模块底板的厚度为8_12mm。[0010]优选地，所述蓄排水板的厚度为20-30mm。优选地，所述第一土工过滤布与第二土工过滤布的厚度为0. 5-1. 2mm。优选地，所述生物陶粒隔热过滤层为生物膜截体填料，其厚度为45_55mm。优选地，所述轻型种植土壤的厚度为45_55mm。优选地，所述外壳底部设有排水孔，所述排水孔的直径为14_16mm。综上所述，本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果(1)本实用新型轻型屋面植被隔热及雨水净化模块隔热效果好。本实用新型选用 25mm厚的蓄排水板、50mm厚的生物陶粒层、50mm厚的植轻型种植土壤层进行试验，上述选用材料和佛甲草植被形成了良好的屋面隔热层，可以有效地降低屋面温度，减小建筑能耗。(2)本实用新型轻型屋面植被隔热及雨水净化模块施工简单。由于本实用新型选用1000X 1000X 190mm厚的组合模块，与传统的屋面隔热植被施工技术相比，具有施工简单方便的特点，施工时只需将已经预制好的模块运至屋面进行拼装即可。(3)本实用新型轻型屋面植被隔热及雨水净化模块造价低。与传统的屋面植被隔热施工技术相比，该技术所需材料均为普通常见材料，不论是模块本身的制作成本，还是施工成本和运行维护成本均较低。(4)本实用新型轻型屋面植被隔热及雨水净化模块易更换。与传统隔热技术相比， 该技术具有易更换的特点，当某一模块损坏时只需更换对应的损坏模块即可，其他模块则无需变动，加快了维护周期。(5)本实用新型轻型屋面植被隔热及雨水净化模块雨水净化性能好。由于具有植被、轻型种植土、生物陶粒和土工过滤布等多层过滤作用，该模块化技术还具有较好的雨水净化功能，便于屋面雨水的收集及再循环利用。(6)本实用新型轻型屋面植被隔热及雨水净化模块生态效应好。屋面植被可以极大地改善建筑的外环境，形成良好的建筑环境，降低城市热岛效应。
图1是本实用新型轻型屋面植被隔热及雨水净化模块的内部结构图；图2是本实用新型轻型屋面植被隔热及雨水净化模块的截面构造图；图3是本模块的植被屋面构造图；图4是室外空气温度与模块3底面温度关系图；图5是室外空气温度与模块4底面温度关系图；图6是室外空气平均温度与植被底面平均温度关系图；图7是室外空气温度与植被底面温度回归关系图；图8是室外空气温度与植被底面温度关系图；图9是室外空气温度与空气与底面温差关系图；图10是室外空气温度与空气与底面温差关系图；图11是植被底面温度不同时段的温度关系图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。如图1所示，一种轻型屋面植被隔热及雨水净化模块，包括外壳，所述外壳包括模块板8。模块板8上从下往上依次设有模块底板7、蓄排水板6、第一土工过滤布5、生物陶粒隔热过滤层4、第二土工过滤布3与种植土壤2。所述外壳包覆所述模块底板7、蓄排水板 6、第一土工过滤布5、生物陶粒隔热过滤层4、第二土工过滤布3与种植土壤2。种植土壤2 为种植佛甲草1的轻型种植土壤。如图2所示，本实施例中，该外壳1由1000X 1000X 5mm厚的改性板PP板组成，底板7为PP板，其厚度为5mm。蓄排水板6的厚度为25mm，在整个模块中起着排水和蓄水的作用。通过蓄排水板上的雨水蓄水槽蓄积雨水，为蒸发隔热层蒸发和佛甲草生长提供水分， 同时将多余的雨水将通过排水孔及外壳板上排水管排到屋面排水沟，再进行回收。第一土工过滤布5与第二土工过滤布的厚度为1mm。在整个模块中，它们防止蒸发过滤介质——生物陶粒及轻型种植土壤2进入蓄排水板而堵塞屋面排水系统。本模块中，生物陶粒隔热过滤层4主要有三个作用一、利用陶粒重量轻、隔热性能好的特点，隔热屋面的作用。当天气连续干燥、蓄排水板中的所蓄积的雨水蒸发完毕后，陶粒本身具有的良好隔热性能可以阻隔太阳辐射热量传入室内，从而降低屋面温度及建筑能耗。当蓄排水板和陶粒层中含有蓄积雨水时，在太阳照射作用下蓄存与陶粒层和蓄排水板中的雨水便会蒸发，通过雨水的蒸发对屋面进行冷却，从而起到降温隔热的作用。因此，不论该隔热模块处于干状态还是湿状态，均具有良好的隔热性能。二、净化雨水的净化功能。降落于屋面模块上的雨水，通过植草砖上的空隙进入生物陶粒蒸发模块层。陶粒本身为多孔介质，利用介质上的小孔对雨水进行净化过滤。过滤后的雨水再经过土工布进一步过滤进入蓄排水板，一部分雨水进入蓄排水板的蓄水孔，大部分过滤后的雨水会通过底部排水管进入雨水专用收集池，作为建筑绿化及冲厕等用水循环使用。三、蓄存于陶粒和蓄排水板中的雨水通过毛细作用为佛甲草植被提供水分，降低佛甲草的维护管理成本。本模块所选用的生物陶粒的优点及基本性能参数如下优点生物陶粒滤料是一种新型的生物膜截体填料，具有质轻，比表面积大、吸附能力强等优点。与石英砂相比，比表面积为同体积石英砂的2-3倍，孔隙率为石英砂的 1.3-2.0倍。与砂滤池比较，平均滤速高O0-25m/h)，产水量大，过滤周期长，冲洗频率小， 冲洗强度低。基本性能参数(表1)表1生物陶粒基本性能参数
项目性能参数项目性能参数比容1. 4-2. 2g/cm3孔隙率55-75%比容0. 8-1. Og/cm3比表面积3980m Vm3反洗强度12-15L/S. m3强制滤速20-40m/h含污能力石英砂的2-3倍正常滤速测试结果 本模块所采用的轻型种植土壤具有如下特点(1)饱和吸水时重量约450 650kg/m3，大大减轻了建筑结构的荷载。( 合理的粒度配置和粒子的多孔性，促进植物虚根系发育，减少树木主根对建筑物结构的破坏。(3)纯无机栽培基质，理化指标稳定，不板结，栽培无需换土。(4)通过阳离子交换能力的定量设计，可有效控制树木的快速生长，减缓荷重的增加。(5)保温隔热效果明显，施工简便。(6)良好的排水速率避免了淤积危害。[0041 ] 其理化性能参数如下表2 表2轻型种植土理化性能参数
权利要求1.一种轻型屋面植被隔热及雨水净化模块，其特征在于包括外壳，所述外壳包括模块板(8)，所述模块板(8)上从下往上依次设有模块底板(7)、蓄排水板(6)、第一土工过滤布(5)、生物陶粒隔热过滤层(4)、第二土工过滤布(3)与种植土壤(2)；所述外壳包覆所述模块底板(7)、蓄排水板(6)、第一土工过滤布(5)、生物陶粒隔热过滤层(4)、第二土工过滤布(3)与种植土壤(2)。
2.根据权利要求1所述的轻型屋面植被隔热及雨水净化模块，其特征在于所述种植土壤(2)为种植佛甲草(1)的轻型种植土壤。
3.根据权利要求1所述的轻型屋面植被隔热及雨水净化模块，其特征在于所述模块板(8)为 PP 板，其型号为 900 X 900 X 4mm-1020 X 1020 X 6mm。
4.根据权利要求1所述的轻型屋面植被隔热及雨水净化模块，其特征在于所述模块底板(7)的厚度为8-12mm。
5.根据权利要求1所述的轻型屋面植被隔热及雨水净化模块，其特征在于所述蓄排水板(6)的厚度为20-30mm。
6.根据权利要求1所述的轻型屋面植被隔热及雨水净化模块，其特征在于所述第一土工过滤布(5)与第二土工过滤布(3)的厚度为0. 5-1. 2mm。
7.根据权利要求1所述的轻型屋面植被隔热及雨水净化模块块，其特征在于所述生物陶粒隔热过滤层(4)为生物膜截体填料，其厚度为45-55mm。
8.根据权利要求1所述的轻型被动式屋面蒸发隔热及雨水过滤模块，其特征在于所述轻型种植土壤(3)的厚度为45-55mm。
9.根据权利要求1-6任一项所述的轻型屋面植被隔热及雨水净化模块，其特征在于 所述外壳底部设有排水孔(8)，所述排水孔(8)的直径为14-16mm。
专利摘要本实用新型公开了一种轻型屋面植被隔热及雨水净化模块，其包括外壳，所述外壳包括模块板(8)，所述模块板(8)上从下往上依次设有模块底板(7)、蓄排水板(6)、第一土工过滤布(5)、生物陶粒隔热过滤层(4)、第二土工过滤布(3)与种植土壤(2)；所述外壳包覆所述模块底板(7)、蓄排水板(6)、第一土工过滤布(5)、生物陶粒隔热过滤层(4)、第二土工过滤布(3)与种植土壤(2)。该技术具有施工简单、施工工艺简单、施工周期短、造价低、易更换维护保养、隔热性能好和净化雨水等优点。
文档编号E04D11/00GK202148646SQ20112008300
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者刘锋, 杨晚生, 郭开华 申请人:广东工业大学