一种城市户外绿道冷板测试装置的制作方法

本发明涉及城市建设技术领域，更具体地说，涉及一种城市户外绿道冷板测试装置。

背景技术：

随着城镇化不断发展，城市绿地面积减少和不可渗透下垫面面积增加，这一定程度上破坏自然生态，不可避免的造成城市热岛效应和洪涝灾害。近年来，国内特别是南方地区频发干旱和洪涝灾害，在雨季主要表现为城市道路硬质不透水地面比例较高，排水管网设施建设标准偏低和实际建设不合理不到位，逢雨必涝。

城市户外绿道冷板是指在绿道建设原有基础上在绿道面层加上降温冷板，冷板内流通雨水或自然环境江河湖泊的水利用自然地势高度差或水泵压力提升进行冷水循环降温，以达到海绵城市雨水利用和城市温室效应降温的目标。该技术的应用可增加城市可渗透雨水面积，局部性地降低城市户外温度，改善了城市绿化环境。以透水混凝土为面层的城市绿道不仅可以减少暴雨径流，改善地下水质，缓解热岛效应，而且有降低交通噪音，改善路面防滑性能的作用。但现有技术中无法对城市户外绿道冷板进行定量定性分析测试、以对实际工程应用提供预测和数据参考。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种城市户外绿道冷板测试装置，以对绿道冷板进行定量定性分析、为实际工程提供数据参考。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种城市户外绿道冷板测试装置，包括：

内部铺设有基质层和冷板的测试模块，所述冷板包括进水端和出水端以进行换热，所述测试模块的下方设有用于对所述基质层的表面径流雨水和渗透径流雨水进行收集的雨水收集装置；

所述雨水收集装置内设有用于对所述基质层的雨水渗透径流量进行检测的排水量检测装置；设于所述测试模块的上方且与蓄水箱连接用以模拟降雨的降雨模拟装置，所述降雨模拟装置能够对降雨强度和降雨量进行调节。

可选地，还包括：

设于各个所述基质层、所述冷板的进水端和出水端以对温度进行检测的温度检测装置；

所述雨水收集装置的出水端与所述冷板的进水端经冷板进水管路连接，所述冷板进水管路上设有用于对水流速度进行调节的流速调节装置，所述冷板的出水端与所述雨水收集装置连接进行收集。

可选地，所述测试模块包括自上至下依次设置的绿道面层、所述冷板、土工布层、细碎石层、土工布层、称重格栅层，所述冷板埋设于所述绿道面层中，所述绿道面层具体为透水混凝土层或植草土壤层。

可选地，所述降雨模拟装置包括蓄水箱、水泵、与所述水泵连接的进水管路、设于所述测试模块上方的降雨喷头，所述进水管路上设有止回阀和浮子流量计以调节降雨强度和降雨量，所述降雨喷头的个数为多个，多个所述降雨喷头在所述测试模块的上方均匀设置。

可选地，所述流速调节装置具体为止回阀和浮子流量计。

可选地，所述排水量检测装置具体为液位传感器。

可选地，所述温度检测装置具体为防锈热电偶传感器。

可选地，所述测试模块还包括用于铺设所述基质层和所述冷板的测试腔体，所述测试腔体的外部设有用于防止热量横向扩散的保温层。

可选地，所述冷板包括多个平行设置的冷水管道。

可选地，所述雨水收集装置的预设高度处设有用于当积水过量时进行排出的排水管道。

本发明提供的城市户外绿道冷板测试装置，包括内部铺设有基质层和冷板的测试模块，冷板包括进水端和出水端以进行换热，测试模块的下方设有用于对基质层的表面径流雨水和渗透径流雨水进行收集的雨水收集装置；雨水收集装置内设有用于对基质层的雨水渗透径流量进行检测的排水量检测装置；设于测试模块的上方且与蓄水箱连接用以模拟降雨的降雨模拟装置，降雨模拟装置能够对降雨强度和降雨量进行调节；设于各个基质层、冷板的进水端和出水端以对温度进行检测的温度检测装置。

应用本发明提供的城市户外绿道冷板测试装置，雨水收集装置能够对测试模块的雨水渗透进行收集，并通过排水量检测装置对雨水渗透径流量进行检测，通过测试模块可模拟城市户外绿道，定量定性测试分析户外绿道在不同降雨强度和降雨时间、不同基质层类型、自然环境因素下的蓄排水能力，该装置采用模拟降雨可控的方式，使测试系统免受自然环境等因素影响，使得实验结果更加准确，且比较测试模块在降雨强度和基质层等因素下的透水特性和绿道冷板测试模块的雨水滞蓄机理，优化构建模式。该装置简化对试剂户外绿道的蓄排水性能的测试，通过设置测试模块实现等效的绿道构造，为实际工程应用提供预测和数据参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种城市户外绿道冷板测试装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的测试装置的剖视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的冷板的结构示意图。

附图中标记如下：

温度检测装置1、光伏直流水泵2、止回阀3、浮子流量计4、进水端5、液位传感器6、角钢支架7、喷头8、出水端9、测试模块10、冷板11、蓄水箱12；

绿道面层101、冷板管道层102、土工布层103、细碎石层104、格栅层105、砖槽106、保温层107、砖砌水池108。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种城市户外绿道冷板测试装置，以对绿道冷板进行定量定性分析、为实际工程提供数据参考。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的一种城市户外绿道冷板测试装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的测试装置的剖视结构示意图；图3为本发明实施例提供的冷板的结构示意图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供的城市户外绿道冷板11测试装置，包括内部铺设有基质层和冷板11的测试模块10，测试模块10优选为矩形腔体，测试模块10可采用水泥和防水剂进行封装，在其内部设置基质层和冷板11，可以理解的是，冷板11设置于基质层的内部以能够有效对基质层进行降温，基质层可包括绿植层和结构层，其中，绿植层和结构层的选择可根据实际的城市建设需要进行设置。

冷板11包括进水端5和出水端9以进行换热，测试模块10的下方设有用于对基质层的表面径流雨水和渗透径流雨水进行收集的雨水收集装置；其中，进水端5与水泵连接，水泵可设置为光伏直流水泵2，雨水收集装置可具体为砖砌水池108，测试模块10设置于砖砌水池108的上方，测试模块10的底部为透水材料组成，通过雨水收集装置对基质层的过剩雨水进行收集。

其中，雨水收集装置内设有用于对基质层的雨水渗透径流量进行检测的排水量检测装置；如在一种实施例中，通过在砖砌水池108中设置液位传感器6、或称重装置实现雨水渗透量的采集，设于测试模块10的上方且与蓄水箱12连接用以模拟降雨的降雨模拟装置，降雨模拟装置和蓄水箱12可通过水泵连接，以实现水流的泵出，降雨模拟装置优选为通过角钢支架7进行固定，降雨模拟装置能够对降雨强度和降雨量进行调节；如可在进水管路上设置阀门，阀门优选为闸阀，通过设置阀门的开度实现流速调节进而实现降雨强度的调节，通过设置水泵启停时间来实现降雨量的调节。

该装置可以准确测试户外绿道模块在降雨强度、降雨历时、基质层类型、户外环境温湿度等变量下的蓄排水性能。

应用本发明提供的城市户外绿道冷板11测试装置，雨水收集装置能够对测试模块10的雨水渗透进行收集，并通过排水量检测装置对雨水渗透径流量进行检测，通过测试模块10可模拟城市户外绿道，定量定性测试分析户外绿道在不同降雨强度和降雨时间、不同基质层类型、自然环境因素下的蓄排水能力，且通过在各个基质层设置温度检测装置1，可以模拟不同基质层的测试模块10在不同自然环境变量下的降温性能。该装置采用模拟降雨可控的方式，使测试系统免受自然环境等因素影响，使得实验结果更加准确，且比较测试模块10在降雨强度和基质层等因素下的透水特性和绿道冷板测试模块的雨水滞蓄机理，优化构建模式。该装置简化对试剂户外绿道的蓄排水和降温性能的测试，通过设置测试模块10实现等效的绿道构造，为实际工程应用提供预测和数据参考。

具体的，还包括设于各个基质层、冷板11的进水端5和出水端9以对温度进行检测的温度检测装置1。其中，通过在各个基质层设置温度检测装置1，可以模拟不同基质层的测试模块10在不同自然环境变量下的降温性能。各个基质层中设置多个温度测试点，以保证对基质层的温度取平均值，减少实验误差，优选为设置50个温度测试点，当然，在其他实施例中，可根据实际需要设置温度测试点的个数，此处仅为一种优选的实施方式。温度检测装置1优选为温度传感器，进一步地，优选为防锈热电偶传感器，温度传感器的类型及设置方式可参考现有技术，在此不再赘述。

雨水收集装置的出水端与冷板11的进水端5经冷板进水管路连接，冷板进水管路上设有用于对水流速度进行调节的流速调节装置，冷板11的出水端9与雨水收集装置连接进行收集。由此设置，以使得雨水得到循环利用，节约水资源，通过流速调节装置调节冷水流速，并检测冷板11水冷降温情况，准确测试冷板11的冷水流速变量下的降温性能。流速调节装置具体为止回阀3和浮子流量计4，在其他实施例中，也可以设置其他阀门或流量计，此处仅为一种优选的实施方式。该装置通过温度检测装置1和流速调节装置，对不同流速变量、不同基质层下的冷板11的降温性能进行测试。

进一步地，测试模块10包括自上至下依次设置的绿道面层101、冷板11、土工布层103、细碎石层104、土工布层103、称重格栅层105，冷板11埋设于绿道面层101中，绿道面层101具体为透水混凝土层或植草土壤层。

更进一步地，雨水收集装置的预设高度处设有用于当积水过量时进行排出的排水管道。

在一种实施例中，测试模块10还包括用于铺设基质层和冷板11的测试腔体，测试腔体的外部设有用于防止热量横向扩散的保温层107。测试腔体由水泥和青砖切成的水池和砖槽106，规格为2030mm×830mm×1060mm，水池部分砖厚105mm，砖槽106部分砖厚45mm，分别在底板处和380mm高度位置设置排水管阀，由此设置以当雨水收集装置需要排空时通过排水管阀进行排空，在750mm高度位置设置d50mm的进水口和液位传感器6测量口，由此设置，以当雨水收集装置的蓄水量较低时进行放水，保证试验的正常进行，1000mm高度位置分别设置dn20mm冷板管层进出水口，冷板管规格材质可为dn20mm的金属管或pvc管，pvc管为直径为20mm。测试模块10的结构从上而下为100mm厚透水混凝土层/植草土壤层、冷板管道层102(埋在面层其中)、土工布、100mm厚细碎石层104、土工布、38mm厚承重格栅层105，并分别在面层、各土工布层103和各水管进出口布置共50个温度测试点连接温度测试仪。

潜水泵为光伏直流水泵2，扬程为6m；阀门为闸阀；浮子流量计4量程为0～1000l/h；喷头8为4分螺牙铜质喷头8，工作压力为1kg，量程为流量5l/h～150l/h，喷洒范围是1.5m半径可调；蓄水箱12为980mm×760mm×680mm塑料水箱。

绿道面层101为厚度100mm的透水混凝土，孔隙率为15％，混凝土强度为c35，或厚度为100mm轻质营养种植土上覆盖生长草皮，干密度为334kg/㎡；冷板管道层102为10根d25mm等距连接的并联金属管或pvc管；土工布为强透水毛毡土工布，密度为500g/㎡；细碎石层104为50mm，粒径分布为20-50mm；承重格栅层105为1940mm×720mm×38mm玻璃钢格栅板。测试腔体涂抹渗透型防水涂料，并进行透水密封测试，达到不渗不漏的要求。

基质层内部埋设10根d25mm等距连接的并联金属管或pvc管作为冷板管道层102以作降温之用，冷板管道层102尽量放置在测试模块10结构的中部，以保证冷板11的冷量均匀与测试模块10表面进行换热降温。实验时，先把阀门处于半闭合状态，然后启动水泵，再调节阀门并配合流量计获取不同的冷水流速。

模拟降雨装置主要由蓄水箱12、光伏直流水泵2、喷头8、pvc水管、阀门、浮子流量计4、液位传感测量仪器、雨水挡板等设备构成。顶部均匀布置10个喷头8，并以管径为20mm的pvc管环接起来，向测试模块10喷洒，模拟降雨状况，通过阀门和浮子流量计4的读数调节不同的降雨量和降雨强度。模拟降雨装置的设置可以更准确测试户外绿道模块在降雨强度、降雨历时、面层类型、户外环境温湿度等变量下的蓄排水性能。

实验开始时，蓄水箱12储存足够的水量，雨水从蓄水箱12输出，通过光伏直流水泵2把水提升到测试模块10的顶部，在光伏直流水泵2的压力下，从顶部环接的喷头8喷洒而出，形成降雨状的液滴。根据国内的降雨强度标准和设定的降雨历时换算到流量计相应的刻度值，通过浮子流量计4和调节阀门开度获取不同降雨强度，模拟测试模块10在不同降雨强度下的测试。雨水挡板把喷头8降下的雨水集中在测试模块10里，防止雨水外溅。雨水降到测试模块10表面产生表面雨水径流，通过模块上部基质层下渗进入砖砌水池108。一部分雨水滞留在面层被面层吸收，另外一部分雨水向下渗透经过土工布、细碎石层104、土工布、格栅层105。最后，过量的雨水进入测试模块10的底部，储存在雨水收集装置的防漏水池中，通过液位传感器6的测量，得到水池内部的水位变化，从而得出模块的雨水渗透径流量。

在户外温度较高的晴天，启动光伏直流水泵2，将雨水收集装置的水池内收集储存的雨水提升输送至冷板管道层102进行换热降温，与其他相似户外环境条件下不进行冷板11降温的温度变化效果进行比较，同时使用温度检测装置1监测记录各构造层纵向温度变化，从而得到绿道冷板模块的降温性能。

该装置自上而下全采用可透水材料，有利于雨水径流及时流至下端水池中，减少雨水内部流动阻力，更加准确测试雨水径流量随时间变化。基质层中埋设冷板11，将雨水收集装置收集储存的雨水再利用于绿道冷板水冷降温之中。不同基质层处设置温度监测点，可以模拟不同构造的绿道模块测试在不同的自然环境、冷板11管内流速等变量下的降温性能。测试模块10模拟城市户外绿道，定量定性测试分析户外绿道在应对不同降雨强度、降雨历时、不同面层类型、自然环境等因素下的蓄排水能力，为实际工程应用提供参考。该测试装置简化对实际户外绿道的蓄排水和降温性能的实际测试，通过设置测试模块10实现等效的绿道构造，并通过设置模拟降雨装置和温度测试装置，可以更加简便准确进行测试，并且操作简单。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。