專利名稱：一種針對城市不透水屋面暴雨產(chǎn)流進(jìn)行調(diào)控的綠色屋頂?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于城市環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)和綠色建筑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及綠色屋頂技術(shù)。
背景技術(shù)：
不斷加快的城市化步伐迅速改變了原有的土地利用方式，城市不透水下墊面迅速增加，給城市雨洪管理帶來了巨大挑戰(zhàn)。一方面，雨天暴雨沖刷引起的城市面源污染已成為城市水環(huán)境的重要污染來源之一；另一方面，不透水下墊面的低暴雨徑流截留率給城市防洪帶來了巨大壓力。城市建筑屋面約占城市不透水下墊面的40%-50%，控制好城市建筑屋面的雨天產(chǎn)流和產(chǎn)污對城市雨洪管理意義重大。綠色屋頂是新興的城市面源污染控制方法， 常被作為最佳管理措施(Best Management I^ractices)使用，也是低影響開發(fā)(Low Impact Development)技術(shù)體系的重要組成部分。自90年代以來，國內(nèi)一些大城市開始加快建設(shè)綠色屋頂，然而，推廣的目的往往偏重于其景觀價值、節(jié)能價值等，現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范也只對屋頂承載能力、植物選擇、施工技術(shù)等方面做了說明，而忽略了綠色屋頂?shù)目匚蹨p排能力，使得綠色屋頂雨天徑流往往含有較多的污染物。因此，需要尋找更為合理的綠色屋頂構(gòu)建方法。已公開的專利文獻(xiàn)展示了幾種可以提高綠色屋頂暴雨截留率的構(gòu)建方法，一般是通過添加保水劑或軟性填料的方式實(shí)現(xiàn)。發(fā)明“一種屋頂綠化基體材料及其制備方法”(專利號200610019301. 4)提出以有機(jī)質(zhì)為主要成分，添加長效肥料和保水劑制備屋頂綠化材料；發(fā)明“屋頂綠化系統(tǒng)及綠化方法”(申請?zhí)?00910063086. 1)以建筑垃圾為主要材料配制的混合基材作為種植層，用廢舊布料制作成過濾保水毯作為過濾保水層；發(fā)明“一種屋頂綠化方法”(申請?zhí)?00810117^1. 6)提出了一種重量輕、保水性強(qiáng)的屋頂綠化基質(zhì)構(gòu)建方法。已有技術(shù)在調(diào)峰控污方面還存在以下不足
(1)重視了綠色屋頂對暴雨徑流消減效能的保障或提高，忽視了徑流水質(zhì) 種植層優(yōu)化往往通過添加有機(jī)質(zhì)、堆肥肥料或營養(yǎng)土配制而成，這種搭配方式不可避免的面臨由于淋溶作用導(dǎo)致營養(yǎng)鹽析出的缺陷。(2)保水劑或保水樹脂的使用增加了構(gòu)建成本
為保證綠色屋頂在干旱期也能有足夠的水分維持植物生長，同時不采用澆水的方式補(bǔ)充水分，添加保水劑是目前常用的手段，但這使得構(gòu)建成本有所上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對綠色屋頂傳統(tǒng)構(gòu)建方法的局限性和城市雨洪調(diào)控的需求，提出一種針對城市不透水屋面暴雨產(chǎn)流進(jìn)行調(diào)控的綠色屋頂，改良種植層介質(zhì)，優(yōu)化種植植物，以顯著改善綠色屋頂暴雨徑流水質(zhì)，尤其是對氮磷等溶解性污染物的控制得到了明顯提高，這對于促進(jìn)綠色屋頂?shù)母茖W(xué)構(gòu)建有極大推動作用。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
該綠色屋頂從上往下依次由植被層、種植層、過濾層、排水層和防水層組成。所述植被層由生存能力強(qiáng)、耐干旱脅迫能力強(qiáng)、氮磷控制能力強(qiáng)的植物組成，可供選植物有蘆薈、佛甲草、麥冬等景天屬植物，并混合種植。種植層厚度30-50mm，由粉煤灰、陶粒(粒徑1mm)、砂壤土或壤砂土混合而成，各組分體積比分別為粉煤灰占30-40%，砂壤土或壤砂土占40-50%，陶粒占10-30%。所述過濾層由土工布和廢舊家具海綿或工業(yè)海綿組成，海綿在下，土工布鋪在上。 該過濾層取代了傳統(tǒng)的砂濾層，土工布的使用避免了填料層介質(zhì)的流失，廢舊海綿的使用保證了綠色屋頂對暴雨徑流的截留效果。所述排水層由輕質(zhì)填料組成，厚度50mm，填料粒徑20_40mm，可選用的輕質(zhì)填料有廢棄磚頭瓦片、陶粒、有一定機(jī)械強(qiáng)度的爐渣等。所述防水層由水泥砂漿混合防水劑做成，并形成一定坡度(1-2%)，以防止樓頂積水。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)如下
1、所選用植物生存能力強(qiáng)，對生長基質(zhì)要求低，不用施肥，管理簡單，避免了由于施肥引起的營養(yǎng)鹽釋放。2、所選用的種植層營養(yǎng)物質(zhì)含量低，減少了淋溶作用導(dǎo)致的溶解性營養(yǎng)鹽的析出；添加的多孔介質(zhì)具有良好的污染物滯留能力，極大改善了綠色屋頂暴雨徑流出水水質(zhì)， 使得綠色屋頂真正起到了凈化雨水的目的。3、所構(gòu)建的過濾層具有過濾和持水雙重功能，不僅增大了綠色屋頂雨天暴雨徑流消減量，而且提供了非雨天植物生長對水分的需求。4、所構(gòu)建綠色屋頂總體厚度低，所用填料密度小，降低了樓板的承重載荷和構(gòu)建成本。5、綠色屋頂系統(tǒng)具有良好的控污減排雙重功效，不僅減少了徑流產(chǎn)生量，延緩了徑流產(chǎn)生時間，有利于城市暴雨徑流錯峰，而且凈化了雨水水質(zhì)，極大減少了城市不透水屋面的雨天產(chǎn)污負(fù)荷，對于城市雨洪管理及城市水體水質(zhì)保障有重要意義。本綠色屋頂對降雨徑流的消減和產(chǎn)流水質(zhì)的改善，相對于城市不透水屋面，綠色屋頂降雨徑流水質(zhì)有顯著提高，TSS、CODcr, TN、TP和NH3-N的場次降雨平均濃度(EMCs)可降低60-90%，并且對暴雨徑流的平均消減率提高到50-90%。


圖1是綠色屋頂結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中1一植被層2—種植層 3—過濾層 4一排水層
5—防水層6—排水管。
具體實(shí)施例方式參見圖1，實(shí)施本發(fā)明時，從下往上依次布置防水層5、排水層4、過濾層3、種植層2 和植被層1。首先將原樓頂清理干凈，把水泥砂漿和防水劑混合后，抹在樓頂上做防水處理，并作出1的坡度，避免雨水在樓頂?shù)拇娣e；防水層做好后，將粒徑30mm輕質(zhì)填料廢棄磚頭瓦片、陶?；蛴幸欢C(jī)械強(qiáng)度的爐渣等鋪在防水層上，鋪設(shè)厚度50mm，并接出排水管6;然后安設(shè)過濾層，先將海綿鋪好，再在海綿之上鋪土工布，以免種植層顆粒將海綿堵塞，過濾層厚度40mm ；將事先混合好的種植層介質(zhì)鋪在土工布上，種植層介質(zhì)各組份體積比為粉煤灰占40%，砂壤土或壤砂土占40%，陶粒(粒徑Imm)占20%，鋪設(shè)厚度50mm ；最后種植植物， 如蘆薈、佛甲草、麥冬等，種植密度1000-2500株/平方米，種植方式為兩種以上植物混合種植。
權(quán)利要求
1.一種針對城市不透水屋面暴雨產(chǎn)流進(jìn)行調(diào)控的綠色屋頂，其特征在于所述綠色屋頂從上往下依次由植被層、種植層、過濾層、排水層和防水層組成；所述植被層的植物選自景天屬植物；所述種植層由粉煤灰、陶粒、砂壤土或壤砂土混合而成，各組份體積比為粉煤灰占 30-40%，砂壤土或壤砂土占40-50%，陶粒占10-30%;所述過濾層由土工布和廢舊家具海綿或工業(yè)海綿組成，先鋪海綿，再在海綿之上鋪土工布；所述排水層由輕質(zhì)填料組成，填料粒徑20-40mm，輕質(zhì)填料選自廢棄磚頭瓦片、陶粒和爐渣；所述防水層由水泥砂漿混合防水劑做成，并形成的坡度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色屋頂，其特征在于所述種植層的厚度30-50mm，陶粒的粒徑1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色屋頂，其特征在于所述植被層的植物選自佛甲草、蘆薈、麥冬，混合種植。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色屋頂，其特征在于所述過濾層厚度20-40mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色屋頂，其特征在于所述排水層厚度50mm。
全文摘要
本發(fā)明公開一種針對城市硬屋面雨天高徑流和污染負(fù)荷產(chǎn)率的缺陷進(jìn)行調(diào)控的綠色屋頂，由植被層、種植層、過濾層、排水層和防水層組成；所述植被層由耐干旱脅迫能力強(qiáng)、氮磷控制能力強(qiáng)的植物構(gòu)成，管理粗放；所述種植層由粉煤灰、陶粒和砂壤土或壤砂土混合組成；所述過濾層由土工布和廢棄海綿構(gòu)成；所述排水層由輕質(zhì)填料組成。該綠色屋頂具有以下優(yōu)點(diǎn)種植植物生存能力強(qiáng)，管理簡單；種植層營養(yǎng)物質(zhì)背景含量低，避免了雨天淋溶作用導(dǎo)致的營養(yǎng)鹽的析出；過濾層不僅有良好的顆粒截留能力，而且具有強(qiáng)大的水分吸收存儲能力；排水層由廢棄紅磚瓦片、陶?；蛴幸欢C(jī)械強(qiáng)度的爐渣組成，密度小，而且其吸附性能進(jìn)一步保障了綠色屋頂?shù)膹搅魉|(zhì)。
文檔編號E04D11/02GK102383533SQ201110234458
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者何強(qiáng), 柴宏祥, 潘偉亮, 王書敏, 王振濤 申請人:重慶大學(xué)