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自然生态式屋顶绿化技术的制作方法

xiaoxiao2020-06-24  2

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专利名称:自然生态式屋顶绿化技术的制作方法
技术领域
本发明涉及一种屋顶绿化和隔热技术,尤其是一种低成本、快速度和可大面积推广的城 市屋顶绿化和隔热技术。
背景技术
目前,随着我国在城市化和工业化的过程中出现越来越严重的环境污染问题,人们的环 保意识和追求更高生活品质意识逐步增强,人们在要求城市地面绿化的同时,屋顶绿化也逐 渐成为城市的一种新需求和发展潮流。屋顶绿化不仅有利于美化环境,降低污染,改善空气 品质,而且可以降低室内温度,减小城市热岛效应。然而,由于目前屋顶绿化技术存在诸多 的缺陷和不足之处,屋顶绿化无法在城市大面积推广。已有的屋顶绿化技术在工程施工方面存在的主要问题有1)许多屋顶绿化技术使用了陶 粒。由于陶粒相对泥土和砂石来说比重较轻,长期踩压和雨水冲刷后很容易浮在表层并堵塞 落水口; 2)许多屋顶绿化技术使用了水泥或方木条制作方格作为固定框架。使用水泥成本相 对较高并且施工麻烦;而使用方木条不仅成本较高而且需要砍伐树木,不经济也不环保还也 容易腐烂,不耐用;3)许多屋顶绿化技术专门制作了排水管或排水板,增加了施工难度或费 用,也存在使用寿命问题;4)许多屋顶绿化技术所使用的栽培基质配方复杂,增加取料和配 制难度,从而提高了工程成本和难度。而有些则使用了废弃材料(如锯木屑)甚至生活垃圾 等,容易造成屋顶污染,或堵塞落水口和下水道;5)许多屋顶绿化技术需要对栽培植物进行 施肥和浇水,增加了造价和管理成本,而且肥料容易造成污染。总之,已有的屋顶绿化技术 存在着许多共同的缺陷和不足,比如不能长时间防渗抗漏,水土流失,污染严重,植物配 置不合理,荷载超标,建造成本和后期管理费用过高等,因而这些技术都不能进行大面积的 推广应用。发明内容本发明的目的是要通过解决上述问题,建立一种低成本、快速度和可大面积推广城市屋 顶绿化和隔热的技术,以尽快绿化城市环境,净化城市空气,减轻城市热岛效应,同时保持 水土,防止城市排水系统的阻塞,为建设人与自然相和谐的城市作出贡献。为了达到本发明的目的所采取的技术方案,自然生态式屋顶绿化和隔热技术是按如下步 骤和方法进行操作1) 检查屋顶承重结构和防水性能2) 整理屋顶原有隔热砖将屋顶原有隔热砖敲成碎块,作为排水层材料备用。3) 找平和清洗屋顶4) 制作防水层待干燥之后,即可在屋顶涂上国标防水胶851或911高分子防水涂料作为防水层。5) 铺设排水层在滤水层之上铺设用原有隔热砖作为排水层(厚度3-4cm)。该排水层同时也是隔根层。6) 铺设滤水层在排水层之上铺设一层透光率为10%的黑色遮荫网作为滤水层。7) 铺设排水道(人行过道)用卵石铺设30cm宽的排水道,两侧再铺3cm宽的瓜米石。
排水和人行过道分为主千道和分支,其终点走向是屋顶各个落水口。用卵石铺设的 排水道同时可作为人行过道或卵石健身道。8) 设置屋顶落水口保护结构用原有隔热砖制成几个长方形条块,以落水口为中心成 放射状排列成扇形,在空隙内依次(以落水口为中心向外放射)填入大卵石、中卵 石、小卵石、瓜米石和粗砂石。9) 覆盖栽培土栽培土选用沙壤土、腐殖土和甘蔗渣按6: 3: 1的比例混合而成的。在混匀栽培土的同时加入多种耐高温和抗干旱的草种。在滤水层之上覆盖8-10cm厚 的栽培土,但不在3cm宽的卵石排水道(人行过道)上覆盖栽培土。10) 覆盖人工草皮用人工草皮(如台湾草等)覆盖在栽培土上,浇水湿透。覆盖人工草皮的目的主要是要尽快固土,防止突然的降水造成水土流失。本发明具有如下显著的特点 1 ,工程施工材料几乎完全取自天然材料或在屋顶上就地取材。所用的材料如鹅卵石、瓜米石、 粗砂石和栽培土完全取自天然材料,而排水层所用的材料则是从屋顶就地取材,把原有的 隔热砖铺在防水层之上即可,不仅利用了原有材料,而且省去了清理和搬运原有隔热砖的 麻烦。唯一使用人工材料的地方只有防水层的高分子涂料和滤水层的遮荫网。2,本发明设计了独特的排水道。已有的屋顶绿化技术所使用的排水设施大都采用专门的排水管,不仅增加工程成本和施工难度,也有耐用性问题。而本发明设计的排水道使用的是天 然的鹅卵石和瓜米石,不仅能完全达到排水的效果,而且还同时可作为人行过道和脚底按 摩健身道,又可以起到把栽培土固定在特定位置的作用。鹅卵石和瓜米石这些天然材料经 久耐用,百年不变。3,本发明设计了独特的屋顶落水口保护结构。已有的屋顶绿化技术都没有注意落水口的保护,往往很容易造成落水口的堵塞。本发明设计的落水口保护结构,是用原有隔热砖和不 同大小的鹅卵石和粗砂石依次呈放射状排列成扇形,非常有效地把泥沙或枯枝落叶等阻挡 在落水口之外,有效地保证了屋顶落水口不堵塞。4,本发明所用的绿化植物除了掺入栽培土中的耐旱草种和覆盖在栽培土上的人工草皮之外,还包括天然的经风和鸟类传入的各种植物种子,从而使绿化屋顶具有丰富的植物多样性。原理1,从生态学原理来看,植物群落中生物多样性越丰富则越稳定。当地建筑物屋顶上自然生长的野草已经经过了长期的自然选择,能够适应当地建筑物屋顶极端自然生态环境。这 些野草种子只需要很少的土壤就能够生根发芽迅速生长。因此,只要解决屋顶防渗漏、防堵 塞、防水土流失和排水问题,换句话说,也就是只要在屋顶保有一块不流失的土壤,同时又 不会造成屋顶承重、漏水和堵塞等安全问题,那么这块土壤上就一定会长满植物。可见,利 用这些当地建筑物屋顶自然生长的野草种子作为屋顶绿化植物,其适应性使得这些野草根本 不需要管理就能生长良好。而多种野草种子进行混合播种,加上通过风和鸟类等途径传入的 各种草种,增加了屋顶植被的生物多样性,经过屋顶极端自然环境的长期选择,互相竞争和 协同作用,逐渐形成稳定的屋顶植物自然生态群落,并可实现屋顶植物生态的自然交替。由 于自然草地具有丰富的植物多样性以及野草所具有的顽强适应性,因此采用各种野草种子绿 化的屋顶自然草坪几乎不会发生病虫害,不需要喷施农药和杀虫剂,也不需要人工浇水。由 于屋顶野草植被会呈现季节性的自然交替,被交替的野草转变为腐殖质作为天然的有机肥料, 因此用野草绿化的屋顶自然草坪根本不用人工施肥。2,屋顶水土流失很容易造成屋顶落水口的堵塞,而落水口的堵塞又是屋顶排水不畅和导致屋顶渗漏等问题的主要原因。本发明设计的落水口保护结构,用原有隔热砖制成几个长方 形条块,以落水口为中心成放射状排列成扇形,在空隙内依次(以落水口为中心向外放射) 填入大卵石、中卵石、小卵石、瓜米石和粗砂石。从工程学的原理来看,这样的结构能够有 效阻挡泥沙,同时这样的扇形结构具有越冲刷越稳固的特点。实际上,类似的结构,如用细
砂、粗砂、瓜米石和卵石颗粒由细到粗层层防护的河堤已经广泛用于抗洪抢险的实践中,并 已经取得成功。本发明的主要目的是为了改善城市的生态环境,净化空气,减轻城市热岛效应,并达到 隔热和节约能源的效果,因此只要屋顶能够绿化就算成功了,并不追求绿化草坪单一品种的 整齐划一。这种自然草坪是自然美,是人与自然有机结合、和谐相处的表现。由于本发明具 有上述突出的优点,因此实施本发明对城市屋顶进行大规模绿化,将迅速产生巨大的生态效 益、社会效益和经济效益。 一方面,本发明采用的工程材料几乎全部为极为廉价的天然材料, 施工简单,可把工程成本降至最低,从而使屋顶绿化能够迅速和大面积推广。另一方面,由 于本发明采用了一系列独特的防渗、排水和防堵塞技术,非常有效地保证了屋顶的安全,彻 底解决了屋顶水土流失以及落水口和下水道堵塞的问题。此外,实施本发明对屋顶进行绿化, 完全无需浇水施肥后期管理,可以让植物在屋顶上自由生长,把屋顶变成一片自然草坪。本 发明完全符合"安全"、"科学"和"可操作性强"的要求,实施本发明可以迅速绿化城市环 境、净化城市空气、减轻城市热岛效应,节约空调费用,降低空调能耗,产生巨大的生态效 益、社会效益和经济效益。总之,本发明通过利用廉价的天然材料建造安全可靠的屋顶绿化工程结构,同时利用生 态学原理构建科学合理的屋顶绿化植被自然生态群落,施工简单,成本低廉,效果显著,完全可以大面积推广。


图1是屋顶绿化构造层示意图。由下至上包括防水层1,排水层(隔根层)2,滤水层3, 栽培土层4,植被层5。防水层1是高分子防水涂料851或911。排水层(隔根层)2是在屋 顶就地取材把原有隔热砖铺设在防水层之上而成。滤水层3是一层透光率为10%的遮荫网。栽培土4是沙壤土、腐殖土和甘蔗渣按6: 3: 1的比例混合而成的。植被层5是先由人工草皮(台湾草等)覆盖而后由预先混入栽培土的耐旱草种以及由风和鸟类传入的自然草种先后 萌发、自然交替的自然草坪。图2是屋顶落水口保护结构示意图。用原有隔热砖7制成几个长方形条块,以落水口 1 为中心成放射状排列成扇形,在空隙内依次(以落水口为中心向外放射)填入大卵石2、中 卵石3、小卵石4、瓜米石5和粗砂石6。图3和图4是排水道(人行过道)示意图。排水道(人行过道)是用鵝卵石1铺设30cm 宽,两侧铺3cm宽的瓜米石2固定而成。在屋顶边缘3则仅在内侧铺设瓜米石2。
具体实施方式
实施例l广州市云山小区天台,面积500m2该小区天台承重设计符合250kg/i^的要求。为了增强其防水性能,天台都要重新进行了 防渗漏处理。首先整理天台原有隔热砖,即将屋顶原有隔热砖敲成3-4cm见方的碎块,作为 排水层材料备用。然后,找平和清洗屋顶。待干燥之后,即可在屋顶涂上防水胶851或911 高分子防水涂料作为防水层。在防水层之上铺设用原有隔热砖敲成的碎块作为排水层(厚度 3-4cm)。该排水层同时也是隔根层。在排水层之上再铺设一层透光率为10%的黑色遮荫网作 为滤水层。然后铺设排水道(人行过道),用卵石铺设30cm宽的排水道,两侧再铺3cm宽的 瓜米石。排水和人行过道分为主干道和分支,其终点走向是屋顶各个落水口。在天台落水口 处设置落水口保护结构,即用原有隔热砖制成几个长方形条块,以落水口为中心成放射状排 列成扇形,在空隙内依次(以落水口为中心向外放射)填入大卵石、中卵石、小卵石、瓜米 石和粗砂石。然后在滤水层(遮荫网)之上覆盖8-10cm厚的栽培土,该栽培土用沙壤土、腐 殖土和甘蔗渣按6: 3: l的比例混合而成。最后在栽培土上覆盖人工草皮台湾草,浇水湿透。 覆盖人工草皮的目的主要是要尽快固土,防止突然的降水造成水土流失。工程完成后,绿化 构造层承重为80—130kg/m2,工程造价为80—105元/m2。云山小区的绿化天台三年来,经历了 2005年6月18—22日广州地区四百年一遇的大降 水以及2006年夏季的台风和特大降水的检验而完好无损,证明该工程完全能够满足强降水的 排水要求,并可抵御台风。三年来,云山小区的绿化天台上的植被不需管理自然生长,四季 交替,形成了丰富的植物多样性,经初步统计绿化天台上自然生长的野草达到17种之多。实施例2广州市沙河大街街道环卫站天台,面积130m2工程施工同实施例1,不同之处在于该天台是周围没有任何防护结构的平面天台,因此 为了防止土壤和砂石从天台上滚落下来,在天台四周用两层砖块砌起大约20cm厚的保护 "墙"。在天台之上除了自然生长的野草之外也种植了一些草药甚至一块小面积的红薯。三年 来,绿化天台上的植物越长越好。
权利要求
1,一种自然生态式屋顶绿化和隔热技术,其特征在于按如下步骤和方法进行1)检查屋顶承重结构和防水性能2)整理屋顶原有隔热砖3)找平和清洗屋顶4)制作防水层5)铺设排水层6)铺设滤水层7)铺设排水道(人行过道)8)设置屋顶落水口保护结构9)覆盖栽培土10)覆盖人工草皮。
2,根据权利要求l所述的自然生态式屋顶绿化和隔热技术,其特征在于所述的制作防水层是 指在找平和清洗屋顶并干燥之后,涂上851或911高分子防水涂料。
3,根据权利要求l所述的自然生态式屋顶绿化和隔热技术,其特征在于所述的铺设排水层是 在防水层之上铺设用原有隔热砖敲成的碎块(厚度3-4cm)。该排水层同时兼有隔根层的功能。
4,根据权利要求l所述的自然生态式屋顶绿化和隔热技术,其特征在于所述的铺设滤水层是 在排水层(隔根层)之上铺设一层透光率为10%的黑色遮荫网。
5,根据权利要求1所述的自然生态式屋顶绿化和隔热技术,其特征在于所述的铺设排水道是 用卵石铺设30cm宽的排水道,两侧再铺3cm宽的瓜米石。排水道分为主干道和分支,其终 点走向是屋顶各个落水口。用卵石铺设的排水道同时可作为人行过道或卵石健身道。
6,根据权利要求l所述的自然生态式屋顶绿化和隔热技术,其特征在于所述的屋顶落水口保 护结构是用原有隔热砖制成几个长方形条块,以落水口为中心成放射状排列成扇形,在空隙 内依次(以落水口为中心向外放射)填入大卵石、中卵石、小卵石、瓜米石和粗砂石。
7,根据权利要求l所述的自然生态式屋顶绿化和隔热技术,其特征在于所述的栽培土是用沙 壤土、腐殖土和甘蔗渣按6: 3:的比例混合而成的。
8,根据权利要求7所述的栽培土其特征在于在栽培土的配制过程中加入了各种耐干旱的草 种。
9,根据权利要求l所述的自然生态式屋顶绿化和隔热技术,其特征在于栽培土中掺入的耐干 旱草种是在当地建筑物屋顶自然生长的野草种子。
全文摘要
本发明涉及一种屋顶绿化和隔热技术,尤其是一种低成本、快速度和可大面积推广的城市屋顶绿化和隔热技术。本发明通过利用廉价的天然材料建造安全可靠的屋顶绿化工程结构,其中一系列独特的防渗、排水和防堵塞技术,非常有效地保证了屋顶的安全,彻底解决了屋顶水土流失以及落水口和下水道堵塞的问题;同时,利用生态学原理构建科学合理的屋顶绿化植被自然生态群落,使绿化屋顶成为自然生长的野草地。本发明施工简单,成本低廉,效果显著,完全可以大面积推广。
文档编号A01G9/00GK101131027SQ20061003716
公开日2008年2月27日 申请日期2006年8月24日 优先权日2006年8月24日
发明者张明永, 曾纪晴, 黄爱平 申请人:中国科学院华南植物园;广州黄谷装饰工程有限公司

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