CN103373790A - 种植型城市净化体 - Google Patents

Abstract

一种使用建筑的方法将植物与介质构筑成大体量的形体，配合自动化灌溉***，组成城市净化***。具体措施是在建筑外建立以平面种植与垂直种植相结合的大规模的种植构筑，利用重力的原理，形成大型的过滤净化***；将收集的雨水或者某类污水传输到种植构筑中，通过植物根系与种植介质共同过滤、净化、氧化及酸碱平衡，再供应到建筑中作为非饮用水使用。其作用是节约用水，维持地下水量和水质；供应健康的城市空气；吸附城市内的沙尘，参与降低城市沙漠化的进程；以及延长建筑寿命，增强建筑隔热隔音，吸收噪音，缓解城市热岛效应，改进地域性自然生态，扩大城市可利用空间，增进城市空间价值，提供大面积城市农业化机会等等综合节能环保功能。

Description

种植型城市净化体

技术领域

本发明是一种使用建筑的方法将植物以及种植介质构筑成大体量的形体，并且集成自动化灌溉***，而组成的城市净化***及实施方法。

背景技术

绿化是现代城市规划建设的重要组成部分，对于城市的生态环境、健康指数以及整体景观都起着重要的作用。然而密集型城区中，可以作为绿化使用的土地面积很少，自然植被基本不可能连贯成大规模的生态***，因此越来越多的人工绿化被广泛使用。人工绿化就是利用有限的空间和恰当的种植介质，配合经济合理的灌溉技术，栽培合适的植被种类。按种植方向主要可以归纳为两大类：水平向(屋顶绿化或者各种不同形式的盆栽、盘栽、袋栽、等等)和垂直向(爬藤、植草网、侧向种植墙、等等)。屋顶绿化是最为常见的形式，尤其是利用地下建筑物上方屋顶的绿化，更具有接近自然绿化的形态和利用率。但是，现代中心城区的建筑密度过高，地面能被利用的空间越来越少；高层屋顶上的人工绿化效果不佳，没有完善的管理和维护，就成了废墟。侧向种植墙或层架式盆栽更加符合城市绿化的需求，因为其对场地面积的要求很低，能人性化改善居住空间和公共空间，使城市更加健康和美观。

雨水收集是现代环保概念中的一个非常重要的项目，因为雨水是非常宝贵的水资源，而且雨水回收利用处理措施比较简单和经济。常见的雨水过滤方法中比较有效的是药剂型、物理型和生态型。其中生态型更加经济和自然，因为它的工作原理是通过种植介质和植物根系的物理、物化、生化、光照等等多种作用去除污染物。但是传统的方法需要较大的场地面积，因此在密集城区中很难开展。但是如果结合侧向种植墙或层架式种植的大型构筑，不但节省了场地空间，又增强了生态处理的效率，起到了一举两得的效果。

除了雨水可以被利用外，其它中水也越来越广泛地被使用，成为一种节水节能的有效措施。城市中常见的中水是市政雨污水或生活污水经处理达标后(中国地区参见《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》)，在一定范围内重复使用的非饮用水。随着人口的增加以及生活质量的提高，洁净淡水的消耗量越来越高。全球越来越多的城市已经实施或推广中水利用，以缓解水处理的压力。中国总体上也是一个资源型缺水的地域，由北向南，全国越来越多的城市完成了中水处理的建设。多数民用建筑和一部分工业建筑在使用过程中产生的污水中的很大一部分(比如来自盥洗台、洗浴、泳池、洗衣等)受污染的程度较低，如果与那些受污染严重的污水混合，就增加了每单位立方污水处理的平均成本和时间。这部分污水可以用简单的技术进行净化和氧化，比如物理型、生态型、药剂型、等等。而这类技术可以用经济的方式在产生这些污水的建筑本身地块内实现，降低了城市污水输送管网的压力。

绿化的灌溉方法分为自然和人工。城市绿化的生存条件基本没有郊区自然气候的情况好，更不能和纯自然的森林相提并论。因此，仅仅依靠自然界的灌溉是不充分的，能适应的植被种类也受到限制。大部分城市绿化自身条件有缺陷，比如介质层浅，营养流失，含水量下降，光照不充分，等等，因此都需要定期的灌溉和施肥。传统的人工灌溉对于这种有自身缺陷的绿化关注力不够，因而自动化灌溉***是城市绿化必须采用的辅助设施。这种***就是不需要频繁的人为作业，而是通过电子设备和电子软件的自动感测和自动控制来完成精确的灌溉以及其它相关工作。这种***的主要优点就是能够节省人力资源，防止浪费水源，避免人为失误对作物的伤害，同时收集种植管理的信息，等等。

发明内容

本技术要解决的是在建筑***建立以平面种植与垂直种植相结合的大规模的种植构筑体，利用重力的原理，形成大规模过滤净化的***；将建筑外的自然降水“弃流过滤”后收集起来，传输到种植构筑中，通过植物的根系与种植的介质共同过滤、净化、氧化以及酸碱平衡，供应到建筑自身作为非饮用水使用(空调、冲厕、消防、室外冲洗、园林灌溉、等等)，从而避免将雨水流失到城市排水管网中；也能将建筑自身产生的一部分污水经过初级过滤后收集，即时传输到种植构筑中，通过植物根系和种植介质进一步过滤、净化、氧化以及酸碱平衡后成为中水，再重复供应到建筑中作为非饮用水使用(冲厕、室外冲洗、园林灌溉、等等)，可以把多余的部分排放到城市排水***中。

此***的(1)主要作用是利用植物的种植单元对建筑外的雨水及其自身产生的部分污水进行层层过滤，从而达到一定的净化效果，既可以将过滤后的非饮用水供应到建筑中重复使用，又可以降低城市综合管网排水处理的负荷，还能够帮助维持城市的地下水量和水质，达到综合节能环保的目的。此***的(2)附属作用是通过模拟湿地或森林的作用来净化城市内的空气，并产生人体所需的各种微量元素，从而达到提高城市生活环境健康指数的功能。此***的(3)附属作用是通过大面积的水平或竖向的植物吸附城市内的沙尘，可以将缺少林木的密集城区内的高层建筑立面集中起来并改变成大面积绿化，作为类似防尘林的功能，积极参与降低城市沙漠化的进程。此***还有一些其它的(4)附属作用，例如延长建筑寿命，增强建筑隔热隔音，降低建筑营运开支，吸收城市内噪音，缓解城市热岛效应，改进地域性自然生态，扩大城市可利用空间，美化环境并提高城市空间的价值，提供大面积城市农业化的机会，等等节能环保的效应。

具体实施方式

(一)根据场地的情况建立种植型城市净化体的主体种植构筑。在建筑的***建造独立的、半独立的或依附于建筑的构筑。如果依附于建筑的，就采用屋顶绿化和直接安装在墙体上的水平或垂直种植单元。如果半独立的，就采用耐腐蚀的框架式顶棚和幕墙上安装水平或垂直种植单元。如果是独立的，就建造耐腐蚀的构筑物，然后在整个构筑物所有可利用的部位安装水平或垂直种植单元。之所以采用种植单元，因为它们便于安装、调换和维护管理。依附于建筑的方式对建筑外墙的防水防腐要求较高，完全独立的对初期建设投资要求较高，半独立的情况适中。如果条件允许的话，在建筑说在地块的范围内，可以附加人造生态水体进一步对水源进行净化。种植单元内采用的植被种类必须根据此城市净化体所在的地域和气候，以及主体构筑的规模、高度、朝向、周围建筑情况，进行分块选配和分区管理。

(二)为防止植物干枯或腐烂，建立基本的自动化灌溉***。根据主体构筑的所在地域和气候、规模、高度、朝向、周围建筑情况、以及水源的质量，对构筑的种植单元分区管理。在不同的管理分区自身范围内安装气象感应和湿度感应设备，中央控制***将收集的信息与预设的水源及植被信息相结合，进行综合分析，定义不同的分区进行集群控制。灌溉末端必须平均覆盖每一个种植单元，末端的形式必须是微灌(渗灌或滴灌)，而且水源在净化体中的流经距离不能小于30厘米，这样才能充分地净化水源。每一批灌溉末端(如滴灌管网)都由一个电磁阀控制给水。每个分区的电磁阀都由电子控制器来控制灌溉与否，而所有的电子控制器受到中央控制***统一的集群管理。灌溉末端管网前的给水总管和分支管必须按照即时灌溉流量选择管道直径和数量，并按需要设置变频泵。在某些地域，由于植被品种和水源的关系，应该在各分区前端增加独立的自动施肥施药装置。

(三)建立中水利用***。收集盥洗台、洗浴、泳池、洗衣等设施的排水以及路面积水进入调节池和沉淀池——部在池底设放空管且池顶设溢流孔，每天定时(10-20分钟)开放排空管，清空当天所有的污水，排入市政管网。沉淀后的污水被提升泵输送到主体构筑上方的中水过度水箱。在提升泵之前设置过滤器，过滤器的进水口以及反洗口向下，出水口向上，利用重力防止杂物阻塞进口或设备本身；且每天定时反洗一次(10-20分钟)，反洗排水回到沉淀池。自动化灌溉***将中水过度水箱内的污水输送到主体构筑的各区间进入各种植单元进行层层过滤。净化后的中水被储存在中水水箱中，用于建筑中作为非饮用水使用。中水水箱在池底设放空管，池顶设溢流管，每天定时(10分钟)开放排空管，清空当天所有的污水，清洗(可用洁净雨水)水箱，排入市政管网。

(四)建立雨水回收利用***。首先，利用大面积的户外雨水收集平面引流雨水，然后使用“弃流装置”将杂质较多和污染较严重的初期雨水排除掉，后续的雨水经稳流后进入沉淀池——在池底设放空管且池顶设溢流孔，每周择日定时(10-20分钟)开放排空管，清空所有的污水，排入市政管网。沉淀后的雨水被自带过滤功能的提升泵输送到主体构筑上方的雨水过度水箱。自动化灌溉***将雨水从雨水过度水箱内输送到主体构筑的各区间进入各种植单元进行过滤。净化后的雨水被储存在雨水箱中，用于建筑中作为非饮用水使用。雨水箱在池底设放空管，池顶设溢流孔，每年择日开放排空管，清空水箱，排入市政管网。

Claims (6)

1.一种城市净化***，其特征是将植物以及种植介质以平面种植与垂直种植相结合的大规模的种植构筑体，并且集成自动化灌溉***，将雨水或者建筑自身的某类污水收集起来，传输到种植构筑中，通过植物的根系与种植的介质共同过滤、净化、氧化以及酸碱平衡，供应到建筑自身作为非饮用水使用(空调、冲厕、消防、室外冲洗、园林灌溉、等等)。

2.如权利要求1所述的城市净化***的种植构筑体，其特征是(2.1)采用屋顶绿化和直接安装在墙体上的水平或垂直种植单元的依附建筑***，或者是(2.2)采用耐腐蚀的框架式顶棚和幕墙上安装水平或垂直种植单元的半独立构筑***，亦或者是(2.3)在整个构筑物上安装水平或垂直种植单元的独立构筑***。

3.如权利要求2所述的种植单元，其特征是便于安装、调换和维护管理，而其采用的植被种类必须根据此城市净化体所在的地域和气候，以及主体构筑的规模、高度、朝向、周围建筑情况，进行分块选配和分区管理。

4.如权利要求1所述的自动化灌溉***，其特征是根据主体种植构筑的所在地域和气候、规模、高度、朝向、周围建筑情况、以及水源的质量，对构筑的种植单元分区管理，并应该配合不同的植被品种和水源，合理安排自动化施肥施药装置。

5.如权利要求1所述的雨水回收利用的实施方法是(5.1)使用“弃流装置”将杂质较多和污染较严重的初期雨水排除掉，将后续的雨水经稳流后进入沉淀池，然后用自带过滤功能的提升泵输送到主体构筑上方的雨水过度水箱，自动化灌溉***将雨水从雨水过度水箱内输送到主体构筑的各区间进入各种植单元进行过滤，净化后的雨水被收集在雨水箱中，用于建筑中作为非饮用水使用；其特征是：(5.2)每周择日定时(10-20分钟)开放沉淀池底排空管，清空所有的污水，排入市政管网，(5.3)雨水箱则每年择日开放排空管，清空水箱，排入市政管网。

6.如权利要求1所述的某类污水过滤后作中水利用的实施方法是(6.1)收集盥洗台、洗浴、泳池、洗衣等设施的排水以及路面积水进入调节池和沉淀池，将沉淀后的污水提升到主体构筑上方的中水过度水箱，利用自动化灌溉***将中水过度水箱内的污水输送到主体构筑的各区间进入各种植单元进行层层过滤，净化后的中水被收集在中水水箱中，用于建筑中作为非饮用水使用；其特征是(6.2)在提升泵之前设置过滤器，过滤器的进水口以及反洗口向下，出水口向上，利用重力防止毛发等悬浮杂物阻塞进口或设备本身，且每天定时反洗一次(10-20分钟)，反洗排水回到沉淀池，(6.3)每天定时(10-20分钟)开放调节池和沉淀池的池底排空管，清空当天所有的污水，排入市政管网，(6.4)每天定时(10分钟)开放中水水箱池底的排空管，清空当天所有的污水，清洗水箱，排入市政管网。