專利名稱：自然生態(tài)式屋頂綠化技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種屋頂綠化和隔熱技術(shù)，尤其是一種低成本、快速度和可大面積推廣的城 市屋頂綠化和隔熱技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，隨著我國(guó)在城市化和工業(yè)化的過(guò)程中出現(xiàn)越來(lái)越嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，人們的環(huán) 保意識(shí)和追求更高生活品質(zhì)意識(shí)逐步增強(qiáng)，人們?cè)谝蟪鞘械孛婢G化的同時(shí)，屋頂綠化也逐 漸成為城市的一種新需求和發(fā)展潮流。屋頂綠化不僅有利于美化環(huán)境，降低污染，改善空氣 品質(zhì)，而且可以降低室內(nèi)溫度，減小城市熱島效應(yīng)。然而，由于目前屋頂綠化技術(shù)存在諸多 的缺陷和不足之處，屋頂綠化無(wú)法在城市大面積推廣。已有的屋頂綠化技術(shù)在工程施工方面存在的主要問(wèn)題有1)許多屋頂綠化技術(shù)使用了陶 粒。由于陶粒相對(duì)泥土和砂石來(lái)說(shuō)比重較輕，長(zhǎng)期踩壓和雨水沖刷后很容易浮在表層并堵塞 落水口； 2)許多屋頂綠化技術(shù)使用了水泥或方木條制作方格作為固定框架。使用水泥成本相 對(duì)較高并且施工麻煩；而使用方木條不僅成本較高而且需要砍伐樹木，不經(jīng)濟(jì)也不環(huán)保還也 容易腐爛，不耐用；3)許多屋頂綠化技術(shù)專門制作了排水管或排水板，增加了施工難度或費(fèi) 用，也存在使用壽命問(wèn)題；4)許多屋頂綠化技術(shù)所使用的栽培基質(zhì)配方復(fù)雜，增加取料和配 制難度，從而提高了工程成本和難度。而有些則使用了廢棄材料(如鋸木屑)甚至生活垃圾 等，容易造成屋頂污染，或堵塞落水口和下水道；5)許多屋頂綠化技術(shù)需要對(duì)栽培植物進(jìn)行 施肥和澆水，增加了造價(jià)和管理成本，而且肥料容易造成污染。總之，已有的屋頂綠化技術(shù) 存在著許多共同的缺陷和不足，比如不能長(zhǎng)時(shí)間防滲抗漏，水土流失，污染嚴(yán)重，植物配 置不合理，荷載超標(biāo)，建造成本和后期管理費(fèi)用過(guò)高等，因而這些技術(shù)都不能進(jìn)行大面積的 推廣應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是要通過(guò)解決上述問(wèn)題，建立一種低成本、快速度和可大面積推廣城市屋 頂綠化和隔熱的技術(shù)，以盡快綠化城市環(huán)境，凈化城市空氣，減輕城市熱島效應(yīng)，同時(shí)保持 水土，防止城市排水系統(tǒng)的阻塞，為建設(shè)人與自然相和諧的城市作出貢獻(xiàn)。為了達(dá)到本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案，自然生態(tài)式屋頂綠化和隔熱技術(shù)是按如下步 驟和方法進(jìn)行操作1) 檢查屋頂承重結(jié)構(gòu)和防水性能2) 整理屋頂原有隔熱磚將屋頂原有隔熱磚敲成碎塊，作為排水層材料備用。3) 找平和清洗屋頂4) 制作防水層待干燥之后，即可在屋頂涂上國(guó)標(biāo)防水膠851或911高分子防水涂料作為防水層。5) 鋪設(shè)排水層在濾水層之上鋪設(shè)用原有隔熱磚作為排水層(厚度3-4cm)。該排水層同時(shí)也是隔根層。6) 鋪設(shè)濾水層在排水層之上鋪設(shè)一層透光率為10%的黑色遮蔭網(wǎng)作為濾水層。7) 鋪設(shè)排水道(人行過(guò)道)用卵石鋪設(shè)30cm寬的排水道，兩側(cè)再鋪3cm寬的瓜米石。
排水和人行過(guò)道分為主千道和分支，其終點(diǎn)走向是屋頂各個(gè)落水口。用卵石鋪設(shè)的 排水道同時(shí)可作為人行過(guò)道或卵石健身道。8) 設(shè)置屋頂落水口保護(hù)結(jié)構(gòu)用原有隔熱磚制成幾個(gè)長(zhǎng)方形條塊，以落水口為中心成 放射狀排列成扇形，在空隙內(nèi)依次(以落水口為中心向外放射)填入大卵石、中卵 石、小卵石、瓜米石和粗砂石。9) 覆蓋栽培土栽培土選用沙壤土、腐殖土和甘蔗渣按6: 3: 1的比例混合而成的。在混勻栽培土的同時(shí)加入多種耐高溫和抗干旱的草種。在濾水層之上覆蓋8-10cm厚 的栽培土，但不在3cm寬的卵石排水道(人行過(guò)道)上覆蓋栽培土。10) 覆蓋人工草皮用人工草皮(如臺(tái)灣草等)覆蓋在栽培土上，澆水濕透。覆蓋人工草皮的目的主要是要盡快固土，防止突然的降水造成水土流失。本發(fā)明具有如下顯著的特點(diǎn) 1 ，工程施工材料幾乎完全取自天然材料或在屋頂上就地取材。所用的材料如鵝卵石、瓜米石、 粗砂石和栽培土完全取自天然材料，而排水層所用的材料則是從屋頂就地取材，把原有的 隔熱磚鋪在防水層之上即可，不僅利用了原有材料，而且省去了清理和搬運(yùn)原有隔熱磚的 麻煩。唯一使用人工材料的地方只有防水層的高分子涂料和濾水層的遮蔭網(wǎng)。2，本發(fā)明設(shè)計(jì)了獨(dú)特的排水道。已有的屋頂綠化技術(shù)所使用的排水設(shè)施大都采用專門的排水管，不僅增加工程成本和施工難度，也有耐用性問(wèn)題。而本發(fā)明設(shè)計(jì)的排水道使用的是天 然的鵝卵石和瓜米石，不僅能完全達(dá)到排水的效果，而且還同時(shí)可作為人行過(guò)道和腳底按 摩健身道，又可以起到把栽培土固定在特定位置的作用。鵝卵石和瓜米石這些天然材料經(jīng) 久耐用，百年不變。3，本發(fā)明設(shè)計(jì)了獨(dú)特的屋頂落水口保護(hù)結(jié)構(gòu)。已有的屋頂綠化技術(shù)都沒(méi)有注意落水口的保護(hù)，往往很容易造成落水口的堵塞。本發(fā)明設(shè)計(jì)的落水口保護(hù)結(jié)構(gòu)，是用原有隔熱磚和不 同大小的鵝卵石和粗砂石依次呈放射狀排列成扇形，非常有效地把泥沙或枯枝落葉等阻擋 在落水口之外，有效地保證了屋頂落水口不堵塞。4,本發(fā)明所用的綠化植物除了摻入栽培土中的耐旱草種和覆蓋在栽培土上的人工草皮之外，還包括天然的經(jīng)風(fēng)和鳥類傳入的各種植物種子，從而使綠化屋頂具有豐富的植物多樣性。原理1，從生態(tài)學(xué)原理來(lái)看，植物群落中生物多樣性越豐富則越穩(wěn)定。當(dāng)?shù)亟ㄖ镂蓓斏献匀簧L(zhǎng)的野草已經(jīng)經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的自然選擇，能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)亟ㄖ镂蓓敇O端自然生態(tài)環(huán)境。這 些野草種子只需要很少的土壤就能夠生根發(fā)芽迅速生長(zhǎng)。因此，只要解決屋頂防滲漏、防堵 塞、防水土流失和排水問(wèn)題，換句話說(shuō)，也就是只要在屋頂保有一塊不流失的土壤，同時(shí)又 不會(huì)造成屋頂承重、漏水和堵塞等安全問(wèn)題，那么這塊土壤上就一定會(huì)長(zhǎng)滿植物?？梢?jiàn)，利 用這些當(dāng)?shù)亟ㄖ镂蓓斪匀簧L(zhǎng)的野草種子作為屋頂綠化植物，其適應(yīng)性使得這些野草根本 不需要管理就能生長(zhǎng)良好。而多種野草種子進(jìn)行混合播種，加上通過(guò)風(fēng)和鳥類等途徑傳入的 各種草種，增加了屋頂植被的生物多樣性，經(jīng)過(guò)屋頂極端自然環(huán)境的長(zhǎng)期選擇，互相競(jìng)爭(zhēng)和 協(xié)同作用，逐漸形成穩(wěn)定的屋頂植物自然生態(tài)群落，并可實(shí)現(xiàn)屋頂植物生態(tài)的自然交替。由 于自然草地具有豐富的植物多樣性以及野草所具有的頑強(qiáng)適應(yīng)性，因此采用各種野草種子綠 化的屋頂自然草坪幾乎不會(huì)發(fā)生病蟲害，不需要噴施農(nóng)藥和殺蟲劑，也不需要人工澆水。由 于屋頂野草植被會(huì)呈現(xiàn)季節(jié)性的自然交替，被交替的野草轉(zhuǎn)變?yōu)楦迟|(zhì)作為天然的有機(jī)肥料， 因此用野草綠化的屋頂自然草坪根本不用人工施肥。2，屋頂水土流失很容易造成屋頂落水口的堵塞，而落水口的堵塞又是屋頂排水不暢和導(dǎo)致屋頂滲漏等問(wèn)題的主要原因。本發(fā)明設(shè)計(jì)的落水口保護(hù)結(jié)構(gòu)，用原有隔熱磚制成幾個(gè)長(zhǎng)方 形條塊，以落水口為中心成放射狀排列成扇形，在空隙內(nèi)依次(以落水口為中心向外放射) 填入大卵石、中卵石、小卵石、瓜米石和粗砂石。從工程學(xué)的原理來(lái)看，這樣的結(jié)構(gòu)能夠有 效阻擋泥沙，同時(shí)這樣的扇形結(jié)構(gòu)具有越?jīng)_刷越穩(wěn)固的特點(diǎn)。實(shí)際上，類似的結(jié)構(gòu)，如用細(xì)
砂、粗砂、瓜米石和卵石顆粒由細(xì)到粗層層防護(hù)的河堤已經(jīng)廣泛用于抗洪搶險(xiǎn)的實(shí)踐中，并 已經(jīng)取得成功。本發(fā)明的主要目的是為了改善城市的生態(tài)環(huán)境，凈化空氣，減輕城市熱島效應(yīng)，并達(dá)到 隔熱和節(jié)約能源的效果，因此只要屋頂能夠綠化就算成功了，并不追求綠化草坪?jiǎn)我黄贩N的 整齊劃一。這種自然草坪是自然美，是人與自然有機(jī)結(jié)合、和諧相處的表現(xiàn)。由于本發(fā)明具 有上述突出的優(yōu)點(diǎn)，因此實(shí)施本發(fā)明對(duì)城市屋頂進(jìn)行大規(guī)模綠化，將迅速產(chǎn)生巨大的生態(tài)效 益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 一方面，本發(fā)明采用的工程材料幾乎全部為極為廉價(jià)的天然材料, 施工簡(jiǎn)單，可把工程成本降至最低，從而使屋頂綠化能夠迅速和大面積推廣。另一方面，由 于本發(fā)明采用了一系列獨(dú)特的防滲、排水和防堵塞技術(shù)，非常有效地保證了屋頂?shù)陌踩?，?底解決了屋頂水土流失以及落水口和下水道堵塞的問(wèn)題。此外，實(shí)施本發(fā)明對(duì)屋頂進(jìn)行綠化， 完全無(wú)需澆水施肥后期管理，可以讓植物在屋頂上自由生長(zhǎng)，把屋頂變成一片自然草坪。本 發(fā)明完全符合"安全"、"科學(xué)"和"可操作性強(qiáng)"的要求，實(shí)施本發(fā)明可以迅速綠化城市環(huán) 境、凈化城市空氣、減輕城市熱島效應(yīng)，節(jié)約空調(diào)費(fèi)用，降低空調(diào)能耗，產(chǎn)生巨大的生態(tài)效 益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益?？傊?，本發(fā)明通過(guò)利用廉價(jià)的天然材料建造安全可靠的屋頂綠化工程結(jié)構(gòu)，同時(shí)利用生 態(tài)學(xué)原理構(gòu)建科學(xué)合理的屋頂綠化植被自然生態(tài)群落，施工簡(jiǎn)單，成本低廉，效果顯著，完全可以大面積推廣。


圖1是屋頂綠化構(gòu)造層示意圖。由下至上包括防水層1，排水層(隔根層)2，濾水層3， 栽培土層4，植被層5。防水層1是高分子防水涂料851或911。排水層(隔根層)2是在屋 頂就地取材把原有隔熱磚鋪設(shè)在防水層之上而成。濾水層3是一層透光率為10%的遮蔭網(wǎng)。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。植被層5是先由人工草皮(臺(tái)灣草等)覆蓋而后由預(yù)先混入栽培土的耐旱草種以及由風(fēng)和鳥類傳入的自然草種先后 萌發(fā)、自然交替的自然草坪。圖2是屋頂落水口保護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。用原有隔熱磚7制成幾個(gè)長(zhǎng)方形條塊，以落水口 1 為中心成放射狀排列成扇形，在空隙內(nèi)依次(以落水口為中心向外放射)填入大卵石2、中 卵石3、小卵石4、瓜米石5和粗砂石6。圖3和圖4是排水道(人行過(guò)道)示意圖。排水道(人行過(guò)道)是用鵝卵石1鋪設(shè)30cm 寬，兩側(cè)鋪3cm寬的瓜米石2固定而成。在屋頂邊緣3則僅在內(nèi)側(cè)鋪設(shè)瓜米石2。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l廣州市云山小區(qū)天臺(tái)，面積500m2該小區(qū)天臺(tái)承重設(shè)計(jì)符合250kg/i^的要求。為了增強(qiáng)其防水性能，天臺(tái)都要重新進(jìn)行了 防滲漏處理。首先整理天臺(tái)原有隔熱磚，即將屋頂原有隔熱磚敲成3-4cm見(jiàn)方的碎塊，作為 排水層材料備用。然后，找平和清洗屋頂。待干燥之后，即可在屋頂涂上防水膠851或911 高分子防水涂料作為防水層。在防水層之上鋪設(shè)用原有隔熱磚敲成的碎塊作為排水層(厚度 3-4cm)。該排水層同時(shí)也是隔根層。在排水層之上再鋪設(shè)一層透光率為10%的黑色遮蔭網(wǎng)作 為濾水層。然后鋪設(shè)排水道(人行過(guò)道)，用卵石鋪設(shè)30cm寬的排水道，兩側(cè)再鋪3cm寬的 瓜米石。排水和人行過(guò)道分為主干道和分支，其終點(diǎn)走向是屋頂各個(gè)落水口。在天臺(tái)落水口 處設(shè)置落水口保護(hù)結(jié)構(gòu)，即用原有隔熱磚制成幾個(gè)長(zhǎng)方形條塊，以落水口為中心成放射狀排 列成扇形，在空隙內(nèi)依次(以落水口為中心向外放射)填入大卵石、中卵石、小卵石、瓜米 石和粗砂石。然后在濾水層(遮蔭網(wǎng))之上覆蓋8-10cm厚的栽培土，該栽培土用沙壤土、腐 殖土和甘蔗渣按6: 3: l的比例混合而成。最后在栽培土上覆蓋人工草皮臺(tái)灣草，澆水濕透。 覆蓋人工草皮的目的主要是要盡快固土，防止突然的降水造成水土流失。工程完成后，綠化 構(gòu)造層承重為80—130kg/m2，工程造價(jià)為80—105元/m2。云山小區(qū)的綠化天臺(tái)三年來(lái)，經(jīng)歷了 2005年6月18—22日廣州地區(qū)四百年一遇的大降 水以及2006年夏季的臺(tái)風(fēng)和特大降水的檢驗(yàn)而完好無(wú)損，證明該工程完全能夠滿足強(qiáng)降水的 排水要求，并可抵御臺(tái)風(fēng)。三年來(lái)，云山小區(qū)的綠化天臺(tái)上的植被不需管理自然生長(zhǎng)，四季 交替，形成了豐富的植物多樣性，經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)綠化天臺(tái)上自然生長(zhǎng)的野草達(dá)到17種之多。實(shí)施例2廣州市沙河大街街道環(huán)衛(wèi)站天臺(tái)，面積130m2工程施工同實(shí)施例1，不同之處在于該天臺(tái)是周圍沒(méi)有任何防護(hù)結(jié)構(gòu)的平面天臺(tái)，因此 為了防止土壤和砂石從天臺(tái)上滾落下來(lái)，在天臺(tái)四周用兩層磚塊砌起大約20cm厚的保護(hù) "墻"。在天臺(tái)之上除了自然生長(zhǎng)的野草之外也種植了一些草藥甚至一塊小面積的紅薯。三年 來(lái)，綠化天臺(tái)上的植物越長(zhǎng)越好。
權(quán)利要求
1，一種自然生態(tài)式屋頂綠化和隔熱技術(shù)，其特征在于按如下步驟和方法進(jìn)行1)檢查屋頂承重結(jié)構(gòu)和防水性能2)整理屋頂原有隔熱磚3)找平和清洗屋頂4)制作防水層5)鋪設(shè)排水層6)鋪設(shè)濾水層7)鋪設(shè)排水道(人行過(guò)道)8)設(shè)置屋頂落水口保護(hù)結(jié)構(gòu)9)覆蓋栽培土10)覆蓋人工草皮。
2,根據(jù)權(quán)利要求l所述的自然生態(tài)式屋頂綠化和隔熱技術(shù)，其特征在于所述的制作防水層是 指在找平和清洗屋頂并干燥之后，涂上851或911高分子防水涂料。
3，根據(jù)權(quán)利要求l所述的自然生態(tài)式屋頂綠化和隔熱技術(shù)，其特征在于所述的鋪設(shè)排水層是 在防水層之上鋪設(shè)用原有隔熱磚敲成的碎塊(厚度3-4cm)。該排水層同時(shí)兼有隔根層的功能。
4，根據(jù)權(quán)利要求l所述的自然生態(tài)式屋頂綠化和隔熱技術(shù)，其特征在于所述的鋪設(shè)濾水層是 在排水層(隔根層)之上鋪設(shè)一層透光率為10%的黑色遮蔭網(wǎng)。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然生態(tài)式屋頂綠化和隔熱技術(shù)，其特征在于所述的鋪設(shè)排水道是 用卵石鋪設(shè)30cm寬的排水道，兩側(cè)再鋪3cm寬的瓜米石。排水道分為主干道和分支，其終 點(diǎn)走向是屋頂各個(gè)落水口。用卵石鋪設(shè)的排水道同時(shí)可作為人行過(guò)道或卵石健身道。
6，根據(jù)權(quán)利要求l所述的自然生態(tài)式屋頂綠化和隔熱技術(shù)，其特征在于所述的屋頂落水口保 護(hù)結(jié)構(gòu)是用原有隔熱磚制成幾個(gè)長(zhǎng)方形條塊，以落水口為中心成放射狀排列成扇形，在空隙 內(nèi)依次(以落水口為中心向外放射)填入大卵石、中卵石、小卵石、瓜米石和粗砂石。
7，根據(jù)權(quán)利要求l所述的自然生態(tài)式屋頂綠化和隔熱技術(shù)，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，根據(jù)權(quán)利要求7所述的栽培土其特征在于在栽培土的配制過(guò)程中加入了各種耐干旱的草 種。
9,根據(jù)權(quán)利要求l所述的自然生態(tài)式屋頂綠化和隔熱技術(shù)，其特征在于栽培土中摻入的耐干 旱草種是在當(dāng)?shù)亟ㄖ镂蓓斪匀簧L(zhǎng)的野草種子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種屋頂綠化和隔熱技術(shù)，尤其是一種低成本、快速度和可大面積推廣的城市屋頂綠化和隔熱技術(shù)。本發(fā)明通過(guò)利用廉價(jià)的天然材料建造安全可靠的屋頂綠化工程結(jié)構(gòu)，其中一系列獨(dú)特的防滲、排水和防堵塞技術(shù)，非常有效地保證了屋頂?shù)陌踩瑥氐捉鉀Q了屋頂水土流失以及落水口和下水道堵塞的問(wèn)題；同時(shí)，利用生態(tài)學(xué)原理構(gòu)建科學(xué)合理的屋頂綠化植被自然生態(tài)群落，使綠化屋頂成為自然生長(zhǎng)的野草地。本發(fā)明施工簡(jiǎn)單，成本低廉，效果顯著，完全可以大面積推廣。
文檔編號(hào)A01G9/00GK101131027SQ20061003716
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2006年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月24日
發(fā)明者張明永, 曾紀(jì)晴, 黃愛(ài)平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院華南植物園;廣州黃谷裝飾工程有限公司