利用光伏电和滴灌技术进行屋顶架空隔热绿化的方法 【技术领域】
本发明涉及建筑绿化领域，具体地说是一种在新建或既有建筑屋顶上进行架空隔热绿化的方法。
背景技术
屋顶绿化是指以建筑物、构筑物顶部为载体，以植物为主体进行配置，不与自然土壤接壤的绿化方式。屋顶绿化分为花园式屋顶绿化和草坪式屋顶绿化。它是在有限的城市空间提高绿地率最有效的方式，有利于改变空中景观；有利于保护生态、调节气候、净化空气、减少CO2、遮荫覆盖、降低顶层建筑的室温、噪声和城市热岛效应、节水节能、保护屋顶结构和延长防水层的使用寿命，具有良好的节能效益、减排效益和经济效益。
花园式屋顶绿化需考虑覆土、建筑防水，需增加较大屋顶荷载和建筑抗震设计，或者增加屋顶照明及少量设备供电，投资增加成本巨大，养护管理较困难，一般不节水。草坪式屋顶绿化中，同样需考虑覆土、建筑防水，需增加较大屋顶荷载，草坪生长所需的营养贮备和供给受限，观赏性较低，草坪根系会破坏房屋屋面结构，造成渗漏，蒸发量大不节水。
现有的花园式屋顶绿化和草坪式屋顶绿化荷载较大，在新建和既有建筑的屋顶中较难大面积推广应用。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种在较低屋面设计荷载条件下进行屋顶架空隔热绿化的方法，并实现零能耗的自动化养护管理。
为此，本发明采用如下的技术方案：利用光伏电和滴灌技术进行屋顶架空隔热绿化的方法，其方法如下：
1)在屋面板上安装轻型低矮支架；
2)绿化植物箱栽常绿藤本植物，将绿化植物箱放置在轻型低矮支架旁的屋面板上，常绿藤本植物在支架上攀延生长，形成绿化隔热层；
3)在突出屋面的楼梯间或机房间上面安装太阳能光伏发电系统，由太阳能光伏发电系统产生的电提供给灌溉系统、自动控制系统工作和屋顶庭院照明；
4)所述的自动控制系统包括温度传感器、土壤湿度传感器、流量计、计时器、计算机和自动控制系统软件，用温度传感器测量室外空气温度，用土壤湿度传感器测量土壤湿度，以上数据传输到计算机，管理者通过计算机中的自动控制系统软件来完成常绿藤本植物根部的滴灌养护自动控制滴灌水量、滴灌时间、施肥量和施肥时间；
5)所述的灌溉系统包括雨水回收池、水泵、管道系统、施肥池、滴头、阀门和稳压配件，由太阳能光伏发电系统产生的电驱动水泵，对箱内常绿藤本植物进行节水滴灌。
轻型低矮支架是实现屋顶架空隔热绿化的主要构架，它主要有轻型钢材和铺设在轻型钢材上的板条组成，低矮轻型支架的中间设置轻质走道板，方便行走休息。轻型低矮支架受风荷载作用小，对屋面结构承载能力影响小。
绿化植物箱(或桶)是屋顶架空隔热绿化的主体，绿化植物选择可以水平攀延生长、耐旱耐涝、管理粗放、养护成本低、不但可以节水而且养护费较低的常绿藤本植物。箱栽常绿藤本植物遮阴面积大，而荷重小，较易满足原建筑屋面结构承载力的限制。低矮轻型支架与箱栽藤本植物形成低架空绿化植物遮阳结构，即隔热又通风。
上述的太阳能光伏发电系统是本发明的能源和动力系统。太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转换成电能。太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池组件、逆变器、并网保护装置、蓄电池和控制器等组成。在屋顶或地面将太阳能电池组件组合成太阳能电池阵列，然后由逆变器将太阳能电池阵列产生的直流电转换成与电力公司供给的相同电压和频率的交流电，实现了屋顶绿化隔热系统养护管理的零能耗。
节水滴灌是利用管道系统将水通过孔口或滴头送到作物根系发育区域进行局部灌溉。它是目前炎热夏季及干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水的利用率可达95％。
灌溉系统和自动控制系统是屋顶绿化植物自动化养护管理的运行载体。温度传感器来测量四季温度，土壤湿度传感器测定箱内植物的需水量。
本发明具有以下优点：
1)适用于较低屋面设计荷载的屋顶绿化，且不需要加固原有屋面结构；
2)该种屋顶架空隔热绿化为非覆土绿化，绿化植物箱(桶)可以灵活布置；
3)绿化植物箱(桶)内的常绿藤本植物具有耐旱、耐涝、耐热和耐寒的特性，且管理粗放、养护成本低、不但可以节水而且养护费较低；
4)轻型低矮支架在现场可以灵活组装，维护方便，并可以做到系列化与标准化；
5)绿化植物的养护管理实现了自动化，根据季节、室外气温、植物种类和土壤湿度制订绿化植物养护管理控制方案；
6)自动控制系统软件的所有设置均可以进行修改，以便于养护管理控制方案的调整；
7)该种屋顶架空隔热绿化方法可以做到零能耗养护管理。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
【附图说明】
图1为本发明绿化隔热层形成的原理图。
图2为本发明的自动化养护管理原理图。
图3为本发明的原理示意图。
【具体实施方式】
如图1-3所示的利用光伏电和滴灌技术进行屋顶架空隔热绿化的方法，其方法如下：
1、屋面板上安装轻型低矮支架，轻型低矮支架结构主要由轻型钢材和铺设在轻型钢材上的板条组成，低矮轻型支架的中间设置轻质走道板。
2、绿化植物箱(桶)栽常绿藤本植物，将其放置在轻型低矮支架旁的屋面板上。
3、在突出屋面的楼梯间或机房间上面安装太阳能光伏发电系统，太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池组件、逆变器、并网保护装置、蓄电池和控制器等组成；由太阳能光伏发电系统产生的电提供给灌溉系统、庭院照明和自动控制系统。
4、自动控制系统由温度传感器、土壤湿度传感器、流量计、计时器、计算机和自动控制系统软件组成，由温度传感器测量的室外空气温度，由土壤湿度传感器测量的土壤湿度，以上数据上传到计算机，管理者通过计算机中的自动控制系统软件来完成绿化植物根部滴灌养护，自动控制滴灌水量、滴灌时间、施肥量、施肥时间等。
所述的灌溉系统包括雨水回收池、水泵、管道系统、施肥池、滴头、阀门和稳压配件，由太阳能光伏发电系统产生的电驱动水泵，将雨水回收池中的水(或自来水)、施肥池中的营养液，通过管道系统将水通过孔口或滴头(滴剑)送到绿化植物箱(桶)的土壤层内，实现对常绿藤本植物的节水滴灌。
绿化植物箱(桶)内地常绿藤本植物会先朝支架上方生长，然后沿着支架上铺设的板条上表面水平攀延生长，最终形成低矮的绿化枝叶架空隔热层，达到屋顶架空隔热绿化的目的。
上述屋顶架空隔热绿化方法应用在某工程中的情况如下：
该工程的屋顶绿化面积为250平方米。屋面板上安装由4#角铁组装成550mm高的轻型低矮支架结构，支架上面铺设18mm厚×250mm宽的杉木板。绿化植物箱的材料为防腐箱，箱内栽种耐旱耐涝的小叶扶芳藤。每日滴灌水泵、庭院照明和自动控制系统需由太阳能光伏发电系统提供220V约2kWh的电能。根据季节、室外气温、植物种类和土壤湿度制订绿化植物养护管理控制方案为：1)结合土壤湿度监测数据，夏季每天滴灌一次以上，滴灌水量为0.6m3，滴灌时间为15分钟；春秋季每三天滴灌一次，滴灌水量为0.6m3，滴灌时间为15分钟；冬季每周滴灌一次，滴灌水量为0.6m3，滴灌时间为15分钟。2)春夏季每半月施营养液一次；秋季每月施营养液一次；每年施有机肥二次。根据不同天气和植物生长情况，滴灌与施肥可以做些调整。最终形成低矮的绿化枝叶架空隔热层可以有效降低顶层房间的室内温度，净化空气，降低CO2。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。