[实用新型]一种具有高效降雨截留和氮素调控能力的绿色屋顶

说明书

技术领域

本实用新型专利属于城市环境规划、环境保护和绿色建筑技术领域，具体涉及绿色屋顶对降雨径流的高效截留和产流中氮素的高效控制。 

背景技术

城市建筑屋面是城市区域不透水下垫面的重要组成部分，在高密度建筑区，建筑屋面可占城市总不透水下垫面的40%-50%，是城市暴雨径流的重要产生和中转场。因此，高效消减城市建筑屋面的暴雨径流产量对于城市雨洪管理意义重大。绿色屋顶是消减建筑屋面暴雨径流的主要途径，常被作为最佳管理措施（Best Management Practices）使用。自90年代以来，国内一些大城市开始加快建设绿色屋顶，然而，推广的目的往往偏重于其景观价值、节能价值等，现行的设计规范也只对屋顶承载能力、植物选择、施工技术等方面做了说明，而忽略了对绿色屋顶消减暴雨径流能力的挖掘；同时也发现，绿色屋顶暴雨径流中往往含有较多的营养性污染物浓度，尤其是硝态氮浓度（王书敏, 何强, 张峻华, 李江. 绿色屋顶径流氮磷浓度分布及赋存形态[J]. 生态学报,2012,32(12):3691-3700）。因此，需求一种兼具高效暴雨径流消减和硝态氮脱除能力的绿色屋顶构建方式非常有必要。 

已公开的专利展示了几种可以提高绿色屋顶暴雨截留率的构建方法，一般是通过添加保水剂或软性填料的方式实现。发明“一种屋顶绿化基体材料及其制备方法”（CN 100419021 B）提出以有机质为主要成分，添加长效肥料和保水剂制备屋顶绿化材料，但需要添加化学合成材料；发明“屋顶绿化系统及绿化方法”（CN 101608491 B）以建筑垃圾为主要材料配制的混合基材作为种植层，用废旧布料制作成过滤保水毯作为过滤保水层；发明“一种屋顶绿化方法”（CN 1307862 B）提出了一种重量轻、保水性强的屋顶绿化基质构建方法。 

由上可知，已有绿色屋顶构建技术在调峰控污方面还存在以下不足： 

（1）重视了绿色屋顶对暴雨径流消减效能的保障或提高，忽视了径流水质； 种植层优化往往通过添加有机质、堆肥肥料或营养土配制而成，这种搭配方式不可避免的面临由于淋溶作用导致营养盐析出的缺陷。 

（2）保水剂或保水树脂的使用增加了构建成本； 为保证绿色屋顶在干旱期也能有足够的水分维持植物生长，同时不采用浇水的方式补充水分，添加保水剂是目前常用的手段，但这使得构建成本有所上升。 

发明内容

一种具有高效降雨截留和氮素调控能力的绿色屋顶，从上往下依次由植被层、种植层、过滤层、碳源层和防水层组成，通过绿色屋顶淹没碳源层的设置，既提供了反硝化需要的缺氧环境和碳源需求，强化了径流中硝态氮的去除，又实现了降雨径流的大量持留，在高温多雨的夏季尤为明显。 

种植层厚度50mm，由砂壤土或壤砂土构成，浅层构建介质的设置特点，可让植物根系向下发展，利用毛细作用快速蒸发下层的滞留降雨；过滤层由土工布和石英砂组成，石英砂位于土工布上部，厚度50mm，为植物根系的向下发展提供空间，土工布的使用避免了填料层介质的流失，同时阻挡植物根系的过度发展，避免植物根刺作用对防水层的损伤；碳源层在折流排水管的作用下处于淹没状态，在此层硝态氮经反硝化脱除，同时存储滞留降雨，多孔炉渣重量轻、吸附性强，可将持续性碳源释放出的有机碳吸附，缓慢降解；防水层由水泥砂浆混合防水剂做成，技术成熟可靠。 

本专利的主要优点如下：（1）、绿色屋顶结构简单，构建方法简便；（2）、淹没碳源层的设置实现了硝态氮的短时高效脱除，同时也实现了暴雨径流的高度存储；（3）、种植层的浅层设计减少了楼板承重，也有利用雨天存储径流的快速蒸发；（4）、雨天暴雨径流的大量存储有利于夏天的制冷节能。 

附图说明   图1是绿色屋顶结构示意图，图中：  1—植被层；2—种植层；3—过滤层；4—碳源层；5—楼顶防水层；6—折流排水管                                                       

具体实施方式：  参见图1，实施本发明时，从下往上依次布置防水层、碳源层、过滤层、种植层和植被层。首先将原楼顶清理干净，把水泥砂浆和防水剂混合后，抹在楼顶上做防水处理；防水层做好后，将高强度多孔炉渣和持续碳源的混合材料铺在防水层上，并同步埋设折流排水管；然后安设过滤层，先将土工布铺设好，再装填石英砂，过滤层厚度50mm；再铺设种植层，铺设厚度50mm；最后种植植物。