本發(fā)明屬于屋頂綠化技術領域。

本發(fā)明涉及引用在先優(yōu)先權，中國實用新型在先申請:專利名稱《既有坡屋頂建筑的屋頂綠化固定裝置》，專利申請?zhí)?01620646981 1，申請日2016年6月27日。

背景技術：

隨著城市建設的步伐日益加快，城市土地也日趨減少，城市地面的綠化面積也日趨緊張，加之城市環(huán)境的日益惡化，人們對好的空氣環(huán)境質量需求日趨迫切。原有的綠化環(huán)境已經很難滿足人們的需求，這就需要我們盡可能在既有狀態(tài)下進行二次綠化，在既有建筑屋頂上進行種植綠化植物就是一種較好的城市更新模式。

在屋頂綠化領域中，屋頂綠化的建設需要解決屋頂承重、防水、綠化施工和維護等一系列問題。因此目前國內推行的主要是結合新建或改建建筑、進行建筑屋頂和綠化一體化設計的屋頂綠化，大量的技術研發(fā)都是針對這一建設要求開展的。然而，對于城市中數(shù)量巨大的既有建筑而言，囿于苛刻的屋頂承重條件、原有防水層的保全要求以及綠化施工和維護的各種制約，只能采用輕質、低維護的簡單式種植屋面、尤其是施工便利的模塊化種植槽。

既有建筑若是樓層較低的平屋頂，目前可以直接在屋頂鋪設模塊化種植槽而不做加固。但若是樓層較高、尤其是坡屋頂，則需要對種植槽進行必要的固定，其主要的技術瓶頸在于種植槽的安裝加固如何能靈活匹配不同的屋頂形態(tài)、尤其是不同坡度的坡屋頂，并且確保不破壞原有的屋面防水層。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明目的之一給出了在先優(yōu)先權技術方案，該技術方案表征為：

一種既有坡屋頂建筑的屋頂綠化固定裝置，其特征在于，設計成一種網格狀屋面覆蓋，以固定屋頂綠化種植槽；具體包括拉索、與屋脊粘結的墊塊和若干端處固定構件；在屋檐位置處安裝各個固定構件；所述拉索包括若干主拉索、若干次拉索和若干斜拉繩索，各個主拉索沿屋面坡度方向布線，兩端拉緊系在屋檐固定構件上；在主拉索上等距固定次拉索，形成與種植槽大小一致的網格；將種植槽放置于網格內，種植槽與屋面接觸；在主拉索和次拉索的連接處再交叉安裝斜拉繩索。

固定構件為屋檐卡扣或者帶圈膨脹螺栓。對象為雙坡屋頂時，可在兩側屋檐均使用屋檐卡扣固定拉索；對象為單坡屋頂或不適于安裝屋檐卡扣時，可用帶圈膨脹螺栓代替屋檐卡扣固定拉索。

進一步優(yōu)化，在坡屋頂屋脊處放置預先澆筑的混凝土砌塊，為主拉索的屋脊墊塊，屋脊墊塊表面沿屋面坡度方向留有凹槽，主拉索沿屋面坡度方向，中間段嵌入混凝土砌塊凹槽，兩端拉緊系在屋檐的固定構件上。

本發(fā)明目的之二在于克服現(xiàn)有技術的不足，首次提出一種屋頂綠化用網格狀軟體屋面覆蓋系統(tǒng)及固定方法，可在既有建筑屋頂上進行綠化，大大提高城市的綠化面積，為城市發(fā)展提供了一種方便快捷的空氣凈化和雨水吸收方式。本發(fā)明技術方案表征為：

一種屋頂綠化用網格狀軟體屋面覆蓋系統(tǒng)，其特征在于，通過設計一種“被子式”的屋頂綠化用網格狀軟體屋面覆蓋系統(tǒng)，可靈活匹配不同的屋頂形態(tài)；在覆蓋系統(tǒng)內部設置墊高支持構件，可同時提供系統(tǒng)內多個著力支點；在覆蓋系統(tǒng)邊緣設置端處固定構件用于提供系統(tǒng)邊緣處的附著支點；所述覆蓋系統(tǒng)內部設有網格結構，以固定屋頂綠化種植槽(圖中6)，并且不破壞既有的屋面防水層等構造層。

所述覆蓋系統(tǒng)包括拉索系統(tǒng)、墊高支持構件和端處固定構件(圖中5)；所述墊高支持構件可采用預制墊件實現(xiàn)(圖中4)，其中：

所述拉索系統(tǒng)包括架空的若干主拉索(圖中1)、若干次拉索(圖中2)和若干斜拉索(圖中3)，其材料可為剛性或受拉變形不顯著的塑性材料或其混合；各個主拉索沿屋面坡度方向布線，間距按照種植槽尺寸需要，兩端拉緊固定在端處(如屋檐)固定構件上；在主拉索上固定次拉索(優(yōu)選設計：在主拉索上等距固定次拉索)，形成與種植槽大小一致的網格；將種植槽放置于網格內，種植槽與屋面接觸；在主拉索和次拉索的連接處再交叉安裝斜拉索，將種植槽壓緊于屋面上。

端處固定構件(圖中5)可為屋檐卡扣或者帶圈膨脹螺栓等，用于架空、固定拉索：對象為雙坡屋頂或出檐的單坡頂時，可在屋檐處均使用屋檐卡扣固定拉索，為美觀起見，卡扣可與檐口的雨水槽進行一體化設計；對象為單側連接豎向墻面的坡屋頂或其他不適于安裝屋檐卡扣時，可在豎向墻面置入帶圈膨脹螺栓代替屋檐卡扣固定拉索。

墊高支持構件(優(yōu)選設計：可為預制件)用于架空、固定拉索并分散系統(tǒng)對于屋面的壓力。

進一步優(yōu)化，在坡屋頂屋脊處放置墊高支持構件(圖中4，是預先澆筑的、沿屋面坡度方向留有凹槽的混凝土砌塊，也可以是預加工的不銹鋼制或鋁制構件等)，以架空、固定主拉索并使得屋脊處所受的集中壓力得以分散。

進一步優(yōu)化，如屋面跨度較大或形式特異，可在屋面上沿拉索方向加密墊高支持構件，進一步輔助架空、固定拉索系統(tǒng)并分散屋脊處所受的集中壓力。

進一步優(yōu)化，如既有屋頂為翹曲的變坡頂，拉索的交接處應加裝聯(lián)結件(圖中7)，是可以有效固定拉索端、使整條拉索得以分段變形的聯(lián)結構件，可借助種植槽的自重使整個系統(tǒng)擬合屋面的翹曲形態(tài)，應根據屋面翹曲情況和拉索尺寸進行具體設計。

本發(fā)明系統(tǒng)設計原理：通過可變形的結構設計，使得整個網格狀屋面覆蓋系統(tǒng)可擬合不同坡度、甚至翹曲的屋頂形態(tài)，靈活匹配各種等坡或變坡屋頂。整體受力系統(tǒng)的設計充分利用了既有建筑屋頂?shù)臉嫵蓷l件、種植槽自身的重力及其與屋面的摩擦力，借助其自身力學平衡，減少、分散整個固定裝置系統(tǒng)各部分的實際受力強度，從而可采用一定強度的拉索通過張拉來承擔種植槽平行于屋頂平面坡向的下滑力，并通過卡扣裝置進行固定，使得整個裝置無需破壞既有屋面的防水構造層，也能承擔屋面風荷載產生的風吸力，確保屋頂綠化實施的安全。

本發(fā)明技術的有益效果和意義：預計在城市發(fā)展中起著以下幾個方面的作用：(1)城市中存在較多未設置屋頂花園的舊式房屋，本發(fā)明進行屋頂綠化的新增荷載較小，在這些房屋屋頂上基本可以實施；(2)既有建筑若是平屋頂，采用本發(fā)明提供的綠化將是較易實施的；若是坡屋頂或其他異形屋頂，本發(fā)明提供了一種簡單易實施的固定方式；(3)在上海等大城市中，早些年，既有建筑實施了坡屋頂改造，至今已基本到了維修期，可以充分利用這次契機進行屋頂綠化；(4)本發(fā)明技術的屋頂綠化，提供了一定的蓄水能力，完全符合國家推行的海綿城市的發(fā)展思路。

附圖說明

圖1為雙坡屋面的種植槽、屋脊構件、檐口構件的受力示意圖。

圖2為實施例1(小跨度等坡屋面)的俯視圖(施工平面)。

圖3為圖2在I‐I處的剖視圖。

圖4為安裝步驟圖中的步驟一：放置屋脊預制件，安裝屋檐卡扣(為分離式的卡扣)。

圖5為安裝步驟圖中的步驟二：安裝主拉索，拉緊固定。

圖6為安裝步驟圖中的步驟三：安裝次拉索，放置種植槽。

圖7為安裝步驟圖中的步驟四：安裝斜拉索，固定種植槽。

圖8為實施例2(小跨度、單向變坡的翹曲屋面)中拉索交接處聯(lián)結件7的結構示意圖。

圖9為實施例2(小跨度、單向變坡的翹曲屋面)的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發(fā)明技術方案做進一步說明。

實施例1(小跨度等坡屋頂)

如圖2‐圖7所示,施工實施過程：

首先根據屋頂綠化種植槽的大小給出屋頂綠化的布置方案。

根據屋頂綠化布置方案在坡屋頂屋脊處放置貼合屋脊的預制件4(本例為混凝土預先澆筑，屋脊預制件4)，并在屋檐安裝卡扣(本實施例1為分離式的卡扣，需要與種植槽位置對位)。

主拉索1沿屋面坡度方向，中間段嵌入屋脊預制件4，兩端拉緊固定在固定構件5(屋檐卡扣)上，屋脊預制件4與固定構件5架空主拉索的高度應根據種植槽高度調整，建議稍低于種植槽高度。拉索端處固定構件5，在本實施例中為分離式的卡扣，卡入屋檐后可用螺栓等配件壓緊固定，參見圖1的檐口構件受力示意圖。

在主拉索1上等距固定次拉索2，形成與種植槽大小一致的網格。將種植槽6放置于網格內，種植槽6與屋面接觸，屋頂綠化種植槽與屋頂平面產生的摩擦力可消減種植槽的下滑力。

最后，在主拉索1和次拉索2的連接處再交叉安裝一組斜拉索3，進一步固定種植槽6，提高整個裝置的安全性。

實施例2(小跨度、單向變坡的翹曲屋面)

施工辦法和步驟與實施例1的不同之處，是主拉索1的安裝，需要按種植槽大小切割若干主拉索，并用拉索交接處聯(lián)結件7按屋面坡度方向的總長度連接主拉索段；

如屋頂是雙向變坡，則次拉索2也需分段切割并按主拉索垂直方向接入聯(lián)結件7。

所述的聯(lián)結件7，如圖8、圖9所示：本實施例為單向翹曲屋面，僅需聯(lián)結主拉索，故采用螺栓壓緊式聯(lián)結件，以四個螺栓71固緊兩片壓緊片72，拉索從上下壓緊片中間穿過螺栓后，通過擰緊螺栓，使壓緊片壓緊拉索防止滑脫。

以上兩個實施例，整個系統(tǒng)設計合理、科學、可行，關鍵點的受力分析如圖1所示，其中:

種植槽與屋面接觸的摩擦力可部分抵消其下滑力(圖1‐a)；雙坡上的種植槽下滑力也可借助主拉索的張拉力平衡得以抵消(圖1‐b)；

屋脊預制墊件可分散主拉索的下壓力減少屋脊處所受到的壓強(圖1‐b)；

拉索端處固定構件的固緊螺絲可以應整個系統(tǒng)在端處的實際受力情況提供方向可變的摩擦力，與主拉索拉力共同實現(xiàn)端處的固定(圖1‐c)。

各拉索無論是采用剛性或受拉變形不顯著的塑性材料或剛性、塑性混合材料，均不會影響整個網格狀軟體屋面覆蓋的靈活變形、匹配不同的屋頂形態(tài)的性能；主、次拉索連接形成的網絡，可以在施工現(xiàn)場操作完成，也可預先在工廠按實際設計方案預先連接完成，到施工現(xiàn)場安裝固定。