一种装配式智能集成种植系统及控制方法和安装方法与流程

1.本发明属于建筑绿化技术领域，特别涉及一种装配式智能集成种植系统及控制方法和安装方法。


背景技术：

2.随着城市化进程的飞速发展，城市建筑朝着多层、高层、高密度的方向发展，有限的城市绿地空间不断被侵占。我国城市公共绿地不足5％，人均绿地面积严重不足已成为生态城市建设的瓶颈。建筑物立体绿化因具有占地面积小、收效大、见缝插绿、能充分利用空中优势增加绿化面积、丰富绿化层次等优点，因此对于改善城市环境和恢复生态平衡具有重要意义。墙面垂直绿化泛指在建筑或其他人工构筑物的墙面，进行植物配置与绿化的形式，在墙面设置种植槽是城市墙面垂直绿化的主要形式之一。
3.当前建筑物外墙种植槽多是在既有建筑物的墙垣上或建筑山墙顶上或窗台下进行后期加装，该方式存在诸多突出的问题。墙面垂直绿化中，传统的种植槽后装方式主要存在以下缺点：第一、景观造型受限：后期加装种植槽受限于墙体结构及外观布局，需避开钢筋、窗户、空调外机等，景观造型效果难以保证。第二、安装及后期维修成本高：种植槽后期安装需在原有墙体上植筋，并进行高位吊装作业，安装难度较大，后期维修、更换成本高。第三、植物养护难度大：植物日常需进行喷淋及施肥，传统种植槽无法准确掌握种植基质水分、养料含量，浇灌、施肥作业实施难度大。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种可自动补充水分和养料的装配式智能集成种植系统及控制方法和安装方法。
5.本发明所采用的技术方案为：
6.一种装配式智能集成种植系统，包括墙板和与墙板一体成型的若干种植槽，种植槽内设置有水分监测装置和养料监测装置；还包括水分养料供给单元，水分养料供给单元于若干种植槽之间连接有供水管。
7.本发明利用装配式技术，在项目设计及施工阶段即完成种植槽的布置与安装，不仅解决了后置式种植槽景观造型受限及安装成本高的问题，而且由于是整体浇筑，整体性好结构强度高。
8.本发明的水分监测装置和养料监测装置分别对种植槽的水分和养料情况进行监测，水分养料供给单元将水或含养料的水按照需求量输送至对应种植槽。本发明通过自动监测水分和养料并自动添加水分和养料，实现了外墙绿化的精准、自动化养护，大幅降低了养护成本。
9.作为本发明的优选方案，还包括控制单元，每个种植槽处的供水管均安装有电磁阀，控制单元分别与水分监测装置、养料监测装置、若干电磁阀、水分养料供给单元电连接或通信连接。养料监测装置和水分监测装置将监测数据传输至控制单元。控制单元通过水
分监测装置监测基质含水率，并控制若干电磁阀的通断，将水分养料供给单元中的水按照需求量输送至对应种植槽。控制单元通过养料监测装置监测基质养料含量，通过计算水分养料供给单元中的剩余水量，按照比例将对应的养料投放并溶解于水中。控制单元通过控制若干电磁阀的通断，将溶解养料的营养液按照需求量输送至对应种植槽。
10.作为本发明的优选方案，所述水分养料供给单元包括储水罐，储水罐通过管道连接有养料储存罐，储水罐通过管道连接有水泵，水泵的出口与供水管连接。水泵与控制单元电连接或通信连接，则控制单元可控制水泵动作，并将水或含养料的水按照需求量输送至对应种植槽，以对种植槽自动定量添加水分。按照比例将对应的养料储存罐中的养料投放并溶解于水中，再将储水罐中含养料的水送至对应种植槽，可对种植槽自动定量添加养料。
11.作为本发明的优选方案，所述储水罐与养料储存罐之间的管道上设置有控制阀门。控制单元可控制控制阀门通过，从而控制相应养料添加到储水罐中的量。
12.作为本发明的优选方案，所述种植槽的侧面设置有排水口。种植槽中过多的水分通过排水口排出，避免种植槽积水。
13.作为本发明的优选方案，所述种植槽的外部设置有连接件，连接件上连接有外挂装饰件。种植槽外可加装各种不同外观的外挂装饰件。
14.作为本发明的优选方案，所述供水管伸进种植槽的一端连接有分布管，分布管沿种植槽的布置，分布管上设置有若干出水孔。分布管能将水分和养料均匀散布到种植槽各处，保证种植槽内各位置的植物得到充分的水分和养料。
15.一种装配式智能集成种植系统的控制方法，包括以下步骤：
16.s1：养料监测装置和水分监测装置将监测数据传输至控制单元；
17.s2：控制单元通过水分监测装置监测基质含水率，并将水分养料供给单元中的水按照需求量输送至对应种植槽；
18.s3：控制单元通过养料监测装置监测基质养料含量，通过计算水分养料供给单元中的剩余水量，按照比例将对应的养料投放并溶解于水中；将溶解养料的营养液按照需求量输送至对应种植槽。
19.一种装配式智能集成种植系统的安装方法，包括以下步骤：
20.y1：在装配式建筑设计阶段，景观工程师介入并明确建筑外墙垂直绿化方案，将外墙景观与主体结构进行协同设计；
21.y2：利用bim技术模拟优化种植槽分布及供水管在墙体内的预埋路径；
22.y3：对墙板进行单元拆分、编号，同时确定每块墙板上种植槽、供水管的分布及坐标位置；
23.y4：确定每块墙板的种植槽位置、供水管分布情况后，采用定制化模板，将种植槽、供水管与对应墙板进行一体化浇筑；
24.y5：种植槽上设置连接件，通过连接件连接外挂装饰件。
25.作为本发明的优选方案，还包括以下步骤：
26.y6：墙板吊装、安装完成后，对供水管进行闭水试验。
27.本发明的有益效果为：
28.1.本发明利用装配式技术，在项目设计及施工阶段即完成种植槽的布置与安装，不仅解决了后置式种植槽景观造型受限及安装成本高的问题，而且由于是整体浇筑，整体
性好结构强度高。
29.2.本发明的水分监测装置和养料监测装置分别对种植槽的水分和养料情况进行监测，水分养料供给单元将水或含养料的水按照需求量输送至对应种植槽。本发明通过自动监测水分和养料并自动添加水分和养料，实现了外墙绿化的精准、自动化养护，大幅降低了养护成本。
附图说明
30.图1是本发明的结构示意图；
31.图2是水分养料供给单元的结构示意图；
32.图3是种植槽的结构示意图。
33.图中：1-墙板；2-种植槽；3-水分养料供给单元；4-供水管；5-控制单元；21-水分监测装置；22-养料监测装置；23-排水口；24-连接件；25-外挂装饰件；31-储水罐；32-养料储存罐；33-水泵；34-控制阀门；41-分布管。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.如图1～图3所示，本实施例的装配式智能集成种植系统，包括墙板1和与墙板1一体成型的若干种植槽2，种植槽2内设置有水分监测装置21和养料监测装置22；还包括水分养料供给单元3，水分养料供给单元3于若干种植槽2之间连接有供水管4。
37.本发明利用装配式技术，在项目设计及施工阶段即完成种植槽2的布置与安装，不仅解决了后置式种植槽2景观造型受限及安装成本高的问题，而且由于是整体浇筑，整体性好结构强度高。
38.本发明的水分监测装置21和养料监测装置22分别对种植槽2的水分和养料情况进行监测，水分养料供给单元3将水或含养料的水按照需求量输送至对应种植槽2。本发明通过自动监测水分和养料并自动添加水分和养料，实现了外墙绿化的精准、自动化养护，大幅降低了养护成本。
39.本发明还包括控制单元5，每个种植槽2处的供水管4均安装有电磁阀，控制单元5分别与水分监测装置21、养料监测装置22、若干电磁阀、水分养料供给单元3电连接或通信连接。养料监测装置22和水分监测装置21将监测数据传输至控制单元5。控制单元5通过水分监测装置21监测基质含水率，并控制若干电磁阀的通断，将水分养料供给单元3中的水按照需求量输送至对应种植槽2。控制单元5通过养料监测装置22监测基质养料含量，通过计
算水分养料供给单元3中的剩余水量，按照比例将对应的养料投放并溶解于水中。控制单元5通过控制若干电磁阀的通断，将溶解养料的营养液按照需求量输送至对应种植槽2。
40.具体地，所述水分养料供给单元3包括储水罐31，储水罐31通过管道连接有养料储存罐32，储水罐31通过管道连接有水泵33，水泵33的出口与供水管4连接，所述储水罐31与养料储存罐32之间的管道上设置有控制阀门34。水泵33与控制单元5电连接或通信连接，则控制单元5可控制水泵33动作，并将水或含养料的水按照需求量输送至对应种植槽2，以对种植槽2自动定量添加水分。按照比例将对应的养料储存罐32中的养料投放并溶解于水中，再将储水罐31中含养料的水送至对应种植槽2，可对种植槽2自动定量添加养料。控制单元5可控制控制阀门34通过，从而控制相应养料添加到储水罐31中的量。
41.具体地，所述种植槽2的侧面设置有排水口23。种植槽2中过多的水分通过排水口23排出，避免种植槽2积水。
42.所述种植槽2的外部设置有连接件24，连接件24上连接有外挂装饰件25。种植槽2外可加装各种不同外观的外挂装饰件25。
43.所述供水管4伸进种植槽2的一端连接有分布管41，分布管41沿种植槽2的布置，分布管41上设置有若干出水孔。分布管41能将水分和养料均匀散布到种植槽2各处，保证种植槽2内各位置的植物得到充分的水分和养料。
44.本实施例的装配式智能集成种植系统的控制方法，包括以下步骤：
45.s1：养料监测装置22和水分监测装置21将监测数据传输至控制单元5；
46.s2：控制单元5通过水分监测装置21监测基质含水率，并将储水罐31中的水按照需求量输送至对应种植槽2；
47.s3：控制单元5通过养料监测装置22监测基质养料含量，通过计算储水罐31中的剩余水量，按照比例将养料储存罐32中对应的养料藉由控制阀门34投放并溶解于水中；通过水泵33将溶解养料的营养液按照需求量输送至对应种植槽2。
48.本实施例的装配式智能集成种植系统的安装方法，包括以下步骤：
49.y1：在装配式建筑设计阶段，景观工程师介入并明确建筑外墙垂直绿化方案，将外墙景观与主体结构进行协同设计，最大程度上保证景观造型效果；
50.y2：利用bim技术模拟优化种植槽2分布及供水管4在墙体内的预埋路径；
51.y3：对墙板1进行单元拆分、编号，同时确定每块墙板1上种植槽2、供水管4的分布及坐标位置；
52.y4：确定每块墙板1的种植槽2位置、供水管4分布情况后，采用定制化模板，将种植槽2、供水管4与对应墙板1进行一体化浇筑，保证其整体性的同时避免了种植槽2后期安装的工序；
53.y5：种植槽2上设置连接件24，通过连接件24连接外挂装饰件25，可以快速更换各类型的外挂装饰件25，实现造型风格多样化；
54.y6：墙板1吊装、安装完成后，对供水管4进行闭水试验，对其水密性进行检测。
55.本发明在装配式建筑设计阶段，将种植槽2、供水管4与建筑外墙进行协同设计，利用bim技术对种植槽2分布、供水管4的路径进行优化，对单元构件(pc墙板1)拆分、编号，同时确定每块pc墙板1的种植槽2、预埋供水管4道的分布及坐标位置。本发明将水分监测装置21、养料监测装置22(前端数据采集)，控制单元5(数据处理及自动控制)，储水罐31、养料储
存罐32、预埋供水管4网(水分、养料供给)进行系统化集成，实现自动化养护。
56.本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。