室内空气净化植物墙-设计施工维护与案例解析

时间：2023-09-20 理论教育 版权反馈

【摘要】：室内植物墙灌溉系统示意图如图4-1所示：室内植物墙灌溉系统总体分为两种类型：循环水灌溉系统和管网水灌溉系统。一般De20和De16的管道多采用承插式管件，De25及以上的管道多采用锁母式管件。物联网灌溉控制器的特点如下：用户可使用手机、电脑远程对灌溉系统进行监控和操作。灌溉系统中一定要安装过滤器，安装过滤器可以大大减少电磁阀故障率，降低管道以及滴头被堵塞的概率。

相比农业灌溉系统与市政园林灌溉系统，室内植物墙灌溉系统从体量上来讲相对较小，但“麻雀虽小、五脏俱全”，室内植物墙灌溉系统和其他灌溉系统一样，拥有完整的组成要素：

（1）水源——自来水、水箱水。

（2）主管道——PVC、PP-R、PE管道。

（3）电磁阀——交流电磁阀、直流电磁阀、控制器。

（4）支管——PE支管。

（5）灌水器——滴头、滴箭、滴灌管、微喷头等。

（6）其他设备——过滤器、传感器、施肥器、单向阀、排气阀等。

室内植物墙灌溉系统示意图如图4-1所示：

室内植物墙灌溉系统总体分为两种类型：循环水灌溉系统和管网水灌溉系统。循环水灌溉系统多用于不具备排水条件或需要循环保障灌溉均匀度的植物墙；管网水灌溉系统适用于自身储水的模块植物墙和采用精准节水灌溉系统的植物墙。

图4-1 室内植物墙灌溉系统示意图

循环水灌溉系统包括：蓄水池（箱）、水泵、过滤器、水位传感器、控制器、输配水管、管件和灌水器等。水位传感器或液位开关可以保护水泵并提供水箱缺水信号。

管网水灌溉系统包括：总控阀、逆止阀、自动进排气阀、电磁阀、灌溉控制器、施肥器、过滤器、输配水管、管件、灌水器、集水和排水设施。根据供水管网压力和灌水器工作压力的差异，还可适当选择调压器。其中逆止阀是防止带有营养液的灌溉管网水在停止灌溉后回流或渗漏到自来水管网，造成饮用水污染。自动进排气阀有两个重要功能：一方面防止水锤现象的发生，保护管道；另一方面防止由于气体堆积造成的灌溉流量减小。

用于植物墙的灌水器包括：滴灌管、渗灌管、管上式滴头、压力补偿式滴头、滴箭、束式滴箭组、分水器等。其中滴灌管、管上式滴头、压力补偿式滴头、滴箭等灌水器有多种流量级别可以选择。

1.水源

水源是灌溉系统的第一要素，没有水源，灌溉无从谈起。对于水源我们需要了解水源的流量、压力和水质，了解流量可以帮助我们确定灌溉分区，了解压力可以帮助我们确定压力是否可以满足灌溉需求，了解水质可以帮助我们确定过滤器的精度。

2.管道

（1）室内植物墙常用的主管道有PVC、PP-R、PE管道。这三种管道都属于塑料管道，一般采用De（管道外径）进行标识。在室外植物墙中建议采用PP-R或PE管道（图4-2）作为主管道，这两种管道抗老化和抗低温性能要优于PVC管道。PVC管道安装简单，成本较低，可以应用于常年温度高于冰点的室内植物墙供水。

图4-2 PE管道

（2）室内植物墙常用的支管道为小口径的PE管道，采用PE管道作为支管道主要是考虑滴头的安装。采用专用的打孔器可以将滴头快速地承插安装在PE支管道上。灌溉系统中用的PE管道一般采用两种连接方式，承插式管件（图4-3）或者锁母式管件（图4-4）。一般De20和De16的管道多采用承插式管件，De25及以上的管道多采用锁母式管件。

图4-3 承插式管件

图4-4 锁母式管件

3.灌水器

室内植物墙中，灌水器主要以滴灌为主，部分需要降温的墙体也会用到微喷滴灌。

室内植物墙中常见的滴灌设备有纽扣式滴头、毛管、滴箭等。纽扣式滴头的作用是保证每个出水位置出水量均衡，毛管将滴头的水引导至需要灌溉的位置，滴箭起到固定作用，在压力稳定的系统中，带有内部流道的滴箭也可以起到滴头稳流的效果（图4-5～图4-7）。

图4-5 压力补偿滴头

图4-6 滴箭

图4-7 滴头、滴箭套装

滴灌系统的布置：按照种植需求，均匀地将滴头安装在灌溉支管上。注意每个区域的滴头流量要与水源供水量匹配，滴头过多时要注意分区，轮流灌溉。滴头安装方式如图4-8所示。

图4-8 滴头安装方式

4.灌溉控制设备

灌溉控制设备主要由控制器、电磁阀以及传感器组成。

按用电方式可分为有电源系统（交流电系统）和无电源系统（直流电系统），控制器按照设定好的程序开启电磁阀对植物进行定时、定量灌溉。

（1）时控开关+水泵微电脑时控开关（图4-9、图4-10）是一个以单片微处理器为核心配合电子电路等组成的电源开关控制装置，能以天或星期循环且多时段地控制家电的开闭。

将水泵电源通过时控开关连接于220V的电源上，通过设定开关时间，控制水泵的浇灌频率，达到灌溉目的。

（2）交流电控制系统主要由交流电控制器和交流电磁阀组成（图4-11）。常用的交流电控制器用输入220V、输出24V的交流电控制电磁阀开闭。一般控制器可控制最多24路电磁阀轮流开启和关闭，达到轮灌效果。交流电控制器与电磁阀信号线可布置达800m以上。变压器外置型交流电控制器、变压器内置型交流电控制器、交流电磁阀如图4-12～图4-14所示。

图4-9 时控开关

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图4-10 水泵

图4-11 交流电控制系统示意图

图4-12 变压器外置型交流电控制器

图4-13 变压器内置型交流电控制器

图4-14 交流电磁阀

（3）直流电控制系统主要由直流电控制器和直流电磁阀组成（图4-15）。常用的直流电控制器采用干电池供电，输出9V脉冲电信号开闭电磁阀，也有部分采用太阳能供电的直流电控制系统。直流电控制系统功率低、耗电少，一般控制器距离电磁阀不超过30m。但是直流电控制系统具有安装简单、不依赖电源的特点。阀门控制器与一体式干电池控制器如图4-16所示。

图4-15 直流电控制系统示意图

图4-16 阀门控制器与一体式干电池控制器

（4）近年来，随着互联网技术的发展，依托物联网技术的远程实时监控、警报功能的控制系统逐渐应用在一些植物墙的设计中，物联网、多种传感器结合的灌溉控制器逐步得到了认可。

物联网灌溉控制器的特点如下：

（1）用户可使用手机、电脑远程对灌溉系统进行监控和操作。

（2）可监控水流流量，判断灌溉是否正常并根据监控数据发出警报。

（3）可监控电源情况，在断电时发出警报。

（4）可监控水箱液位，监控土壤湿度。

一种名为GSI的物联网灌溉控制器在很多植物墙中有所应用，其示意图如图4-17所示。

图4-17 GSI物联网灌溉控制器示意图

5.其他设备

（1）过滤器。灌溉系统中一定要安装过滤器，安装过滤器可以大大减少电磁阀故障率，降低管道以及滴头被堵塞的概率。常用的小型过滤器有网式过滤器（图4-18）和叠片过滤器（图4-19），建议使用叠片过滤器，过滤效果更好。

图4-18 网式过滤器

图4-19 叠片过滤器

（2）施肥器。植物墙墙体绿化管径小，流量低。传统的文丘里施肥器很难正常工作，而采用施肥罐又无法保证精准的肥料比例。这里建议采用水驱动施肥泵（图4-20），这种产品的优点是混肥比例精确，水力驱动无须电源，对水压和水流要求较低。

图4-20 水驱动施肥泵

（3）排气阀。在高度比较高的植物墙中，水由底部输送到顶部，主管道内的空气如果不能及时排出，会影响上层的灌溉。夏季温度较高，溶解在水中的气体也会析出，在封闭的主管内如果长时间不灌溉，析出的气体会对管道造成膨胀压力，可能会破坏管道。一般高度超过10m的植物墙需要在灌溉系统最高位安装排气阀（图4-21、图4-22）。