利用排水系統調控坪床溫度的體育運動草坪的製作方法
2023-12-03 02:21:16 1
專利名稱：利用排水系統調控坪床溫度的體育運動草坪的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種體育運動草坪，尤其涉及一種利用排水系統調控坪床溫度的體育運動草坪，可使體育運動場和高爾夫球場草坪坪床具有夏季降溫和冬季保溫特性，屬於運動場草坪建造領域。
背景技術：
運動草坪是體育運動場中唯一的有生命的、且不可或缺的組成部分，人們都希望能在一年四季都能夠欣賞到高水平的體育運動比賽，因此要求運動草坪能達到四季常綠並維持較高的運動質量。但是，由於草坪草的生長受到環境溫度的制約，夏季35攝氏度以上的長期高溫會使冷季型常綠草坪的質量顯著下降、甚至死亡，而大型體育場環型的看臺結構又使場內的熱量很難散發出去，特殊的小氣候會使場內溫度高達40攝氏度以上，造成了冷季型運動草坪越夏的巨大風險。美國等發達國家在體育場設計時通常採用開放式的看臺結構，在看臺的一側或二側留下通風口，以保證場內空氣的流通。我國的體育運動場設計往往比較注重看臺的造型，如上海體育場、2008北京奧運國家體育場都是密不通風的結構，據測上海體育場內草坪冠層溫度在盛夏可高達45攝氏度以上，冷季型常綠草坪難以安全越夏。
溫度對草坪生長的影響除了氣溫外，土溫也是一個十分重要的方面，大型體育場的氣溫一般難以控制，但土溫可以通過在坪床中加載控溫系統來實現。大量的研究已證實土溫對草坪生長的影響比氣溫更為重要，草坪在高溫條件下，首先是根系生長的停滯和萎縮，根系細胞分裂素信號減弱，從而導致葉片中的過氧化反應，葉片衰老枯死。降低土壤溫度，可以維持草坪根系的旺盛活力，在連續35攝氏度的氣溫下，將土溫降至28度以下即可顯著改善草坪的質量，以滿足體育比賽的要求。
儘管冷季型常綠草坪比較耐寒，但在冰點溫度以下仍會休眠、枯黃，因此坪床加熱可以維持草坪冬季的功能期。經文獻檢索發現畢玉芬開展了北方運動場冬季保溫技術的研究工作(草原與草坪，2001年第2期，22-26頁)，探討了太陽能集熱器水加熱、坪床埋設地熱線加熱、覆膜技術的加熱保溫效果，結果表明太陽能集熱器水加熱+覆膜的保溫效果最好，每日地表溫度平均比對照和氣溫分別高出4.78和7.82攝氏度，單一覆膜技術的效果其次，地熱線加熱+覆膜的效果最差。無論利用太陽能集水器，還是地熱線加熱，均需在坪床中另外鋪設加熱管道，投入的成本較高，且必須在運動場建設施工時就鋪設進去，不能為已峻工投入使用的運動場所用。另外，該研究也未涉及坪床的夏季降溫。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種可以實現溫度控制與調節的體育運動草坪，不需要較高的建設投入，即可滿足各個賽季的體育比賽需要。
為實現這樣的目的，本發明利用體育運動場草坪坪床中已建有的分布有序的排水管道系統，在其出口處連接控溫系統的冷、暖氣管道，並在排水管道系統的下水口處增設一個控制開關，在控溫系統工作時，關閉排水系統的下水口，使整個排水管道系統成為了坪床中的冷、熱氣管道系統。由控溫系統在夏季向坪床輸送冷氣，在冬季向坪床輸送暖氣，對坪床進行溫度的調控。實踐證明這種簡易的坪床控溫系統可以在坪床中形成較為均勻的溫度分布，並促進了草坪根系的向下生長，形成健康有活力的根系，以抵抗草坪冠層的溫度逆境。
由於本發明利用的是草坪坪床中現有的排水系統，只要對其排水系統的出口處進行簡單的改造，並連接上空調系統或水循環控溫系統的冷、熱氣管道，即可實現對坪床的溫度的控制。一方面可以在已建成的體育運動場上使用，另一方面，也節約了建設的成本。
本發明可實現我國體育運動草坪的四季常綠，使體育運動場草坪一年四季都能達到比賽的要求。一方面控溫系統在夏天的降溫可以顯著改善草坪的越夏性能，在35攝氏度以上的氣溫條件下，控溫系統向坪床底部輸送15度左右的冷氣，就能在坪床中形成較好的垂直溫度梯度，草坪根系生長健康，草坪質量達到國際比賽要求。另一方面，控溫系統在冬天的加熱可以維持冷季型常綠草坪在冬天依然保持其運動功能，在冰點溫度以下，只要向坪床底部輸送20度左右的熱氣，就能使草坪在寒冷的冬天不休眠，滿足體育比賽的需要。
圖1為本發明的坪床控溫式體育運動草坪剖面結構示意圖。
圖1中，1為草坪，2為草坪根系土壤基質層，3為粗沙層，4為碎石層，5為排水管道系統。
圖2為本發明的運動草坪排水管道系統分布與控溫系統接口示意圖。
圖2中，虛線表示排水管道分布，箭頭所指為控溫系統冷、熱氣管道與排水管道的連接處。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明的技術方案作進一步描述。
本發明利用排水系統調控坪床溫度的體育運動草坪的剖面結構如圖1所示，運動草坪的排水管道系統5位於碎石層4的底部，採用硬PVC有孔排水管。水管周圍為直徑為1.2釐米的碎石子，形成坪床地基，在坪床地基上再鋪設10釐米厚直徑為0.6-1.2釐米的碎石層4，在碎石層4上鋪設4釐米厚直徑為0.1-0.4釐米的粗砂層3，在粗砂層3上再鋪設26釐米厚的根際營養土，構成草坪根系土壤基質層2，營養土配方可根據不同草坪生長需要進行配製。
本發明採用常規的空調系統或水循環控溫系統與排水系統的管道組成冷、熱氣控溫網絡。如圖2所示，控溫系統的冷、熱氣管道在草坪場地的四周與排水管相聯接，可以根據草坪生長的需要向坪床底部輸送冷、熱氣。排水管下水口處增設一個控制開關，在控溫系統工作時，關閉排水系統的下水口，使整個排水管道系統成為冷、熱氣管道系統，對坪床進行溫度的調控。冷、熱氣進入相互聯通的排水管道系統，由排水管壁上的小孔散發出來，通過坪床顆粒的空隙，進入碎石層4、粗沙層3、草坪根系土壤基質層2。由於碎石層4、粗沙層3和草坪根系土壤基質層2中顆粒大小的不同，顆粒間的空隙大小就形成了自下而上從大到小的梯度變化，從而達到控制坪床溫度的目的。溫度的傳導效率與這種坪床顆粒之間的空隙度顯著相關。
權利要求
1.一種利用排水系統調控坪床溫度的體育運動草坪，包括草坪(1)、草坪根系土壤基質層(2)、粗沙層(3)、碎石層(4)以及草坪底部的排水管道系統(5)，其特徵在於在草坪四周排水管道系統(5)的出口處連接控溫系統的冷、暖氣管道，並在排水管道系統(5)的下水口處連接控制開關，由控溫系統在夏季向坪床輸送冷氣，在冬季向坪床輸送暖氣。
全文摘要
一種利用排水系統調控坪床溫度的體育運動草坪，在坪床排水管道系統的出口處連接控溫系統的冷、暖氣管道，並在排水管道系統的下水口處增設控制開關。在控溫系統工作時，關閉排水系統的下水口，使整個排水管道系統成為坪床中的冷、熱氣管道系統，通過夏季輸送冷氣，冬季輸送暖氣，對坪床進行溫度的調控。由於本發明利用了草坪坪床中現有的分布有序的排水系統，只要進行簡單的改造，並連接上控溫系統的冷、熱氣管道，即可實現對坪床的溫度控制，可以在已建成的體育運動場上使用，節約了大量的建設成本。
文檔編號A01G7/06GK1561673SQ20041001718
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月25日 優先權日2004年3月25日
發明者王兆龍, 張彪, 高紅明, 殷朝珍 申請人:上海交通大學