利用排水系统调控坪床温度的体育运动草坪

1、一种利用排水系统调控坪床温度的体育运动草坪，包括绿草层(1)、草 坪根系土壤基质层(2)、粗沙层(3)、碎石层(4)以及草坪底部的排水管道系 统(5)，其特征在于在草坪四周排水管道系统(5)的出口处连接控温系统的冷、 暖气管道，并在排水管道系统(5)的下水口处连接控制开关，由控温系统在夏 季向坪床输送冷气，在冬季向坪床输送暖气。

技术领域\n本发明涉及一种体育运动草坪，尤其涉及一种利用排水系统调控坪床温度 的体育运动草坪，可使体育运动场和高尔夫球场草坪坪床具有夏季降温和冬季 保温特性，属于运动场草坪建造领域。\n背景技术\n运动草坪是体育运动场中唯一的有生命的、且不可或缺的组成部分，人们 都希望能在一年四季都能够欣赏到高水平的体育运动比赛，因此要求运动草坪 能达到四季常绿并维持较高的运动质量。但是，由于草坪草的生长受到环境温 度的制约，夏季35摄氏度以上的长期高温会使冷季型常绿草坪的质量显著下降、 甚至死亡，而大型体育场环型的看台结构又使场内的热量很难散发出去，特殊 的小气候会使场内温度高达40摄氏度以上，造成了冷季型运动草坪越夏的巨大 风险。美国等发达国家在体育场设计时通常采用开放式的看台结构，在看台的 一侧或二侧留下通风口，以保证场内空气的流通。我国的体育运动场设计往往 比较注重看台的造型，如上海体育场、2008北京奥运国家体育场都是密不通风 的结构，据测上海体育场内草坪冠层温度在盛夏可高达45摄氏度以上，冷季型 常绿草坪难以安全越夏。\n温度对草坪生长的影响除了气温外，土温也是一个十分重要的方面，大型 体育场的气温一般难以控制，但土温可以通过在坪床中加载控温系统来实现。 大量的研究已证实土温对草坪生长的影响比气温更为重要，草坪在高温条件下， 首先是根系生长的停滞和萎缩，根系细胞分裂素信号减弱，从而导致叶片中的 过氧化反应，叶片衰老枯死。降低土壤温度，可以维持草坪根系的旺盛活力， 在连续35摄氏度的气温下，将土温降至28度以下即可显著改善草坪的质量， 以满足体育比赛的要求。\n尽管冷季型常绿草坪比较耐寒，但在冰点温度以下仍会休眠、枯黄，因此 坪床加热可以维持草坪冬季的功能期。经文献检索发现：毕玉芬开展了北方运 动场冬季保温技术的研究工作(草原与草坪，2001年第2期，22-26页)，探讨 了太阳能集热器水加热、坪床埋设地热线加热、覆膜技术的加热保温效果，结 果表明：太阳能集热器水加热+覆膜的保温效果最好，每日地表温度平均比对照 和气温分别高出4.78和7.82摄氏度，单一覆膜技术的效果其次，地热线加热+ 覆膜的效果最差。无论利用太阳能集水器，还是地热线加热，均需在坪床中另 外铺设加热管道，投入的成本较高，且必须在运动场建设施工时就铺设进去， 不能为已峻工投入使用的运动场所用。另外，该研究也未涉及坪床的夏季降温。\n发明内容\n本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可以实现温度控制与调 节的体育运动草坪，不需要较高的建设投入，即可满足各个赛季的体育比赛需 要。\n为实现这样的目的，本发明设计的体育运动草坪包括绿草层、草坪根系土 壤基质层、粗沙层、碎石层以及草坪底部的排水管道系统，本发明利用体育运 动场草坪坪床中已建有的分布有序的排水管道系统，在其出口处连接控温系统 的冷、暖气管道，并在排水管道系统的下水口处增设一个控制开关，在控温系 统工作时，关闭排水系统的下水口，使整个排水管道系统成为了坪床中的冷、 热气管道系统。由控温系统在夏季向坪床输送冷气，在冬季向坪床输送暖气， 对坪床进行温度的调控。实践证明：这种简易的坪床控温系统可以在坪床中形 成较为均匀的温度分布，并促进了草坪根系的向下生长，形成健康有活力的根 系，以抵抗草坪冠层的温度逆境。\n由于本发明利用的是草坪坪床中现有的排水系统，只要对其排水系统的出 口处进行简单的改造，并连接上空调系统或水循环控温系统的冷、热气管道， 即可实现对坪床的温度的控制。一方面可以在已建成的体育运动场上使用，另 一方面，也节约了建设的成本。\n本发明可实现我国体育运动草坪的四季常绿，使体育运动场草坪一年四季 都能达到比赛的要求。一方面控温系统在夏天的降温可以显著改善草坪的越夏 性能，在35摄氏度以上的气温条件下，控温系统向坪床底部输送15度左右的 冷气，就能在坪床中形成较好的垂直温度梯度，草坪根系生长健康，草坪质量 达到国际比赛要求。另一方面，控温系统在冬天的加热可以维持冷季型常绿草 坪在冬天依然保持其运动功能，在冰点温度以下，只要向坪床底部输送20度左 右的热气，就能使草坪在寒冷的冬天不休眠，满足体育比赛的需要。\n附图说明\n图1为本发明的坪床控温式体育运动草坪剖面结构示意图。\n图1中，1为绿草层，2为草坪根系土壤基质层，3为粗沙层，4为碎石层， 5为排水管道系统。\n图2为本发明的运动草坪排水管道系统分布与控温系统接口示意图。\n图2中，虚线表示排水管道分布，箭头所指为控温系统冷、热气管道与排 水管道的连接处。\n具体实施方式\n以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。\n本发明利用排水系统调控坪床温度的体育运动草坪的剖面结构如图1所示， 运动草坪的排水管道系统5位于碎石层4的底部，采用硬PVC有孔排水管。水 管周围为直径为1.2厘米的碎石子，形成坪床地基，在坪床地基上再铺设10厘 米厚直径为0.6-1.2厘米的碎石层4，在碎石层4上铺设4厘米厚直径为0.1-0.4 厘米的粗砂层3，在粗砂层3上再铺设26厘米厚的根际营养土，构成草坪根系 土壤基质层2，营养土配方可根据不同草坪生长需要进行配制。\n本发明采用常规的空调系统或水循环控温系统与排水系统的管道组成冷、 热气控温网络。如图2所示，控温系统的冷、热气管道在草坪场地的四周与排 水管相联接，可以根据草坪生长的需要向坪床底部输送冷、热气。排水管下水 口处增设一个控制开关，在控温系统工作时，关闭排水系统的下水口，使整个 排水管道系统成为冷、热气管道系统，对坪床进行温度的调控。冷、热气进入 相互联通的排水管道系统，由排水管壁上的小孔散发出来，通过坪床颗粒的空 隙，进入碎石层4、粗沙层3、草坪根系土壤基质层2。由于碎石层4、粗沙层3 和草坪根系土壤基质层2中颗粒大小的不同，颗粒间的空隙大小就形成了自下 而上从大到小的梯度变化，从而达到控制坪床温度的目的。温度的传导效率与 这种坪床颗粒之间的空隙度显著相关。