专利名称：坪床控温式体育运动草坪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种坪床控温式体育运动草坪，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的特性，属于运动场草坪建造领域。
背景技术：
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，随着人们对运动赛季的延长，也要求草坪有更长的绿色运动功能期。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难以安全越夏。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，上海体育场在盛夏的温度可高达45摄氏度以上，冷季型常绿草坪根本不可能安全越夏。
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人工控制，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，而且在连续35摄氏度的气温下，降低土温至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。
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。但由于埋地式管道水加热会使草坪温度在水平面上分布不均，管道周围的草坪温度较高，而离管道越远，温度越低，这种温度梯度会造成草坪生长的不均匀和色泽的差异，降低了运动草坪的质量。另外，该研究未对坪床中加热系统的分布、走向及其温度在草坪根际土壤中的梯度分布以及对草坪生长的影响进行探讨，更未涉及坪床的夏季降温技术。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种坪床控温式体育运动草坪，草坪坪床温度可控，具有夏季降温和冬季保温的特性，使冷季型草坪一年四季常绿，满足各种高要求的体育赛事需求。
为实现这样的目的，本发明设计的坪床控温式体育运动草坪，在草坪坪床之下特别设置了坪床托盘，坪床托盘的顶面分布均匀小孔，每个托盘的四角和中间共设置9个撑脚，撑脚间采用拱形结构，以增加其支撑力，坪床托盘紧密并列排列形成运动草坪的最底层，在托盘底部则形成相互贯通的温控空间，空调系统或水循环控温系统的管道均匀分布在整个草坪的四周，并与坪床底部的温控空间相通，对草坪底部的空间网络实施温度调节。冷暖空气通过托盘上的小孔，经由碎石层、粗沙层、根系土壤基质层颗粒间的空隙向上传导，达到有效控制根系生长温度的目的。
本发明利用体育运动场草坪坪床构造的特点，在坪床底部增设了坪床托盘，这种托盘基部四角由撑脚支撑，使托盘底部的空间相互贯通，并与控温系统的冷、暖气流相连接，在坪床底部形成了均匀的冷、暖气，从而消除了埋地式加热技术所形成的水平温度不均的缺陷，避免了草坪由于水平温度不均而造成的黄绿斑块。冷、暖气流通过托盘顶部的小孔(孔径1-2毫米，密度2孔/平方厘米)由下而上传导，利用草坪根系土壤基质层中的孔隙进行有效的温度传导，并使草坪坪床温度形成垂直的梯度分布，这种坪床温度的垂直梯度能显著促进草坪根系的向下生长，并形成健康有活力的根系，以抵抗草坪冠层的温度逆境。
本发明可以实现我国体育运动草坪的四季常绿，满足各种体育运动的比赛要求。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。
图1为本发明坪床控温式体育运动草坪剖面结构示意图。
图1中，1为草坪，2为草坪根系土壤基质层，3为粗沙层，4为碎石层，5为坪床托盘，6为温控空间。
图2为本发明控温系统管道向坪床底部的温控空间输送冷、热气的接口分布示意图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明的坪床控温式体育运动草坪结构如图1所示，包括草坪1、草坪根系土壤基质层2、粗沙层3以及碎石层4，本发明在草坪坪床之下特别设置了坪床托盘5。坪床托盘5可由塑料制成，顶面分布均匀小孔，四边及中间设置9个撑脚直接放置在地基上，在坪床托盘5底部形成拱形空间，坪床托盘5紧密并列排列，形成运动草坪坪床的底层，坪床托盘5内的拱形空间相互贯通，构成温控空间6。本发明可通过常规的空调系统或水循环控温系统对对草坪底部的温控空间6实施温度调节。
图2为本发明控温系统管道向坪床底部的温控空间输送冷、热气的接口分布示意图。
本发明在草坪坪床下布置常规的空调系统或水循环控温系统，系统管道均匀分布在整个草坪的四周，并与草坪底部的温控空间6相通，实施温度调节。图2中，箭头所指为管道与温控空间6网络的接口处。
在本发明的实施例中，坪床托盘5放置在地基上，坪床托盘5的顶部均匀分布小孔，小孔孔径1-2毫米，密度2孔/平方厘米，坪床托盘5每边3个撑脚，正中1个撑脚(共9个撑脚)，在托盘底部形成顶高约10厘米的拱形空间，坪床托盘5紧密并列排列，形成运动草坪的基层，坪床托盘5底部的拱形空间相互贯通，构成温控空间6。在坪床托盘5上铺设10厘米厚直径为0.6-1.2厘米的碎石层4，在碎石层4上再铺设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厘米厚的草坪根系土壤基质层2，草坪根系土壤基质层2的配方可根据不同草坪生长需要进行配制。由于碎石层4、粗沙层3和草坪根系土壤基质层2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，温度的传导效率与这种坪床空隙大小显著相关。
在运动草坪场地边缘与跑道路基的相接处，坪床托盘5下面的温控空间6与控温系统的冷、热气管道相联接，控温系统可采用现有的空调系统或水循环控温系统，通过管道向草坪底部的温控空间输送冷、热气，这样在坪床底部就形成了均匀分布的冷、热气网络，由于坪床底部除了撑脚外，其余都是相互贯通的空间，因此，控温系统工作后整个运动草坪坪床下的温度是均匀一致的。
权利要求
1.一种坪床控温式体育运动草坪，包括草坪(1)、草坪根系土壤基质层(2)、粗沙层(3)以及碎石层(4)，其特征在于由紧密并列排列的坪床托盘(5)形成运动草坪的底层，坪床托盘(5)的顶面分布均匀小孔，每边及中间设置撑脚，坪床托盘(5)底部形成的拱形空间相互贯通，构成温控空间(6)，温控空间(6)与控温系统的冷、热气管道相联通。
全文摘要
一种坪床控温式体育运动草坪，在草坪、草坪根系土壤基质层、粗沙层以及碎石层之下，由紧密并列排列的坪床托盘形成运动草坪的底层，坪床托盘的顶面分布均匀小孔，每边及中间设置撑脚，坪床托盘底部形成相互贯通的温控空间，空调系统或水循环控温系统的管道均匀分布在整个草坪的四周，并与坪床底部的温控空间相通，对草坪底部的空间网络实施温度调节。本发明可以改善草坪的质量，实现运动草坪的四季常绿，满足一年四季体育运动的比赛要求。
文档编号A01G1/00GK1561674SQ20041001718
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月25日 优先权日2004年3月25日
发明者王兆龙, 张彪, 高红明, 殷朝珍 申请人:上海交通大学