Газонна решітка

Реферат: Газонна решітка оснащена трубами для теплоносія. За допомогою цих газонних решіток можна влітку використовувати дерен, що взимку може перетворюватись на спорудження ковзанки і/або дерен може піддаватись поверхневому нагріванню ґрунту для захисту від замерзання в зимовий період. Крім того, газонна решітка може використовуватись для активної і пасивної генерації сонячного тепла. UA 112181 C2 (12) UA 112181 C2 UA 112181 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується газонної решітки для підвищення здатності дерну протистояти механічним навантаженням. Крім того, винахід стосується застосування газонної решітки у спортивних та рекреаційних об'єктах і поверхнях, які використовуються дуже мало або взагалі не використовуються, наприклад, на поверхнях дахів, узбіччях і т. п. Крім того, винахід стосується способу виготовлення штучної ковзанки. В даному описі використовуються наступні терміни: - Дерн - природний рослинний покрив ґрунту або субстрату на траві і трав'яних покривах, включаючи їх коріння. - Газонна решітка включає всі структурні елементи, які будуть встановлені на або закладені в дерн, що підвищують здатність дерну витримувати механічні навантаження або запобігають зануренню важкого обладнання, коліс транспортних засобів і т.п. в дерн. - Газонна енергосистема решітки використовується для газонної решітки, що включає вбудований трубопровід для теплопередачі та для постачання теплової енергії або її проведення. Система решітки також може розташовуватися на поверхні без рослин, тоді вона зазначається як газонна енергосистема решітки. - Експлуатація в літніх умовах це використання незалежно від сезону спортивних та рекреаційних об'єктів без льоду, тоді як експлуатація в зимових умовах це використання одного і того ж об'єкта, наприклад, в якості ковзанки зі штучним льодом. - Рекреаційний об'єкт включає спортивні майданчики та ігрові майданчики, майданчики для лежання, тощо, у державному і приватному секторах. - Теплопередавач містить холодоагенти для витягування тепла. З рівня техніки відомі засоби для застосування не тільки для експлуатації в літніх умовах, але і для експлуатації в зимових умовах. У зв'язку з цим поверхня для експлуатації в літніх умовах є твердою, наприклад PU-зв'язана поверхння кварцового піску для експлуатації в літніх умовах забезпечується штучним покриттям у вигляді матів або смуг. Крім того, відоме введення штучного дерну в структуру льоду для експлуатації в зимових умовах. У відомих пристроях шар має трубопровід для холодоагенту, який охолоджує до необхідних температур для утворення ковзанки за допомогою звичайних холодогенераторів, які прокачують через трубопровід, що розташований під поверхнею. Під нижньою частиною існують додаткові функціональні шари такі як, наприклад, шар зберігання холоду, теплоізоляційний шар, підтримуючий шар і т.п. Ці відомі засоби мають недолік в тому, що верхні поверхні або штучний дерн не підходять для багатьох застосувань, таких як області навколо басейнів. Крім того, вже відоме створення штучної ковзанки на поверхні з природним дерном. Для цього зазвичай використовуються мобільні штучні ковзанки, які складаються з переносних модулів, що містять трубопроводи холодоагенту, які викладаються на потрібній території. Можуть знадобитися заходи для захисту натурального покриття газону. Вирішення даного питання складне в декількох аспектах, наприклад, транспортування, зберігання модулів протягом літа і т.п. Газонні решітки також відомі, наприклад, як продукт Разенвейб нах Інг. Престл [пориста структура згідно інженерного рішення Престл] від компанії Савуна ГмбХ, з гексагональної решітки камер в стільниковій формі. Також відомі нші форми структур, наприклад, камери квадратної структури. Вони переважно застосовуються для відкривання областей, що використовують з насаджуванням одночасного армування, наприклад пожежна машина, під'їзні шляхи чи стоянки, а також для відпочинку та розваг, таких як кемпінги і т.д. Трубопровідна система для охолодження або обігріву поверхонь, зокрема для виробництва ковзанок також відома з документу ЕР 770733, де труби укладаються в решітко-подібні елементи. Потім решіткові елементи заповнюються піском, штучним дерном та можуть укладатись в структуру ковзанки. Метою даного винаходу є розширення галузі використання і функціональності газонних решіток з вбудованими трубопроводами. Згідно винаходу ця задача вирішується завдяки характеристикам незалежних пунктів формули винаходу. Переважні варіанти втілення даного винаходу будуть описані за допомогою креслень. На фіг. 1 показаний вид зверху елемента газонної решітки з лініями для теплопередачі. Фіг. 2 схематично показує основну структуру шару спортивних та рекреаційних об'єктів. Фіг. З схематично показує тривимірну структуру шарів споруди при експлуатації в літніх умовах. Фіг. 4 схематично показує тривимірну структуру шарів об'єкта при експлуатації в зимових умовах. 1 UA 112181 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Газонна решітка 6, на фіг. 1 показує наполовину гексагональну камеру і половину квадратної камери задля унаочнення. Вона служить в якості опори для трубопроводів 7, які заповнені теплоносієм, що тече через них. Для поглиблень передбачені перпендикулярні перегородки в решіткових камерах та трубопроводі, де вбудовані поглиблення трубопроводів. Ці поглиблення отворів в перегородках мають діаметр отвору трохи більший ніж зовнішній діаметр труби. Крім того, поглиблення можуть бути також поглибленнями з верхньою кромкою перегородки, де западини можуть бути налаштовані таким чином, що вони мають звужену частину, через яку труби стискуються і фіксуються. Гексагональна решітка, що має розмір кута камери 7 см, де трубопроводи розташовані окремо один від одного приблизно на 5,5 см і встановлені глибоко всередині сітки таким чином щоб повністю покриватись заповнювальним нижнім шаром. Залежно від області застосування можливі також інші розміри решітки. Відомі матеріали, наприклад, метали або пластмаси, композитні труби, виготовлені з цих матеріалів, які використовуються для ліній. Труби з внутрішнім діаметром 12-25 мм, виявилися придатними для застосування в більшості випадків. Газонна решітка, як правило, доступна у вигляді панелей, що можуть встановлюватись по всій площі, що призначена для зміцнення дерну. Розмір панелі може змінюватись і становити декілька квадратних метрів. Для певних втілень матеріал у вигляді рулонів з трубами вже закладений в нього підходить також. Для мережі трубопроводів, довгий матеріал труби може бути введений в отвори решіток. Крім того, панелі можуть оснащуватись ділянками труб, які з'єднуються одна з одною коли панелі встановлені певним чином. Для цього кінці частин труби оснащені відповідними вставними муфтами або вкручувальними з'єднувачами. Після того встановлення панелей решітки і з'єднання трубопроводів в одну або кілька схем, газонна решітка заповнюється нижнім шаром до рівня при якому решітка розділяється переділкою і покриваються трубопроводи. У готовому пристрої дерн корениться в нижньому шарі, який знаходиться вище камер решітки, що оточує і охоплює трубопроводи. Трубопроводи, що входять в газонну решітку заповнені теплоносієм, що протікає через них. Для цього придатні різні рідини, наприклад, вода, охолоджувальна рідина і т.п. Система складається з газонних решіток і трубопроводів, що можуть використовуватись по - різному. Переважним застосуванням є використання для структурування пристрою, що може використовуватись для спорту і рекреаційних об'єктів і розваг протягом літа і перетворитись в ковзанку взимку. При використанні системи, що складається з газонної решітки і трубопроводів на відміну від відомих рішень, природний дерн вбудований в структуру льоду для роботи взимку. Структура такого пристрою показана в розрізі на фіг. 2 і в перспективі на фіг. З і 4, де показані дві різні форми камер для газонної решітки. Як показано на фіг. 2 в розрізі і на фіг. 3 в перспективі, структура шарів пристрою, що розташований на будівельному ґрунті 1, і підготовлений для структури. Залежно від водопроникності будівництва ґрунту може з'явитись необхідність оснащення дренажними лініями на будівельному ґрунті. Для термічного розчеплення від будівельного ґрунту, застосовується теплоізоляційний шар 3, причому цей шар відокремлюють від поверхні будівельного ґрунту шаром, що складається з геотекстильного матеріалу 2. Товщина ізоляційного шару складає приблизно 30 см в даному варіанті втілення. Піноскло гравію виявилося практичним якісним матеріалом для ізолюючого шару. Тим не менше, інші ізоляційні матеріали також можуть використовуватись і товщина шару може змінюватись. Над ізоляційним шаром 3, ще раз відділеним шаром 4 геотекстильного матеріалу є дерновий опорний шар 5 згідно DIN 18035, тобто з відповідною здатністю утримувати воду і в той же час, доброю водопроникністю, наприклад, товщиною в 20 см. Підтримуючий шар газону відповідно складається з нижнього шару, що дозволяє і сприяє інтенсивному утворенню кореневищ трави іпокриття землі. У верхній частині, газонна решітка 6 типу, що описана вище вбудовується в підтримуючий шар газону. Підтримуючий шар газону розширюється в даному втіленні, приблизно на 2 см. від верхнього краю газонної решітки. Вище рослинність 8 складається з трави й ґрунтопокривних. Структура для роботи взимку показана на фіг. З, вона співпадає із структурою, що описана для роботи влітку, аж до рослинності 8. Для підготовки роботи взимку, рослинність рівномірно зменшують, переважно до декількох міліметрів. Крім того, трубопроводи заповнені теплоносієм та пов'язані з генераторами холоду. Після цього нижній шар насичується водою, наприклад, за допомогою розбризкування і повністю заморожується, разом з дерном за допомогою теплопередавача в результаті чого забирається тепло. Крім того, дерн покритий непроникною плівкою від світла 9, що складається, наприклад, з водопроникного поліетилену. На цій плівці, 2 UA 112181 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 шар льоду виготовляється за допомогою однакового застосування води, яка шарами утворює штучну ковзанку. Він переважно має товщину щонайменше 3 см., переважно 5-8 см. Плівка 9 переважно біла і оснащена відповідним маркуванням для проведення хокею при необхідності і т.п. За допомогою цієї структури для роботи взимку, льодова ковзанка є досить сильною щоб витримувати обладнання, що шліфує лід. За допомогою повного заморожування дерну, що відповідає природним умовам у холодному довкіллі, добре підтримується з одного боку, і захищає дерн з іншого боку. У процесі виробництва льоду і підтримання поверхні льоду при роботі взимку, холодні генератори виробляють тепло, яке може використовуватись в іншому місці для опалення. Після закінчення експлуатації взимку, поверхня дерну може нагріватися за допомогою теплоносія щоб припинити виробництво льоду та сприяти росту дерну. Показано, що дерн переносить заморожування на кілька місяців і знову починає рости після танення льоду. Якщо ріст занадто повільний для використання за призначенням влітку, можна зробити пересівання. Значна перевага цього рішення полягає в тому, натуральні газони сприймаються естетично влітку, наприклад, луг для лежання на відміну від штучного газону. Натуральний газон крім того, має позитивний вплив на мікроклімат на околиці і є корисним для навколишнього середовища, завдяки процесу фотосинтезу, на відміну від штучного газону або твердої поверхні і може забезпечити добову потребу кисню в безпосередній близькості. Ще одна перевага полягає в тому, що дана комбінація може також використовуватися в парку і може структуруватись там, наприклад, таким чином, щоб особливо приваблива поверхня льоду може бути структурована у вільній формі лугу в парку серед дерев. Є й інші переваги на додаток до переваг використання одного і того ж пристрою для використання влітку і взимку. Пристрій може використовуватись у різні способи для збору сонячної енергії. Влітку зібрана енергія може використовуватись пристроями теплоносія для відведення падаючого сонячного тепла в поєднанні з холодогенераторами та теплообмінниками, наприклад, для нагріву води в душі і навіть для нагріву басейну. Крім того, мережа трубопроводів може бути заповнена водою для використання влітку і з'єднана безпосередньо з басейном щоб сформувати контур, де частина системи труб, яка працює в дерні служила для збирання тепла. Такі переваги використання системи, що складається з газонної решітки і трубопроводів полягають у використанні системи на спортивних полях, зокрема, на футбольних полях, і на спортивних стадіонах та футбольних стадіонах. З використанням енергосистеми газонних решіток можна реалізувати нагрівання газонів в самому верхньому підтримувальному шарі газону, що знаходиться приблизно 3-7 см. нижче дерну. Це може реалізовуватись на спортивних стадіонах, що не буде погіршувати гру і їх технічне обслуговування. Вентиляції або обслуговування самої верхньої поверхні здійснюється за допомогою голчастого валика або прополювальної борони з пружинними зубцями. Через близькість до поверхні, це рішення опалення газону має велику перевагу зменшуються витрати енергії для опалення газону ніж у всіх інших відомих системах опалення газону. Системи опалення для натурального газону на сьогоднішній день завжди на глибині не менше 25 до 30 см, в якості стандартного розміру і з міркувань технології обслуговування і тому вимагають значно більше енергії для захисту газону від морозу і заморожування. Загалом, передбачається, що 1° втрат тепла відбувається на сантиметр підтримувального шару газону. Використання газонної решітки енергосистеми вимагає набагато менше енергії, так як енергія для без морозного поля може випускатись вгору з глибини 5-7 см. Крім того, за допомогою системи газонної решітки, що встановлена в ігрове поле, поверхня льоду для хокею чи для іншого, може вироблятись на природному газоні ігрового поля за відсутності ігор, коли спортивний майданчик або стадіон не використовується для газонного спорту. Рух по поверхні газону важким обладнанням і вантажними автомобілями до 40 тонн для проведення заходів та розваг можливий без шкоди для опорного шару газону. Під час концертів газон можливо замінювати або укріпляти штучним покриттям. Подальша робота вирівнювання всередині і на поверхні головного шару газону не потрібна. Іншим переважним варіантом втілення решіткової енергосистеми є використання в якості колектора для сонячного тепла в областях, які не використовуються в інших випадках або щонайменше не використовуються інтенсивно, переважно поверхні даху, узбіччя тощо. Крім того, система може працювати з активним тепловим насосом і тим самим виробляти енергію круглорічно на плоских дахах і узбіччях. Дана мета досягається або за допомогою прямого 3 UA 112181 C2 5 10 15 впливу сонця або тільки завдяки температурі навколишнього середовища. Потужність теплового насоса, що необхідна для цього може підходити для будинку де проживає одна сім'я або для споживчої потужності всього села або промислової зони. У зв'язку з цим поверхні використані таким чином можуть або встановлюватись або переважно покриватись матеріалом, який особливо ефективний для поглинання теплового випромінювання, наприклад, темним гранульованим матеріалом, таким як базальтовий гравій з переважним розміром частинок 2-8 мм тощо. Це також запобігає швидкому старінню пластмас у результаті прямого ультрафіолетового випромінювання від сонця. Доведено на практиці, що для уникнення рослинності на не засіяних площах через регулярні проміжки часу та щоб знизити теплові витрати спричинені горизонтальними потоками повітря і в той же час для досягнення привабливого зовнішнього вигляду. Застосування на узбіччях решіток енергосистеми одночасно виконує функцію запобігання розмиванню. При використанні для вирощування рослинності на даху і, зокрема, також для насипу тощо, з матеріалу, що має меншу здатність утримувати воду, наприклад, згідно документу DIN 4095, переважно використовують як субстрат. Зважаючи на величезні невикористовуванні області узбіч, що розташовані уздовж доріг і залізничних ліній, переважно з південного напрямку, які не підходять для збору енергії за допомогою фотоелектричних елементів або звичайних сонячних колекторів через механічну чутливість цих елементів або колекторів, високий потенціал енергії колекторів можливий з використанням решіткових енергосистем. 20 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 1. Газонна решітка, що містить множину камер, відділених одна від одної перегородками, вбудований в поглиблення перегородок трубопровід, для передачі теплоносія, де газонна решітка укладена в дерен. 2. Газонна решітка за п. 1, яка відрізняється тим, що складається з окремих елементів решітки або панелей. 3. Газонна решітка за п. 2, яка відрізняється тим, що трубопровід складається з секцій труб, довжина кожної секції труб відповідає розмірам елементів решітки, і трубчасті секції оснащені пристроями з'єднання. 4. Газонна решітка за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що дереном є природний рослинний покрив ґрунту або субстрат на траві і трав'яних покривах, включаючи їх коріння. 5. Зовнішній пристрій, що складається з поверхні, яка підходить для експлуатації влітку, і пристрою для сезонного застосування шару льоду, який може бути використаний як штучна ковзанка, поверхня має досить сильну основу, щоб витримувати шліфувальне обладнання для льоду, та має лінійну мережу для передачі теплоносія, що розташована безпосередньо під поверхнею, яка складається з дерену, що вкоренився в заповнену субстратом газонну решітку, що містить множину камер, відділені одна від одної перегородками, вбудований в поглиблення перегородок трубопровід, для передачі теплоносія, який відрізняється тим, що дерен інтегрується в шар льоду, а лінійна мережа для передачі теплоносія працює в газонній решітці. 6. Пристрій за п. 5, який відрізняється тим, що коріння дерену лежить в підтримувальному шарі газону, де укладена газонна решітка. 7. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що теплоізоляційний шар розташований під дереном. 8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що теплоізоляційний шар є піноскляним гравієм. 9. Спосіб збирання сонячної енергії у зовнішній пристрій, що складається з поверхні, яка підходить для експлуатації влітку, і пристрою для сезонного застосування шару льоду, який може бути використаний як штучна ковзанка, поверхня має досить сильну основу, щоб витримувати шліфувальне обладнання для льоду, та має лінійну мережу для передачі теплоносія, що розташована безпосередньо під поверхнею, яка складається з дерену, що вкоренився в заповнену субстратом газонну решітку, що містить множину камер, відділених одна від одної перегородками, вбудований в поглиблення перегородок трубопровід, для передачі теплоносія, де дерен інтегрується в шар льоду, а лінійна мережа для передачі теплоносія працює в газонній решітці шляхом використання елемента решітки, що має камери, відділені одна від одної за допомогою перегородок, трубопровід вбудовують в поглиблення перегородок і теплоносій, що протікає через трубопровід, де для збирання сонячної енергії трубопровід приєднують до теплообмінника, трубопровід є теплообмінником або трубопровід і теплоносій керуються тепловим насосом. 10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що елемент решітки укладений в дерен. 4 UA 112181 C2 5 10 15 11. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що елемент решітки укладений в матеріал, який поглинає теплове випромінювання. 12. Спосіб експлуатації зовнішнього пристрою влітку і взимку, що складається з поверхні, яка підходить для експлуатації влітку, і пристрою для сезонного застосування шару льоду, який може бути використаний як штучна ковзанка, де поверхня має досить сильну основу, щоб витримувати шліфувальне обладнання для льоду, та має лінійну мережу для передачі теплоносія, що розташована безпосередньо під поверхнею, яка складається з дерену, що вкоренився в заповнену субстратом газонну решітку, що містить множину камер, відділених одна від одної перегородками, вбудований в поглиблення перегородок трубопровід, для передачі теплоносія, де дерен інтегрується в шар льоду, а лінійна мережа для передачі теплоносія працює в газонній решітці шляхом застосування газонної решітки з камерами, відділеними одна від одної за допомогою перегородок, трубопровід вбудований в поглиблення перегородок для пропускання теплоносія. 13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що газонна решітка містить індивідуальні елементи решітки або панелі. 14. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що трубопровід складається з трубних секцій, довжина кожної секції відповідає розмірам елементів решітки, і трубні секції мають з'єднувальний пристрій. 5 UA 112181 C2 6 UA 112181 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7