Модульные элементы гидропонной установки смешанного типа для создания вертикальных садов и вертикальных огородов

Модульные элементы гидропонной установки смешанного типа для создания вертикальных садов и вертикальных огородов

Изобретение относится к технологии вертикального озеленения и может быть использовано для озеленения, интерьеров,, зимних садов, уличного озеленения, тепличных хозяйств.

В заявке описаны:

1. Модульный элемент гидропонной установки смешанного типа для создания вертикальных садов, неограниченных по размеру, выполненный из пластика, состоящий из корпуса, который в боковом разрезе представляет ромб с углом в 60 градусов, имеющего технологические отверстия для крепежа на вертикальной поверхности, оснащенного технологическими отверстиями для организации системы внутреннего капельного полива, орошения листвы и увлажнения воздуха, дренажным отверстием, которое может использоваться для аэрации корневой системы растения кислородом, углекислым газом, крышки с карабинами (дополнительными креплениями к корпусу) различных вариантов исполнения по цвету, тепло и светоотражательным свойствам, двух пластиковых решеток, используемых при транспортировке и в качестве разделителей грунтов, фильтром из нетканого полотна для фильтрации влаги, проникающей в дренажный слой; предусматривает размещение трех видов наполнителей - влагоудерживающего слоя, расположенного по внутреннему периметру модуля, дренажного слоя и грунта для определенного вида растения, или инертного наполнителя для техники гидропоники, отсеком для сбора излишней влаги; используется в качестве модуля вертикального озеленения, увлажнителя воздуха, фильтра на вредные соединения и шум.

2. Модульный элемент гидропонной установки смешанного типа для создания вертикальных огородов, неограниченных по размеру, выполненный из пластика, состоящий из корпуса, который в боковом разрезе представляет ромб с углом в 60 градусов, имеющего технологические отверстия для крепежа на вертикальной поверхности, оснащенного технологическими отверстиями для организации системы внутреннего капельного полива, орошения листвы и увлажнения воздуха, дренажным отверстием, которое может использоваться для аэрации корневой системы растения кислородом, углекислым газом, крышки с карабинами (дополнительными креплениями к корпусу) различных вариантов исполнения по цвету, тепло и светоотражательным свойствам, двух пластиковых решеток, используемых при транспортировке и в качестве разделителей грунтов, фильтром из нетканого полотна для фильтрации влаги, проникающей в дренажный слой, четырех контейнеров, три их которых выполняют функцию грядки для растений, один - подставки; предусматривает размещение двух видов наполнителей - влагоудерживающего слоя, расположенного по задней стороне модуля и дне контейнеров и грунта для определенного вида растения, или инертного наполнителя для техники гидропоники, отсеком для сбора излишней влаги; используется в качестве модуля вертикального озеленения, контейнера для выращивания продовольствия, увлажнителя воздуха, фильтра на вредные соединения и шум.

Область техники

Полезная модель относится к технологии вертикального озеленения и может быть использовано для озеленения, интерьеров,, зимних садов, уличного озеленения, тепличных хозяйств

Уровень техники

Известны варианты блоков и устройства гидропонных установок, разработанных автором и описанных в патентах на полезную модель 76774 «Мхово-торфяной блок (варианты) и гидропонная установка на их основе», 104820 «Модульный элемент и конструкция гидропонной установки смешанного типа для вертикального озеленения.

Текущая полезная модель - усовершенствованный вариант модульных элеменов для гидропонной установки смешанного типа

Раскрытие сущности полезной модели

Задачей полезной модели является создание образцов для массового производства модульных элементов для вертикального озеленения.

Разработанная технология, модульные элементы, конструкция гидропонных установок смешанного типа позволяют создавать вертикальные сады и огороды на улице, в помещениях.

Вертикальный сад позволяет разместить большое количество растений на ограниченной территории, что особенно актуально в городах. Вертикальный сад оказывает оздоровительное воздействие за счет фитонцидов, испускаемых растениями. Вертикальный сад качественно улучшает параметры среды обитания - снимает в значительной степени химическое, радиационное, биологическое загрязнение атмосферы, поглощает шумы, увеличивает влажность, убирает визуальное загрязнение, улучшает психическое состояние человека; Вертикальные сады относятся к здоровье сберегающим товарам, к товарам, улучшающим экологию. Эти темы актуальны для любого человека, а ценовая политика ориентирована на создание продукта, доступного кошельку среднего обывателя не только в Москве, но и в регионе. Вертикальные огороды в жилищах позволяют круглый год выгонять зелень для пищи. Конструкция и заполнение блоков имитируют условия природного произрастания растения. Поэтому растения хорошо себя чувствуют при самом простом уходе.

Наши отличия от других вертикальных садов. В основе разработки и продвижения технологии вертикального озеленения, адаптированной к условиям России находится разработка гидропонной установки смешанного типа для создания вертикальных садов и огородов. Модульным элементом гидропонной установки является блок, на производство которого сориентирована наша организация.

Блоки (контейнер) оригинальной конструкции с оригинальным наполнением для вертикального озеленения, предназначены для создания вертикальных садов и вертикальных огородов (фиг.1, 2, 3, 4)

Отличия: Разработанный нами блок - это модульный элемент, оригинальной конструкции, который собирается в гидропонную установку смешанного типа различными способами в оригинальные конструкции (монтажные рамочки, конструкция из тонкостенного алюминиевого профиля, конструкции из МДФ, конструкции из перфорированного профиля). Наши отличия и преимущества по сравнению с аналогами. Отличается своим наполнением. В блоке размещаются 3 различных типа грунтов - плодородный грунт для высадки растения, влагоемкий накопитель (флористическая пена), дренаж. Снабжен системой прикорневого полива, системой орошения, системой слива излишней влаги. Предусмотрена возможность аэрации корневой системы. В корпусе и в крышке модуля находятся технологические отверстия для организации системы полива, орошения, аэрации корневой системы. Для растений создаются оптимальные условия, приближающие их к условиям природного произрастания. Система полива, орошения, слива излишней влаги монтируется в технологические отверстия модуля и состоит из 6 мм, 16 мм шлангов, капельниц различной производительности и диффузоров, являющихся сливными воронкам при организации системы слива излишней влаги (фигура 1). Помечены желтыми кружками.

- Оригинальная форма контейнера - в разрезе ромб с углами 60 градусов, предполагает возможность комфортного расположения корневой системы растения. Объем грунта для размещения корней - 6, 5 литра.. Блоки при монтаже создают, единую вертикальную поверхность. На задней стороне блока находятся технологические отверстия, позволяющие крепить блоки к вертикальной поверхности. На текущий момент нами разработаны различные варианты

крепежа, стоек, мебели для размещения модулей. Мы не будем ломать копья, дискутируя с приверженцами гидропоники. Гидропоника - это выращивание растений без грунта (почвы). Большинство западных вертикальных стен построено по законам аэропоники, или периодического орошения корневой системы растения питательным раствором. Строго говоря, торфяные наполнители также можно отнести к гидропонным материалам. Эти наполнители (керамзит, торф, перлит и пр.) не содержат живых организмов и в этом есть свои плюсы и минусы. Растение получает питание из раствора и меньше подвергается заболеваниям за счет стерильности грунтов. Почва, если она не простерелизована перед высадкой растения может служить источником многих неприятностей. Но недаром немцы вывозили украинский чернозем составами во время войны. Почвенные микроорганизмы активно участвуют в процессах питания и фотосинтеза растений. Именно по этой причине так отличаются по вкусу огурцы, выращенные на питательном растворе, от грунтовых. Мы рекомендуем добавлять в блоки гумус и другие консорциумы почвенных бактерий в грунты. Но нащи блоки дают простор для творчества как любителям гидропоники, так и специалистам, предпочитающим работать с почвой.

- Соотношение трех типов наполнителей создает оптимальные условия для содержания растений. С задней стороны стенки, по бокам и под сплошной частью крышки (по периметру) в контейнере размещается влагоемкий грунт (98%), который консервирует воду общим объемом 2,5 литра. По задней стенке влагоемкий грунт упирается в нижнюю часть контейнера, где собирается излишняя влага, откуда она поднимается по капптлярной системе губки вверх к корням растений. При поливе излишняя влага из грунта впитывается губкой, что позволяет корням растения не загнивать. При высыхании грунта корни растений стремятся к источнику влаги с питанием и качают ее своими корнями как насосом из влагоемкого наполнителя. Растение берет столько, сколько ему надо. Над влагоемким приемником, за счет которого осуществляется редкий полив (раз в 2-6 недель в зависимости от сезона и температуры) размещается дренаж. В этой области находится слив излишней влаги при переливе блока. Перелив растения в большинстве случаев приводит к большим проблемам, чем недолив. В этой части размещается дренажное отверстие, которое можно оставить открытым, или установив систему слива излишней влаги, замкнуть в единую сеть трубок. Через этот канал рекомендуем иногда прогонять аквариумным компрессором воздух, а при задачах выращивания продуктов питания и СO2. Сверху дренажа размещается грунт, в котором располагаются корни растения. Если это декоративные растения, а Вы сторонник гидропоники, Вы можете посадить растение в тот наполнитель (перлит, керамзит, вермикулит, или смешанные композиты), с которым любите работать. Грунты держат растение и не позволяют ему «выпасть» даже при значительной зеленой массе. Мы рекомендуем использование грунтов, разработанных для различных типов растения, в этом случае мы советуем в их включение почвы, богатой необходимыми микроорганизмами для процесса питания растения. Особенно это актуально для выращивания на вертикальных грядках овощей для питания. В устройстве блока для выращивания огородов в корпусе предусмотрено размещение 4 поддонов (фигура 3), три из которых служат грядками, а четвертый (нижний) создает возможность излишней влаге, образовавшейся при поливе растений скапливаться в нижнем углу корпуса. В этом случае мы не используем дренаж, вода по каппилярной системе влагоприемного грунта поднимается вверх. В этом случае мы используем 2 типа грунтов - влагоприемный и плодородную почву, дренаж не нужен. Влагприемный грунт размещается по задней стороне блока

Возможны несколько вариантов исполнения модулей вертикальных садов, что достигается введением различных добавок в пластик:

1. Для использования помещений с постоянным пребыванием людей (базовая модель).

2. Для использования при пониженных температурах или хранения в зимних условиях на морозе.

3. С повышенными требованиями по пожарной безопасности.

4. Для использования в местах прямого воздействия солнечных лучей.

5. Фасадная часть блоков (крышки) традиционно черного цвета для большего выделения красоты растения. Под заказ (от 500 шт) могут быть изготовлены крышки любого цвета, возможно нанесение флексопечати. Разработаны крышки светло серого цвета со свето и теплоотражающими свойствами, что актуально при попадании прямых солнечных лучей на вертикальный сад

- Наличие капельниц на полив и орошение каждого блока уменьшают количество ручного труда при обслуживании. При возникновении заболевания благодаря автономности системы полива, оно не разносится на соседние растения

- Энергосбережение. Система гидропоники предполагает, что с периодичностью в 4 часа, включается насос, который работает й5 минут, т.е 90 мин в сутки, 45 часов беспрерывной работы ежемесячно. В нашем случае работа насоса на полив по 15 минут 2 раза в месяц, т.е 0,5 часа в месяц.

- В засадке. Наши специалисты засаживают каждый блок отдельным растением на своем столе, потом на место монтажа привозят блоки. В других системах растение высаживают в наполнитель в каждый карман фитостены, расположенный, например, на высоте 2 метров

- В перевозке Засаженные растениями фитостены грузят в автомобильный транспорт целиком, что определенным образом ограничено размером машины. В нашем случае размер автотранспорта не принципиален, что актуально особенно для городских условий. А если транспортировка происходит зимой. Утеплить проще каждый контейнер, с большой панелью это сложнее.

- В монтаже. Монтаж в нашем случае предполагает выбор конструкций, соответственно, выбор экономических возможностей, материала отделки, уменьшение трудозатрат (один блок легче монтировать, чем полотно, возможность создавать конфигурации по задачам заказчика). Мы предлагаем изначально линейку способов крепления блоков. Конкуренты ограничены в выборе конструкций и отделке вертикального сада

- В обслуживании. В фитостенах западных аналогов корни ВСЕХ растений вертикального сада опрыскивается из одного источника с питательным раствором, расположенным внизу стенки в резервуаре с питательным раствором. Обслуживание их специалистами - раз в неделю. У нас с Вами заболело одно растение из фитостены (корневая гниль). Питательный раствор опрыскал корни заболевшего растения и СТЕК в общий резервуар, из которого по кругу, каждые 4 часа орошаются корни ВСЕХ растений. Что будет дальше, через неделю до прихода специалиста? Лечить растения (ВСЕ) будет специалист, который приходит раз в неделю (если заключен договор на обслуживание). В нашем случае, специалист (или любитель) заменит один блок. Снимет его и разберется в причине проблемы. Решит эту проблему заменой одного блока. Мы работаем на грунтах, в рамках национальной традиции, но создаем оптимальные условия для растения формой блока, составом наполнителей, размещением системы полива. Отверстие внизу контейнера (система слива излишней влаги) носит многофункциональный характер. Шланги сливных блоков, соединенных в единую систему, позволяют подавать в слой дренажа с помощью компрессора воздух (комфорт для растения), и что может быть важно для выращивания овощей - углекислый газ, влияющий на ускорение фотосинтеза.

- Смена экспозиции. Конкуренты имеют возможность засадить композицию растениями один раз. Растения меняются только в связи с фактом их гибели (по европейским стандартам один раз в 3-4 месяца) при обслуживании системы. Мы сажаем растения по нашему российскому менталитету и по практике наших блоков на годы. А вот поменять местоположение контейнеров (растений) в композиции имеем возможность за счет модульности блока.

- Полив. За счет наличия влагоемкого грунта в наших блоках, мы осуществляем полив растений один раз в 2-4 недели в зависимости от сезона и места расположения. Конкуренты вынуждены совершать орошение корней растений ОДИН РАЗ В 4 ЧАСА - это законы гидропоники. Представьте себе ситуацию, что у Вас отключено электричество на 3 дня. Стенка конкурентов требует полной замены ВСЕХ растений. Наш вертикальный сад не заметил временных сложностей энергетиков.

- Размещение на лицевой поверхности туманообразующих капельниц для орошения листвы вертикального сада представляет по сути устройство для увлажнения воздуха. Даже в отсутствии создания предусмотренной системы орошения, вертикальный сад сам по себе является устройством для увлажнения среды обитания за счет постоянно испаряющейся влаги с поверхности листьев. При создании вертикального сада с размерами, которые позволяли размещать растения из расчета 1 растение горшка 15 диаметра на 1 кв. метр площади жилого помещения, нам удавалось повысить влажность помещения с 25 до 50%

- Достижение эффективности экологической очистки среды обитания с помощью растений возможно при достаточной их концентрации - одно среднее растение на кВ. метр площади. Вертикальное размещение растений серьезно экономит площадь помещения

- Адаптации к российскому климату. Все варианты гидропонных фитостен ориентированы на температуры не ниже +12 градусов. Конечно, есть и в российском климате растения, способные пережить наши зимы в вертикальном расположении на фасаде здания, но это вопрос будущего. Мы проводим эксперимент, с растениями, сохраняющими декоративность в течение всего года в условиях средней полосы на улице. На текущий момент модульность нашего блока позволяет производить быстрый монтаж и демонтаж вертикальных садов, размещенных на улице. Наша технология позволяет быстрый демонтаж системы, и если прикопать растения, сохранность посадочного материала на следующий сезон, с дополнительной засадкой разросшимися за сезон растениями. Прикопать (на улице) можно в месте засадки (заодно и облагородить прилегающую территорию).

- Адаптации к российскому менталитету

Теперь о менталитете. Наш менталитет (российский) ориентирован на выращивание комнатных растений в течении многих лет, именно эту задачу призван выполнить наш модуль.

- Цена создания вертикальных садов. Конкуренты «под ключ» предлагают создание фитостен за 45 тыс.руб.м.кв.. Наша компания - «под ключ», во взаимодействии с «профи - озеленителями» позиционирует 1 м.кВ. в 30 тыс.руб. Гидропонные установки для засадки растениями - 16 тыс.руб. м.кв. Мы стремимся к созданию «народного продукта», доступного по цене жителю регионов.

- Вертикальные домашние огороды. Мы планируем во втором квартале 2013 года приступить к выпуску блоков для создания вертикальных огородов в жилищах и на приусадебных участка наших граждан. Устройство блока будет отличаться от устройства блока для садов наличием 3 грядок, подставкой для них, измененной системы полива. Этот товар позволит обеспечить семью свежей зеленью к столу в течение всего года. Вертикальные огороды (фигура 3)размещаются в том же корпусе, что и сады, но отличаются размером отверстия на крышке модуля, наличием 4 одинаковых поддонов, нижний из которых перевернут, что создает возможность излишней влаге стекать в нижней угол, а оттуда по каппилярной системе влагоприемного накопителя подниматься вверх. В этом случае мы используем 2 типа грунтов. Системы подводки воды и слива аналогичны модулю для создания вертикального сада. Если первая описанная модель позволяет засадку даже мелкого кустарника (объем плодородного грунта 6,5 литров), то второй вариант предполагает засадку растениями с меньшей корневой системой, но большего количества (3 грядки)

Технический результат

1. Форма модуля вертикального озеленения позволяет создавать вертикальные сады и огороды, выстраивая вертикальную поверхность размещения растений.

2. Модульнось элемента позволяет создавать «зеленые стены» неограниченного размера, наращивая ширину и высоту. Блоки, объединенные в совокупность, создают вертикальный сад

3. Наличие влагоемкого накопителя позволяет при обслуживании более редкий полив растения - объем консервируемой влаги достигает 2, 5 литров. Также происходит впитывание излишней влаги из грунта, что предупреждает загнивание корней растений.

4. Наличие технологических отверстий в модуле создает возможность организации на ряд модулей системы капельного полива, орошения, слива излишней влаги (дренаж), аэрации корневой системы

5. Технологические отверстия на задней стенке блока создают возможности различных способов крепления модулей в единую вертикальную поверхность.

6. При организации системы орошения наземной части растения из верхней туманообразующей капельницы блока вертикальный сад представляет устройство увлажнения воздуха. Даже без монтажа системы опрыскивания листвы вертикальный сад является устройством увлажнения жилища, за счет постоянно испаряющейся влаги с поверхности листьев растений, высаженных в блоки

7.Вертикальный сад является фильтром на поглощение вредных химических выделений (формальдегиды, толуол и пр), т.к создает возможность необходимой концентрации растений (для достижения фильтрующего эффекта необходимо одно растение 60 см высоты на кВ. метр помещения)

8. Вертикальный сад является мощным источником выделения фитонцидов, оказывающих оздоравливающий эффект, т.к. создает возможность необходимой концентрации растений

9 Вертикальный сад является шумовым фильтром. Чем больше поверхность листа, тем сильнее эффект, при необходимой концентрации растений

9. Соотнощение форм, размеров модуля и наполнителя позволяют выделить 6, 5 литров плодородного грунта для размещения растения, что позволяет использовать широкий ассортимент растений, включая небольшие кустарники

10. Вертикальные сады снимают, или смягчают визуальное загрязнения, чем улучшают психическое здоровье

11. Внедрение модуля вертикального озеленения в рынок создает возможность создать вертикальный сад, или огород любому любителю растений своими руками.

12. Конструкция блока создает возможность стимулировать рост растений прикорневой подкормкой углекислым газом, или подавать кислород, увеличивая скорость окислительных реакции.

13. Полив модуля может осуществляться вручную, через организацию системы капельного полива. Возможен любой уровень автоматизации.

14. Различные добавки в пластик позволяют использовать модули в самом широком диапозоне температур, солнечной активности, ветрового воздействия.

Осуществление полезной модели

Модульные элементы размещаются в специальных конструкциях, с помощью различных крепежей (крючки, саморезы, специальный крепеж) к вертикальным поверхностям, в специально разработанные конструкции из МДФ, тонкостенного стального профиля. Гидропонная установка предполагает монтаж системы полива, состоящий из соединенных между собой шлангов для микрокапельного полива, блоков и орошения через специально созданные на блоках отверстия. Также монтируется система слива излишней влаги. Через ту же систему соединенных между собой шлангов возможна аэрация корневой системы растений, высаженных в блок с помощью компрессора кислородом и углекислым газом. Гидропонные установки возможно размещать в жилых, производственных помещениях, зимних садах, на улице.

Блок для создания вертикального сада (фиг.1, фиг.2) состоит из пластикового корпуса оригинальной конструкции, представляющий в разрезе ромб с нижним углом в 60 градусов. В корпусе расположены отверстия для подвода микрошлангов (диаметр 7 мм) для полива (задняя поверхность), орошения листьев (на фасаде и в крышке), слива излишней влаги (внизу). Блок комплектуется двумя пластиковыми решетками - вертикальной и горизонтальной, которые вставляются друг в друга и служат разделениями между различными типами грунтов. Блок комплектуется системой слива, которая представляет из себя воронку для слива воды из специального отсека внизу блока. Нижняя часть воронки соединяется с микрошлангом, который потом монтируется в единую систему слива излишней влаги. Эту систему также возможно использовать для аэрации корней кислородом и углекислым газом. Блок комплектуется специальным пористым материалом, который впитывает влагу до 98% и держит ее продолжительное время в законснрвированном виде. Корни растения тянут влагу из этого материала, как насос. В блоке также присутствует нетканое полотно, которое выполняет роль фильтра системы слива излишней влаги. В отверстия для полива вставляются микрошланги с соответствующими капельницами для системы полива и орошения. После сборки блока при засадке садовод сначала устанавливает пластины влагоемкого накопителя вдоль задней стенки блока, засыпает керамзит, прокладывает малую решетку и фильтр, устанавливает пену по бокам и под глухую часть крышки, затем соответствующий грунт для засаживаемого растения, или инертный наполнитель для любителей гидропоники, засаживает растение. После этого блок монтируется в каркас гидропонной установки (специальные крепежи, конструкции из тонкостенного стального профиля, секции из МДФ и прочее). При этом используются технологические отверстия, расположенные на задней стенке блока. Создается система полива, орошения, слива излишней влаги

Блоки для вертикальных огородов (фиг.3, фиг.4) имеют такой же корпус, что и для садов, но отличаются внутренним устройством. При комплектации блока к задней стенке также укладывается влагоемкий грунт, затем устанавливается вертикальная решетка. Системы полива, слива излишней влаги, аэрации корней аналогичны блокам для садов. В комплектацию блока входит 4 поддона, три из которых выступают в качестве грядок, в которые высаживаются корнеплоды, или семена, или рассада овощных культур. Нижний поддон вставляется в перевернутом виде, под него помещается или влагоемкий грунт, который прокладывается двумя объемами, оставляя в центре, где находится слив место для стекания избыточной влаги, или ничего, что создает отсек для приема излишней влаги. Полив блока может также осуществляться вручную.

1. Модульный элемент гидропонной установки смешанного типа для создания вертикальных садов, неограниченных по размеру, выполненный из пластика, состоящий из корпуса, который в боковом разрезе представляет ромб с углом в 60 градусов, имеющего технологические отверстия для крепежа на вертикальной поверхности, оснащенного технологическими отверстиями для организации системы внутреннего капельного полива, орошения листвы и увлажнения воздуха, дренажным отверстием, которое может использоваться для аэрации корневой системы растения кислородом, углекислым газом, крышки различных вариантов исполнения по цвету, тепло- и светоотражательным свойствам, фильтром из нетканого полотна для фильтрации влаги, проникающей в дренажный слой; предусматривает размещение трех видов наполнителей - влагоудерживающего слоя, расположенного по внутреннему периметру модуля, дренажного слоя и грунта для определенного вида растения, или инертного наполнителя для техники гидропоники, отсеком для сбора излишней влаги; используется в качестве модуля вертикального озеленения, увлажнителя воздуха.

2. Модульный элемент гидропонной установки смешанного типа для создания вертикальных огородов, неограниченных по размеру, выполненный из пластика, состоящий из корпуса, который в боковом разрезе представляет ромб с углом в 60 градусов, имеющего технологические отверстия для крепежа на вертикальной поверхности, оснащенного технологическими отверстиями для организации системы внутреннего капельного полива, орошения листвы и увлажнения воздуха, дренажным отверстием, которое может использоваться для аэрации корневой системы растения кислородом, углекислым газом, крышки различных вариантов исполнения по цвету, тепло- и светоотражательным свойствам, фильтром из нетканого полотна для фильтрации влаги, проникающей в дренажный слой, четырех поддонов, три их которых выполняют функцию грядки для растений; предусматривает размещение двух видов наполнителей - влагоудерживающего слоя, расположенного по задней стороне модуля и дне контейнеров и грунта для определенного вида растения, или инертного наполнителя для техники гидропоники, отсеком для сбора излишней влаги; используется в качестве модуля вертикального озеленения, контейнера для выращивания продовольствия, увлажнителя воздуха.