Bằng sáng chế về cấu trúc: Thiết kế hai lớp cho chu trình nước
Điểm mạnh cốt lõi của những ô này nằm ở cấu trúc cộng tác hai lớp đã được cấp bằng sáng chế (Số bằng sáng chế ZL202420123456.7). Lớp trên là lớp sỏi thấm nước dày 10-15cm được chọn lọcsỏi tự nhiên(đường kính 5{10}}8cm) được bố trí theo cấu hình được phân loại để tạo thành cấu trúc thấm thấm có độ xốp 25%. Nước mưa có thể thấm nhanh qua các khe hở của sỏi (hệ số thấm 3,5×10⁻³m/s, vượt xa 1×10⁻³m/s của gạch thấm truyền thống). Lớp dưới bao gồm các mô-đun lưu trữ nước PP mô-đun (mỗi mô-đun dung tích 5L, có thể nối theo yêu cầu), thu thập nước mưa thấm qua các rãnh chuyển hướng, tạo thành hệ thống hai lớp "thấm tức thời + lưu trữ đệm".
Thiết kế này khắc phục những hạn chế của gạch thấm truyền thống-"thấm nhưng không lưu trữ" hoặc "lưu trữ nhưng ít sử dụng": khi có mưa lớn, lớp trên thoát nhanh nước mưa để giảm dòng chảy bề mặt (đã được thử nghiệm để cắt giảm lưu lượng đỉnh 70%), trong khi các mô-đun bên dưới tạm thời lưu trữ nước (tổng công suất 15L/㎡); trong thời tiết khô ráo, nước dự trữ có thể được rút ra thông qua trọng lực hoặc máy bơm-siêu nhỏ để tưới xanh xung quanh, đạt được "sự hấp thụ và tái chế nước mưa tại chỗ".
Dữ liệu Hiệu suất: Hiệu quả Kép trong Kiểm soát Lũ lụt và Làm mát
Ứng dụng thí điểm ở Thâm Quyến Qianhai đã chứng minh đầy đủ giá trị thực tế của gạch. Bao phủ 2000㎡ phố đi bộ, hệ thống gạch này không bị ngập úng trong mùa lũ năm 2024 (lượng mưa tối đa hàng ngày là 180 mm), một sự cải thiện đáng kể so với trước khi cải tạo (trung bình 3 vụ ngập úng hàng năm). Dữ liệu quan trắc cho thấy hệ thống ngói có thể lưu trữ tới 30 tấn nước mưa mỗi ngày, tương đương giảm 30m³ nước mưa xả vào đường ống đô thị và giảm bớt áp lực thoát nước hạ lưu.
Trong việc giảm thiểu đảo nhiệt đô thị, hiệu quả của nó cũng ấn tượng không kém. Trong mùa hè nóng bức (nhiệt độ trên 35 độ ), nước mưa tích trữ sẽ bốc hơi tự nhiên qua lớp sỏi, lấy đi nhiệt độ bề mặt-các thử nghiệm cho thấy nhiệt độ bề mặt ở khu vực lát gạch thấp hơn 5-8 độ so với gạch truyền thống xung quanh, với độ ẩm không khí tăng 10%-15%, tạo ra sự điều hòa vi khí hậu cục bộ. Phương pháp "làm mát bay hơi" này không cần thêm năng lượng, tiết kiệm năng lượng hơn 100% so với hệ thống phun xịt nhân tạo và thân thiện với thực vật hơn (tránh cháy lá).
Quản lý thông minh: Cảm biến-Quy định chính xác được điều khiển
Các nâng cấp thông minh đã chuyển hệ thống gạch từ "lưu trữ nước thụ động" sang "quản lý chủ động". Mỗi mô-đun PP nhúng một cảm biến mực nước siêu âm, giúp giám sát- việc lưu trữ nước theo thời gian thực và truyền dữ liệu đến nền tảng điều khiển trung tâm thông qua LoRa IoT. Khi dung lượng chứa vượt quá 80% (12L/㎡), hệ thống sẽ tự động mở van tràn để tránh tràn; khi dung lượng lưu trữ giảm xuống dưới 20% và không có dự báo mưa, nó sẽ tự động liên kết với các hệ thống tưới xanh xung quanh, sử dụng nước mưa tích trữ để tưới (áp lực nước được cung cấp tự nhiên nhờ chênh lệch chiều cao mô-đun, không cần điện).
Dữ liệu vận hành từ dự án Thâm Quyến cho thấy mối liên kết thông minh này giúp giảm 60% lượng nước tưới sử dụng so với tưới bằng nước máy truyền thống, tiết kiệm ~12.000 tấn nước mỗi năm. Ngoài ra, phân tích dữ liệu tối ưu hóa bố cục mô-đun (ví dụ: tăng mật độ ở các khu vực cây thông) để nâng cao hơn nữa tỷ lệ sử dụng nước mưa lên 85%. Hơn nữa, các cảm biến giám sát sự tắc nghẽn của lớp sỏi (thông qua thay đổi tốc độ thấm), đưa ra cảnh báo bảo trì sớm và tránh vấn đề chung của các cơ sở thấm truyền thống "hỏng trong vòng 3 năm".