Structureel patent: dubbel-ontwerp voor de watercyclus
De kernkracht van deze tegels ligt in hun gepatenteerde dubbel-laagse samenwerkingsstructuur (patentnr. ZL202420123456.7). De bovenste laag is een 10-15 cm dikke, doorlatende kiezellaagnatuurlijke kiezelstenen(5-8 cm in diameter) in gegradeerde configuratie gelegd om een infiltratiestructuur met een porositeit van 25% te vormen. Regenwater kan snel infiltreren via kiezelspleten (doorlaatbaarheidscoëfficiënt 3,5×10⁻³m/s, ruimschoots meer dan 1×10⁻³m/s bij traditionele doorlatende stenen). De onderste laag bestaat uit modulaire PP-wateropslagmodules (elk een capaciteit van 5 liter, op aanvraag samen te voegen), die geïnfiltreerd regenwater opvangen via omleidingsgroeven, waardoor een dubbellaags systeem met "onmiddellijke infiltratie + bufferopslag" ontstaat.
Dit ontwerp overwint de beperkingen van traditionele doorlatende stenen- die 'infiltreren maar niet opslaan' of 'opslaan maar nauwelijks gebruiken': tijdens zware regenval voert de bovenste laag regenwater snel af om de afstroming aan het oppervlak te verminderen (getest om de piekstroom met 70% te verminderen), terwijl de onderste modules tijdelijk water opslaan (totale capaciteit 15 l/㎡); bij droog weer kan opgeslagen water worden onttrokken via zwaartekracht of micro-pompen voor omliggende groene irrigatie, waardoor "regenwater ter plaatse- wordt geabsorbeerd en gerecycled."
Prestatiegegevens: dubbele werkzaamheid bij overstromingsbeheersing en koeling
Een proeftoepassing in Shenzhen Qianhai heeft de praktische waarde van de tegels volledig bewezen. Het tegelsysteem bestrijkt 2000 m2 aan voetgangersstraten en zorgde ervoor dat er tijdens het overstromingsseizoen van 2024 geen sprake was van wateroverlast (maximale dagelijkse regenval 180 mm), een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de pre-renovatie (gemiddeld drie jaarlijkse wateroverlastincidenten). Uit monitoringgegevens blijkt dat het tegelsysteem dagelijks tot 30 ton regenwater kan opslaan, wat overeenkomt met het verminderen van de afvoer van 30 m³ regenwater in gemeentelijke pijpleidingen en het verlichten van de stroomafwaartse afvoerdruk.
Bij het beperken van stedelijke hitte-eilanden zijn de prestaties even indrukwekkend. Tijdens hete zomers (temperaturen boven de 35 graden) verdampt het opgeslagen regenwater op natuurlijke wijze door de kiezellaag, waardoor de oppervlaktewarmte wordt afgevoerd.-Tests tonen aan dat de oppervlaktetemperaturen in verharde gebieden 5-8 graden lager zijn dan de omringende traditionele tegels, waarbij de luchtvochtigheid met 10%-15% toeneemt, waardoor lokale microklimaatregulering ontstaat. Deze ‘verdampingskoeling’ vereist geen extra energie, is 100% energiezuiniger dan kunstmatige sproeisystemen en is plantvriendelijker (voorkomt bladverbranding).
Slim beheer: sensor-gestuurde precisieregeling
Intelligente upgrades hebben het tegelsysteem getransformeerd van ‘passieve wateropslag’ naar ‘actief beheer’. Elke PP-module bevat een ultrasone waterniveausensor, die in real-time de wateropslag bewaakt en gegevens via LoRa IoT naar het centrale besturingsplatform verzendt. Wanneer de opslag groter is dan 80% (12L/㎡), opent het systeem automatisch de overstroomkleppen om morsen te voorkomen; wanneer de opslag onder de 20% daalt zonder dat er regen wordt voorspeld, wordt automatisch verbinding gemaakt met omliggende groene irrigatiesystemen, waarbij opgeslagen regenwater wordt gebruikt voor bewatering (de waterdruk wordt uiteraard geleverd door het hoogteverschil van de modules, geen elektriciteit nodig).
Uit operationele gegevens van het Shenzhen-project blijkt dat deze slimme koppeling het gebruik van irrigatiewater met 60% vermindert in vergelijking met traditionele kraanwaterirrigatie, waardoor jaarlijks ongeveer 12.000 ton water wordt bespaard. Bovendien optimaliseert data-analyse de lay-out van de modules (bijvoorbeeld door de dichtheid in prieelgebieden te vergroten) om de benuttingsgraad van het regenwater verder te bevorderen tot 85%. Bovendien monitoren sensoren de verstopping van kiezellagen (via veranderingen in de infiltratiesnelheid), waardoor vroegtijdige onderhoudswaarschuwingen worden gegeven en het veelvoorkomende probleem wordt vermeden dat traditionele permeabele voorzieningen "binnen drie jaar falen".