初探城市立体农场的设计模式

2018-04-27陆婷

世界家苑 2018年1期

陆婷

摘要：中国自古以来就是农业大国，几十亿人的衣食温饱历来都是关系国计民生的头等大事。然而，大规模的农村城镇化正以惊人的速度吞噬着本已稀缺的农业用地，传统的农耕文明遭遇着前所未有的冲击，城市要发展，城市立体农场近年来是一个新兴的话题，同时它也是解决问题的途径，城市立体农场也开始像常见的城市建筑一样需要一个整体的体系和模式去规划和设计它，让它能更好的融入城市建筑中，更好的去适应每个地方地域上的需求，并达到立体农场存在的最大效应。本文将探究城市立体农场在城市中的设计模式。

关键词：城市立体农场；立体农场设计模式

1.绪论

1.1研究动机

农村城镇化的趋势越来越突出，这也就意味着对农田的征用越来越多，传统的农耕文明受到冲击随着城市进程的发展，城市规模的扩大，城市问题让人们对城市的重新设计与考量，在城市的可持续发展层面，存在城市与自然生态系统人的活动与大自然协调脱离的问题。

1.2研究目的

为了应对城市环境问题与保护生态延续可持续发展问题，城市立体农场利用充分自然资源和城市垃圾，采取集约的方式，利用并产生可持续能源，有效解决城市发展过程中产生的物质循环与能源流动利用问题。

2.城市立体农场概念及技术设计分析

2.1立体的农场概念

城市立体农场就是将果蔬农产品、牲畜养殖等农业环节运作于装有农作业系统的楼层建筑中，并进行能源加工和废料处理系统嵌入，实现农作物的正常生产，城市粮食与能源的自给自足。

2.2立体农场的农业生产功能相关技术的设计模式

2.2.1土壤种植

大楼中传统的土壤种植的处理其实和屋顶种植的处理方式类同，首先是对建筑承重力的要求和防水的处理，然后覆上特质有机轻质土壤加上过滤层后用优质pc材质排蓄水层最后以土工膜保护层和混凝土或者隔热层结尾。

2.2.2无土栽培技术

营养液栽培是一种利用植物所需要的营养液培植方法，这种技术不依赖土壤，而是将植物培养在一个有营养液或是培植器当中，无土栽培技术包括水培栽培、气培栽培和基质栽培。

2.2.3设施农业技术

设施农业技术即通过辅助的工具对农作物所需的自然条件进行人工的调节，如温度、湿度和光环境等以此来调节每个农作物物种的不同生长环境需求，城市立体农场设施农业技术为LED种植灯的使用，LED作为植物光周期、光形态形成的引导照明，特定波长的LED还可影响植物的开花时间、品质和花期持续时间。

2.3.1立体农场有机废物处理技术

厌氧发酵就是在隔绝氧气的情况下进行的发酵过程，原理是因为有些细菌只能在无氧的情况下进行发酵，使一些物质转化成人们生产和生活所需要的微生物能源、微生物饲料、微生物肥料等等，目前厌氧发酵处理的有机固体废物主要为城市生活垃圾。

2.2.1城市立体农场收集雨水处理技术

城市立体农场中收集与雨水的技术可分为直接利用和间接利用。

1.直接利用：雨水直接利用是指将雨水收集后直接回用，应优先考虑用于小区杂用水、农作物的浇灌用水等。一般需与其它水源一起作为备用水。

2.间接利用：如屋顶集水雨水的处理设备包括有筛网槽以及两个沉淀槽。沉淀槽下方则设有清洗排泥管，用来方便槽底淤泥的清洗排除，维持沉淀槽的循环使用。

2.3其他可再生能源技术

在现阶段的城市立体农场中，可再生能源技术是最适合整栋楼层运营的技术，常见的可再生技术是太阳能光伏发电和风能发电技术。

3.城市立体农场设计模式分析

3.1城市立体农场的建筑功能分析

城市立体农场的农产品包括了植物种植和动物养殖两个部分。其中植物在传统垂直农场上的培植方式用封闭的温室效果进行种植，并采用人工环境控制系统满足每一株植物的不同需求，以种植蔬菜为主，蓄养动物同样是在室内空间进行，以保障动物生长的条件，便于处理动物粪便对城市的影响。

3.2立体农场建筑形式表达

由于传统的垂直农场建筑功能较为单一，所以在以往的垂直农场设计中除了在必要的地方预留交通系统，整个建筑都以最大限度的采光为标准最常见的有呈“梯级”形式的平面布局，或是在此基础上进行扭曲旋转成垂直空间摩天大楼的形式，这些都是基于自然光的考虑，还有一个主要的布置原则把控于整栋大楼对于通风条件的要求，是保温或者是通风降温，最终都以最节能的方式去设计，摒弃对建筑形态的单纯追求。在这样设计的城市立体农场当中，大多数不是以植物的尺度去衡量楼层高度而是依照人体工程学为基础去设计，以人的尺度和生活为设计原则，除此之外，应该明确每一类的种植植物类别的需求，对光线要求不高的一类植物进行分类放置于农场的背光一侧，将辅助空间和交通流线结合并充分利用起来.

3.3立体农场与城市建筑关系

在大多数现有的城市立体农场中我们发现建筑功能本身与城市建筑的关系并不密切，更早之前更注重种植功能本身多于对人在整栋大楼中的归属感，而渐渐的最近的案例与概念方案更注重让人的生活融入进去，不仅满足农场本身的生产条件，同时让居民的参与程度提高，构建了一个和谐的生活模式。

3.4立体农场的局限性

城市立体农场对能源的消耗大，虽然有部分资源化的处理技术来支持整栋大楼的运作，但是满足不了巨大的需求量，造价高似乎成为了城市立体农场无法较快实现的阻碍因素，因此城市立体农场的真正实践性得不到落实。

社会影响，在城市建筑发展到一定阶段时，就会出现一些类似于城市立体农场的新型建筑，但是往往这些新型建筑在最初是不被人所接受的，原因是它相对城市建筑而言的独立与不同在人们的生活活动范围内没有协调好人与建筑间的关系，甚至是脱离了人的活动而建立，那么它将不被大众所接受。

结论

城市立体农场发展至今已经不再是纸上谈兵，可以看出无论是政府或是人們的期盼都趋于一致，城市立体农场将会成为城市建筑中的一个必备建筑类型，缓解农村城镇化农田流失的问题，所以必要的将立体农场按照一定的设计模式进行规划，城市立体农场会更加的贴近生活贴近自然，融入于城市建筑群中。

参考文献

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