都市农业理念背景下的建筑生态设计研究

张紫艳

【摘   要】 随着中国经济的腾飞，城镇化建设步伐越来越快，环境恶化，农田面积大幅缩水，食物供给也面临挑战，符合可持续发展战略的都市农业概念应运而生。本文通过对“都市农业”的研究，探讨都市农业理念下城市建筑的农业生态设计策略。

【关键词】 都市农业;建筑生态设计

中图分类号：X171.1               文献识别码：A               文章编号：2096-1073（2020）05-0119-120

[Abstract] With the rapid development of China's economy， the pace of urbanization construction is getting faster and faster， the environment is deteriorating， the area of farmland is greatly reduced， and the food supply is also facing challenges. The concept of urban agriculture in line with the sustainable development strategy came into being. Through the study of "urban agriculture "， this paper discusses the agricultural ecological design strategy of urban architecture under the concept of urban agriculture.

[Key words] urban agriculture; architectural ecological design

随着城市工业越来越发达，全球性的环境污染问题也越来越严重，而城市作为人口最为密集的地方，遭遇了“十面霾伏”、水质污染、噪音污染、食品安全问题等一系列环境问题和城市喂养问题，城市建筑生态性关注度逐渐提高，将都市农业融入生态城市以及生态建筑设计中的研究就十分的有意义。

1  相关概念

1.1  都市农业的内涵

都市农业又称为城市农业，国际组织CAST将城市农业定义为“在城市内部进行的农业活動，既包括生产、加工、销售和消费获益，也包括为城市社会提供娱乐和休闲、经济活力和商业企业、个人及社区的健康和福祉、景观美化、环境恢复与整治等效益。”国内学者认为，都市农业是依托大城市的资金、人才、科技和市场优势进行集约化生产的农业，包括城市内插花状的小块农田、建筑庭院和阳台绿化，也包括城乡结合部的近郊农业，还包括远郊甚至环大都市经济圈内的适宜大都市市场需求的农业。根据其距离城市中心的距离和形式主要分为三种类型：城郊农业、城市农业和家宅农业。

1.2  都市农业的意义

都市农业通过生态技术可以处理生活垃圾、循环利用各种资源、增加城市绿地面积、美化城市景观、调节城市气候、减少城市碳排放量、防尘降噪，同时也可以加强食品安全、解决一部分人的就业问题，产生经济效益。

1.3  城市建筑生态设计

随着城市化水平的提高，土地利用率越来越受到关注，在现代城市建筑中，高层建筑越来越普遍，而过于密集的高层建筑不仅能耗巨大，也会对周围环境产生影响，造成环境污染。将农作物引入城市建筑中，建立新型生态表皮系统，可以使建筑物内部获得更好的声、光、热环境，也可以提供怡人的自然景观和舒适健康的生活方式。

2  建筑农业一体化设计的影响因素及设计原则

2.1  建筑农业一体化设计的影响因素

农业和建筑的有机结合势必受到多方面影响，比如受气候条件、周围环境等环境影响，建筑的朝向、建筑的空间等建筑影响，建筑立体绿化技术、农业技术等技术影响，以及包括城市人文因素的影响。

2.2  建筑农业一体化的设计原则

2.2.1  以安全性为前提    无论任何一种建筑行为，都要以安全性为保障，在建筑中设计农业因素，要按照建筑设计规范，充分考虑建筑荷载等必要因素，通过合理的设计来保证建筑和人身安全。

2.2.2  以生态性为目的    在农业理念下的建筑设计，要以实现生态性为目的，充分发挥植物对环境的调节作用，可以通过增加植物的种类、选择合适的种植土等手段来保证植物的健康生长。

2.2.3  以经济性为要求    在农业建筑设计、施工、使用、维护过程中，要充分考虑其经济成本，通过合理的方式最大限度的降低成本和提高农业产品的产量和质量，使经济效益最大化。

2.2.4  以艺术性为表达    在建筑中根植植物，一方面要考虑文化内涵，另一方面要符合审美，比如在建筑物立面和屋顶绿化种植时，要遵循美学原则，使人耳目一新，如临自然。

3  建筑农业一体化整合模式

3.1  建筑和农业的造型整合

当建筑与农业充分考虑整合时，应首先考虑其外观造型，采取何种方式进行合理布置，考虑建筑物功能的同时要考虑农业在建筑物中的合理位置，最终选择最优设计方案。

3.2  建筑和农业的空间整合

建筑和农业结合是共生关系，建筑为农业提供合适生长的环境，农业回报建筑以生态效应和美感。农业栖身建筑空间中，受到农业种植种类，农业技术以及空间类型的多方面影响，根据建筑的不同功能空间，建筑和农业有建筑内部空间共生模式、建筑外围护空间共生模式、作为附加功能空间的共生模式等。

3.3  建筑和农业的技术整合

建筑和农业的结合从技术层面要考虑农业生产时的所需的能源、养分、农业灌溉等相关问题，在符合可持续发展的前提下，使能源得到高效利用。

4  建筑农业一体化设计的实践性探索

建筑和农业的整合形式有建筑内部空间的农业生态形式、作为建筑外围护结构的农业生态形式、作为附加功能的农业形式和专业化的农场建筑等。

4.1  建筑内部空间的农业生态形式

建筑内部空间的农业生态形式常见的有室内农业和地下空间农业。通过在一些建筑物的中庭、休闲空间进行农业种植，一种可以作为空间景观，用以改善内部环境，一种可以以农业生产为目的解决城市食物供给问题。地下空间的农业种植可以采用植物工厂模式，用先进的技术将再生能源、现代农业技术以及物联网技术整合在一起。

4.2  建筑围护结构的农业生态形式

建筑围护结构的农业生态形式常见的有屋顶农场、可食生长墙、垂直综合温室等。屋顶绿化正在被大规模使用，如世博会部分场馆等，屋顶农场是屋顶绿化的一种特殊类型，如芝加哥盖瑞莫尔青年中心的屋顶农园、上海“V-ROOF天空菜园”等。可食生长墙有藤蔓式、栽培容器型、模块化、一体化等形式。垂直综合温室是一种将农业种植与幕墙结合的生态表皮系统。

4.3  作为附加功能空间的农业生态形式

作为附加功能空间的农业生态形式有温室建筑、阳台农业等。温室建筑可以将建筑的向阳面作为附加空间进行农业生产，创造出建筑垂直温室空间，如密尔沃基“城市农场”等。阳台农业就是利用阳台空间进行农业种植的一种形式，如北京褐石阳台花园设计等。

4.4  专业化农场建筑

专业化农场建筑比如垂直农场，可以在城市建筑物中种植各种农作物，也可以养家禽、鱼类等，建筑自身可以作为有机生态系统。如O型垂直农场、农业综合塔等。

5  建筑农业一体化设计的技术性研究

城市农业和建筑的相结合设计到各方面的科技支持，如水资源的循环利用、新能源技术的利用、有机垃圾的处理等。

5.1  建筑立体种植技术

建筑立体种植技术一种可以应用于建筑屋顶或者楼板，另一种可以将植物依附于建筑垂直面上。在进行屋顶种植和绿化时，要选择合适的构造层以供植物的生长，一般有植被层、种植基质层、过滤层、排（蓄）水层、耐根防刺层、防水层等。垂直墙面的农业种植比如藤蔓式种植需设计网格系统，使植物依附于网格生長。其技术关键在于选择合理的种植方案、选择轻质高效的栽培基质和系统化的配套技术。

5.2  农业技术

在建筑中应用的主要农业技术手段有：无土栽培技术、设施农业技术以及植物工厂技术。无土栽培用的是营养液栽培作物，在屋顶农园、阳台农业和室内农业中应用广泛。设施农业技术是用现代化科学技术装备创造出适合农作物生长的环境，被广泛用于地面农园和屋顶温室中。

5.3  生态循环技术

生态循环技术是农业和建筑结合的关键技术，涉及到可再生资源利用、固体垃圾再利用和污水循环处理系统等。绿色建筑上应用广泛的风能、太阳能和生物能源，为都市农业提供了必要的能源获取途径。在建筑中利用收集雨水、对城市污水进行处理再利用和对生物废水进行处理之后进行灌溉作物，可以最大程度的节约水资源。城市生活垃圾进行生物处理之后可以作为都市农业的肥料和土壤的改良剂。

随着经济的迅猛发展，人口越来越密集，都市化水平越来越高，传统的农业压力越来越大，把城市建筑和农业进行有机融合是未来发展的趋势，不仅可以大力发展农业，带来更多的经济效益，而且可以在一定程度保护建筑表面、延长建筑物使用寿命，改善空气质量，减少资源浪费，创造和谐的生态环境。

参考文献：

[1] 马琳. 城乡规划设计中的生态建筑设计探究[J].绿色环保建材，2020，02.

[2] 杨凤. 建筑设计中生态策略的运用[J].建材与装饰，2020，08.

[3]  陈波，杨卫丽.“3G-Box”复合型生态建筑设计——以“都市农业纳入到建筑系综合楼”设计为例[J].华中建筑，2011，07.

（编辑：赫亮）