初探城市立體農場的設計模式

陸婷

摘 要：中國自古以來就是農業大國，幾十億人的衣食溫飽歷來都是關系國計民生的頭等大事。然而，大規模的農村城鎮化正以驚人的速度吞噬著本已稀缺的農業用地，傳統的農耕文明遭遇著前所未有的沖擊，城市要發展，城市立體農場近年來是一個新興的話題，同時它也是解決問題的途徑，城市立體農場也開始像常見的城市建筑一樣需要一個整體的體系和模式去規劃和設計它，讓它能更好的融入城市建筑中，更好的去適應每個地方地域上的需求，并達到立體農場存在的最大效應。本文將探究城市立體農場在城市中的設計模式。

關鍵詞：城市立體農場；立體農場設計模式

1.緒論

1.1研究動機

農村城鎮化的趨勢越來越突出，這也就意味著對農田的征用越來越多，傳統的農耕文明受到沖擊隨著城市進程的發展，城市規模的擴大，城市問題讓人們對城市的重新設計與考量，在城市的可持續發展層面，存在城市與自然生態系統人的活動與大自然協調脫離的問題。

1.2研究目的

為了應對城市環境問題與保護生態延續可持續發展問題，城市立體農場利用充分自然資源和城市垃圾，采取集約的方式，利用并產生可持續能源，有效解決城市發展過程中產生的物質循環與能源流動利用問題。

2.城市立體農場概念及技術設計分析

2.1立體的農場概念

城市立體農場就是將果蔬農產品、牲畜養殖等農業環節運作于裝有農作業系統的樓層建筑中，并進行能源加工和廢料處理系統嵌入，實現農作物的正常生產，城市糧食與能源的自給自足。

2.2立體農場的農業生產功能相關技術的設計模式

2.2.1土壤種植

大樓中傳統的土壤種植的處理其實和屋頂種植的處理方式類同，首先是對建筑承重力的要求和防水的處理，然后覆上特質有機輕質土壤加上過濾層后用優質pc材質排蓄水層最后以土工膜保護層和混凝土或者隔熱層結尾。

2.2.2無土栽培技術

營養液栽培是一種利用植物所需要的營養液培植方法，這種技術不依賴土壤，而是將植物培養在一個有營養液或是培植器當中，無土栽培技術包括水培栽培、氣培栽培和基質栽培。

2.2.3設施農業技術

設施農業技術即通過輔助的工具對農作物所需的自然條件進行人工的調節，如溫度、濕度和光環境等以此來調節每個農作物物種的不同生長環境需求，城市立體農場設施農業技術為LED種植燈的使用，LED作為植物光周期、光形態形成的引導照明，特定波長的LED還可影響植物的開花時間、品質和花期持續時間。

2.3.1立體農場有機廢物處理技術

厭氧發酵 就是在隔絕氧氣的情況下進行的發酵過程，原理是因為有些細菌只能在無氧的情況下進行發酵，使一些物質轉化成人們生產和生活所需要的微生物能源、微生物飼料、微生物肥料等等，目前厭氧發酵處理的有機固體廢物主要為城市生活垃圾。

2.2.1城市立體農場收集雨水處理技術

城市立體農場中收集與雨水的技術可分為直接利用和間接利用。

1.直接利用：雨水直接利用是指將雨水收集后直接回用，應優先考慮用于小區雜用水、農作物的澆灌用水等。一般需與其它水源一起作為備用水。

2.間接利用：如屋頂集水雨水的處理設備包括有篩網槽以及兩個沉淀槽。沉淀槽下方則設有清洗排泥管，用來方便槽底淤泥的清洗排除，維持沉淀槽的循環使用。

2.3其他可再生能源技術

在現階段的城市立體農場中，可再生能源技術是最適合整棟樓層運營的技術，常見的可再生技術是太陽能光伏發電和風能發電技術。

3.城市立體農場設計模式分析

3.1城市立體農場的建筑功能分析

城市立體農場的農產品包括了植物種植和動物養殖兩個部分。其中植物在傳統垂直農場上的培植方式用封閉的溫室效果進行種植，并采用人工環境控制系統滿足每一株植物的不同需求，以種植蔬菜為主，蓄養動物同樣是在室內空間進行，以保障動物生長的條件，便于處理動物糞便對城市的影響。

3.2立體農場建筑形式表達

由于傳統的垂直農場建筑功能較為單一，所以在以往的垂直農場設計中除了在必要的地方預留交通系統，整個建筑都以最大限度的采光為標準最常見的有呈“梯級”形式的平面布局，或是在此基礎上進行扭曲旋轉成垂直空間摩天大樓的形式，這些都是基于自然光的考慮，還有一個主要的布置原則把控于整棟大樓對于通風條件的要求，是保溫或者是通風降溫，最終都以最節能的方式去設計，摒棄對建筑形態的單純追求。在這樣設計的城市立體農場當中，大多數不是以植物的尺度去衡量樓層高度而是依照人體工程學為基礎去設計，以人的尺度和生活為設計原則，除此之外，應該明確每一類的種植植物類別的需求，對光線要求不高的一類植物進行分類放置于農場的背光一側，將輔助空間和交通流線結合并充分利用起來.

3.3立體農場與城市建筑關系

在大多數現有的城市立體農場中我們發現建筑功能本身與城市建筑的關系并不密切，更早之前更注重種植功能本身多于對人在整棟大樓中的歸屬感，而漸漸的最近的案例與概念方案更注重讓人的生活融入進去，不僅滿足農場本身的生產條件，同時讓居民的參與程度提高，構建了一個和諧的生活模式。

3.4立體農場的局限性

城市立體農場對能源的消耗大，雖然有部分資源化的處理技術來支持整棟大樓的運作，但是滿足不了巨大的需求量，造價高似乎成為了城市立體農場無法較快實現的阻礙因素，因此城市立體農場的真正實踐性得不到落實。

社會影響，在城市建筑發展到一定階段時，就會出現一些類似于城市立體農場的新型建筑，但是往往這些新型建筑在最初是不被人所接受的，原因是它相對城市建筑而言的獨立與不同在人們的生活活動范圍內沒有協調好人與建筑間的關系，甚至是脫離了人的活動而建立，那么它將不被大眾所接受。

結論

城市立體農場發展至今已經不再是紙上談兵，可以看出無論是政府或是人們的期盼都趨于一致，城市立體農場將會成為城市建筑中的一個必備建筑類型，緩解農村城鎮化農田流失的問題，所以必要的將立體農場按照一定的設計模式進行規劃，城市立體農場會更加的貼近生活貼近自然，融入于城市建筑群中。

參考文獻

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[5]Despommier.The Vertical Farm：Feeding the World in the 21st Century [S].-2010

（作者單位：湖南師范大學美術學院研究生設計學專業）