【摘 要】面對人口增長、耕地面積減少、環(huán)境污染、糧食短缺、交通擁堵等問題，各學(xué)科領(lǐng)域都在思考與實踐著，立體農(nóng)場概念的提出無疑是一種很好的解決方式，集生態(tài)建筑、低碳技術(shù)、城市綠化等為一體將建筑與農(nóng)業(yè)進行結(jié)合，在設(shè)計與實踐中取得了一個又一個突破。文章以作者的設(shè)計為例，通過對立體農(nóng)業(yè)的探索，提出作者在2015年城市立體農(nóng)場建筑設(shè)計競賽過程中的思考與設(shè)計理念。

【關(guān)鍵詞】立體農(nóng)場；可持續(xù)發(fā)展；綠色低碳；生態(tài)經(jīng)濟

一、城市立體農(nóng)場的必要性

（一）能源的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)每天喂養(yǎng)著數(shù)十億人口，占用了世界上最大量的土地和水源，同時在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，釋放了全球15%的溫室氣體。預(yù)計到2050年，全球人口將超過90億，且其中80%居住在城市，耕地、糧食與人口的矛盾將會日益凸顯。

（二）食品的運輸

研究推算：制造食物所消耗的能量，只有1/5是發(fā)生在農(nóng)場，另外4/5都發(fā)生在加工和運輸過程中。據(jù)統(tǒng)計，在我國食品物流費用占食品零售價格的70%左右。如果不采取相應(yīng)措施減少這種遠(yuǎn)距離農(nóng)產(chǎn)品采購運輸問題，持續(xù)的城市化會不斷增加環(huán)境和社會消耗。

（三）立體農(nóng)場—城鎮(zhèn)化中傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的出路

立體農(nóng)場的提出，是對這一系列現(xiàn)實問題做出的可行性方案。解決資源、糧食、土地及人口之間日漸沖突的各種問題，是各個領(lǐng)域人士都應(yīng)該參與其中并為之出謀劃策的事情。所以，作為未來建筑師的我們，理應(yīng)積極參與其中，為建設(shè)更美好的新生活、新城市、新農(nóng)業(yè)奉獻(xiàn)自己的微薄之力。

二、Life’s rotation—果蔬產(chǎn)銷聯(lián)合體

（一）項目背景

此次競賽選在中國河南新鄭市，一個擁有悠久歷史，又是典型的城市化進程發(fā)展迅速的現(xiàn)代城市（圖1）。結(jié)合一個高科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)的實際項目，探討如何解決土地開發(fā)與原有農(nóng)田土地流失的矛盾，以及傳統(tǒng)農(nóng)耕如何與現(xiàn)代高科技建筑結(jié)合并服務(wù)與其發(fā)展的問題（圖2）。我們的設(shè)計場地選在12號地塊，充分利用12號場地的商業(yè)價值，不破壞原有園區(qū)的規(guī)劃（圖3），將立體農(nóng)場與商業(yè)密切結(jié)合，構(gòu)建“生產(chǎn)-加工-銷售”為一體的果蔬產(chǎn)銷聯(lián)合體，減少農(nóng)產(chǎn)品的運輸及損耗，使城市立體農(nóng)場更好的服務(wù)城市。

（二）設(shè)計理念——以“生產(chǎn)-加工-銷售”為一體的果蔬產(chǎn)銷聯(lián)合體

1.農(nóng)作物種植區(qū)（圖4）

通過農(nóng)業(yè)技術(shù)的推進，在室內(nèi)種植農(nóng)作物已經(jīng)是很普通的做法。三種主要技術(shù)：滴灌、空載（亦稱無土種植法）和水培—已經(jīng)在全世界成功推廣應(yīng)用。我們的設(shè)計采用的主要是滴灌技術(shù)，使作物扎根于由類似蛭石這種質(zhì)量輕、持久耐用的惰性材料制成的水槽里，用細(xì)長的導(dǎo)管連接每一株作物，把富含養(yǎng)料的水精確地滴灌到根莖部，節(jié)省了大量用傳統(tǒng)灌溉的方式浪費掉的水。同時我們還研究大量常見農(nóng)作物的植物屬性以及對光照、水分和溫度等各種環(huán)境條件的要求，通過節(jié)能技術(shù)和人工操作調(diào)節(jié)各種生長條件至最佳狀態(tài)使農(nóng)作物的產(chǎn)量最大化。

2.農(nóng)作物加工區(qū)

成熟的農(nóng)作物通過處于核心筒中的運輸井被工作人員運輸?shù)降叵录庸樱偻ㄟ^不同的加工生產(chǎn)線進行篩選、清洗、包裝，抵達(dá)終點的成品最后通過兩端的運輸井直接被運送到一層的大賣場?！笆澄锢锍獭钡拇蠓瓤s短使農(nóng)產(chǎn)品更為新鮮營養(yǎng)，可減少各種保鮮劑與保存技術(shù)的使用，對個人健康有益。

3.農(nóng)產(chǎn)品售賣區(qū)（圖5 圖6）

基于產(chǎn)品運輸?shù)倪^程增加了能源消耗、交通擁堵、空氣污染和碳排放量，使全球變暖進一步惡化，導(dǎo)致食物、水源和可用耕地普遍短缺的情況，我們決定將農(nóng)產(chǎn)品的售賣作為城市立體農(nóng)場的一個重要環(huán)節(jié)，讓農(nóng)產(chǎn)品在同一建筑物中直接從溫室到消費者。一層的售賣區(qū)主要分為兩部分，外圍是擺滿農(nóng)產(chǎn)品的貨架和一些休閑餐飲區(qū)，中間是顧客可以自由采摘的果蔬溫室賣場。我們暢想，在未來的城市立體農(nóng)場中，我們可以提著籃子自由采摘果蔬，這是一件多么有趣的事，不僅將農(nóng)業(yè)真正融入到城市生活中，還可以促進農(nóng)產(chǎn)品的無公害無污染化、損耗最小化。

（三）綠色節(jié)能技術(shù)

1.雨水收集及灌溉

我國城市人口不斷增加，水資源的供需矛盾進一步加劇，水環(huán)境壓力也越來越大。與此同時，我國降雨豐富，可利用的水資源量巨大。于是，我們大膽創(chuàng)想，將像電路一樣的雨水收集管埋藏在建筑的外框架中，把農(nóng)場表面匯集的降雨徑流收集到建筑地下層的集水裝置中，經(jīng)過濾處理后，供農(nóng)場內(nèi)部植物生長和加工生產(chǎn)流線使用。

2.堆肥處理及循環(huán)

堆肥技術(shù)用于城市有機固體廢物及有害有機廢物的降解與修復(fù)，這種生態(tài)性的垃圾處理方式使資源可循環(huán)再生，減少對傳統(tǒng)能源的消耗，具有生態(tài)、經(jīng)濟的雙重效益。我們的設(shè)計方案采用該技術(shù)，將農(nóng)產(chǎn)品加工和農(nóng)作物收割過程中產(chǎn)生的廢棄物與城市生活垃圾輸送到最底層的堆肥處理中心，以其作為原料混合人糞尿經(jīng)堆置腐解得到有機肥料，這也是將要作為農(nóng)作物生產(chǎn)過程中的肥料，再將之與收集的雨水按比例混合通過滴灌技術(shù)精確地輸送給農(nóng)作物的根莖部—這個循環(huán)是我們的核心思想Life’s rotation的重要循環(huán)之一。

（四）城市立體農(nóng)場的親民性

1.屋頂花園

我們的建筑形體通過扭轉(zhuǎn)錯動自然形成從地面到屋頂?shù)男逼拢仁墙ㄖ囊徊糠忠彩峭ㄍ蓓敾▓@的交通空間，不僅豐富了建筑的形體和室內(nèi)空間，同時也為居民提供一個休閑娛樂和享受大自然的綠色平臺（圖7）。通過屋頂花園的營造，讓更多的人與立體農(nóng)場產(chǎn)生關(guān)系，從而使立體農(nóng)場更好的服務(wù)城市。

2.體驗式采摘（圖5）

近年來，將農(nóng)業(yè)采摘作為農(nóng)業(yè)旅游文化的一部分受到廣大人群的歡迎，這說明很多人都渴望回歸田園、親近大自然。我們的設(shè)計將農(nóng)業(yè)采摘融入到城市立體農(nóng)場的建設(shè)中，對中小學(xué)生認(rèn)識農(nóng)作物、動物產(chǎn)品、建構(gòu)科技示范觀摩基地，促進農(nóng)產(chǎn)品種植的綠色透明化等一舉多得，居民的參與將農(nóng)產(chǎn)品的損耗率降到最低，同時也體會到自己動手采摘的樂趣，也吃到最新鮮的果蔬。

三、結(jié)語

通過這次城市立體農(nóng)場建筑設(shè)計，我們初步探索了各種農(nóng)作物的植物屬性和各種生態(tài)節(jié)能技術(shù)以及立體農(nóng)場與建筑的結(jié)合方式，產(chǎn)生了“以‘生產(chǎn)-加工-銷售’為一體的果蔬產(chǎn)銷聯(lián)合體”的設(shè)計理念。雖然城市立體農(nóng)場面臨投資較大、技術(shù)不成熟、可操作性等現(xiàn)實問題，但是我相信通過各領(lǐng)域人員的共同努力，未來會有更多的立體農(nóng)場服務(wù)我們的城市。

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