基于可持续发展理念下城市垂直农场设计

基于可持续发展理念下城市 垂直农场 设计

马永康、周雅旋、杨政瀚

（安徽信息工程学院 安徽芜湖 241000）

摘 要：随着社会科技的进步，未来城市人口激增，城市的发展面临着土地贫瘠、粮食短缺的问题。为缓解这一问题，都市垂直农场将突破传统农业，在改善城市环境的同时带动食品安全与经济的发展，本项目通过农场与周边建筑和环境的布局，主体建筑和室内功能分区，在空间，能效，外观，经济等方面达到效益最大化，让垂直农场能够更好的融入到城市中并发挥其功效。实现绿色环保和固废资源化，从而促进城市可持续发展，实现城市与生态共存的理想模式。

关键词: 垂直农场、城市问题、可持续发展、绿色、环保

引言

随着城市的发展，如今越来越多的国家的土地占有率逐渐缩小，而新兴的都市垂直农场模式是未来农业的发展方向，也是现代农业的最新理念。都市垂直农场的设计占用地表面积少且产能更高，资源消耗少且更加低碳环保；在改善空气质量的同时还可以缓解热岛效应，它是利用城市垂直空间发展农业的一种生态综合体。

1.国内外发展现状

“垂直农业”这一概念最早由哥伦比亚大学教授迪克逊德斯帕米尔提出；德斯帕米尔希望在由玻璃和钢筋组成的光线充足的建筑物里能够出产人们所需的食物；例如，在1楼喂养罗非鱼，在12楼种植西红柿，在17楼打造生态雨林等等。在建筑物内，所有的水都被循环利用、植物不使用堆肥、产生的甲烷等气体被收集起来变成热量、牲畜的排泄物成为能源的来源等。“垂直农业”，是一种获取食物、处理废弃物的新途径。

而城市农场最早出现在美国的底特律市,底特律原是一座荒凉的城，1923年，设计师为了改变底特律市现状，解决所面临的一系列城市废墟空地问题,首次在拉法耶特大厦旧址上建造了拉法耶特城市农场，该农场的诞生使得当地居民重拾信心，相信自己能够用双手从事生产并且重建城市。到2010年,美国KWLA景观设计事务所采用城市几何的形式在美国底特律市建设拉法耶特城市农场，经此以后,越来越多的城市农场开始在不同国家出现。城市农场不仅仅解决了城市居民的食物的自给,还成为了城市的一道亮丽的风景。

2.概念定义

本文中的垂直农场是一种新型的室内种植方式，它的出现主要是为了解决资源与空间的充分利用，它采用无土溶液栽培的方式，可以将污水转化成电力，这可以降低我们的能源成本，同时还能够提供更多的食物。垂直农场是在城市范围内进行的农作物种植，他附着穿插在城市高层建筑之中，讲究的是一种有机的种植方式，生产出的农产品绿色又健康，为城市里的居民提供足够又新鲜的蔬菜和食物。总上所述，垂直农场是为了生态型结构的调整，在可持续发展理念下满足城市生活需求而衍生的农业种植模式，它将养殖与农产品等关于农业的环节融入了仿照农作物的生长环境的多层建筑中，力求实现城市粮食与能源的自给自足。

3.设计重点与亮点

城市垂直农场的设计主要是农场与周边建筑和环境的布局，主体建筑设计和室内功能分区，使得其在空间，能效，外观，经济等方面达到效益最大化。垂直农场的设计为大楼状，约15到25层之间，每层有种植，养殖各种农作物和牲畜。同时利用高科技最大限度的减少浪费和能源使用，促进回收利用，农场装饰玻璃墙，大型太阳能电池板，农场还具备污水处理系统，将城市废水转化为可用于灌溉和饮用的水源；还配备高科技灌溉系统和各种检查系统，确保能源，水等资源最大化的利用，温度的精准控制。

本文设计的重点主要是对城市建筑的主体外观与内部功能两大部分进行设计，建筑的主体外观框架主要是对植物种植空间进行设计。建筑内部进行功能划分，针对城市有机废水处理以及植物养料输送分区装置。在建筑的外观上，针对植物种植和美化城市外观进行设计，该农场的楼层与楼层之间采取错落排列的方式，且建筑的外部框架主要由玻璃制作，为了让植物能够充分进行光合作用，而建筑顶部则是空中花园，其作用主要是为了开放参观功能与美化，周边设置光伏发电板，为设备提供电力。

建筑的内部功能规划是本设计的亮点之一，建筑内部可在建筑底层设置废水处理装置及其运输管道，对城市的有机废水废物进行处理，其余三层为商业服务区。中部为植物培育区，全层置放植物培育架，而建筑内部上层区域则设置一些蓄水槽、运输管道以及LED灯管，为植物生长提供养分。垂直农场能够更好的融入到城市中并发挥其功效，对实现绿色环保和固废资源化，从而促进城市可持续发，提高我国资源利用效率，支撑生态文明建设起到巨大的实践意义。

4.设计意义

从资源可持续发展上看，垂直农场将建筑设计和空间规划融入到垂直农场中，让农场内各功能区和设施有着更合理的布局，各功能之间的运作更加有序高效；而最大化的利用空间，让植物能更好的进行光合作用，减少水，电等资源的浪费，使农场生产更加低碳高效，提高产能的同时兼顾农场建筑美观方面，具有一定的理论意义。从社会生活需求上看，将垂直农场与城市建筑进行了创新规划，垂直农场的存在既是为了城市服务，也是为了满足人们的日常需求；因此，农场的选址和设计需要完美的结合周边的建筑与交通，兼顾到居民区，工业区，商业区等等。在改善空气质量，缓解热岛效应，提供就业岗位，促进食品安全等方面有起到更好的作用；同时，垂直农场可以更好的融入城市污水处理系统，提高固废资源化，促进城市水循环方面都具有更长远的现实意义。

5.总结与展望

虽然很多城市规划都会其有浓厚兴趣，但垂直农业目前仍处于概念阶段，还没有完全成型的运作模式；具体实施最大障碍在于水和能源的问题，“垂直农业”需要完善的城市污水循环利用和能源供应系统作为配套，植物照明需要的电力等等，另外垂直农业的成本和利润也是个不定值。

但随着科技的不断进步，光伏发电技术的提高和成本的下降，城市污水处理系统的不断完善等等，垂直农场的建设条件也逐渐完善。另一方面随着城市的扩大，农耕土地的减少和土壤破坏逐渐严重，城市空气质量低，食品安全等一系列问题也正在推进都市垂直农场的落地实施。人也是自然界中脆弱的一部分，而都市农业却将城市人与自然界连接起来，满足了市民生活的需要，它具有极大地潜在优势，它可以缓解温室效应与环境污染，缓解粮食危急与土地危机，相信垂直农场设计将会是未来城市建筑可持续发展的一次重大革新！

作者简介：
马永康（1999.12.27），男，汉族，籍贯：安徽滁州 安徽信息工程学院，艺术设计学院 19级在读本科生，专业：动画 
周雅璇（2000.9.26），女，汉族，籍贯：安徽宣城 安徽信息工程学院，艺术设计学院 19级在读本科生，专业：动画
杨政瀚（2001.06.10），男，汉族，籍贯：安徽宿州 安徽信息工程学院，艺术设计学院 19级在读本科生，专业：动画

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