都市農業理念背景下的建筑生態設計研究

張紫艷

【摘 ? 要】 隨著中國經濟的騰飛，城鎮化建設步伐越來越快，環境惡化，農田面積大幅縮水，食物供給也面臨挑戰，符合可持續發展戰略的都市農業概念應運而生。本文通過對“都市農業”的研究，探討都市農業理念下城市建筑的農業生態設計策略。

【關鍵詞】 都市農業;建筑生態設計

中圖分類號：X171.1 ? ? ? ? ? ? ? 文獻識別碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：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

隨著城市工業越來越發達，全球性的環境污染問題也越來越嚴重，而城市作為人口最為密集的地方，遭遇了“十面霾伏”、水質污染、噪音污染、食品安全問題等一系列環境問題和城市喂養問題，城市建筑生態性關注度逐漸提高，將都市農業融入生態城市以及生態建筑設計中的研究就十分的有意義。

1 ?相關概念

1.1 ?都市農業的內涵

都市農業又稱為城市農業，國際組織CAST將城市農業定義為“在城市內部進行的農業活動，既包括生產、加工、銷售和消費獲益，也包括為城市社會提供娛樂和休閑、經濟活力和商業企業、個人及社區的健康和福祉、景觀美化、環境恢復與整治等效益?！眹鴥葘W者認為，都市農業是依托大城市的資金、人才、科技和市場優勢進行集約化生產的農業，包括城市內插花狀的小塊農田、建筑庭院和陽臺綠化，也包括城鄉結合部的近郊農業，還包括遠郊甚至環大都市經濟圈內的適宜大都市市場需求的農業。根據其距離城市中心的距離和形式主要分為三種類型：城郊農業、城市農業和家宅農業。

1.2 ?都市農業的意義

都市農業通過生態技術可以處理生活垃圾、循環利用各種資源、增加城市綠地面積、美化城市景觀、調節城市氣候、減少城市碳排放量、防塵降噪，同時也可以加強食品安全、解決一部分人的就業問題，產生經濟效益。

1.3 ?城市建筑生態設計

隨著城市化水平的提高，土地利用率越來越受到關注，在現代城市建筑中，高層建筑越來越普遍，而過于密集的高層建筑不僅能耗巨大，也會對周圍環境產生影響，造成環境污染。將農作物引入城市建筑中，建立新型生態表皮系統，可以使建筑物內部獲得更好的聲、光、熱環境，也可以提供怡人的自然景觀和舒適健康的生活方式。

2 ?建筑農業一體化設計的影響因素及設計原則

2.1 ?建筑農業一體化設計的影響因素

農業和建筑的有機結合勢必受到多方面影響，比如受氣候條件、周圍環境等環境影響，建筑的朝向、建筑的空間等建筑影響，建筑立體綠化技術、農業技術等技術影響，以及包括城市人文因素的影響。

2.2 ?建筑農業一體化的設計原則

2.2.1 ?以安全性為前提 ? ?無論任何一種建筑行為，都要以安全性為保障，在建筑中設計農業因素，要按照建筑設計規范，充分考慮建筑荷載等必要因素，通過合理的設計來保證建筑和人身安全。

2.2.2 ?以生態性為目的 ? ?在農業理念下的建筑設計，要以實現生態性為目的，充分發揮植物對環境的調節作用，可以通過增加植物的種類、選擇合適的種植土等手段來保證植物的健康生長。

2.2.3 ?以經濟性為要求 ? ?在農業建筑設計、施工、使用、維護過程中，要充分考慮其經濟成本，通過合理的方式最大限度的降低成本和提高農業產品的產量和質量，使經濟效益最大化。

2.2.4 ?以藝術性為表達 ? ?在建筑中根植植物，一方面要考慮文化內涵，另一方面要符合審美，比如在建筑物立面和屋頂綠化種植時，要遵循美學原則，使人耳目一新，如臨自然。

3 ?建筑農業一體化整合模式

3.1 ?建筑和農業的造型整合

當建筑與農業充分考慮整合時，應首先考慮其外觀造型，采取何種方式進行合理布置，考慮建筑物功能的同時要考慮農業在建筑物中的合理位置，最終選擇最優設計方案。

3.2 ?建筑和農業的空間整合

建筑和農業結合是共生關系，建筑為農業提供合適生長的環境，農業回報建筑以生態效應和美感。農業棲身建筑空間中，受到農業種植種類，農業技術以及空間類型的多方面影響，根據建筑的不同功能空間，建筑和農業有建筑內部空間共生模式、建筑外圍護空間共生模式、作為附加功能空間的共生模式等。

3.3 ?建筑和農業的技術整合

建筑和農業的結合從技術層面要考慮農業生產時的所需的能源、養分、農業灌溉等相關問題，在符合可持續發展的前提下，使能源得到高效利用。

4 ?建筑農業一體化設計的實踐性探索

建筑和農業的整合形式有建筑內部空間的農業生態形式、作為建筑外圍護結構的農業生態形式、作為附加功能的農業形式和專業化的農場建筑等。

4.1 ?建筑內部空間的農業生態形式

建筑內部空間的農業生態形式常見的有室內農業和地下空間農業。通過在一些建筑物的中庭、休閑空間進行農業種植，一種可以作為空間景觀，用以改善內部環境，一種可以以農業生產為目的解決城市食物供給問題。地下空間的農業種植可以采用植物工廠模式，用先進的技術將再生能源、現代農業技術以及物聯網技術整合在一起。

4.2 ?建筑圍護結構的農業生態形式

建筑圍護結構的農業生態形式常見的有屋頂農場、可食生長墻、垂直綜合溫室等。屋頂綠化正在被大規模使用，如世博會部分場館等，屋頂農場是屋頂綠化的一種特殊類型，如芝加哥蓋瑞莫爾青年中心的屋頂農園、上海“V-ROOF天空菜園”等?？墒成L墻有藤蔓式、栽培容器型、模塊化、一體化等形式。垂直綜合溫室是一種將農業種植與幕墻結合的生態表皮系統。

4.3 ?作為附加功能空間的農業生態形式

作為附加功能空間的農業生態形式有溫室建筑、陽臺農業等。溫室建筑可以將建筑的向陽面作為附加空間進行農業生產，創造出建筑垂直溫室空間，如密爾沃基“城市農場”等。陽臺農業就是利用陽臺空間進行農業種植的一種形式，如北京褐石陽臺花園設計等。

4.4 ?專業化農場建筑

專業化農場建筑比如垂直農場，可以在城市建筑物中種植各種農作物，也可以養家禽、魚類等，建筑自身可以作為有機生態系統。如O型垂直農場、農業綜合塔等。

5 ?建筑農業一體化設計的技術性研究

城市農業和建筑的相結合設計到各方面的科技支持，如水資源的循環利用、新能源技術的利用、有機垃圾的處理等。

5.1 ?建筑立體種植技術

建筑立體種植技術一種可以應用于建筑屋頂或者樓板，另一種可以將植物依附于建筑垂直面上。在進行屋頂種植和綠化時，要選擇合適的構造層以供植物的生長，一般有植被層、種植基質層、過濾層、排（蓄）水層、耐根防刺層、防水層等。垂直墻面的農業種植比如藤蔓式種植需設計網格系統，使植物依附于網格生長。其技術關鍵在于選擇合理的種植方案、選擇輕質高效的栽培基質和系統化的配套技術。

5.2 ?農業技術

在建筑中應用的主要農業技術手段有：無土栽培技術、設施農業技術以及植物工廠技術。無土栽培用的是營養液栽培作物，在屋頂農園、陽臺農業和室內農業中應用廣泛。設施農業技術是用現代化科學技術裝備創造出適合農作物生長的環境，被廣泛用于地面農園和屋頂溫室中。

5.3 ?生態循環技術

生態循環技術是農業和建筑結合的關鍵技術，涉及到可再生資源利用、固體垃圾再利用和污水循環處理系統等。綠色建筑上應用廣泛的風能、太陽能和生物能源，為都市農業提供了必要的能源獲取途徑。在建筑中利用收集雨水、對城市污水進行處理再利用和對生物廢水進行處理之后進行灌溉作物，可以最大程度的節約水資源。城市生活垃圾進行生物處理之后可以作為都市農業的肥料和土壤的改良劑。

隨著經濟的迅猛發展，人口越來越密集，都市化水平越來越高，傳統的農業壓力越來越大，把城市建筑和農業進行有機融合是未來發展的趨勢，不僅可以大力發展農業，帶來更多的經濟效益，而且可以在一定程度保護建筑表面、延長建筑物使用壽命，改善空氣質量，減少資源浪費，創造和諧的生態環境。

參考文獻：

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[3] ?陳波，楊衛麗.“3G-Box”復合型生態建筑設計——以“都市農業納入到建筑系綜合樓”設計為例[J].華中建筑，2011，07.

（編輯：赫亮）