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基于城市建筑与垂直农业发展模式的探讨
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摘要：农业作为国民经济的支柱性和基础性产业，对国民经济的发展与建设起着重要的支撑作用。进入到21世纪以来，随着城市化的高度发展，由此带来的生态恶化、能源短缺、可耕地面积减
农业作为国民经济的支柱性和基础性产业，对国民经济的发展与建设起着重要的支撑作用。进入到21世纪以来，随着城市化的高度发展，由此带来的生态恶化、能源短缺、可耕地面积减小、环境污染、食品安全、人口增长等对人类的生产生活都造成了巨大的影响，尤其是食品安全和城市生态环境已经成为制约现代城市发展的主要因素。
将垂直农业与城市建筑相结合具有重要的生态意义和社会意义。通过建筑全过程分析构建与实施，打造城市生态可持续的垂直发展模式，适应城市未来社会发展需求，解决城市人口不断增加和生态环境污染的矛盾都具有积极作用。本文从建筑结构设计的角度出发，从建筑垂直空间角度进行划分，依托建筑屋面、楼板、地下室等水平空间将垂直农业从上到下依次划分为屋顶农业、楼层(室内)农业、地下室农业[1]。通过这样的划分，可以更好地将城市建筑与垂直农业相结合，进行全过程设计、管理和使用，从而为城市建筑与农业相结合的可持续发展提供相关借鉴。
1问题的提出
1.1能源消耗
建筑能耗一般指狭义的建筑能耗，即建筑的运行能耗，就是人们日常用能，如采暖、空调、照明、炊事、洗衣等的能耗，它是建筑能耗中的主导部分。随着经济社会的快速发展，建筑消费的重点将从“硬件(装修和耐用的消费品)”消费转向“软件(功能和环境品质)”消费，因此保障建筑适应品质所需的能耗(空调、通风、采暖、热水供应)将会迅速上升。根据《中国建筑节能年度发展研究报告(2017》[2]显示，2015年中国建筑能源消费总量为8.57亿t标准煤，占全国能源消费总量的20%，其中：公共建筑能耗占建筑能耗3.41亿t标准煤；城镇居住建筑能耗3.2亿t标准煤。我国已有的建筑中超过95%都是高耗能建筑，如何降低既有建筑和新建建筑的能耗水平已经成为制约城市生态环境发展的重要问题。
1.2土地资源短缺
快速的城市化发展大量吞噬着我国原有的耕地，而城市周边的可用耕地也急剧减少。自改革开放以来，我国可耕地面积已经失去超过1 000万hm2，根据2008年国家土地调查报告显示，2008年年底我国可耕地面积仅为18.26亿亩，已接近18亿亩耕地红线[3,4]。将城市建筑与现代农业相结合的垂直农业模式对缓解土地资源短缺、发展现代农业具有积极意义。
1.3传统设施农业缺陷
我国传统设施农业规模较小，如温室大棚种植科技含量较低，在温控节能方面也比较陈旧，与国外现代化农业种植还有很大差距；传统设施农业种植主要以日常蔬菜种植为主，经济附加值有限，同时由于人们生活观念的转变，如何给人们提供绿色安全无公害食品，也已成为社会需求的重点。
2 垂直农业概念提出
2.1垂直农业概念
垂直农业概念最早是在1915年由美国地质学家吉尔伯特·埃利斯·贝利提出，但真正引起人们的重视是在2007年由美国哥伦比亚大学环境学家迪克森·迪斯波米尔教授的详细阐述[5]，他指出在城市建筑中模拟农作物生长环境，通过利用建筑可循环的能源和温室技术，进行大规模的垂直耕作形式的农业生产可为城市生活的人口提供食物保障。
2.2垂直农业的优势
垂直农业通过充分依附于城市建筑可以节省大量土地资源[6]；通过建筑设计与农业种植技术结合可以形成独立的生态循环系统，提高粮食产量、保证食品安全；通过对有机废弃物的处理，提升城市公共卫生[7]；城市农产品的供给一般都由城市郊区或者更远的地方提供，由此无形中增加了中间环节的投入，加大了城市居民的生活成本,发展城市垂直农业可以大大减少中间环节的投入；绿色的垂直农业种植还可以为城市居民提供休闲空间，解决城市居民的休闲需求[7]；另外垂直农业在调节城市微气候，降低城市热岛效应，改善生态环境，节能减排方面有积极意义。
2.3垂直农业面临的问题
城市建筑垂直农业的设计与实施是一项专业化、系统化的循环工程，涉及到建筑结构、建筑规划设计、环境科学、机械、生物能源、植物学等学科内容，这就需要一大批复合型的技术人才，我国目前在这方面还很缺乏，短期内还需要依赖国外成熟的技术和发展模式[7,8]；另一方面我国在城市建筑实施农业种植还没有形成系统的法律法规、国家标准和制度体系，这使得垂直农业的发展受到很大的限制。
3垂直农业划分
文章来源：《城市建筑》 网址: http://www.csjzbjb.cn/qikandaodu/2021/0204/1186.html
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