气雾栽培
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2017年4月17日 作者:xwz2367609 [返回]
中小学校科普馆(173平方米三角形鸟巢)建设项目设计

项目的背景与意义
    中小学生的科普教育是学生拓宽视野、投身实践、提高创造创新能力与激发学习热情,培养二十一世纪创新型人才的重要切入点与举措。通过科普实践教育提高动手能力,构建健康心智模式,有利于学业完成及成绩的提高,特别是创造创新能力的激发与青少年时期的动手实践吸吸相关,对学生成长将受益终身。美国未来预言家曾说,未来的教育将是回归自然的教育,在与自然的亲近接触中学会听懂自然了解自然认识自然利用自然,本身教育就是认知社会与自然界变化运动规律的过程,通过动手实践把所学的书本知识内化为真正可受益终身的知识。美国的深泉学院是一所办在沙漠的农场式学院,学生通过农事活动的体验体会过程中学习知识,了解人生,促进成材,培养的学生走向社会比经院式的学生更具社会适应性,更具创造性,更具竞争性。
    对于中小学生,是理想及人格构建的时期,通过开放式科普体验,有利于兴趣的培育,有利于心智构建,有利于思维激发,为学习成绩的提高及知识巩固起到强大的助推作用。通过科普激发兴趣,改变学生厌学及茫然无方向无目标的问题,利用科普的系统性与及多学科的融合性,可以把所学的知识有机结合,在现实中找到答案,解决当前学生学习知识,只求死记硬背不求甚解,解决文而不化知而不识的社会普遍问题。科普实践才能让学生获取真知,实践是创造力的主要源泉,从小培养热学实践,热衷思考,激发创造,将会改变整个民族的命运,学生不在是移动的书柜,不再是一介书生,是培养未来创新型人才的需要。
项目内容
1、温室设计
    用于科普馆建设的地块为边长20米的三角形地块,面积约为173平方米;根据地块实际情况,温室设施采用网架式整体张接温室,充分体现力学特性。温室顶高为6米,空间空旷,整体网架采用外三角内蜂窝的空间桁架结构,采用网架构建球体曲面穹顶,温室地缘一周采用方钢立柱垂面支撑,立柱高为2.2米。
    温室顶处设三角通风窗三扇,利用热空气上升的烟囱效应从顶处排放,促进温室内气流的通风与对流。温室其中一边中心处设了出入口大门,采用玻璃推拉门设计,门宽为2米高为2.2米。
 


温室外观
 2、内部布局
    内部栽培系统全部采用当前国内外最为先进的无土耕作技术,重点展示气雾栽培鱼菜共生,其中气雾栽培展示未来农业的立体化与空间化,及作物的超常规生长现象,鱼菜共生展示自然生态湿地科技的生产应用,融合鱼、微生物、植物之的的生共协同与共生关系,展示未来农业生态科技的重要方向。
 


内部布局
    温室中心处设计一世博轴式钢结构树,用于蔬菜的巨木式栽培,也叫蔬菜树栽培,该蔬菜树高为3.6米,伞形树冠展开直径为8米,长成后覆绿达50平方米。重点用于番茄树、黄瓜树、辣椒树、茄子树、空中挂薯、空心菜树等蔬菜树的种植,实现单株树体巨大化,与产量的超常规生产。单株万果的壮观景象,说明植物的巨大潜能,衍射教育学生的大脑与学习力也同样具巨大的潜能,可激发右脑思维与想象力的培养。覆绿的钢构树下方可以作为学生科普活动的空间。钢构树栽培采用气雾栽培,培育庞大的气生根系,也是科普与观光的一大亮点。
 


中心番茄树
    鱼菜共生模式,于温室三角形一边角处,设一直径4米深1.2米的围网式水体,可用于景观鱼及具科普性中华鲟的养殖,利用养殖水进行循环灌溉构建鱼菜共生系统。鱼菜共生系统的种植部份为环绕地缘一周的陶粒培基质床种植及立体化堆垛园艺式种植,环绕一周的种植槽宽为0.6米,深为0.4米,填充陶粒后铺设灌溉管,用养鱼水进行闭锁式循环灌溉,实现养鱼不换水,种植不施肥的生态循环效果。种植槽重点种植火龙果、菠萝、芦荟等周年生长的热带植物,以期达到周年水质过滤的效果。
 


地缘一周的陶粒培基质槽与养鱼池之间构建鱼菜共生循环
    管道化水气培模式,该模式建于地缘一周的离地设计,分别设为两层和道,采用大口径PVC管,内置弥雾系统构建,下层于种植槽上方1.1米处,上层管道高为2.2米处,重点种植果树与瓜果,水气栽培是未来都市农业的重要模式,通过种植展示,让学生认知木本树与瓜果在无土化营养液环境的生长特性,阐释自然界植物滋长的原理。环绕管栽培管道采用300-400#PVC管制作,两层总栽培线长为74米,如用于瓜果及果树栽培,以间距0.6米计,可栽培124株。以株产瓜果10公斤计,可年产瓜果1240公斤。
 


管道化水气培,上层瓜果,下层果树
    堆垛园艺式菜园,都市立体农业的重要模式之一,该区为入口两侧,作间距环弧排列,每垛高为1.8米,间距1.2米,每侧两环排,共14垛,同样利用养殖水灌溉,顶处灌水底处回流回收循环。堆垛园艺重点种植叶菜与草花或药草。
 


堆垛园艺菜园(采用养殖水灌溉)
    鱼池采用地上式围网结构,池直径4米,高1.2米,蓄水1米计,容水量为12.5立方米,如果商业化高密度养鱼,可年产鱼312.5公斤(以高密度鱼罗非品种为例)。
 


营养液池与回液池,营养液池主要用于气雾培蔬菜树及管道化水气培瓜果果树种植的供液,回流池用于鱼菜(植、花、药)共生的回液收集与循环。
 


1立方米地下式鱼菜共生回液池
 


1立方米营养液池
项目科普与创新点
    该科普馆融合的设计、力学、数学、生态、生物、生态链循环、化学、作物营养学等学科,以下就科普与创新点作说明:
1、 学习三角结构稳定性,及三角形可组合任何几何图形的特点,同时也认知三角形是自然界普遍的自然元素。
2、 学习整体张接力特点,一点受力整体应力,及平衡力所产生的巨大张力特性。
3、 顶通风设计,了解对流的烟囱效应,深入理解热动力学。
4、 温室效应,让学生了解太阳辐射的热效能,理解光的能量性与物质性。
5、 认识植物需肥的特性,深入理解矿物质学说,探知自然界植物生长的奥妙,让学生对组成世界的化学元素有更深度的认识。
6、 了解植物的肥水气需求特性,认知无土栽培模式的原理及理论基础。
7、 通过鱼菜共生,了解动物、植物、微生物之间的互作循环,及物质能量信息的协同关系。
8、 通过热带植物的展示,认识气候模拟环境控制对作物栽培的影响及生产应用。
9、 通过蔬菜树展示,让学生理解主宰生命密码基因的神奇,在适合的环境下可以让生命基因超常规充分表达。
10、 通过现代农业展示,展示未来农业科技的前景与方向,增进学生学习兴趣。
社会生态经济效益分析
    通过科普,让学生家长参予性互动,可以推进当地生态文明及现代农业的发展,可以改变传统观念,培养对科学知识的追求及兴趣,对于践行绿水青山就是金山银山的伟大论断具助推发展作用,可以利用现代农业科技促进当地都市阳台屋顶农业的发展。
    以无土栽培及生态循环作为重要的科普手段,可以推进当地农业的转型升级,为构建新农村新农业新农民,起到以点带面的平台示范作用。
    以科技为手段,实现农业的高效化立体化与省力化发展,是构建农业可持续发展,生产者有利可图的重要技术变革。通过立体无土耕作,有效解决农药残留问题,确保蔬果安全,对当地安全菜篮子工程建设起到重要作用。同时无土化现代耕作技术也是高效产出的农业,经济效益是传统耕作数倍,是农民脱贫致富的首选项目。
投资估算
    温室设施投资以每平方米200元计,估计约为4万元;内部设施投资约为3万元,品种引进及基础设施约为3万元,总计10万元。
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