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2013年8月30日 作者:xwz2367609 [返回]
螺旋梯田温室是未来农业空间化发展的重要模式

人口的快速增长,耕地的日益减少,是未来农业发展的主要矛盾,如果在单位面积的土地上收获最大产额的农产品,是科研与生产上需要研究的重要课题,爱因斯坦曾说过,地球光有效辐射充分利用,地球人口再增四十倍,也能解决食物供应问题。这种光有效辐射充分利用,就是把光的平面利用变化空间立体利用,让散落光或者反射漫射光都得以最大化利用,如热带雨林气候下的原始森林系统,单位面积的生物量达到最大化,各物种的生态位也通过自然选择形成最优化;

农业生产如何走出传统观念,构建起生物量最大化的技术模式,往空间发展,向空间要耕地,构建起未来农业的三维耕作体系,及无限量的生产潜力开发,已成为现代农业研究与发展的重要方向;

当前提出的垂直农业与垂直农场,已是空间化发展的开始,设计师设计出摩天大楼用于耕作,但造价不菲,在生产上暂时难以实现,如果开发一种能让生产者投资起来的垂直农场模式,是现实迫切的问题。在自然界中藤本植物为了在争取森林系统中的阳光,采用藤蔓螺旋盘绕上升的方式,植物的枝叶为了科学合理的分配光照,选择适合自身的树型或特有的枝叶抽发生长模式,如开心形、分层形、篱壁形、塔形等,枝也通过角度的调整找到适合的光生态位,叶通过对生、互生、轮生等方式构建叶片合理的光合空间;不管哪种植物在自然造型或者枝叶分生模式上,都是以光合最优化为前提,从而形成不同的树形与自然的枝叶替换生长。

目前设计师大多设计的垂直农场均为钢结构框架的玻璃通透建筑,造价极高,由设计构想到生产运用之间还要一段漫长的过程;而螺旋梯田温室型的垂直农业模式,具有以下的科学性、合理性及生产实用性。一采用螺旋线方式构建盘绕梯田,从几何学角度来说,遵从阿基米德螺旋线定律,建成的梯田模型类似于阿基米德螺旋扬水器,这种构建的科学性在于充满相同空间的情况下,螺旋线所用的材料最省,就如类螺旋线式的蛛网,它用最少的材料来构建最大的捕虫空间;另外螺旋梯田与球形鸟巢温室组合,具有合理性,鸟巢温室的球体结构可以为垂直农场创造强大的外围保护屏障,可抗强风等自然灾害天气,如果单独去构建螺旋农场,为了让它形成强大的抗性,就需选择粗大的钢材与铸件才能完成,而这种与鸟巢复合的方式,外围保护壳由鸟巢温室方案得以解决;内部只需用普通的管材就可以搭建成盘旋的梯田耕作层,让垂直农场成为生产实用的技术,而不是概念。常规摩天大楼设计耕作层是以分层的方式构建,层次的通道采用垂直电梯方法实现上下交通,而且层式,每层的光照不均,下层受上层的遮光影响大,不利于作物均匀受光,生长影响较大,需大量的补光灯来解决光照问题,而匀比率坡度的盘螺方式,就如盘山公路,由梯面始点可直通终点,方便人员管理走动,另外各层梯田受光相对一致与均匀,不需另设补光,大大节省了材料与能源,而且让遥不可及的垂直农场成为普通农民就可以应用的实用技术模式。

采用螺旋梯田创造的耕作空间比另外建设相同面积的温室来创造耕作面积与空间,所化的成本更低,只要于鸟巢温室内按照需要进行空间布局即可,不需构建强大的抗风外壳。在平面上每盘旋一次所创的面积就增一倍,比再建温室来拓展耕作面积成本大大降低。比如在单位面积上盘旋五次就拓展五倍耕作面积,再通过立体雾培设计实现3倍耕作效率提高,综合单位面积的耕作效率就实现15倍,同样相应温室调控所的能源也就大大降低。

以下是螺旋温室的刍形,以供大家参考,雏形模式,结构原理与未来生产上运用都是一样,不同的是雏形模式梯面较狭窄宽一般为2-3米,而生产模式宽至6-8米。具体见下图:

 

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