关键词：
垂直农场
垂直农业
建筑节能
建筑形态
摘要：
全球人口持续增长,自然资源消耗急增,全球气候变暖持续,世界人均耕地面积减少,饥饿问题与食品危机受到关注。与此同时,中国城镇化进程持续推进,传统土地耕作方式供养城镇人口困难,产地与消费者分离的、高食物里程的食品体系亟需转型。垂直农场利用城市立体空间进行农业生产,是一个复合的城市生态综合体,能缓解上述矛盾。然而,垂直农场的高能耗运转模式限制了其发展。因此,本文研究以节能为导向的垂直农场建筑设计策略。
首先,研究梳理国内外垂直农场研究现状,结合该领域研究热点、聚类、突现词等,通过文献阅读,实践案例分析,总结归纳垂直农场在时间顺序的能耗议题,并分为三个阶段,包括前期的合理选址与缩短食物里程,中期的光照环境与能源投入,近年的各项技术应用。垂直农场的能耗议题为以节能为导向的垂直农场设计提出问题。
为探寻垂直农场降低能耗的路径,研究进行垂直农场设计的适用技术比选。种植空间是垂直农场的核心,也是运行能耗的主体。因此,研究基于种植空间的光照、温度等需求,比对农业种植技术、环境调控技术等不同技术的节能效果、种植效率等,为节能导向的垂直农场设计中的各项技术选用提供支撑。
在此基础上,研究提出以节能为导向的垂直农场建筑设计方法。第一,提出节能设计的环境适应性、经济可行性和技术适宜性原则。第二,梳理既有垂直农场相关设计理论,分析具有代表性的设计实践案例,总结垂直建筑设计的选址、选型、表皮设计与空间布局策略。第三,基于设计策略与设计内容,明确节能为导向的垂直农场在选址和建筑设计中的要素、条件,形成垂直农场设计的路径。
最后,研究以百万庄小区为对象,基于前文提出的节能导向下的垂直农场建筑设计方法,进行社区垂直农场设计。第一,基于气候条件、空间环境分析,验证百万庄小区建设垂直农场的必要性。第二,通过小区内的光照模拟,规划其位置,并研究垂直农场屋顶形态、建筑朝向、通风系统、遮阳形式、可再生能源利用方式,通过建筑能耗模拟验证五个变量组,确定适宜建筑形式,比选垂直农场适宜的形式和技术,完成百万庄小区社区农场设计。
研究以多学科视角,以节能为目标,以建筑设计为线索,梳理、整合节能导向下的垂直农场建筑设计与适用技术策略,凝练节能导向下的设计方法,最终将设计策略与方法应用于设计实践中,通过模拟验证了合理性。
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