螺旋梯田溫室是未來農業空間化發展的重要模式 |
農業生產如何走出傳統觀念,構建起生物量最大化的技術模式,往空間發展,向空間要耕地,構建起未來農業的三維耕作體系,及無限量的生產潛力開發,已成為現代農業研究與發展的重要方向;
當前提出的垂直農業與垂直農場,已是空間化發展的開始,設計師設計出摩天大樓用于耕作,但造價不菲,在生產上暫時難以實現,如果開發一種能讓生產者投資起來的垂直農場模式,是現實迫切的問題。在自然界中藤本植物為了在爭取森林系統中的陽光,采用藤蔓螺旋盤繞上升的方式,植物的枝葉為了科學合理的分配光照,選擇適合自身的樹型或特有的枝葉抽發生長模式,如開心形、分層形、籬壁形、塔形等,枝也通過角度的調整找到適合的光生態位,葉通過對生、互生、輪生等方式構建葉片合理的光合空間;不管哪種植物在自然造型或者枝葉分生模式上,都是以光合最優化為前提,從而形成不同的樹形與自然的枝葉替換生長。
目前設計師大多設計的垂直農場均為鋼結構框架的玻璃通透建筑,造價極高,由設計構想到生產運用之間還要一段漫長的過程;而螺旋梯田溫室型的垂直農業模式,具有以下的科學性、合理性及生產實用性。一采用螺旋線方式構建盤繞梯田,從幾何學角度來說,遵從阿基米德螺旋線定律,建成的梯田模型類似于阿基米德螺旋揚水器,這種構建的科學性在于充滿相同空間的情況下,螺旋線所用的材料最省,就如類螺旋線式的蛛網,它用最少的材料來構建最大的捕蟲空間;另外螺旋梯田與球形鳥巢溫室組合,具有合理性,鳥巢溫室的球體結構可以為垂直農場創造強大的外圍保護屏障,可抗強風等自然災害天氣,如果單獨去構建螺旋農場,為了讓它形成強大的抗性,就需選擇粗大的鋼材與鑄件才能完成,而這種與鳥巢復合的方式,外圍保護殼由鳥巢溫室方案得以解決;內部只需用普通的管材就可以搭建成盤旋的梯田耕作層,讓垂直農場成為生產實用的技術,而不是概念。常規摩天大樓設計耕作層是以分層的方式構建,層次的通道采用垂直電梯方法實現上下交通,而且層式,每層的光照不均,下層受上層的遮光影響大,不利于作物均勻受光,生長影響較大,需大量的補光燈來解決光照問題,而勻比率坡度的盤螺方式,就如盤山公路,由梯面始點可直通終點,方便人員管理走動,另外各層梯田受光相對一致與均勻,不需另設補光,大大節省了材料與能源,而且讓遙不可及的垂直農場成為普通農民就可以應用的實用技術模式。
采用螺旋梯田創造的耕作空間比另外建設相同面積的溫室來創造耕作面積與空間,所化的成本更低,只要于鳥巢溫室內按照需要進行空間布局即可,不需構建強大的抗風外殼。在平面上每盤旋一次所創的面積就增一倍,比再建溫室來拓展耕作面積成本大大降低。比如在單位面積上盤旋五次就拓展五倍耕作面積,再通過立體霧培設計實現3倍耕作效率提高,綜合單位面積的耕作效率就實現15倍,同樣相應溫室調控所的能源也就大大降低。
以下是螺旋溫室的芻形,以供大家參考,雛形模式,結構原理與未來生產上運用都是一樣,不同的是雛形模式梯面較狹窄寬一般為2-3米,而生產模式寬至6-8米。具體見下圖: