在高層裡，能不能種菜？

“垂直農業”這一概念最早是由

美國哥倫比亞大學的教授迪克遜德斯帕米爾於2000年提出

。德斯帕米爾希望在由

玻璃和鋼筋組成的光線充足的建築物中能夠出產人們所需的食物,從而解決資源與空間充分利用的問題,使得單位面積產量得到最大化發揮。

後來，垂直農場的概念在新加坡、日本等國土面積較小、嚴重依賴於食品進口的國家得到實踐。近年來，國內的深圳、廣州等地也有垂直農場的身影。而今，在上海也即將出現垂直農場的身影：由博愛裡建築事務所與光明地產聯合研發的光明城市垂直農場。

光明城市垂直農場效果圖

Stefano Boeri致力於城市垂直森林的建設，而光明農場則是他首次將垂直森林和農場概念結合在一起，打造一座城市垂直農場。無論是垂直森林還是垂直農場，都是一種反擴張的措施， 旨在控制和減少城市擴張。

本次文章會透過光明農場專案，延伸出全球2個更具代表性的垂直農場專案，以此來向大家闡明垂直農場這一概念的對城市更新發展的重要性。

01

光明城市

垂直農場

URBANE VERTICAL FARM

OF BRIGHTFOOD

# 建設背景 #

近年來，我們面臨著城市化蔓延所帶來許多危機，包括生產土地面積縮小、動植物生活空間遭到破壞等。

因此，探尋新的城市生產生活方式，變得尤為重要。

一篇聯合國最新的《2021年全球糧食危機報告》中的一條資料寫道：

當今世界還有55個國家、至少 1.55 億人在面臨著嚴重的重度糧食不安全狀況。

光明城市垂直農場概念便是在此種環境下誕生出來的。早在2017年底，光明集團業主就希望博愛裡的團隊在設計新城市綜合體時同時也可融入自身農業技術。在經過博愛裡團隊初步調研後，提出設想：

既然植物可以在建築中成長的那麼好，那糧食作物為什麼不可以呢？

△ 米蘭垂直森林實景圖（Bosco Verticale）

在博愛裡先生的理念中，

無論是垂直森林還是垂直農場，都是一種反擴張的措施, 旨在控制和減少城市擴張。

因此，

團

隊

接受挑戰

，

光明集團也開明的

給了他們

試驗的

機會

，

這個由雙方聯手研發出的

“垂直森林“+”城市農場“

概念蓄勢待發

。

# 建築 #

光明城市垂直農場位於中國上海，總建築面積約11萬平方米。

為了增強建築特色，更好地打造新型都市農業綜合體，光明城市垂直農場提供了商業和辦公的綜合空間的同時，還提供了農業產量的需求。

與米蘭垂直森林建築不同，光明垂直農場的陽臺上的植被主要是蔬果類和可食作物等。

為了

取得農作物生長最好的光照條件，方案中特別設計了45度角的南向退臺，形成結構柱網與建築外輪廓兩個斜交的空間體系。

由於上海氣候明顯變化和作物季節變化，塔樓退臺上設計了

12個“綠色泡泡”作為溫室

，

採用的材料選取了和水立方工程一樣的外牆材料——

ETFE膜

，

以確保植被的健康生長。

90% 以上的可見透光率保障了溫室內充分的日照量，膜之間形成了保溫層，調節保障室內氣溫的狀態，同時在結構上也可承受惡劣氣候帶來的挑戰。

考慮到安全性問題，在建築的北側兩個垂直立面種植了以灌木和小樹為主的植物，以呈現傳統的垂直森林美。

種有植物的的綠色立面將會

降低10-20%的區域性微粒物濃度

，

減少高達10 DB(A)

的交通噪音，並降低達10°C的城市熱島(UHI)效應溫度

。

該建築中先進的建築管理系統BMS可

為垂直農場節約50%的微電系統能源

，

LED照明和調光照明控制將會節約80%的照明系統能源。

其自身的雨水收集系統與耗水量低的裝置以及高效植物灌溉系統會

為整棟建築節約80%的傳統系統用水量

。

# 農場 #

建築中採用的“垂直森林+垂直農場”的結合，可使上海

每年減少4000噸的二氧化碳年排放量

，相當於種植330，000棵樹木所消耗的二氧化碳量零碳建築（零碳建築設計）。

光明城市垂直農場致力於其作為農場的特質，避免使用使用農業化學品、影響傳統農業產量和質量的不利環境因素。

在對農業條件和綠色節能進行了多項研究後，提出了各項可滿足其自身運轉的幾項綠色生態能源系統：

1。立面一體化太陽能光電板系統

2。 收集水灌溉

3。 垂直化汙物生產沼氣

4。 多用途冷水型水源熱泵

5。 先進的建築管理系統

6。 儲熱

7。 冷凝水迴路

8。 照明和調光照明控制

9。 購買有保證的綠色能量

這些系統的相互配合可以保證垂直農場中的各項指標相互迴圈促進，保證農業生產、工作、生活等活動的進行。

這座綠色建築既符合淨化城市的作用，

又滿足了垂直農場中作物所需要的實用性要求。也為未來的居民提供了一種潛在全新的生活方式。

02

垂直農場

的發展史

THE DEVELOPMENT

OF

VERTICAL FARM

農耕文化歷史悠久，溯其本源，竟是

巴比倫空中花園

。它建於尼布甲尼撒二世國王統治期間，即公元前 605-562 年。

建築高達 20 米，為養育植物，從幼發拉底河獲得水。這種

鏈泵式灌溉方式，就是垂直農業的標誌之一。

巴比倫空中花園復原圖

然而，“垂直農業”這一概念真正的設想者不是農學家或建築師，而是一位藝術家。

1909年，A.B. Walker的一張藝術效果圖被髮表在《LIFE》雜誌上。

雖然這個想法只是

針對農村中部的垂直家園

，但這一建築概念

在此後如雨後春筍般湧現。

A。B。 Walker漫畫創作，1909年Life雜誌

1915年，

美國地質學家吉爾伯·特埃利斯·貝利（Gilbert Ellis Bailey）

發明了Vertical Farming一次，並以此

為名出版了一本著作。

但有趣的是，這裡的「垂直」並非向上，而是

向下尋求空間

。

畢竟貝利是地質學家，他所考慮的更多是土壤養分帶來的最大效益。

美國地質學家Gilbert Ellis Bailey 1915年出版著作《垂直農業Vertical Farming》

經過多年理論沉澱後，歷史上第一個垂直農場，於1951年在亞美尼亞開發。這是一個以水培技術為基礎的室內垂直農場雛形，它的出現，讓這種垂直農場的從“烏托邦”概念變為實現。

不過，真正意義上的現代垂直農業（以建築形式出現）發端於哥倫比亞大學名譽教授迪克遜德斯帕米爾（Dickson Despommier）於1999年的一次“課題實驗”。

Despommie出版的的Vrttical farm

德斯帕米爾的構想，利用垂直農業技術，城區內一幢30層的摩天大樓能夠養活5萬紐約曼哈頓區的居民；那麼160座這種建築物，就能為紐約所有人提供全年的糧食。

Despommie設想的垂直農場

這一想法雖沒能付諸現實，但德斯教授卻成了垂直農業的發聲人。在他的啟發下，十年後，即2009年，才成為垂直農場概念的爆發元年。

比利時傑出建築師，

文森特·卡勒鮑特

設計的蜻蜓農場讓大家看到建築美學與可持續農業的結合。

蜻蜓垂直農場的概念來自於蜻蜓翅膀，放生建築的通透感如同一片羽翼，樹立在水面上。

蜻蜓農場共有132層700米，設有28個種植區，在種植農作物的同時，還能飼養豬、牛等牲畜。農場完全利用風能與太陽能提供動力，還可有效的將固體垃圾轉化為肥料並淨化廢水。每種東西都可回收，是真正的“零能建築”。

大樓除農耕外，還在其中設定了公寓、辦公室、實驗室等。是個完全滿足生活及工作的垂直社群，也是美國逆城市化發展的有效結局措施之一。

專案提案一經發出，得到網友的廣泛支援。只可惜落實所需要的資源實屬困難，因此直到現在，也不過是垂直農場這套理論界裡的一段佳話。

03

最成功的

垂直農場

THE MOST SUCESSFUL

VERTICAL FARM

不過並不是所有的垂直農場都只停留在概念階段。最大的垂直農場是紐澤西的AeroFarms。而最成功的垂直農場，那還必須是

新加坡的SKY GREENS

。

AeroFarms

嚴格意義上來說，新加坡是一個集國家、首都、城市、島嶼為一體的城市型島國，因此整個國土面積中只有百分之二可用於耕種。若要養活近570萬人口，單靠自產，是完全不可行的。

SKY GREEN 創始人 Jack

若完全依靠進口，像果蔬這類易腐爛的食物根本無法承受長時間的運輸。新鮮食材成了新加坡迫在眉睫需要解決的問題。2012年，SKY GREENS創始人JACK在新加坡建設了第一家高科技垂直農場。

A形鋁框架是SKY GREENS的獨家專利：

A-Go-Gro，輪轉生長。

框架高達 9 米高，有 38 層生長槽，可適應土壤或水培等不同生長介質。

模組化結構由鋁和鋼製成，堅固耐用，但高度可定製和可擴充套件。結構可以量身定製，以適應不同的作物、生長介質和自然條件，甚至可以在原本不可耕種的土地上種植。

因為新加坡的特殊地理位置，使其不缺陽光，所以並不需要額外安裝LED照明來為植物提供光源。

種植槽圍繞鋁製框架旋轉，以確保植物在透過結構中的不同點時獲得均勻的陽光、灌溉和養分。

與傳統的單層農場相比，這裡的產量在單位土地面積上zhishao提高了10倍。

由於是透過水灌溉，所以也不需要考慮防火問題。地下水庫可將多餘的水留存於，以便回收利用。

安裝在室內的種植系統免於災害的破壞，極大降低了人力維護成本。如今SKY GREENS 所產的食物，如天青菜已可完全滿足市場需求。

垂直農場 Sky Greens 建立者Jack 的想法是，

“讓植物走向你，而不是你走向植物。希望在花園城市裡實現城市菜園的夢想，而不再依靠外來食物的進口。“

從新加坡的成功那裡可看出，透過垂直農業養活城市完全可行。

也許20年前垂直農場的概念還顯得有些科幻，但是如今，它卻是完全可行。

無土栽培技術的成熟，使室內種植變得有效可行。

垂直農場作為一個新生事物，是農業和建築創新性的整合。

在其發展過程中一定會面臨諸多爭議和困難。

真正落實它除了科學技術的加成外，政策、管理及當地社群的支援也尤為重要。

2014年，「綠美人」垂直農場摩天塔在深圳落成並啟用（中國首個在建垂直農場）

但從宏觀角度來說，垂直農場是最能順應城市發展的一個存在。

如果垂直農場大獲成功，它將對食品保障做出極大貢獻，並改變發達國家和發展中國家城市裡百萬居民的生活品質。