当城市与农业不再冲突,华科学弟的“产学研居一体化”现代农业科技园设计!
本次优秀作品分享，我们邀请到了华中科技大学的HanXu同学，分享他的课设作品<超级农业试验场>。
▲ 项目图纸
俗话说得好，民以食为天。也许你会问：吃饱饭这件事很难吗？其实真的很难。回顾中国的历史，吃饱饭这件事儿的实现并没有多久。《后汉书 光武纪》载：“建武二年（26年）十二月，三辅大饥，人相食，城廓皆空，白骨蔽野。”仅仅是东汉时期的中国，就发生了四次人吃人事件发生。到了北宋时期，民间有了一句谚语：苏湖熟，天下足。但即便是在这样的年代，仍然难逃大规模饥荒。根据《明史稿》和《清史稿》的记载，中国明清两个朝代544年的历史中，曾经发生过“人相食”的年份居然高达225年。
▲ 1946年饥荒到了现代，粮食安全问题依然突出。近些年，全世界以及中国都面临着粮食供需不平衡、粮食质量下降、粮食价格波动等挑战。根据《2022年世界粮食安全和营养状况》报告，2021年全球受饥饿影响人数达到8.28亿，较2020年增加约4600万。联合国世界粮食计划署发出警告：人类或将面临“二战后最大的粮食危机”。而中国用不足全球9%的土地实现了约占世界1/4的粮食产量，供养着世界近1/5的人口。中国在保障粮食安全方面虽然取得了巨大成就，但仍然面临着挑战和风险。2020年中国粮食进口量突破1.4亿吨，占到国内粮食产量的1/5以上，意味着中国对国际市场的依赖程度较高。此外，耕地资源紧缺、农业生态环境恶化、农业生产效率不够高等问题也困扰着中国农业的发展。在快速城市化的今天，城市与农业貌似“水火不容”，城市扩张不断蚕食着农田。城市与农业是否存在一条共荣共生的道路？如何实现城市与农业的良性互动？如何在城市建设过程中保障农业高效发展？试图探索“城市+农业”相互促进，融合共生的城市空间模式。本设计希望能够借助科技资源与条件赋能城市农业发展，因此在选址上优先选择了具备较好农业科研环境的区域，并且具有一定的升级改造潜力和需求的区域。场地位于武汉市洪山区。武汉是我国重要的科研基地，洪山区拥有武汉规模最大的大学城，科研教育资源丰富。场地紧邻湖北省农业科学院和华中农业大学，农业科技发展基础较好，具有现代农业发展的先天优势，为现代农业发展提供人才保障与技术支持。同时，农业科研机构对农业试验场具有一定的需求，因此场地选址遵循场地条件典型、空间功能需求契合等原则，为设计效果的实现提供保障。场地内现状条件单一，以种植水稻的农田为主，部分区域存在小规模的温室大棚。在场地及周边进行充分走访，发现周围主要有三类人群，即农业科学院的科研人员、高校学生以及居民。通过走访询问发现，各类群体有不同的现实诉求。对科研人员来说，他们希望能够拥有更多的可调温、可改变生长环境的农业试验空间；实验室与试验田距离太远对相关实验的开展也带来一定的不便，影响了科研效率。对高校学生而言，农科院是学生参与实验、项目、实习的重要合作方，场地将高校与农科院隔断，场地成了高校与农科院交流的阻碍。对居民而言，周围可供休闲的空间并不多，看着家门口的绿色空间却进不去，感到遗憾。并且这里正位于地铁口，交通发达，服务的居民并不止附近的居民，场地目前的低效利用制约了潜在社会价值的发挥。第一，农科院的科研人员的实验室与试验田距离较远，对实验进行带来不便；第二，缺少可调节试验环境的场所，实验效率受到制约；第三，场地阻碍了高校与农科院之间的联系路径，增加了两者的交流成本；第五，周围居民缺少休闲活动空间，场地社会价值有待挖掘。此外，对场地及周边的自然环境进行了调研分析。该场地所位于的南湖片区在历史上多次出现严重的洪涝灾害。考虑到洪涝问题会对农作物生长产生巨大影响，因此如何解决洪涝问题也是本设计需要解决的问题之一。基于不同人群的差异化需求以及场地现状的突出问题，提出四大发展目标，分别为：整合周边科教资源打造现代农业试验场、提升场地农业生产效率形成区域农产品供给中心、满足高校学生的实践需求建成农业实践教育基地、挖掘与发挥潜在社会价值营造农业体验公园。针对每个目标分别提出了三个空间设计策略：现代农业试验场：根据空间联系的需求增加联系通道与路径；打破原有的围墙，形成开放式园区；多样化的功能植入，不仅有农业实验场地，也包括休闲、教育等功能，以功能复合增强场地的利用率，提升场地活力与吸引力。区域农产品供给中心：核心任务是增加农业种植面积，提高农业生产效率。主要通过立体化种植、屋顶与立面种植、可调控环境的温室三种方式实现。以见缝插针的方式布局种植空间。农业实践教育基地：设计农填中的教育空间，做到真正的“田中教学”，从书本走到了现实行动中；将农业与工业相结合，设计可观览的农产品加工生产线，不仅可以作为科普教育使用，产出的产品也可以为园区带来收益；种子博物馆，这里你想要的作物种子应有尽有，是学生拓宽视野、实验人员寻找素材的丰富宝库。农业体验公园：设置能够吸引居民参与的可食花园，可移动的种植装置可以让居民充分享受自己的劳动成果；农产品市场为园区提供了更多收益，也为新产品的发布提供了展示空间；绿色餐厅与农产品加工充分衔接，在这里实现了农业+工业+餐饮服务的三业融合，发挥农产品的经济价值，让更多人愿意参与农业工作，促进农业振兴。总体设计方案的生成，主要是基于联系理论，通过“流”将场地与周围区域缝合、衔接，并且让这些“流”在场地汇聚。在场地中充分考虑了建筑尺度与形体的变化，在西侧沿主要道路形成连续的城市界面，以研发办公为主；在东侧形成了原始的乡村聚落形态，让市民在这里找到乡野的趣味与气息。场地中间以田园为主，从城市进入园区，仿佛置身田园世界，城市与乡村风貌形成了巨大反差，给人豁然开朗的心理体验。总体设计方案主要分为三类区域，分别为农业实验区、休闲教育区、屋顶农场。农业试验区主要分布在东侧，紧靠农科院，满足农科院科研人员的农业试验需求。休闲教育区靠近场地中心位置，这里是人流汇聚的地方，以公共性功能为主。沿街办公建筑形成了连续的屋顶农场，屋顶农场南北分别与周边的居民区、地铁站相接，成为可供居民享用的线型空中花园。对于洪涝问题，本设计考虑了更为宏观的立体种植、养殖方案。地表、温室建筑、屋顶均布置了渗水、雨水收集等装置，并在地下设置了集中养殖区域，最大化保留和增强场地原有的蓄水能力。此外，蓄水池的水可以循环利用，节约水资源。针对可调温室进行具体详细设计。该温室是环境条件可调控的“科研+试验+教育”一体化的温室空间。设计了三个不同类型的屋顶，分别为遮阳、透光、透水三类，满足喜阴、喜光、不耐旱三类植物的种植需求。屋顶设置空调，在自然环境不适宜作物良好生长时进行调节。温室中间是实验空间，采用立体种植方式种植农作物，立体种植的装置大小、高度可以调节，满足不同大小植物的种植需要。旁边布局实验室，可以对农作物长势进行及时检测。实验室下方是教育、交流空间，必要时也可改为实验室。温室下部为架空设计、保留部分原有水稻作物。下面的水也可通过净水系统对温室内部的作物进行灌溉。屋顶农场错落有致，设计灵感来自于中国的梯田。梯田式设计给予了场地内部更加宽阔的空间体验，并且使得办公科研空间与窗外的农业种植空间无缝衔接，部分科研人员可以直接在窗边的农田进行实验操作。不同高度的屋顶农场之间设置了楼梯，保证了不同高度屋顶农场的空间连续性。在立面种植方面，主要设置了三种立面，其中两种是窗户向内嵌入，外部空间则用于农业种植，最后一种是窗台向外延展，并增加反光玻璃。因为位于北侧的立面没有阳光，影响喜光植物的生长，通过南侧立面的反光玻璃反光则能够使得北侧立面获得阳光。反光玻璃可以随着阳光照射角度变化而调整，使得反射光线可以照射在指定位置。节点设计，包括农产品加工流水线设计、田中教学空间设计、共享农场设计、绿色餐厅设计。农产品加工流水线设计方面，展示了三个主要农产品的加工流程，分别为油菜、小麦和西红柿，学生和居民可以在流水线旁边观察到产品加工全过程，实现农产品加工+科普的双重功能。田中教学空间设计方面，以线型排列方式组织教学空间，种植容器为可移动装置，现场学习所获得的成果也可以携带回家。教学空间上方设置了可变形遮阳伞，会随着光照强度变化而变化，在阳光强烈时向两侧延展，起到遮阳功能；在阴雨天则会向内收缩成漏斗状以收集雨水，在必要时释放雨水进行灌溉。共享农场设计方面，设计了可移动、可变形、可拆卸的种植容器，参与者可以根据自己的喜好来组装，多个参与者的容器在一起，便形成形态各异的农业盆景景观。以参与者的自发性与创造性丰富了场地景观，为场地设计增加了新的可能性。绿色餐厅设计方面，首先农业产品是绿色的，产品就来自于场地内的加工流水线。其次，空间面向场地内的农田，呈半开放状态，让餐厅的顾客不仅享受绿色食物，更能够享受绿色空间，绿色的视野、自然流通的空气、自然采光。在这里能，人们够摆脱城市里餐厅千遍一律的人工环境，这里的自然体验会让顾客流连忘返。对于农业科研人员：无论是晴天还是雨天，均可以在温室进行科研工作。晴天时，打开屋顶的遮罩模式，以满足喜阴作物的生活习性。由于受光条件不同，也便于科研人员进行对照试验，科研人员可以对不同受光条件的作物生长情况进行检测和记录。雨天时，打开屋顶收集储存雨水，便于日后灌溉使用，植物也可以享受自然雨水的滋润。对场地不同季节的活动进行了策划。春天，老师带着学生们来到这里进行农业科普教育，同学们学习作物如何种植、不同作物的习性、作物的生长过程，一边学习一边动手操作。夏天，共享花园的植物生长茂盛，周边居民在池塘边打理着自己的花园，累了就在旁边的池塘看看风景，甚至可以钓鱼消磨时光。到了秋天，丰收的季节，大家开始收割一年的成果，凉爽的秋风下，劳动并快乐着。同时，收获的成果占满了农产品市场，新鲜且健康。超级农业试验场，所谓“超级”是因为这里是功能高度复合、生产研发高效、高社会价值、高灵活性与参与性的园区。虽然出发点是缓解粮食安全问题，让农业与城市共荣共生。但是设计并不止于此，期望挖掘与发挥更大的潜在社会价值，让园区不仅是科研工作者的工作场所，更是学生与居民的“乐园”，探索农业生产与城市生活和谐共生的空间形态。城市与农业不再冲突，而是你中有我，我中有你的状态。图文来源 / HanXu
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