农场摩天大楼设计将垂直农场推向新高度 - 彭博社

深圳一座拟议中的摩天大楼将在其51层的边缘种植食物。

图片来源：Carlo Ratti Associati

随着不依赖土壤的室内农场成为解决粮食不安全的一种策略，一位学者有一个愿景，将垂直农场带到中国的超大城市中：农场摩天大楼。

卡洛·拉蒂，一位在麻省理工学院Senseable City Lab工作的建筑师，提议在中国科技中心深圳建造一座51层的摩天大楼，内部设有大规模垂直水培农场，可以种植像沙拉、浆果和番茄这样的作物，以供应每年多达4万人的食物。

这座拟议的塔楼将包括其他设施，如办公空间、超市和美食广场，目前正在入围中国超市连锁店物美的新总部。

这是扩大垂直农场的一系列想法之一，随着水培和气雾喷技术的突破，这些室内设施可以以更少的土地和水产出更高的作物。垂直农场旨在更高效地种植作物 —— 将它们堆叠在托盘或垂直种植器中，在室内气候控制条件下生长，并利用算法和其他技术优化光照和生长条件，通常在城市环境中。

在英国，Shockingly Fresh预计在其第一座垂直农场上每年种植约200万颗绿叶蔬菜。而位于新泽西州纽瓦克的AeroFarms —— 自2016年开业以来被誉为世界上最大的垂直农场 —— 在其占地7万平方英尺的设施上每年种植约200万磅的食物。作为对比，拉蒂的农场摩天大楼预计每年将产出约60万磅的食物，主要分布在这座高达715英尺（218米）的建筑物的外墙周围。

Shockingly Fresh的设施位于Worcestershire的Offenham，不使用任何人工光源。摄影师：Paul Ligas像新加坡和阿布扎比等其他密集地区正在大举投资垂直农业，作为他们在本地生产更多食物的目标的一部分。在新泽西州泽西城，正在建设垂直农场在公共住房社区，旨在通过整合技术、教育和食物获取来解决食品不安全问题。其他类型的温室，虽然不是技术上的垂直农场，但也依赖LED照明和机器人等技术来优化种植——肯塔基州的AppHarvest 每年生产4500万磅番茄，该设施据称每英亩产量比开阔地高30倍，用水量减少90%。

在深圳，Ratti表示他的提议将把垂直农业“提升到一个新水平”。拟议的建木大厦不仅会建造更高，建立他所说的世界上第一个农场摩天大楼。它还将成为“如何将自然界融入建筑设计”的典范，通过在整个摩天大楼的外壳周围结合农业，人们也在这里工作、购物和用餐。绿色植被将位于所谓的双层外立面中，两侧都有窗户，以便自然阳光照射到植物和建筑内部。Ratti表示，这种设计——以及深圳充足的阳光——将使农场在很大程度上不依赖人工光源和供暖，这会带来高能耗。但这个农场也旨在对建筑环境产生好处：高楼反射的热量会使城市变得更热。Ratti表示，用农场包裹摩天大楼不仅是缓解这种效应、使建筑在没有空调的情况下保持凉爽的好方法，还可以生产食物来喂养建筑内的人们。

“我们的观点是，为什么不试着在摩天大楼的外墙上收集太阳能，并将其变成一个巨大的农场，”他说。“几年前这是不可能的，但今天却是可能的，这要归功于水培技术和机器人技术的进步。”

植物位于建筑物的“双层外立面”的两组窗户之间。建筑物的内部还将种植其他树木和花卉，以融入自然元素到设计中。图片来源：Carlo Ratti Associati全球食品生产目前占温室气体的三分之一，80%的森林砍伐，70%的陆地生物多样性丧失，以及所有淡水用量的70%，根据世界自然基金会的数据。当前的食品生产必须大幅增加以满足不断增长的人口需求。

垂直农场是如何在更少的土地上生产更多作物的愿景之一。它们被吹捧为环保，确实使用较少的水和农药。但大多数垂直农场使用全封闭系统，配备加热和人工LED灯，这可能需要大量电力。Ratti对阳光的依赖旨在解决许多垂直农场所面临的批评，而像Shockingly Fresh这样的农场则完全依赖自然光。然而，阳光并非全年都如此充足，与人工照明的农场不同，黑暗的冬季下午意味着生长的作物更少。

Ratti相信中国是他垂直农场愿景的理想之地。中国有大约14亿人口需要养活，该国的农业生产力需要大幅提升，受到土壤受损、水源受污染以及化肥和农药过度使用的影响。政府在九月份警告称，食品安全可能会受到能源价格飙升的影响，并在十一月份，由于十月份山东省遭受极端天气导致农作物被淹，该国最大的蔬菜生产商，政府敦促家庭为冬季储备食物。Jefferies Group LLC估计，中国拥有全球21%的人口，但只有9%的可耕种土地。

“中国的一个大问题是由于城市化速度非常快导致耕地不足，”加拿大安大略省圭尔夫大学的食品安全研究员Alesandros Glaros说。“在这种情况下，垂直农场是一个非常创新的方法，因为它在土地利用方面非常高效。”

但要解决食品安全和环境问题，Glaros表示，裁决仍未出台。

“我认为研究还太早，无法可靠地声称垂直农场是食品安全的解决方案，”他说。“数据还不够。因此，尽管世界各地存在许多商业运营，但我们缺乏很多关于环境数据的良好数据，例如确切的环境足迹是什么，潜在产量是多少。”

另一个目前的限制是只有少数种类的作物在垂直农场中种植，主要是低热量食品，如绿叶蔬菜、香草和一些水果。因此，这还不足以维持人口。“在这些单位中你不会种植玉米、大豆或小麦等作物，”Glaros说。到目前为止，许多这些农场的产品售价较高，这使得低收入人群无法购买这些产品。

拉蒂设想他的农场摩天大楼是一个自给自足的食品供应链，作物可以在同一建筑物内种植、销售和食用。他的提议与法国建筑公司文森特·卡勒博建筑师2013年的亚洲堆设计有一些相似之处，该设计要求在深圳建造六座模块化的、鹅卵石形状的建筑，也被称为农场摩天大楼，每一座都是一个自给自足的社区，拥有自己的食物来源和住房。

这座51层塔楼的外立面。图片来源：卡洛·拉蒂联合丹尼尔·萨法里克，高层建筑和城市人居委员会研究助理主任，认为在中国人口最多的城市之一建造一座农场摩天大楼是可行的，但挑战可能来自维持这样一座建筑。

“几十年来，我们一直在摩天大楼上种植绿墙，一些项目确实种植了可食用的农产品，”他说。“最大的挑战不是首次工程设计，而是维护。剪彩之后，这些垂直花园的业主和运营商是否会继续以一系列挑剔的植物所需的水平来维护它们？”

深圳设施维护的一个关键支柱将是使用AI支持的“虚拟农学家”，负责管理农场的日常运营，包括灌溉和营养条件。拉蒂表示，他最新提议的不同之处在于规模。“它真正让你做到的是本地采购，仅凭一座摩天大楼就能为数万人生产食物，”他说。

Ratti打算建造这座农场摩天大楼，无论他的设计是否被物美选中，他预计最多需要三年时间。他说，他的设计是物美总部的两个决赛入围作品之一，但该公司拒绝了彭博社的置评请求。

“我们决心要建造它，无论物美是否参与，”Ratti说。“这只是关于愿意做一些世界从未见过的事情。”