引入農(nóng)業(yè)活動的校園屋頂空間再利用探析

宋志濤?楊小軍?劉彥辰

目前我國大多數(shù)校園屋頂空間仍處于閑置狀態(tài)，未得到有效的開發(fā)和利用。而屋頂農(nóng)業(yè)作為利用高密度潛在的城市空間，加強城市可持續(xù)發(fā)展能力的有效方法之一，其在社會，經(jīng)濟、生態(tài)等方面所顯示的作用已被大眾認(rèn)知、認(rèn)同。本文通過對浙江理工大學(xué)二十一號樓校園屋頂農(nóng)業(yè)項目的案例研究，對引入農(nóng)業(yè)活動的校園屋頂空間再利用進行探討。

引言

據(jù)調(diào)查，校園屋頂空間長期以來屬于消極空間，沒有得到有效的開發(fā)利用。普通的屋頂綠化局限于技術(shù)方面的要求，難以形成積極的活動空間，而將農(nóng)業(yè)活動引入校園屋頂空間則可以在滿足屋頂綠化生態(tài)效益的基礎(chǔ)上形成具有歸屬感的社會空間，使消極的屋頂空間發(fā)揮積極的社會效益。浙江理工大學(xué)二十一號樓位于校園內(nèi)西南側(cè)，該樓屋頂標(biāo)高約為13M，設(shè)計為上人屋面，有著良好的通風(fēng)與光照，滿足建設(shè)屋頂農(nóng)場的基本要求?；趯W(xué)校總體建設(shè)規(guī)劃、任務(wù)的具體要求，結(jié)合藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院“十二五”實驗室發(fā)展規(guī)劃與建設(shè)，由此我們認(rèn)為將農(nóng)業(yè)活動引入校園屋頂空間為增加校園空間的生態(tài)、社會效益和培養(yǎng)學(xué)生的參與校園建設(shè)意識等方面具有重要意義。

校園屋頂再利用的意義

1.經(jīng)濟效益

一般的建筑屋頂常年處于裸露的狀態(tài)，遭受著日光的曝曬和風(fēng)雨的侵蝕。隨著時間的積累，紫外線的輻射加快防水層的老化，導(dǎo)致材料的損壞、裂縫的形成。在校園屋頂空間種植農(nóng)作物可以緩減校園建筑屋頂直接暴露在陽光下形成的巨大溫差而產(chǎn)生的屋頂材料損壞、滲漏等問題，使屋頂?shù)膲勖娱L。農(nóng)作物可以直接吸收太陽輻射，調(diào)節(jié)建筑氣溫，實現(xiàn)建筑冬暖夏涼的效果，有效地節(jié)省了建筑能耗。農(nóng)業(yè)活動所生產(chǎn)的一部分瓜果蔬菜可以經(jīng)過加工處理直接提供校園食堂，保障校園綠色食品供給，提高校園食品安全質(zhì)量。另一部分農(nóng)業(yè)活動所生產(chǎn)的經(jīng)濟作物可以進行售賣，產(chǎn)生直接的經(jīng)濟收入。

2.社會效益

校園屋頂空間長期處于凌亂無秩序的狀態(tài)，將原本閑置的校園屋頂空間進行再利用，改變了原本校園建筑屋頂雜亂且破舊的面貌，柔化了鋼筋混凝土建筑的冰冷感覺，調(diào)節(jié)了公眾的心理感受。灰屋頂變綠，農(nóng)作物的引入擴大了校園的可視綠量，為校園提供了新的綠源，創(chuàng)造新的校園景觀空間。校園屋頂空間的再利用改善了校園環(huán)境的整體風(fēng)貌，提升校園整體生活環(huán)境質(zhì)量，使得校園環(huán)境變得更加親近自然，貼近生活，為師生創(chuàng)造了一個積極向上、和諧美麗的學(xué)習(xí)生活環(huán)境，滿足師生多樣化的空間需求。在校園屋頂空間進行農(nóng)業(yè)活動，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約糧食的觀念，提高學(xué)生自給自足的能力，樹立起學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的意識。同時，屋頂農(nóng)場可作為一個示范點宣傳，融入休閑娛樂、學(xué)習(xí)交流、科研教學(xué)等功能，開展大學(xué)生環(huán)?？萍颊故镜冉逃顒?，成為宣傳綠色環(huán)保理念的窗口，學(xué)習(xí)交流的平臺和傳道授業(yè)、科學(xué)研究的理想園地，在提高學(xué)生自身的交際能力的同時，創(chuàng)造一個具有濃郁文化學(xué)習(xí)氛圍的多功能空間。

3.生態(tài)效益

植物和水是吸附降解pm2.5最好的辦法，在建筑屋頂進行農(nóng)業(yè)種植可以有效吸收空氣中的污染物，減少大氣飄塵，降低大氣中一氧化碳和二氧化碳的含量。浙江理工大學(xué)位于杭州下沙高教園區(qū)的中心地段，常年空氣質(zhì)量較差，pm2.5數(shù)值居高不下，大量城市粉塵堆積在建筑物的頂部。校園屋頂農(nóng)業(yè)活動的開展可以有效吸附降解建筑頂部的粉塵，提高校園的空氣質(zhì)量，同時對增加空氣濕度，降低氣溫，調(diào)節(jié)校園微氣候非常有效。由于高校園區(qū)道路硬化和排水系統(tǒng)的特性，雨水很難下滲，在暴雨季節(jié)，短期內(nèi)大量雨水形成的地表徑流增加了校園內(nèi)排水系統(tǒng)的負(fù)荷，導(dǎo)致校園內(nèi)部分路段積水嚴(yán)重。然而在校園屋頂進行農(nóng)業(yè)種植可以對雨水具有截留效應(yīng)，天然降水可通過植物根部、栽培介質(zhì)和雨水收集裝滯留在屋頂上，再通過逐步蒸發(fā)，緩解排水系統(tǒng)壓力，降低校園內(nèi)積水現(xiàn)象發(fā)生的幾率。校園內(nèi)的噪聲不僅影響學(xué)生的生活質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率，也嚴(yán)重影響著學(xué)生的身心健康。屋頂種植農(nóng)作物可以有效減輕校園以及周邊噪聲對校園的影響，減弱外界噪聲的污染，創(chuàng)建一個健康、安靜的生態(tài)校園。

校園屋頂空間再設(shè)計途徑

根據(jù)浙江理工大學(xué)二十一號樓屋頂空間的特性以及不同的功能需求，將空間劃分為種植栽培區(qū)、休閑娛樂區(qū)和設(shè)備保留區(qū)三個空間，并根據(jù)各個空間的不同使用功能對空間進行重新設(shè)計。

1.種植栽培區(qū)

種植栽培區(qū)可根據(jù)屋頂現(xiàn)狀分為覆土栽培區(qū)、容器栽培區(qū)、廊架種植區(qū)、容器育苗區(qū)四個區(qū)域。根據(jù)植物的生長特性，在不同的區(qū)域進行作物的分類種植。覆土栽培區(qū)主要種玉米、向日葵、油菜花、瓜類、紅薯等生長周期較長的作物。由于屋頂表面溫度較地面高，水分蒸發(fā)快。故采用滲灌系統(tǒng)直接在農(nóng)作物根部進行精確灌溉，避免土壤表面溫度高而水分蒸發(fā)快的問題，達(dá)到土壤保濕和節(jié)約用水的目的，農(nóng)場的土壤質(zhì)量和土壤肥力具有更高的可控性；容器栽培區(qū)主要種植新鮮的蔬菜，如大蔥、胡蘿卜、土豆、辣椒等。容器栽培區(qū)采用了便攜式種植槽以及廢舊輪胎作等二次回收的材料作為基本種植設(shè)備。便攜式種植槽中裝填具有良好保濕性和滲水性的混合有機輕質(zhì)肥料。種植槽中裝填的輕質(zhì)土摻入棉籽殼和商品雞糞，增加土壤透水性和肥力，且比普通土壤更為清潔；廊架種植區(qū)主要種植藤本作物，如扁豆、黃瓜、苦瓜、絲瓜、葫蘆、葡萄等。屋頂作為一個相對獨立的環(huán)境，病蟲害防治工作相對更為可控，屋頂種植的農(nóng)作物一般春季以病害為主，夏秋季以蟲害和草害為主。為降低農(nóng)藥殘留的影響，團隊堅持以農(nóng)業(yè)防治為基礎(chǔ)，以人工防蟲劑，如辣椒水、大蒜湯，或者使用物理屬性的殺蟲設(shè)備，如粘蟲板等；容器育苗區(qū)則主要負(fù)責(zé)植物種子的萌發(fā)，后將移植到其他區(qū)域。同時運用農(nóng)業(yè)輪作的方法，根據(jù)不同季節(jié)交替種植作物，一則四季有生產(chǎn)，二則保證土壤養(yǎng)分的均衡利用，避免其片面消耗， 三則改善土壤物理化性狀，調(diào)節(jié)土壤肥力。在種植方式上，運用各種作物對生態(tài)位的不同需求，營造密度較高的種植地，提高產(chǎn)量，并且在某種程度上減少蟲害。在種植栽培區(qū)，師生可以進行一系列科研教學(xué)活動和生態(tài)技術(shù)實驗，建立科研反哺教學(xué)、實驗輔助教學(xué)的長效創(chuàng)新機制。

2.休閑活動區(qū)

休閑活動區(qū)主要分為餐飲休閑空間、草坪空間、模塊化展示平臺三個空間區(qū)域。餐飲休閑空間主要是為師生提供綠色食品菜肴的區(qū)域，在此區(qū)域品嘗屋頂生產(chǎn)的綠色瓜果蔬菜。師生可以在一番游覽和采摘之后在此將自己采摘的新鮮果蔬遞交給食品操作間，經(jīng)由簡單加工成可口的果蔬沙拉或者果蔬鮮榨汁等冷餐；草坪空間可以給師生提供一個休憩、聊天的休閑交流空間，也為師生提供一個課外交流互動的休閑平臺；模塊化展示空間設(shè)置了一個展示型的休閑木平臺，對進行模塊化種植的拆卸與重組演示，以提供給師生進行參觀學(xué)習(xí)。模塊化的設(shè)計便于運輸和組裝、組合，具有節(jié)能環(huán)保、省力實用、整齊美觀等優(yōu)勢與特性，其可根據(jù)場地、空間的大小情況靈活組裝，有效的節(jié)省了屋頂空間，提高了屋頂空間的利用率。休閑活動區(qū)使體驗者在體驗農(nóng)業(yè)活動所帶來的樂趣的同時，增強人群之間的交流溝通，成為校園內(nèi)休閑娛樂的新場所。

3.設(shè)備保留區(qū)

屋頂?shù)囊恍┰O(shè)備裸露在環(huán)境當(dāng)中，在自身遭受老化的同時，對環(huán)境也造成了一定的視覺影響。設(shè)計團隊在對屋頂原有的設(shè)備處理上采取不同的處理策略，例如排氣設(shè)備與空調(diào)外機群組所在區(qū)域，采用木格柵來進行適當(dāng)?shù)卣趽酰诟駯帕⒚嫔蠎覓旆N植盆和攀爬藤本植物進行裝飾美化。在實體墻或美觀度差的隔板上，則采用涂鴉作品、墻繪等藝術(shù)方式來處理。在對原有的玻璃頂采光井的處理上，采用“隔而不遮”的方式，運用水生植物種植池來隔開人與采光井，避免了植物對采光井的遮擋。設(shè)備保留區(qū)對原本陳舊的屋頂設(shè)備進行美化，賦予其趣味與活力，使之成為屋頂上一道新鮮亮麗的風(fēng)景。

運作模式

運作模式分為多方參與、共同管理與物質(zhì)循環(huán)三大塊。在參與方面，通過師生多方參與的方式，進行各類的活動，如：科研教學(xué)、量化實驗、參觀考察、技術(shù)交流、休閑娛樂等項目活動；在管理方面，設(shè)立試驗管理為主導(dǎo)，聯(lián)合其他多元化人群共同管理。如：在校師生、學(xué)生社團、以及志愿者；在物質(zhì)循環(huán)方面，團隊進行對空間改造、生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計，確保農(nóng)業(yè)活動在生產(chǎn)、加工、運輸、回收利用等多個環(huán)節(jié)的持續(xù)運轉(zhuǎn)。

1.多方參與

二十一號樓校園屋頂農(nóng)業(yè)項目具有多方參與的特點。項目充分利用已有的樓屋頂為基地，由藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院多位老師指導(dǎo)項目，由社團成員組織維護及運營，多家企業(yè)提供技術(shù)支持，多個學(xué)院共享資源。校園建筑大多為多層建筑，屋頂面積大，同時建筑相對集中，將農(nóng)業(yè)活動引入屋頂空間，依托該平臺可以開展參數(shù)化社會調(diào)研、參數(shù)化設(shè)計、生態(tài)空間營造、生態(tài)技術(shù)實驗等各項教學(xué)和實驗活動。校園屋頂農(nóng)業(yè)項目的運行模式將依托實驗平臺開展學(xué)院內(nèi)及學(xué)院間不同專業(yè)的教學(xué)和科研合作，形成穩(wěn)定的研究梯隊和社團，提供校園屋頂農(nóng)業(yè)建設(shè)相關(guān)社會服務(wù)；將教師科研實驗工作與學(xué)生教學(xué)實驗需求相結(jié)合，建立科研反哺教學(xué)、實驗輔助教學(xué)、教學(xué)促進科研的長效創(chuàng)新機制，為研究校園屋頂農(nóng)業(yè)提供一個交流溝通的實踐平臺。

2.共同管理

二十一號樓校園屋頂農(nóng)業(yè)項目由師生共同維護管理，由藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院多位老師進行專業(yè)技術(shù)方面的指導(dǎo)。為了可以良好的管理運營屋頂農(nóng)業(yè)項目，研究團隊組建了耕讀學(xué)社，運用社團管理模式對校園屋頂農(nóng)業(yè)項目進行日常維護，并招募學(xué)生志愿者參與日常管理與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)服務(wù)。通過系統(tǒng)化和制度化的管理模式，充分發(fā)揮項目參與者的積極性和主動性，形成“教師指導(dǎo)，社團維護，志愿者服務(wù)”的管理梯隊。

3.物質(zhì)循環(huán)

為了確保農(nóng)業(yè)活動在生產(chǎn)、加工、運輸、回收利用等多個環(huán)節(jié)的持續(xù)運轉(zhuǎn)，設(shè)計團隊建立一整套物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)。生產(chǎn)：運用覆土栽培、容器種植等多種不同的種植手段既能滿足多樣化作物種類種植需求，又可以滿足師生科研需求。加工：食品加工從初步的清洗、消毒、保鮮處理。到之后統(tǒng)一包裝，分批處理蔬菜，制作多種綠色無污染的蔬菜食品。運輸：我們將收獲的菜品分為兩部分：一部分用于屋頂農(nóng)場日常售賣，以及舉辦冷餐會、活動食品需求，一部分用于供給校園食堂?；厥眨簽樾纬梢粋€真正的生態(tài)微循環(huán)的屋頂農(nóng)業(yè)種植空間，建立雨水回收系統(tǒng)，通過蓄水，凈化等技術(shù)手段，將雨水收集存儲在屋頂，用于農(nóng)業(yè)灌溉；堆肥系統(tǒng)，將分類好的廚余垃圾進行堆肥，肥料用于農(nóng)場日常施肥。

結(jié)語

在我國的大學(xué)校園生態(tài)環(huán)境建設(shè)中，引入農(nóng)業(yè)活動的校園屋頂空間再設(shè)計，是以生態(tài)農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)營造多樣化公共建筑空間的有效途徑之一，建成運行后具有良好的經(jīng)濟、社會以及生態(tài)效益。浙江理工大學(xué)二十一號樓校園屋頂農(nóng)業(yè)項目作為杭州市首個校園屋頂綠化示范項目，不僅有助于提升學(xué)校知名度和影響力，而且能夠給我國大學(xué)校園生態(tài)建設(shè)提供一個可持續(xù)發(fā)展的模式，為城鄉(xiāng)生態(tài)建設(shè)提供有益的借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]李海英，白玉星，高建嶺.《屋頂綠化的建筑設(shè)計與案例》[M].中國建筑工業(yè)出版社.2012.（08）. 5-6

（作者單位：浙江理工大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院）

基金項目：本文是浙江理工大學(xué)環(huán)境設(shè)計校綜合改革試點專業(yè)建設(shè)、浙江理工大學(xué)校實踐基地建設(shè)成果之一。