农业与畜牧业
“蛋生”选择使用一个单独的蛋体来设计我们的农场,以获得足够的粮食消费品,满足百万立方内的物质需求和粮食储备。
我们采用目前最为先进的垂直农场模式,对于蔬菜、水稻等农作物进行采用单层多阶的无土栽培技术,可达到2000kg/亩的年产量。食用油通过从菜籽中提取,因此通过种植油菜来获取食用油。对于猪、牛及羊等肉类的需求,一头可食用的猪可在半年内长至260~280kg,且我们的养殖方式为纯原粮喂养,因此需要消耗500kg/头的原粮。水产由于种类不同,可达到的亩产也不尽相同,为了提高水产的种类和使水产层的空间利用更为合理,我们采用多级多类的养殖方式,使水产亩产量可达1000kg/年,同时根据鱼净增重倍数来推算,每年每亩投喂量为4000kg。根据家禽的日龄和只数,可计算得家禽年采食量为2000kg/亩。
为了满足土地的需求,我们将农牧场结合并分层,即水产区为共1.5亩的多层面积,处于农业蛋的顶部,且水产层的底部距蛋顶10米,其下分别为1亩的家禽层,1.1亩的牛羊层,1.4亩的猪层,再往下则是农作物的分层,分别为共三层的油菜,共占5亩;共5层的原粮作物,占地共17亩,以及两层的蔬菜共5亩。因此我们设计的农业蛋在水产层以下共13层,层高3.3米,加上底层6米,用于种植人所需衣物的原材料——棉花,总高59米(地面以上)。
我们将农牧场相结合,将动物粪便压缩并制造为无土栽培所需养料,将农作物的秸秆和残枝等压缩处理为有机物颗粒,亦可回收利用作为无土栽培的原液材料或作为辅助投放的饲料以供给动物层的需求。顶层用作水产层可以使得其接收来自大自然的雨水,从而使雨水得到利用并且使水产得到尽可能自然的养殖方式,也降低了农场水资源的消耗量。
农场所需的能量来源主要采用太阳光照,最外层动植物通过建筑表面采用的太阳能光膜材料与通透的采光设计直接采光,而无法直接采光或光照较弱的部分,通过利用光导纤维、导光管、采光搁板和导光棱镜等,通过光的反射、折射或衍射等特性,将天然光引到并传输到需要的地方,这样即可充分利用太阳光能。但是为了满足垂直农场高产量的需求,仅仅依靠太阳能是不够的,因此需要通过LED灯来对光照进行补足。我们采用单色光进行照射,不仅可以降低能耗,同时还可以使光合作用的效率增加一倍。
要使得垂直农场高效高产地运行,只有充足的光照是不够的,还需要有适宜的温度。我们利用相变储能的建筑材料,可以通过室温相变材料来增加房屋的热惰性,降低房屋温度的波动,使农场温度在没有叠加空调效应的时候能够最大程度的维持温度的稳定,因此也可降低空调的负荷,从而降低整个农场的能耗。
还有一项非常重要的措施即通风措施,农作物的动物的生长都需要有足够的新风,因此,在夏天的时候,我们采用自然通风,使得农场在获得新风的同时,降低了内部的温度,冬天可利用太阳能及上述的储能材料,维持温度稳定并使得空气流通。
这样的一个垂直农场,在许多方面是可以保证自动化运行的,包括成熟的无土栽培技术采用的自动控制,作物成熟后的收割及粗加工,以及废料的处理。但是这样的系统同时也需要人员的监测,因此在这样一个高层建筑内需要设计通道用于人员的出入和产物的运输。我们将通道选在蛋形的中心,可以达到使人对农场的覆盖面积最大的效果,同时可以利用太阳光照最弱的区域,来使得农场内的动植物最大程度地获得太阳光照。