屋顶农场的意义及实践

以上海“天空菜园”系列为例

Research on the Significance and Practice of Roof Farm
Taking Shanghai’s “V-roof Rooftop Vegetable Garden” as an Example

朱胜萱 高宁
ZHU Sheng-xuan GAO Ning

摘要：屋顶是我国城市中的消极空间。屋顶农场是对建筑屋顶的一种积极利用方式，并具有经济效益、生态效益和社会效益。以上海“天空菜园”系列项目为研究对象，分别对屋顶农场的空间设计、适用技术以及运作模式进行介绍和分析：屋顶农场在空间及技术上是可行的，在运作过程中则急需城市管理制度的正面响应和引导。

关键词：园林设计；都市农业；屋顶花园；屋顶农场

Abstract: The roof is the negative space in Chinese city. The roof farm is a positive utilization of the roof space with economic, ecological and social benefits. Taking the “V-roof Rooftop Vegetable Garden” in Shanghai as an example, this paper introduces and analyses the spatial design, applicable technology and operation pattern of the roof farm. The authors found out that the roof farm is spatially and technically feasible, and the relevant urban management system is urgently needed during the operation process.

Key words: Landscape Design; Urban Agriculture; Roof Garden; Roof Farm

近年来，我国城市中市民自发的农业活动屡见不鲜，并由于用地及空间的权属引发了一系列争议。与城市绿地相比，建筑具有更为明确的权属和使用主体，建筑的屋顶、外立面、室内空间均可以在现代城市农业技术和建筑技术的支撑下得到利用，进行农业生产。其中对建筑屋顶的利用在实践中已经相对成熟。上海“天空菜园”系列即是屋顶农场模式在我国较为系统的实践。

1 屋顶农场的意义

在我国，屋顶长期以来是城市中的消极空间。普通的屋顶绿化限于屋顶荷载、土层厚度等技术要求，难以形成有活力的空间，反而使屋顶绿化陷入难以推行并难以为继的尴尬局面。将农业活动引入屋顶空间可以在满足屋顶绿化生态效益的基础上形成具有归属感的社会空间，使屋顶这种消极空间发挥积极的社会作用。在我国的城市农业实践中，屋顶农场的发展较为顺利，在不涉及权属争议的前提下，所遇阻力较小。根据孟建民的计算，中国现有屋顶面积73万hm2，绝大部分被完全闲置，利用屋顶进行农业生产具有巨大的潜力。

屋顶农场在调节温度、洪水控制、城市降噪等方面的生态效益也是巨大的。屋顶种植农作物可以降低太阳辐射，调节气温，夏季高温时室内气温通常可以降低5-6℃，严寒的冬季要比没有屋顶花园的室内温度高2-3℃。这样对于建筑物的顶层，至少能够节省50%用于空调的能源，还可以节省50%的冬季供暖能源。联合国环境署的一项研究表明，如果一个城市的屋顶绿化率达到70%以上，城市上空的CO2含量将下降80%，热岛效应会彻底消失。屋顶农场对雨水具有截留效应,可以蓄存60%~70%的天然降雨。在屋顶种植农作物至少可以减少3dB的噪声，同时隔绝噪声声效能达到8dB。德国的研究显示，城市绿色屋顶是多种生物的重要栖息地，英国学者估计英国的屋顶花园可以将房屋价值增长10%-30%。此外，屋顶是城市中相对独立的空间，更容易形成小的生态圈，在土质、水质以及病虫害防治等方面也更为可控。

2 屋顶农场的实践——上海“天空菜园”系列

2.1 项目背景

“天空菜园（V-Roof）”是东方园林南方联合设计集团开创的系列项目。2011年，集团参加了英国领事馆举办的创意比赛，在此过程中，集团注意到了普通屋顶绿化造价较高、不易维护、公众参与程度低的问题，在使屋顶绿化具有持续性产出的思路启发下，集团最终提交的方案将普通屋顶绿化转向了屋顶菜园的模式，通过将农业生产植入屋顶的方式将城市的消极空间进行积极的利用，这成为了之后“天空菜园”系列项目的开端。

2.2 “天空菜园”的空间设计

顾名思义，“天空菜园”均是建设在建筑屋顶上。由于权属相对清晰，不影响现存的城市绿化，填补绿化空白、利用消极空间的作用显著，城市中的农业生产最容易从屋顶这个建筑尺度的空间开始（图01-03）。

在屋顶空间中，权属最为清晰的创意产业园区、科技园区和商务园区则更容易开展屋顶农场的实践。在目前已经建成的5个农场项目中，包括4个园区项目、1个住宅项目，其他在进行项目也多位于各类园区中（图04-08，表01）。在这5个建成项目中，项目1为实验性质，尚不成熟；项目2为私人住宅屋顶，更多地考虑业主需求和家庭休闲空间的设计；项目3位于净水公司的屋顶，在空间设计、生产技术和运作模式方面都具有代表性。该屋顶农场的设计中植入了企业的代表性元素——净水设备（包括净化池、沉淀池、过滤池、蓄水池），农场灌溉系统与整个厂区的水净化系统对接，直接使用净化中水进行灌溉，利用废旧物品，如回收轮胎、玻璃瓶等设计景观装置，尽可能展示企业文化；项目4则成为绿色三星建筑的评测内容之一；项目5旨在满足每一个职工自助种植蔬菜的要求。

2.3 “天空菜园”的适用技术

在目前屋顶农场的实践过程中，主要解决了生产过程中的适用技术问题。包括屋顶防渗漏、生产容器、种植土壤、作物种类、病虫害防治、自动化渗灌等生产技术。

农场的屋顶均选择承重在300kg以上的可上人屋顶。设计团队采用了便携式种植箱作为基本种植设备。种植箱中装填有机轻质土，重量约在50-100kg/m2，符合屋顶的承重要求。种植容器中装填的轻质土掺入椰壳碎粒和蚯蚓粪，增加土壤透水性和肥力，且比普通土壤更为清洁，容易为市民接受（图09）。与传统大田作业相比，屋顶农场的土壤质量和土壤肥力更为可控。按照规划设想，屋顶农场会在两年左右全面换一次土，以保持土壤肥力。采用渗灌系统直接在农作物根部进行精确灌溉，避免常规土壤表面灌溉水分较易蒸发的问题，同时也能达到节约用水的目的。

在作物种类方面，团队已经试种过四五十种蔬菜，其中家常吃的蔬菜大概是20多种，包括青菜（Brassica chinensis）、空心菜（Ipomoea aquatica）、茼蒿（Chrysanthemum coronarium）、茄子（Solanum melongena）、香葱（Allium fistulosum）、辣椒（Capsicum annuum）等目前在屋顶农场中都能种植。屋顶相对独立的环境使病虫害防治也更为可控，小规模的健康的生态圈不仅可以有效降低病虫害发生的几率，即使在已发生病虫害的情况下，也可以有效降低病虫害的传播速度。通常采用纯天然的杀虫剂，如辣椒水、大蒜汤，或者使用物理属性的杀虫设备，如粘虫板、灭虫灯等（表01）。

2.4 “天空菜园”的运作模式

“天空菜园”系列项目的运作模式具有多方参与的特点。项目由一次设计竞赛发源，由一个设计集团发起，并在推动过程中逐渐整合了多方的参与主体，形成了多方参与的合作平台。东联集团既是运动的发起者，也是运动的技术支持者，并且是合作平台的组织者，项目组本身也从单纯的设计团队扩展为包括设计人员和后期养护人员在内的一揽子团队。该项目整合的参与主体包括文化机构、农业园艺企业、研究机构、设计机构、高校等，文化机构为项目组提供了宣传和学习的平台，农业园艺企业、设计机构提供技术支持、研究机构和高校提供智力支撑。

在农业生产空间的获得过程中，项目组主动与园区以及单位沟通，说服拥有清晰产权屋顶的业主提供屋顶空间，或将因资金缺乏而停滞的屋顶绿化项目改造为有经济产出的屋顶农场。在具体的操作中，项目组与提供屋顶的产权单位建立合作关系，共同建设，共同经营。与市民个体建立租赁、订购关系，借鉴CSA的运作模式为市民提供蔬果（表01）。

3 实践评述

作为国内较早的进行系统运作的城市农业实践项目，“天空菜园”以一种低干扰的态度介入城市空间中，利用城市中最易得、争议最小、利用率较低的屋顶空间作为城市农业实践的开端。并计划在城市农业认知逐步加深、管理模式成熟、政策环境支持的前提下，将农业生产空间引入城市其他类型的空间中。

在相关技术实践中，使用容器种植的农业生产技术已经相当成熟，水培技术的应用则有待进一步探索。由于城市规划建设管理法规的限制，温室技术尚无法实施，这导致农业生产存在明显的季节空白。在农业回收技术方面尤其是对有机垃圾的回收利用仍处于探索阶段。

“天空菜园”以设计团队为中心，整合多元参与主体，组建城市农业合作平台的模式是典型的自下而上的城市建设社会运动模式，目前该模式已经到了需要政府响应的阶段，在实践工作中也已经面临法规盲区、现有政策无法对接、找不到城市层面管理主体等种种尴尬。

在我国的城市中，城市农业的实践才刚刚开始，农业活动究竟是昙花一现的风潮还是燎原的星星之火仍然需要时间的检验，希望“天空菜园”系列屋顶农场的建设能够为我国城市农业的发展提供有益的借鉴。

注释：

所有图片均由东方园林南方联合集团提供。

 

参考文献：

[1] 孟建民.迎接城市农业化革命[N].中国建设报,2008-11-06(7).

[2] 叶茂乐,李艳艳.厦门屋顶休闲农业发展探析[J].福建建筑, 2011,(1):11-13.

[3] 魏艳,赵慧恩.我国屋顶绿化建设的发展研究——以德国、北京为例对比分析[J].林业科学,2007,(4):95-101.

[4] 张敏.南京屋顶花园的营造与设计[D].南京:南京林业大学, 2010.

[5] 廖妍珍.我国屋顶农场的现状分析与关键技术研究[J].山西建筑,2010,(4):346-347.

[6] 瓦尔特·科尔布,塔西洛·施瓦茨 著. 袁新民 译.屋顶绿化[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2002.

[7] 蒂莫西·比特利 著,邹越,李吉涛 译.绿色城市主义——欧洲城市的经验[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

 

作者简介：

朱胜萱/1977年生/男/云南人/东联设计集团首席设计师、高级工程师（上海 200233）

高宁/1980年生/女/山东人/浙江理工大学艺术与设计学院讲师/博士（杭州 310002）