住區(qū)建成環(huán)境與都市農業(yè)整合設計策略
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摘要：針對我國城市糧食供應需求與建設用地間的矛盾，本文提出將住區(qū)建成環(huán)境與都市農業(yè)相整合的設計策略，即保留已有生產性空間并注入社會功能、用參與式景觀置換部分觀賞性景觀、在原住區(qū)閑置空間中植入生產性功能、在原住區(qū)功能性空間中疊加生產性功能、重構“農業(yè)+”的復合型生產性空間等；在此基礎上，結合住區(qū)建成環(huán)境主要構成要素，詳細分析不同空間類型可選擇的整合策略及具體的應用方式；最后，以天津市某小區(qū)為例，探究上述整合策略實施后住區(qū)增加的農業(yè)產量，為緩解我國城市糧食供需問題提供參考。
關鍵詞：建成環(huán)境；都市農業(yè)；住區(qū)；整合；策略
我國正處于城市化快速發(fā)展時期，城市人口的增加與建設用地的擴張造成城市糧食供應需求增大，而可用的資源生產用地面積卻逐年減少。與1997年相比，2017年我國城鎮(zhèn)居民年蔬菜消費量增加了3866.92萬t，相當于天津市城鎮(zhèn)居民當年年蔬菜消費量的25倍［1］。而我國人均耕地面積則由原來的0.095hm2/人下降至0.084hm2/人［2］，遠低于國際平均水平。在土地短缺的制約下，未來農業(yè)生產用地與城市建設用地之間的競爭將進一步加劇。如何滿足糧食需求緩解用地矛盾，成為亟待解決的關鍵問題。住區(qū)作為城市的主要構成單元，其資源承載能力與城市的可持續(xù)發(fā)展密切相關。當前，我國城市住區(qū)中僅居住建筑面積就已高達213億m2［3］，且普遍存在空間利用率低的問題。利用住區(qū)建成環(huán)境開展都市農業(yè)，可以在不占用其他建設用地的基礎上生產食物、實現生態(tài)補償，是應對上述問題的新思路。
1住區(qū)建成環(huán)境與都市農業(yè)相整合的研究進展
建成環(huán)境指為滿足人類生活需求而人為建造的建構筑物、外部空間和其他基礎設施［4］。住區(qū)建成環(huán)境構成要素主要包括建筑（住宅樓或其他公共建筑的屋頂、立面、室內）與住區(qū)外部空間（街道、停車場、綠地、廣場、閑置地、水體等）。都市農業(yè)指在城市中開展的農業(yè)活動，內容包含農業(yè)的生產、加工、銷售、分配和消費各個環(huán)節(jié)［5］。有關住區(qū)建成環(huán)境與都市農業(yè)相整合的思想，最早可追溯至20世紀上半葉霍華德、賴特、柯布西耶等人關于理想化住區(qū)模型的設想。近年來，受環(huán)境污染與資源短缺問題的影響，在住區(qū)開展都市農業(yè)的設計理念再次受到關注。2005年，安德烈•維爾容（A.Viljoen）和卡特琳•波爾（K.Bohn）對英國三類住區(qū)進行了生產性更新設計，評估了糧食收益［6］；2006年，加拿大瑞爾森大學師生發(fā)起了“胡蘿卜城市”的倡議，舉辦了相關研討會和展覽，并出版了《胡蘿卜城市：為都市農業(yè)創(chuàng)造場所》的書籍［7］；2014年，聯合國環(huán)境規(guī)劃署與人居署顧問吉拉德特（Girar⁃det）指出應將都市農業(yè)納入住區(qū)規(guī)劃，“恢復城市生態(tài)系統(tǒng)彈力，重建人類住區(qū)”［8］；2015年至今，國際非營利組織COST協會、加泰羅尼亞高等建筑研究院、新加坡國立大學等多個國際機構開展了住區(qū)農業(yè)的研究與推廣工作……可見，住區(qū)與都市農業(yè)整合的思想越發(fā)受到人們的重視，相關設計實踐不斷涌現。目前，國內外關于住區(qū)建成環(huán)境與都市農業(yè)的整合設計研究，主要集中在對常見都市農業(yè)類型——“社區(qū)農園”的設計建造模式分析方面。例如，英國學者貝爾（Bell）等人探究了歐洲份地農園的布局特征、空間形態(tài)、設計手法及相關設計師的職責［9］；柏林學者梅斯（Mees）指出美國共享農園“參與式設計和自主建造”的設計特征，并基于紐約社區(qū)農園的調研，闡述了該種設計模式的實施方式［10］。國內以劉悅來、朱金等為代表的學者深入分析了正式的社區(qū)農園［11］和非正式住區(qū)農業(yè)實踐［12］在選址、空間設計、種植作物類別等方面的特征；另有學者針對住區(qū)特定空間提出農業(yè)融入策略，如俞孔堅的“褐石公寓陽臺改造設計”；少數學者探析了“循環(huán)代謝”等與都市農業(yè)相關的理論在住區(qū)中的應用，如劉長安的“有農社區(qū)”模型。總體而言，現有研究成果對住區(qū)都市農業(yè)發(fā)展起到一定推動作用，但仍存在研究集中于農業(yè)資源本身，缺少從住區(qū)建成環(huán)境視角出發(fā)的設計指導，以及研究專注于單一空間，缺少對住區(qū)建成環(huán)境全要素與都市農業(yè)整合設計策略的系統(tǒng)性總結的弊病。基于上述問題，本文提出住區(qū)建成環(huán)境與都市農業(yè)的整合設計策略，并對住區(qū)不同建成環(huán)境要素可應用策略進行完整性分析，再以天津市紅橋區(qū)工人新村為例，量化實施上述策略的住區(qū)農業(yè)產量。
2住區(qū)建成環(huán)境與都市農業(yè)的整合設計策略解析
2.1保留已有生產性空間并注入社會功能
若住區(qū)已有都市農業(yè)，可在保留其生產功能基礎上，注入與食物加工、銷售、分配和消費相關的社會功能，配置適宜空間或基礎設施，完善本地食物系統(tǒng)。以菲律賓阿納納斯新社區(qū)規(guī)劃方案為例［13］。為滿足當地農民的農耕需求，佐佐木事務所保留了區(qū)域內現有農地，在農地之間構建了線狀社區(qū)農園（圖01）。方案還以住宅區(qū)域為中心，面向周邊農田布置了大小和形式各異的農業(yè)生產區(qū)域，包括住宅農園、社區(qū)支持農業(yè)基地和生產性街道，并配置了工具棚、溫室等農業(yè)基礎設施，以支持當地農耕生產。同時，佐佐木事務所在社區(qū)農園周邊設置了農夫市集、餐廳、烹飪學校、農業(yè)合作社等產業(yè)項目，旨在形成本地食物系統(tǒng)，為當地居民創(chuàng)造更多經濟和就業(yè)機會。佐佐木事務所的探索為新建社區(qū)如何協調社區(qū)空間與農業(yè)空間關系提供了示范，其合理的規(guī)劃使農業(yè)生產成為社區(qū)生活的重要內容，形成“生產—生態(tài)—生活”于一體的有農化社區(qū)典范。
2.2在住區(qū)閑置空間中植入生產性功能
住區(qū)中大量閑置空間為生產性功能的植入提供契機。由于任何可供種子生長的空間均可作為農業(yè)生產用地，住區(qū)中未開發(fā)的屋頂、生態(tài)效能不佳的空地、未有效利用的立面等均可通過生產性功能的植入發(fā)揮空間生產潛力。
2.2.1屋頂對于平屋頂，簡易的“植入”方法是在其上方布置種植槽，并在種植槽下方預留排水系統(tǒng)的甲板，以減少屋頂水滲漏的風險。當住區(qū)處于高緯度地區(qū)時，可通過構建溫室的方式保證寒冷季節(jié)屋頂蔬菜供應。例如，位于加拿大蒙特利爾的“梅森生產性住房”（MaisonProduc⁃tiveHouse）屋頂生產性溫室。“梅森生產性住房”建于2009年，整個住宅共3層，平面呈L形，包括9個居住單元［7］。考慮到作物生長所需的光照條件，設計將農園種植區(qū)置于不受構筑物陰影遮擋影響的屋頂全日照區(qū)域。由于蒙特利爾地區(qū)一月份的平均氣溫在－10.5℃～－9℃之間，屋頂農園設置了可拆卸的溫室，減弱嚴寒對農作物的影響。同時，設計借助住宅整體的循環(huán)系統(tǒng)，將住宅底層面包房、辦公用房、洗衣房等公共用房產生的廢熱輸入至溫室，進一步改善了作物生長所需的氣溫條件。對于坡屋頂，可通過特殊工藝“植入”農業(yè)作物，如藤森照信的東京韭菜屋。
2.2.2立面對于玻璃立面，可借助作物易于攀附的欄桿、網狀物或將農業(yè)生產設施（懸掛式種植槽）固定于建筑立面表層“植入”都市農業(yè)。這些“農業(yè)窗簾”可在一定程度上減弱西曬對居民生活的影響。新型垂直農業(yè)生產技術則利用雙層玻璃外墻以及必要的支撐結構“植入”都市農業(yè)。這種模式可免受季節(jié)與種植槽重量的影響，是一種高產量高空間利用率的立面農業(yè)系統(tǒng)。無窗立面在與都市農業(yè)整合設計時所受的制約較少，可充分挖掘立面空間的生產潛力，其典型案例為英國倫敦AVL設計工作室所提出的可依靠住宅立面建立的“綠肚皮”（greenbelly）項目。“綠肚皮”由多個獨立式“生產艙”組裝而成，各“生產艙”可根據所要倚靠的住宅立面尺寸調整自身空間大小，變換“綠肚皮”的尺寸。“生產艙”由種植槽、太陽能光伏板、水培墻和氣膜塔組成，太陽能光伏板保證了整個系統(tǒng)的電力需求，水培墻和氣膜塔實現多種種植形式共存。除“生產艙”外，“綠肚皮”還包括垂直向運輸食物和材料的電梯、防墜落保護裝置和夜間防護裝置。夜間防護裝置由玻璃或塑料制成，可根據室外溫度控制開閉狀態(tài)。據AVL工作室的報告，一個2m×3.5m的“生產艙”每年可生產多達263kg的食物［14］。
2.2.3閑置地閑置地受原用地功能限制小，“植入”中可融入多種設計元素，以滿足不同群體需求。例如，上海梅隴九村的“梅園”，項目移除閑置地原先的混凝土地面，“植入”多元化都市農園：高低不同的木質種植箱和盲道為殘障人士提供了活動空間，設置有座椅的迷你花園成為老人們喜愛的休憩場所，以彩漆的裝飾立柱、沙坑、座椅組成的秘密花園塑造了兒童活動的新邊界。設計師引入的昆蟲之家也得到家長們的認可，成為展示生態(tài)環(huán)保實踐的重要工具。住區(qū)閑置空間普遍存在使用期限不固定的特點，對于使用時限較短的閑置用地，可通過搭建可拆卸、移動式的種植裝置開展都市農業(yè)，以應對土地使用功能變更時帶來的不便。
2.3用參與式景觀置換部分綠地景觀
與單純的觀賞性景觀不同，都市農業(yè)是一種兼具美學與生產功能的“參與式”景觀。它激發(fā)了景觀作為公共空間引導能動性的主體進行自我設計與管理的作用，避免景觀因缺少維護導致退化甚至廢棄現象的發(fā)生。以生產性景觀置換住區(qū)觀賞效果較差的綠化，在改善住區(qū)環(huán)境風貌的同時，極大地調動居民參與公共環(huán)境治理的積極性。以美國新澤西州的綠地生產性更新項目為例，業(yè)主在原有綠地路徑兩側種植葡萄藤，搭建了拱形裝飾架；在綠地左側鋪設了黑色雪松覆蓋物，設置了15個以回收的黑色塑料制成的種植槽，每個種植槽中種植不同類別的藥草和蔬菜；在右側鋪設木屑，種植果樹，圍合形成半私密的院落空間。與之前的草坪相比，改造后的空間更具生機與識別性，空間衍生的播種、采摘等戶外活動極大地豐富了居民生活［15］。對于面積較大的公共綠地，可通過搭配種植適于不同季節(jié)生長的作物群落，保證綠地四季的景觀效果；也可采用弧形種植箱，打破原有綠地單一的布局形態(tài)，形成更富吸引力的景觀界面。
2.4在原住區(qū)功能性空間中疊加生產性功能
“疊加”是指在單一功能空間（如交通空間）中引入生產功能。這種策略一方面帶來了農業(yè)收益，補償侵占土地，提高空間利用率；另一方面，幫助居民擺脫現行土地利用模式對使用功能的束縛，開創(chuàng)形式新穎的空間利用方式。
2.4.1街道街道是住區(qū)交通空間的主要構成要素。簡單的都市農業(yè)疊加策略是以果樹種植于街道兩側，營造一年四季碩果累累、色彩交替變化的景觀形象，還可采用在道路上方架設攀緣裝置，兩側種植攀爬類作物的方式，以生產功能“疊加”交通空間。簡•雅各布斯在《美國大城市的死與生》一書中指出了街道作為城市生活載體的重要性［16］，蘆原義信也曾提到街道是開展日常活動、節(jié)日慶典等集體性活動以及培育兒童行為的社會教育場所［17］。住區(qū)的街道曾是小商小販聚集、居民寒暄、兒童嬉戲的空間，但在城市化快速發(fā)展的時代，街道的活動空間逐漸縮小。當街道與都市農業(yè)整合時，可深入挖掘生產性活動的衍生功能，改變街道生活單一乏味的現狀，重新發(fā)揮“街道眼”的作用，創(chuàng)建更富人情味、多元化的街道生活。例如，由ZEDfactory設計的“零能耗街道”（ZedStreet）將農產品銷售、餐飲等功能融入街道，重塑街區(qū)活力，并利用街道的延展性為居民提供一個廣闊的公共活動平臺。
2.4.2停車場停車場主要采用“疊加”策略與都市農業(yè)整合。除在停車位間隔種植果樹形成連續(xù)的生產性景觀遮蔽層外，還可通過在停車場上方架設農業(yè)生產支架種植蔬菜作物的方式，開展都市農業(yè)。
2.5重構“農業(yè)+”的復合型生產性空間
“重構”主要指利用住區(qū)“室內空間”構建全新的都市農業(yè)系統(tǒng)。
2.5.1住宅室內住宅室內陽臺或溫室因光照充足、方便居民日常養(yǎng)護，是“重構”都市農業(yè)的優(yōu)選空間；居民也可根據自身興趣，選取農業(yè)種植模塊進行空間“重構”。例如，美國學者埃里克•澤爾迪斯（EricM.Zeldis）以紐約曼哈頓高層公寓為例，根據住宅所能接受的光照強度和居住需求設計了4種室內都市農業(yè)配置方案［18］。其中，天空花園和草本花園提供的種植空間較小，但在不妨礙正常生活的情況下，住戶可通過增加種植模塊不斷擴大種植面積。家庭花園在每個臥室都設置了種植空間，以使每位家庭成員能參與種植活動，并能通過園藝建立健康的生活習慣。農藝師復式居住單元帶有最大面積的種植空間以及特定的農業(yè)設備和加工空間，滿足園藝師等熱愛農業(yè)生產的用戶的需求（圖02）。
2.5.2公共建筑室內住區(qū)中廢棄儲藏室、傳達室、鍋爐房等公共建筑，可通過室內空間“重構”的方式成為多功能活動中心，繼續(xù)為住區(qū)服務。例如，加拿大多倫多威奇伍德街道的社區(qū)更新項目，通過對廢棄車間進行有農化改造，建立了近1000m2的“綠色倉庫”［7］。綠色倉庫容納了農業(yè)生產溫室、廚房、教育中心和農貿市場等多個功能空間，并配置了滴灌系統(tǒng)、屋頂雨水收集裝置、地熱能系統(tǒng)以及堆肥設施（圖03）。綠色倉庫多樣化的生產功能空間滿足了人們種植、采購、學習等多種需求，并成為當地的社交中心。在冬季，這里還會定期舉辦農夫市集。
3整合策略的生產潛力估算
為估算整合策略的生產潛力，本文以天津市紅橋區(qū)丁字沽十三段小區(qū)為對象進行研究性設計。丁字沽十三段小區(qū)建成環(huán)境包含上述所有空間要素。在綜合考慮小區(qū)建成環(huán)境現狀、四季的光照條件、居民改造意愿的基礎上，選取小區(qū)住宅和公共建筑（閑置鍋爐房）的屋頂、南向無窗立面、陽臺，以及住區(qū)部分街道、停車場、綠地、廣場、閑置地為更新對象。在對小區(qū)已有自發(fā)建立的菜園予以保留的基礎上，在屋頂植入綜合性溫室i-RTGs，立面植入懸掛式種植架，室內疊加A字架式無土栽培設施，街道疊加種植廊架，停車場疊加種植棚架，綠地置換為生產性景觀，廣場疊加農業(yè)展示設施，閑置地植入便攜式種植槽，改造后的總圖與效果圖如圖04和圖05所示。為保證景觀的規(guī)整性和有序化，屋頂植入的種植容器、栽植的作物均保持相同的形態(tài)，形成規(guī)整且富有韻律感的屋頂景觀。設計將街道種植廊架置于人行道上空、緊鄰建筑外墻邊緣處，并在架空的步道一側設置種植槽，在其上方搭配種植了牽牛等垂吊植物，使得道路景觀滿足所需的秩序感，實現了農業(yè)景觀與建成環(huán)境的有機融合。綠地中原有場地景觀破碎化程度較高，設計植栽了層次豐富的農作物，形成與屋頂、街道相呼應的景觀序列。設計同時考慮了都市農業(yè)的社會價值，住區(qū)中的多個農業(yè)生產空間也是本地居民討論種植技巧、交流互動的公共空間節(jié)點。設計將以住區(qū)公共建筑屋頂改建而成的屋頂農園與地面農園相連接，中間的過渡空間設置為有農化種植廣場，形成人們可以駐足休憩的公共空間。街道的種植廊架結合場地特征，將位于空間轉折處或緊鄰建筑、地面景觀的空間節(jié)點放大，并通過設置延伸的平臺或增設休閑家具的方式，讓人們停留下來，增加人與人之間互動的機會；設計在整個街道種植廊架中間隔布置了引導性的樓梯、電梯，營造人人可及的開放性農業(yè)種植區(qū)。原有綠地則通過配置形式多樣的種植設施，構建了居民既可參與農事、相互間又能對話交流的生產性種植區(qū)。針對場地原有基礎設施配置不足的情況，設計布置了多種集農業(yè)生產與居民休閑功能于一體的基礎設施，如帶種植槽的座椅、兼具遮陽功能的種植棚架等，營造了與居民生活密切整合的住區(qū)都市農業(yè)景觀。本文對都市農業(yè)整合策略的生產潛力進行了估算（表01）。假設住區(qū)種植作物均為蔬菜，屋頂與陽臺采用密集型種植模式，其余全部室外空間均采用傳統(tǒng)露天種植模式，則小區(qū)年蔬菜產量為559.82t。小區(qū)總人數為5066人，按中國統(tǒng)計年鑒年人均蔬菜消費量96.10kg計算，小區(qū)年蔬菜消費量為486.84t，則住區(qū)與都市農業(yè)的整合設計實施后可實現小區(qū)蔬菜自給自足并有結余。
4結論
近期，國務院新聞辦公室《中國的糧食安全》白皮書中指出：從中長期看，中國的糧食產需仍將維持緊平衡態(tài)勢。這表明在城鎮(zhèn)人口不斷增加與糧食需求逐年攀升的背景下，如何破解中國的糧食供需問題仍值得關注與警惕。應對這一問題，需要我們從根本上變革城市利用資源的方式。住區(qū)建成環(huán)境與都市農業(yè)的整合，充分挖掘城市建成空間的生產潛力，能有效增加生產性土地面積，這是當前尋求資源供需平衡，保證城市可持續(xù)發(fā)展的最優(yōu)方案。本文所構建的保留、置換、植入、疊加和重構的整合設計策略，以及針對住區(qū)不同空間要素的策略應用解析，為不同情境下住區(qū)建成環(huán)境與都市農業(yè)整合提供了設計參考，也為最大化發(fā)揮建成環(huán)境的空間價值，實現住區(qū)從消費終端向本地化資源生產端過渡提供指引。
作者：張玉坤 丁瀟穎 鄭婕 單位：天津大學