浅论开发空中田地系统工程

【摘要】本文通过对开发空中田地的背景、建筑结构和设施体系、工程以及环境要素进行阐述，探讨了空中田地发展前景以及技术方案。

【关键词】空中田地；屋顶造田；屋顶绿化

一、背景

目前，世界大多数国家农作物的种植仅限于在地面耕地进行。虽然，世界各国都严格控制耕地被开发他用，但是地面耕地仍呈现逐渐减少趋势，严重影响人类正常生活，特别是人口大国和岛屿上的耕种土地资源显得更加紧张。随着我国发展的需要，高速公路、汽车大道、工业基地等工程建设大部分都是在农田耕地的基础上开发。除此之外：房地产开发商和企业老板及各界经销商把主要投资经营目标转向“金山”——土地，他们违背国家政策而不择手段地大规模霸地、抢地、圈地、囤地等违规炒地交易行为；世界工业发展快速，环境污染逐渐严重，全球气候日趋变暖，地球两极冰川受到了很大影响而导致溶化，部分沿海地区受到水位上涨而影响田地正常种植。同时，随着环境污染导致了各自然界灾害频繁，而且越来越严重，特别是暴晒、暴雨、洪水、干旱、雪灾等自然灾害促使农田轮流耕种的现象严重及土质质量风化，直接影响农作物的正常丰收，促使我国粮食供应不足的被动局面；随着我国人口在生活条件、环境卫生、医疗水平的不断提高，人均寿命提高，人口数量不断攀升，因此粮食是中华民族子孙后代的生存之本。据以上情况分析，地面耕地种植面积日趋减少，严重影响我国经济和社会的可持续发展。正如中国社会科学院副院长李慎明指出：在“极端困难的情况下，粮食是比黄金更珍贵”的论述，这句肺腑之言不得不引起人们的深思。我国是人口大国，粮食是中华民族子孙后代的生活必需品，只有依靠自己国土上的耕种丰收，才能确保社会稳定，国泰民安。

空中田地是未来人类发展现代化农村建筑设计以人为本的体现，它不仅可以满足人类正常生活需求，也是现代“屋顶种植”时尚。发展屋顶种植空间是对我国新农村建设推进

作者单位：342500浙江省瑞金市公安局

新一轮改革、统一设计现代化楼宇的新起点，促进农村城市化进程的典范。

二、建筑结构和设施体系

1.建筑结构：在楼房顶上架空建筑田基层，田基层主柱与楼房主柱连体建筑，纵横梁离楼房房顶具有一定的高度架空建筑，有效达到通风和自然消除气味，各田基层经过天桥架空连接形成了广阔的空中种植农田（图1 建筑结构）。

图1建筑结构

2.设施体系： （1）村庄地面设置若干个互通的废水储存净化池，作为供应空中田地上的农作物主要水资源。（2）空中田基层以小组为单位划分设置农具休息房，农具休息房顶层平面上又设置废水储存池，田基层上的耕种农作物供水资源主要依靠集合地面废水及各住宅户排放的洗衣、洗浴、碗等生活污水经过废水储存池净化分解处理再利用，通过水管连接分布到各田间。（3）按村庄实际配备电力升降机作为田基层出入运输及小型机械化耕种的主要通道。（图2设施体系）

三、建筑工程质量要素

1. 承重：空中田地的田基层建筑设计特点与民房建筑工程大致相同，结构设计特殊。按多层次基础建筑设计要求，建筑地基必须达到足够的强度才能承受田基层的荷载，因此整体建筑地基多为深基础，达到坚实建筑基础，田基层上能够承受现代化小型机械播种和运输工具运行。

图2设施体系

2.防水：（1） 屋顶田基层应做好防水防腐工作，土壤基质以及植物肥料对建筑材料具有一定腐蚀渗透性，所以屋顶架空后的田基层应做好防腐抗渗工作，预防植物肥料和排水产生的渗漏，以及植物根系对建筑产生的破坏。（2）田基层架空设计，即使漏水也会被民房房顶混凝土现浇层或瓦背层挡住，不影响室内居住环境。

3.防台抗震和防台风：（1）建筑工程设计师要考虑提高抗震的结构分析与设计，建筑材料应采集耗能构件较高的延性和适当刚度，依靠建筑结构达到防台地震能力。建筑工程设计须按照"强柱弱梁、强剪弱变、强节点弱构件、强底层柱"的要求，依靠结构达到最大的抗拒吸收和耗散大量的台风地震能量，减少强风强震的破坏而导致建筑损毁。（2）屋顶上空架空建筑田基层并通过天桥架空连接形成连环式广阔的空中田地，起到了整体性的稳定和坚固，提高承受较强地震和台风的建筑结构。

四、控制环境和景观要素

1.田基层架空建筑在楼房房顶上，与楼房屋顶保持一定高度空间，田基层周边围墙按照通风消除异味格式设计，达到足够的通风和自然消除异味之效果，确保居住良好环境。

2. 田基层离楼房屋顶一定高度架空建筑，有效保留楼房屋顶上平面利用率。

3. 田基层是根据楼房形状略大于屋顶顶部，但需要保持楼群的楼房光照和通风。

4. 田基层周边围墙外形要根据当地文化特色采纳欧式、古代式、现代式等各工艺种形状建筑设计，加深地方文化形象及美观。

5.田基层与房顶之间的高度空间经自然气流随着坡度将各类异味臭气往上飘送处理消失，确保村庄居住环境。

五、研究展望

1.深化保护地球环境、确保生态平衡及抑制全球气候变暖等重大领域的探索研究，巩固人类生存环境，为生态平衡及子孙后代健康成长打下良好基础。

2.完善与探索架空造田，架空绿化。空中田地发展前景广阔，广泛适用于农村以及工业园区，能结合建筑进行废水循环利用，并能对建筑顶层起到一定的温度湿度调节作用，增加村庄绿地与耕地面积。鉴于高空生态环境与地面环境的不同，还需要进一步在栽培模式，植物种类以及田地配套保温照明等方面不断探索。