| 314平方米义乌某中学穹顶之下现代农耕科普园设计 |
前言
中小学生的科普实践是未来教育改革提升学生动手能力与创造力及想象力的重要活动，通过科普让学生热爱科学激发学习的兴趣，激发探索认识学习自然科学的热情，培养两创人才的重要手段。科普园采用穹顶设计，更符合生物圈原则，可以创造更高旷的空间，及更均匀的光照效果，同时也有更好的能量效应，节省能源提高温室的保温性，创造更贴近自然的拟生态小气候环境。通过现代农耕技术手段，让学生更加容易理解生物生态原现，更容易从实践中认识规律与基本的生物生态原理，学习效果更佳。通过现代农耕技术也让学生对农业产业有全新的认识，激发兴趣为培养未来新农村建设人才奠定基础。科普园从空间设计上采用拟森林生态的立体耕作模式，构建出拟生态自然又胜于自然的更大单位面积生物量产出；通过现代农耕元素，可以了解更多关于数学、物理、化学、生物、计算机、信息等交叉学科的创新成果。比如穹顶鸟巢，可以让学生消化吸收性的结合几何数学及物理力学；计算机控制技术，又可以让学生了解传感器在未来智能化社会及网络化、自动化、物联上运用的重要性；无土化养液栽培，让学生认识肥料的正真原理及各化学成分组成及相互反应关系。气雾培种植技术让学生对作物生长的核心机理有全新的认识，根系对肥水气的三大需求获得了直观的体验与认识；通过快繁技术及水生诱导技术，可以学习到所有生物的无性繁殖本能，及全能性全息性的实践认识，也让学生认识到生物的强大生态适应性，让学生可加辨证的审视自然，也对达尔文进化理论又全新的认识。总之穹顶之下科普园内容丰富，可作为学生学习科普实践基地，也可以作为老师与学生的实验基地，是综合性强知识量大体验性强直观性好的自然科学教育活道具。
设计元素
1、314平方米穹顶温室
温室地缘直径为20米，顶高为8米，四周地缘垂高为2米，顶设六扇均匀开设的三角通风窗；温室采用外三角内蜂窝的空间桁架结构，内蜂窝与外三角之间形成厚0.5米的空间桁架，方便寒季覆内膜对开具空气夹层的双膜保温效果，同时也大大增强温室的抗风性雪载性，提高抗灾害性天气的能力。温室出入口门采用玻璃推拉门，门宽为1.75米高为2.4米。温室外覆进口膜，透光性好强度大可抗风与防冰雹。
温室外观
2、内部布局
内部规划宽1.5米的十字形主过道，把内部分为四大耕作区，其中入口两侧主要布设梯架式雾培区与立柱式雾培区，另外两区分别为X架式的复合耕作区。营养液池与水池建于纵向主过道一端头处，为地下式建池。耕作区皆为扇形，耕作区与温室地缘一周之间退进0.8米作为环绕管理过道。以下就各耕作区的设计及功能作详细说明介绍。
内部布局
A、梯架式雾培耕作区
该区为入口的左侧，由四组雾培梯架组成，梯架雾培是当前蔬果生产的主要模式，梯架的腰用于叶菜耕作，上梯面用于瓜果套种，形成复合耕作模式，提高空间利用率。梯架底宽为0.9米腰为1.5米上梯面宽为0.4米，提高四倍耕作效率设计，梯架之间留出宽0.8米的操作过道。瓜果套种采用高低相间套种模式，高梯架即于梯加上方倒置组装一相同规格的钢架用于高秆或蔓性瓜果的套种绑蔓与植株固定，低架即为梯架，上梯面用于套种较低矮瓜果。四组梯架长度分别为7.7m、7.1m、6m、4m，总计栽培线长为24.8米，可创栽培板板面总面积为24.8X1.5X2=74.4m2,以叶菜种植株行距0.1mX0.15m计，可一次性定植叶菜4960株，以年至少生产十批计，可日采收叶菜137棵，以小生物量叶菜每十棵一公斤计，可至少日产叶菜14公斤。上梯面栽培线总长24.8米，以上梯面两侧套种，株距0.6米计，可创瓜果株位83棵，以每株位年产瓜果10公斤计，可年增收瓜果830公斤。
B、立柱雾培区
立柱雾培是未来都市农业的主要模式，可以实现占地面积小空间利用率高的效果，比如狭小的阳台空间，可以用立柱构建家庭的私家菜园与花园及药草园。在科普园中立柱雾培能在不减少空间利用率情况下腾出更多的地面空间，方便学生及客人的参观流动。该区立柱采用口径60厘米高2.6米的波纹排水管构建，立柱间距为1.8X1.8m。该区可布设立柱17根，每柱可开设定植孔300孔，总计5100孔，与梯架雾培区相当，但可以腾出更多地面空间。为了增进科普效果，该区立柱作五排不同功能布局，一排5根立柱用于小株型瓜果种植、二排四立柱用于叶菜种植、三排四立柱用于药草种植，四排三立柱用于草花栽培、五排一立柱用于特色植物种植。立柱雾培区如果全部全于叶菜种植产量与梯架雾培区相当。为了提高利用率，在雾培柱顶其实还可以配种一株木本的果树或者其它经济植物。可种17棵，构建森林与林下耕作效果。
立柱雾培
C、X架复合耕作一区（快繁与管道培）
该区采用X架支撑起双层耕作空间，下层为苗床式上层为管道化雾培，下层苗床共四畦，苗床宽为1.2米，长分别为7.7m、7.1m、6m、4m，苗床深为0.2米。床内铺设珍珠岩，并另增设X钢构撑架，通过X架支撑，下层空间用于种苗无性快繁，上层V架通过架设大口径PVC管，构建管道雾培系统，而且V架用于栽培植物的V形整枝的绑缚固定。下层苗床共创有效快繁表面积为约30m2，如果全部用于种苗快繁，以每平方米年培育量2000-4000株计，可年培育种苗近10万株。另外也可以用于水培花卉驯化的催根生产，以普通花卉株型株行距0.3X0.3m，可一次性催根333棵，以年至少催根12批计，可年配套生产水培花卉4000盆。上层管道化水气培用于鲜切花类的栽培，如玫瑰菊花百合等。上层管道选择口径200-300#管，管内安装弥雾，管上按照株距0.6米开孔，可种植鲜切花类植物41棵。
快繁与管道雾培复合耕作
D X架复合耕作二区（水培花卉与果树复合生产）
该区硬件设施如X架、雾培管道及苗床与上区相同，不同之处是苗床稍深，床深为0.3米，适合水培花卉根系的驯化生产，床内铺设防水布并扣定植板，构建水循环系统，用于水培花卉的水生根及通气组织驯化。配合复合耕作一区可年生产水培花卉4000盆。上层管道用于果树种植，按株距1米定植，可种植果树25株，可以用于果桑油桃等经济效益高的果树种植。
水培花卉与管道雾培复合
水培花卉作品
通过上述设计，空间利用率提高了近3倍，耕作的品种与功能包括蔬果、果树、花卉、药草、鲜切花、水培花卉、种苗生产等，充分融合现代农耕技术的各产业环节，内容丰富科普性与实用性皆强，在国内外具一定的领先性与创新性，特别是科普园建设上，可以说是国内一流的设计模式。
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