Интегрированное в здания сельское хозяйство (BIA) — это практика размещения высокопроизводительных гидропонных тепличных систем земледелия на многофункциональных зданиях и внутри них для использования синергии между застроенной средой и сельским хозяйством. [1]
Типичные характеристики установок BIA включают рециркуляционную гидропонику , отработанное тепло, полученное из системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха здания ( HVAC ), солнечные фотоэлектрические системы или другие формы возобновляемой энергии , системы сбора дождевой воды и испарительное охлаждение . [2]
Самым ранним примером BIA, возможно, были Висячие сады Вавилона около 600 г. до н. э. Современные примеры включают Eli Zabar's Vinegar Factory Greenhouse, Gotham Greens , Dongtan , Masdar City и Lufa Farms .
Термин «интегрированное в здания сельское хозяйство» был введен Тедом Каплоу в докладе, представленном на Конференции по пассивному и низкоэнергетическому охлаждению 2007 года на Крите, Греция. [3]
Применение BIA мотивировано тенденциями в моделях использования энергии, мирового населения и глобального изменения климата. Конкретные наблюдения включают:
Сторонники утверждают, что BIA — это экологически устойчивая стратегия городского производства продуктов питания, которая уменьшает наше воздействие на окружающую среду, сокращает транспортные расходы, повышает продовольственную безопасность, сохраняет воду, защищает реки, улучшает здоровье, сокращает отходы, охлаждает здания и борется с глобальным потеплением. [9] Например, гидропоника использует в десять-двадцать раз меньше земли и в десять раз меньше воды, чем традиционное сельское хозяйство, при этом устраняя химические пестициды, стоки удобрений и выбросы углерода от сельскохозяйственной техники и дальних перевозок. [10] Использование отработанного тепла здания и солнечных фотоэлектрических панелей сокращает выбросы ископаемого топлива, которые обычно возникают в результате производства и распределения. Системы сбора дождевой воды помогают управлять ливневыми водами, как и зеленая крыша. [11]
Интеграция фермы в здание обеспечивает все преимущества производительности здания более традиционной зеленой крыши и приводит к более низкому общему счету за электроэнергию, чем если бы компоненты были разделены. Эти системы достижимы с помощью существующих технологий. Такие проекты, как теплица Gotham Greens площадью 10 000 квадратных футов (930 м 2 ) обойдутся примерно в 1,4 миллиона долларов на строительство. Шульман, Робин. «Поднятие корня: некоторые городские жители надеются, что фермерство на крыше принесет плоды». [12] Экономика BIA была предметом статьи 2011 года в деловом разделе The New York Times . [13]
Системы BIA могут быть интегрированы в коммерческие, образовательные и жилые здания различных размеров. Осуществимость зависит от размера здания, климата, наличия света и нового строительства или модернизации. Фермы BIA располагаются на оболочке здания, чтобы максимально использовать обычный свет. Могут использоваться как горизонтальные (крыша), так и вертикальные (фасад) поверхности. [14]
Несколько гидропонных теплиц на крышах можно найти по всему миру, в том числе в академических центрах в Соединенных Штатах (Вашингтонский университет и колледж Барнарда, среди прочих); в больнице (Чанги) в Сингапуре; в Нидерландах, в Индии и в некоторых частях развивающегося мира. [15] Научная баржа , хотя и не находится на здании, широко известна тем, что вызвала оживление интереса к BIA в Нью-Йорке после ее публичного дебюта в 2007 году.
Примерами проектов модернизации являются: теплица Vinegar Factory Greenhouse Эли Забара, которая выращивает овощи с 1995 года и отапливает свою теплицу на крыше отработанным теплом из пекарни магазина [16] и Gotham Greens , компания, строящая первую в Нью-Йорке гидропонную ферму на крыше коммерческого масштаба. [17]
Примерами новых строительных проектов являются теплица Forest Houses, полностью интегрированная ферма на крыше, встроенная в крышу доступного жилого комплекса, [18] [19] и Solar Two, центр экологического обучения, в котором будет представлена вертикально интегрированная теплица. [20]
Предлагаемые проекты включают Масдар-Сити — город с нулевым уровнем выбросов углерода, строящийся в Абу-Даби, ОАЭ и Индии.
Вертикальное фермерство — это предлагаемая сельскохозяйственная концепция, в которой все городские высотные здания, а не только оболочка здания, отводятся под крупномасштабное фермерство. [21] По мнению различных исследователей, для реализации вертикальных ферм потребуются значительные технологические прорывы в отношении потребления энергии и освещения. [22] Было подсчитано, что прототип пятиэтажной фермы будет стоить от 20 до 30 миллионов долларов. [23]
В теплицах с компостным отоплением тепло и углекислый газ вырабатываются из компоста на основе навоза, содержащегося в специальной камере, прикрепленной к одной стороне теплицы. [24] Институт Новой Алхимии спроектировал и построил экспериментальную компостную теплицу в 1983 году для исследования возможностей производства биотермальной энергии. [25] Компания Growing Power использует тепло, вырабатываемое в результате вермикомпостирования, для обогрева своей теплицы. [26]