Вертикальные фермы в высотках накормят жителей городов [2 поста в 1]

Пролог для этого поста:
В Швеции заложен первый в мире Plantagon


Приблизительно через 50 лет 80% населения Земли будут жить в городах. А к нынешним 6 с лишним миллиардам землян добавятся ещё 3 миллиарда. Чтобы их всех накормить, вероятно, следует перенести в города и сельское хозяйство. Но как это сделать?



80% земли, которая может использоваться для выращивания зерновых культур, уже используется; и 15% от этой земли – серьёзно повреждены десятилетиями варварских сельскохозяйственных методов.

Приблизительно 10 миллиардов гектаров новых сельхозугодий потребуются, чтобы вырастить достаточно пищи для «дополнительных» 3 миллиардов людей, если использовать традиционные методы сельского хозяйства. Это тупик. Он маячит вдали. Думать о выходе из него нужно сегодня.

Это и сделали учёные с инженерами, профессора и аспиранты из университета Колумбии (Columbia University, Нью-Йорк), придумавшие проект «Вертикальная ферма» (Vertical Farm), которым помогают коллеги из других стран.

Сразу скажем, что конкретная архитектура фермы в высотном здании может варьироваться, главное тут – общая идея.

«Выросла репка большая-пребольшая» (иллюстрация с сайта verticalfarm.com).

Десятки этажей, заполненные гидропонными теплицами и отсеками для скота, предельно автоматизированные, с искусственным освещением, дополняющим окна и частичным самообеспечением электрической энергией. Последнее – это забота ветряков на крыше и метантенков в подвале, с системой переработки органических отходов в биогаз.

В общем, больше похоже на лабораторию.

Vertical Farm можно поставить в большом городе. Она должна быть очень эффективна. Производство пищевых продуктов в ней не будет зависеть от капризов погоды. Такая ферма будет давать несколько урожаев в год.

Ещё одно преимущество – изолированные растения будут защищены от инфекций, поражающих поля. То же верно и в отношении вредителей.

Но зачем «тащить» ферму в город и городить десятки этажей?

Вертикальная ферма оживит однообразный городской пейзаж. Этот рисунок, как и два предыдущих – работа французского дизайнера Пьера Сарту (Pierre Sartoux) – «Живая башня» (Living Tower) (иллюстрация с сайта verticalfarm.com).

Этажи – это понятно. Больше полезной площади при меньшей занятой территории.

А вот перенос агропромышленности в город – это самый загадочный момент всей идеи.

Казалось бы, более передовые системы сельского хозяйства вполне можно развивать и вне городской черты, да и свободные от полей земли ещё есть. Но тут встают два важных вопроса.

Во-первых – стоимость транспортировки: топлива, запчастей для техники и удобрений из промышленных центров в удалённые аграрные области и урожая обратно, «в центр».

Транспорт – это, кстати, не только затраты на перевозку, но и горючее для машин, а значит – выброс вредных веществ.

Второй момент – деградация и усталость сельскохозяйственных земель, интенсивное опустынивание, которые происходят сейчас на Земле. И ускоряются.

Вариант вертикальной фермы от американца Эндрю Краниса (Andrew Kranis) (иллюстрация с сайта verticalfarm.com).

Экстраполяция этих процессов в будущее даёт печальную картину. А население растёт.

Хотя бы частичный переход агроиндустрии на вертикальные фермы даст возможность земле отдохнуть. Замедлится и опустынивание, связанное с прессом цивилизации.

А дополнительный рост лесов, который последует за таким переходом – даст человечеству фору в борьбе с пресловутыми парниковыми газами.

Разумеется, постройка такой фермы потребует привлечения лучших идей и проведения новых исследований сразу в нескольких областях: гидропонике, архитектуре, микробиологии, генетике растений и животных, утилизации отходов, энергетике.

Хлопотно? Но «приз» того стоит.

Расчёты показывают, что ферма, занимающая один квартал и насчитывающая 30 этажей, способна обеспечить полноценным питанием 10 тысяч человек. И это – с нынешним уровнем технологий.

И то, что растения придётся подсвечивать лампами – не должно нас останавливать. С учётом, как минимум, частичного самообеспечения энергией, да с развитием высокоэффективных источников света (светодиодов, например) – это не окажется проблемой.




Зато внутри большого здания гораздо удобнее организовывать уход за растениями и животными, уборку урожая, контроль над качеством и биологической безопасностью продукции.

Кстати, сходными мыслями руководствовались японцы, когда создавали необычную ферму в подвале одного из небоскрёбов Токио.

Гидропоника, высокотехнологические животноводческие фермы – всё это уже есть. Людям нужно лишь сделать следующий логический шаг – уплотнить такие производства, «вырастив» их до высотных зданий, расширить перечень растений, которые будут выращиваться «под колпаком», дополнить их животными и, наконец, перенести эти фермы непосредственно туда, где сконцентрированы потребители, то есть — в мегаполисы.

К этой футуристической картине можно добавить, скажем, промышленное выращивание рыбы на списанных нефтяных и газовых океанских платформах.

И, может быть, через полвека пищу будут производить в городах, так же, как сегодня выпускают автомобили и компьютеры. А судьбу сельскохозяйственных полей оставят на усмотрение природы.

— 2005

2009

Если когда-нибудь эта «Стрекоза» затмит небоскрёбы Нью-Йорка, мы сможем отпраздновать настоящую победу идеологии городской фермы (иллюстрация Vincent Callebaut)

Идея городских ферм, или ферм-небоскрёбов, всё не даёт покоя архитекторам. Не первый год длятся споры об эффективности таких сооружений и их оправданности с точки зрения защиты окружающей среды. И, видимо, баталии идут не случайно. Недавно появилось сразу несколько свежих проектов из этой серии, один другого причудливее.

В прошлом месяце канадская компания Romses Architects выиграла в своём родном Ванкувере конкурс «Вызов 2030» (the 2030 challenge), в котором специалисты должны были показать своё видение вклада города в борьбу с изменением климата планеты (путём снижения выбросов парниковых газов, разумеется).

Сердца жюри завоевал проект Harvest green: овощи и прочая зелень, фрукты и рыба, курицы-несушки, козы и овцы — все вместе под крышей футуристического здания, способного превратить какую-нибудь заброшенную промзону в островок фермерских технологий XXI века.

Башня Harvest green. Это не просто футуристично и необычно на вид. Смешивание нескольких направлений сельскохозяйственного производства в одном здании несёт ещё положительный синергетический эффект: то, что является отходом в одном блоке, может оказаться питательным составом для другого (иллюстрация Romses Architects).

Общая мысль не нова: взять больше урожая с меньшей площади, да ещё прямо в городской черте. Можно привести минимум один крупный довод за: расходы на транспорт сельхозпродукции в мегаполис — не шутка.

Добавьте более лёгкую, чем в поле, автоматизацию, передовые энергетические источники и стерильность продукции. Ведь защита растений и животных от болезней, вредителей, сорняков и прочих напастей «открытого» фермерского хозяйства в данном случае максимальна. Чем не будущее сельского хозяйства?

Помните овощную вертикальную ферму и город свиней? Harvest green project смешал их вместе, сдобрив получившийся «салат» всеми модными «зелёными» технологиями, какие только можно внедрить в высотке.

В плане канадцев мы видим разнокалиберные ветряки на крыше и на открытых балконах, сбор дождевой воды и даже геотермальную электростанцию. Также было бы неразумным упустить из виду ещё один источник даровой энергии – биогаз, получаемый тут же из отходов «растительного» и «животного» секторов башни. Romses Architects его и не упускает (иллюстрация Romses Architects).

Своё архитектурное предложение Ванкуверу Romses дополнила жилыми корпусами, сельскохозяйственным рынком и супермаркетом, а также научно-исследовательским и учебным заведением с профилем... сельское хозяйство, разумеется.

До 2030 года эти мечты ещё не раз можно будет подвергнуть ревизии. Но уже сейчас ясно: передовые технологии выращивания растений и животных плюс концентрация всех этапов переработки съедобной продукции на крошечном пятачке могут оправдать затраты на возведение такого комплекса.

Не зря о чём-то похожем думают в другой части света.

Лондон задумчиво размышляет — нужно ли ему ещё одно гигантское колесо? Ну, может, не очень-то и гигантское, но примечательное.

Представьте нечто железное и ажурное, очень похожее на водяную мельницу, погружённую в поток воды канала Регента. «Ящики», укреплённые на ободе колеса, наполнены чем-то растительным. И каков смысл всей этой стим-панковской конструкции?

Странное сооружение под названием Farmacy призвано освежить и оздоровить район Kings Cross как в эстетическом плане, так и буквально. Ибо колесо это — вертикальная фармацевтическая ферма.

Схема городской фермы в видении канадцев. Авторы проекта подчёркивают, что их башня поставляет близлежащим кварталам не только «органическую» еду, но и электроэнергию, а ещё – служит транспортным узлом и центром досуга (иллюстрация Romses Architects).

Такова фантазия Саманты Ли (Samantha Lee). Farmacy должна выращивать (в длинной цепочке сеток, укреплённых вдоль кирпичной стены канала), промывать, высушивать, измельчать, очищать и настаивать различные лекарственные травы. Здесь же их можно было бы и продавать, — мечтает художница.

Её «колесо травяного обозрения» по стилю как нельзя лучше подходит к старому району Лондона. Да и функция сооружения — с намёком.

В 1980-е Kings Cross слыл неблагополучным местом, где процветали наркопритоны. С 1990-х город проводит работы по возрождению и обновлению района, окружающего знаменитый одноимённый вокзал. Потому полезные для здоровья травы — это ещё и символ отказа от негативного прошлого.

Дизайнеры Наннетт Яковски (Nannette Jackowski) и Рикардо де Остос (Ricardo de Ostos) из британской Архитектурной ассоциации (Architectural Association) попросили своих студентов ответить на вопрос: «Можно ли крайнюю эффективность смешать с хрупкостью места человеческого обитания?» Перед нами ответ Саманты Ли (фотографии с сайта pruned.blogspot.com).

В своём проекте Саманта подобрала растения, помогающие от типичных лондонских недугов: стресса, бессонницы, простуды и депрессии.

Большое водяное колесо, по замыслу Ли, выступает и как символ прогресса, и как символ пасторали. Не зря этот объект должен оказаться ещё и местом прогулок (тут предусмотрено несколько дорожек), где замученные городской суетой лондонцы могли бы вдыхать ароматы трав. Таков рецепт «детоксикации» городской жизни по версии Саманты.

Нас же интересует всё тот же принцип выращивания чего-либо полезного в пределах большого города. Соединение эстетики зелёных насаждений с практической выгодой городских ферм может оказаться подлинным рецептом оздоровления не только для Лондона.

Никто не скажет – будет ли когда-либо построена травяная ферма по проекту Саманты. Но мы предположим, что от туристов в таком необычном месте отбою бы не было (иллюстрация фото с сайта pruned.blogspot.com).

Нью-Йорк подхватывает знамя вертикальных ферм. И его гипотетическая суперферма-небоскрёб действительно похожа на знамя. Или на сложенные крылья стрекозы.

Проект так и называется — Dragonfly.

Это детище французского архитектора бельгийского происхождения Венсана Каллебо (Vincent Callebaut), уже известного нам по городам-лилиям, спасающим от всемирного потопа, а также своего рода прообразам вертикальных ферм и садов — проектам воздухоочистительных зелёных башен для Парижа, Гонконга и Мехико.

По размаху Dragonfly, кажется, затмевает всё ранее предложенное в области «небесных ферм». Но насколько этот проект выполним? (иллюстрация Vincent Callebaut).

Возвести данное титаническое сооружение (700 метров высоты вместе с антенной, между прочим, и по крышу тоже немало — 600 м) он предлагает на острове Рузвельта.

На 132 этажах «Стрекозы» поместятся 28 различных сельскохозяйственных угодий для производства фруктов, овощей, зерна, мяса и молочных продуктов. Если не на весь город, то на близлежащий Манхэттен должно хватить.

Пространство между стеклянными крыльями образует гигантскую теплицу, микроклимат в которой будет поддерживаться сам собой, за счёт естественной вентиляции и испарения влаги под лучами солнца летом и накопления тёплого воздуха зимой в прозрачных стенах, задуманных двухслойными.

Бельгиец посчитал, что подражание природе поможет удержать температуру в ферме на нормальном уровне как в мороз, так и в жару.

Внутри «Стрекозы» по идее разместятся не только фермы, но и жилые и производственные помещения, сады и научно-исследовательские лаборатории, зоны отдыха. Биологические отходы здесь должны использоваться повторно как удобрения. И дождевая вода также не должна пропасть зря. Налицо сходство общего замысла с проектом башни Harvest green (иллюстрация Vincent Callebaut).

На фоне всеобщей борьбы за экологию такая архитектурная доминанта города вполне может оказаться привлекательнее для горожан, чем соревнующиеся друг с другом (кажется, до бесконечности) жилые и офисные высотки.

Но, может, кроме визуальной привлекательности такие сооружения не несут в себе никакой практической пользы? В сравнении с классическими фермами за чертой города? Непростой вопрос.

С одной стороны, рост сельского хозяйства во всём мире приводит к деградации земель и опустыниванию. Вертикальные фермы если не остановят эту тенденцию, то хотя бы чуть-чуть смягчат её последствия, полагают «революционеры». Ведь чтобы накормить всех землян, пары-тройки таких ферм в мегаполисах явно не хватит. И пары-тройки тысяч, пожалуй, тоже. А сколько на планете было реализовано в последние десятилетия проектов высоток более 400 метров?

Ветряки и солнечные панели, как водится, должны покрыть 100% потребностей Dragonfly в энергии (иллюстрация Vincent Callebaut).

Потому некоторые специалисты считают, что надо развивать традиционные фермы и традиционные оранжереи.

Другие возражают: человечеству нужна альтернатива. И предлагают крайности — от искусственного леса Сахары (пока ещё не построенного) до подземной фермы в подвале токийского небоскрёба (небольшой — но зато вполне реальной).

Сторонники же традиционного подхода признают, что перемены необходимы, и понемногу движутся в сторону... вертикальности.

Вот на днях канадская агропромышленная компания Houweling Nurseries открыла в Калифорнии необычную теплицу для томатов.

Нет, в её основе всё та же классическая «плоская» архитектура. Но сооружение заметно увеличено в высоту, и помидоры тут зреют в столько ярусов, что снизу толком и не разглядеть. Точнее, так всё будет в финале, поскольку на полный режим теплица будет запущена в нынешнем месяце.

Секрет — в высоких подъёмниках, при помощи которых работники смогут собирать урожай. А он не мал: новая теплица будет выдавать 482 тонны томатов с акра, утверждает компания, что в 20 раз больше в сравнении с выращиванием плодов в открытом грунте и на 15% больше, чем дают лучшие теплицы компании Houweling предыдущего поколения.

Кейси Хоуэлинг (Casey Houweling), президент Houweling Nurseries, приподнят над посадками в новой теплице. За её чудеса надо благодарить разработчика сооружения – голландскую фирму Kubo Greenhouse Projects (фото Anne Cusack/Los Angeles Times).

«Зелёных» технологий тут немногим меньше, чем в рассмотренных выше утопических проектах. Дождевая вода собирается впрок. Есть и система сбора конденсата. Гидропонная подкормка томатов — по последнему слову. Несколько акров солнечных батарей покрывают значительную долю общего расхода энергии. Есть тут и солнечные тепловые коллекторы, а холодильные установки склада одновременно являются отопителями теплицы в зимний период.

В общем, сооружение практически самодостаточно в плане энергетики, а высокий урожай позволяет канадцам надеяться на 10-летнюю окупаемость постройки, которая обошлась им в $1 миллион за акр, не считая стоимости самой земли, но включая всё энергетическое оборудование и системы контроля климата, гидропонику и упаковочные цеха.

Как видим, даже в более-менее традиционном агропромышленном хозяйстве передовые компании привлекают всё больше новых идей для концентрации производства в сравнительно небольших, но эффективных сооружениях. Может, фермы-небоскрёбы всё же станут однажды логичным продолжением этой тенденции, или просто мы начали мечтать о них слишком рано?