CN111155823A - 一种低碳立体式的农作物种植生态系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低碳立体式的农作物种植生态系统，所述农作物种植生态系统为一高强度不锈钢框架结构或高强度混凝土框架结构的装配式建筑物；且该装配式建筑物从下到上依次设置有地下管控区、生活办公区、畜牧水产养殖区、和无土栽培种植区；所述装配式建筑物内部各区均构建有楼宇自动化系统、保安自动化系统、通信网络系统、及防火自动化系统；且所述装配式建筑物的南立面为太阳能分布式光伏电池板幕墙。本发明能够实现在较少的土地资源上构建出产率高的农作物种植生态系统，即实现高效利用土地资源；且通过各个区的具体设置，使得该农作物种植生态系统具备低碳、环保、能源循环利用的特点。

Description

一种低碳立体式的农作物种植生态系统
【技术领域】
本发明涉及一种农作物种植系统，尤其涉及一种低碳立体式的农作物种植生态系统。
【背景技术】
传统的农作物种植(五谷杂粮、蔬菜瓜果和食用菌等)必须依赖农业用地、阳光等自然资源，且难以抵御自然灾害(风灾、旱灾、涝灾、虫灾、冰灾，病灾等)的侵害和破坏；尤其是在种植土地上使用大量的农药化肥后，会造成农业污染面扩大和农产品的农药化肥残留物超标及污染生态环境，不仅给人们生活带来安全隐患，而且严重污染环境。
后来，随着经济的发展与科技的进步，现代设施农业在我国有所应用，但普及和推广力度并不大，设施农业的基础建设投资成本加权平均400元/ 平方米，成本高，而且现有的设施农业基地还是离不开农业用地资源，在温室大棚里种植农作物的科技含量不高，还得需要使用农药化肥，只不过应用了部分无土栽培和气雾栽培法(配制农作物所需要的营养液)，其相比传统的农作物种植而言，提高了农产品的产量与质量、及土地生产率；但是，设施农业所种植生产出来的农产品的农药化肥残留物大部分还存在超标现象，且农业用地资源无法得到大幅度的节约。另外，我国现有的部分种植农场投入了大型农机具耕种和收割，但需要消耗大量能源(用以驱动机具作业)，这样又会造成废气排放和新的环境污染。
综上所述，现有的农作物种植都离不开大量的土地资源，而由于过多依赖农药化肥种植农作物，已经严重污染农业生态环境，使得我国的农业用地越来越少。由鉴于此，研发出一种能够高效利用土地资源，并且具备低碳、环保、循环的农作物生态系统，是从业人员所迫切期望的。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种低碳立体式的农作物种植生态系统，能够高效利用土地资源，并且具备低碳、环保、循环利用的特点。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种低碳立体式的农作物种植生态系统，所述农作物种植生态系统为一高强度不锈钢框架结构或高强度混凝土框架结构的装配式建筑物；且该装配式建筑物从下到上依次设置有地下管控区、生活办公区、畜牧水产养殖区、和无土栽培种植区；所述装配式建筑物内部各区均构建有楼宇自动化系统、保安自动化系统、通信网络系统、及防火自动化系统；且所述装配式建筑物的南立面均是太阳能分布式光伏电池板幕墙；
所述无土栽培种植区设置有喷溉系统，具体地，将植物营养液采用雾培法对植物进行喷溉；
畜牧水产养殖区设有畜牧养殖控制系统与水产养殖控制系统；
所述生活办公区设置有办公自动化系统；
所述楼宇自动化系统、保安自动化系统、防火自动化系统、喷溉系统、畜牧养殖控制系统、水产养殖控制系统分别通过通信网络系统与办公自动化系统连接。
进一步地，所述装配式建筑物共有主楼78层和地下3层，其中：地下3 层为所述地下管控区(城市污水处理厂、沼气池和发电机组、计算机控制中心、水电气和通风管道设施等)；主楼内有65层为所述无土栽培种植区，且每层的楼室内架设有5～6层无土栽培设施；主楼内还有8层楼为所述畜牧水产养殖区；主楼内的另外5层为所述生活办公区。
进一步地，所述装配式建筑物的东、西立面均是太阳能分布式光伏电池板幕墙，且该装配式建筑物的顶楼天台设置有风力涡轮发电机组和沼气储气罐、雨水蓄水池及通讯设施。
进一步地，该农作物种植生态系统的外型为一圆柱体型.
进一步地，该农作物种植生态系统的外型为一直径为132m、高度为213m 的圆柱体型。
本发明一种低碳立体式的农作物种植生态系统的有益效果在于：通过构建装配式建筑物，并结合其内部区域与各系统，能够实现在较少的土地资源上构建出产率高的农作物种植生态系统，即实现高效利用土地资源；且通过各个区的具体设置，使得该农作物种植生态系统具备低碳、环保、能源循环利用的特点。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是本发明一种低碳立体式的农作物种植生态系统的主视图。
图2是本发明一种低碳立体式的农作物种植生态系统的俯视图。
【具体实施方式】
本发明一种低碳立体式的农作物种植生态系统，所述农作物种植生态系统为一高强度不锈钢框架结构或高强度混凝土框架结构的装配式建筑物100；且该装配式建筑物从下到上依次设置有地下管控区1、生活办公区2、畜牧水产养殖区3、和无土栽培种植区4；所述装配式建筑物100内部各区均构建有楼宇自动化系统(BAS)、保安自动化系统(SAS)、通信网络系统(CNS)、及防火自动化系统(FAS)；且所述装配式建筑物100的南立面均是太阳能分布式光伏电池板幕墙(均未图示)，用以提供能源，为各系统装置供电；
无土栽培种植区4设置有喷溉系统(未图示)，具体地，将植物营养液采用雾培法对植物进行喷溉；畜牧水产养殖区设有畜牧养殖控制系统与水产养殖控制系统；所述生活办公区设置有办公自动化系统(OAS)(均未图示)；所述楼宇自动化系统、保安自动化系统、防火自动化系统、喷溉系统、畜牧养殖控制系统、水产养殖控制系统分别通过通信网络系统与办公自动化系统连接。
其中，楼宇自动化系统(BAS)、保安自动化系统(SAS)、通信网络系统 (CNS)、防火自动化系统(FAS)及办公自动化系统(OAS)即为现有国际5A 智能系统化；楼宇自动化系统(BAS)是指电力、照明、温度、给排水、电梯监控系统；保安自动化系统(SAS)是指监视〈录像、防盗、巡更〉紧急求助系统；通信网络系统(CNS)是指移动通信覆盖系统、网络数字视频通讯预留端口、CATV闭路系统；防火自动化系统(FAS)是指烟感、温感探测、自动喷淋、紧急广播、机械排烟、应急照明系统；办公自动化系统(OAS)是指计算机网络、网络管理系统；这些系统的设置运行实现低碳、高效、舒适、安全、生态、节能、绿色、环保、可持续性的功效。
具体地，本发明农作物种植生态系统即所述装配式建筑物100采用黄金分割比例建造；本发明农作物种植生态系统能够在洼地、沼泽地、湿地、盐碱地、荒地、滩涂等劣质土地上建造，即一改目前大规模种植农作物离不开农业用地的现状，并根据选址的具体地质建造本发明农作物种植生态系统的规模，申请人给出如下具体例子：建造高度H为213m的装配式建筑物，其共有主楼78层和地下3层，其中：地下3层为所述地下管控区1(城市污水处理厂、沼气池和发电机组、计算机控制中心、水电气和通风管道设施等)；主楼内有65层为所述无土栽培种植区4，且每层的楼室内架设有5～6层无土栽培设施；主楼内还有8层楼为所述畜牧水产养殖区3；主楼内的另外5 层为所述生活办公区2。
另外，所述装配式建筑物100的东、南、西立面均是太阳能分布式光伏电池板幕墙，且该装配式建筑物100的顶楼天台设置有风力涡轮发电机组和沼气储气罐、雨水蓄水池及通讯设施(均未图示)。
请结合图1与图2，本发明农作物种植生态系统的外型为一圆柱体型，该设计相对具有较高强度的抗震能力和抗剪力。具体地，该农作物种植生态系统的外型为一直径D为132m、高度H为213m的圆柱体型。
本发明中的沼气池用以微生物化处理(发酵、分解)畜牧水产养殖区的粪便、其它各区可降解的废弃物及生活污水，产生的沼气液作为有机肥料，回用于无土栽培种植区，产生的沼气气体则用作清洁能源，用于其它区的能源的需求，产生的沼渣可用于无土栽培种植区4，从而循环利用，即实现循环农业。
此外，在实际应用中，本发明农作物种植生态系统即装配式建筑物也可引入农业物联网监控系统与农业物联网云平台，具体地，农业物联网监控系统可获取种植现场环境的空气温湿度、营养液水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，通过数据模型分析，可以自动控制温室湿帘风机、营养液雾喷、加温补光等设备；同时，还可以通过手机、触摸屏、计算机等信息终端向管理者推送实时监测信息、报警信息，实现种植现场环境的信息化、智能化远程管理。可减少人工成本，实现无人值守，精准调控，有效规避农业生产风险。农业物联网云平台为低碳立体生态空中农场提供农作物的生长环境监控、种植技术、种植标准流程、农技咨询，为消费者提供农产品种植环境信息、生产、包装、运输等所有溯源信息，为用户带来一站式体验。
综上所述，本发明通过构建装配式建筑物，并结合其内部区域与各系统，能够实现在较少的土地资源上构建出产率高的农作物种植生态系统，即实现高效利用土地资源；且通过各个区的具体设置，使得该农作物种植生态系统具备低碳、环保、能源循环利用的特点。
以上所述仅为本发明的具体实施例，并非用以限制本发明的保护范围。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种低碳立体式的农作物种植生态系统，其特征在于：所述农作物种植生态系统为一高强度不锈钢框架结构或高强度混凝土框架结构的装配式建筑物；且该装配式建筑物从下到上依次设置有地下管控区、生活办公区、畜牧水产养殖区、和无土栽培种植区；所述装配式建筑物内部各区均构建有楼宇自动化系统、保安自动化系统、通信网络系统、及防火自动化系统；且所述装配式建筑物的南立面为太阳能分布式光伏电池板幕墙；
所述无土栽培种植区设置有喷溉系统，具体地，将植物营养液采用雾培法对植物进行喷溉；
所述畜牧水产养殖区设有畜牧养殖控制系统与水产养殖控制系统；
所述生活办公区设置有办公自动化系统；
所述楼宇自动化系统、保安自动化系统、防火自动化系统、喷溉系统、畜牧养殖控制系统、水产养殖控制系统分别通过通信网络系统与办公自动化系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种低碳立体式的农作物种植生态系统，其特征在于：所述装配式建筑物共有主楼78层和地下3层，其中：地下3层为所述地下管控区；主楼内有65层为所述无土栽培种植区，且每层的楼室内架设有5～6层无土栽培设施；主楼内还有8层楼为所述畜牧水产养殖区；主楼内的另外5层为所述生活办公区。
3.根据权利要求1所述的一种低碳立体式的农作物种植生态系统，其特征在于：所述装配式建筑物的东、西立面均是太阳能分布式光伏电池板幕墙，且该装配式建筑物的顶楼天台设置有风力涡轮发电机组和沼气储气罐、雨水蓄水池及通讯设施。
4.根据权利要求1所述的一种低碳立体式的农作物种植生态系统，其特征在于：该农作物种植生态系统的外型为一圆柱体型。
5.根据权利要求1所述的一种低碳立体式的农作物种植生态系统，其特征在于：该农作物种植生态系统的外型为一直径为132m、高度为213m的圆柱体型。
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