Agropolis – part II. A modern city farm

Bogusław Wowrzeczka

doi:10.5277/arc140308

Abstract

In the article the types of spatial scale urban farms which appear in urban renewal projects are disscussed. Regeneration method for creating agricultural zones in cities is an innovative, future-oriented urban redevelopment model transformation based on the principles of sustainable development. The use of different variations of this strategy in urban regeneration programs will depend on the progress in agricultural production technology in an urban environment, and in particular their self-sufficiency in raw materials and energy and on optimization of the costs of construction and operation of urban farms.

Full article view is only available on bigger screens.

2014

3(39)

DOI: 10.5277/arc140308

Bogusław Wowrzeczka*

Agropolis – część II. Współczesna farma miejska

Agropolis – part II. A modern city farm

Wprowadzenie

Idea agrourbanistyki – farm miejskich – ma swoje ko -

rze

nie we współczesnych koncepcjach miast-utopii, któ-

rych fundamentem jest zbliżenie środowiska natural ne-

go i miejskiego w celu stworzenia systemu miasta

ekologicz nego. Współczesna farma miejska to całkowicie

nowa postać produkcji rolnej w miastach, oparta na zasa-

dach zrów noważonego rozwoju i tworząca zintegro-

wane z prze strzenią miejską środowisko życia jej mie-

szkań ców.

Farma miejska i wertykalna

W koncepcjach miast ekologicznych zagadnienie rol-

nictwa miejskiego i pojęcie farmy miejskiej pojawiły się

pod koniec lat 90. XX w. jako jeden z istotnych ele-

mentów harmonijnego rozwoju przestrzeni miejskiej –

miasta zrównoważonego. Pojęcie „miejskie rolnictwo”

[1] moż na zdefiniować jako przemysł, który produku-

je, przetwa rza i sprzedaje żywność, paliwo i inne produk-

ty uboczne w celu zaspokojenia dziennego zapotrzebo wa-

nia konsu men tów w obrębie śródmieścia, miasta czy

metropolii, go spodarując na terenach prywatnych i pub-

licz nych w gra nicach miasta. Zazwyczaj stosuje intensy-

wne me tody produkcji, przy wykorzystaniu naturalnych

źródeł ener gii i recyklingu odpadów miejskich, produkując,

prze twarzając i sprzedając żywność w sposób bezpieczny,

* Wydział Architektury Politechniki Wrocławskiej/Faculty of

Architecture, Wrocław University of Technology.

Introduction

The idea of agro-urbanism – city farms – has its roots

in modern concepts of city-utopias whose foundation is

the approximation of the natural environment with the

city environment in order to establish an ecological city

system. A modern city farm is a completely new form of

agricultural production in cities which is based on the

rules of sustainable development and creates a living en -

vironment for its residents integrated with the city space.

A city and vertical farm

In concepts of ecological towns the issue of city agri-

culture and the notion of a city farm appeared at the end

of the 1990

as a significant element of harmonious deve-

lopment of the city space – a sustainable city. The idea of

“city farming” [1] can be defined as an industry which

produces, processes and sells food, fuel and other by-pro-

ducts in order to satisfy the everyday demand of consu-

mers in the area of downtown, city or metropolis by

farming in private and public areas within the city limits.

Generally, this idea employs intensive methods of pro-

duction using natural sources of energy and recycling city

wastes, producing, processing and selling food in a way

that is safe and healthy and at the same time creating

a natural city environment.

One of the varieties of city agriculture is a “vertical

farm”. It is a method of cultivating plants in tower struc-

tures within the city space. In these structures, by apply-

ing technologies of recycling and other methods of plant

cultivation such as hydroponic methods, fruits, vegetables

and mushrooms are grown as well as fish and animals are

86 Bogusław Wowrzeczka

zdrowy, a jednocześnie tworząc naturalne środowisko

miejskie.

Odmianą rolnictwa miejskiego jest „farma wertykal-

na”. Jest to sposób uprawy roślin w obiektach wieżowych

w przestrzeni miejskiej. Stosując technologie recyklingu

i inne metody hodowli roślin, takie jak metoda hydropo-

niczna, w obiektach tych uprawia się owoce, warzywa,

grzyby, hoduje się ryby i zwierzęta. W farmach piono-

wych do produkcji wykorzystuje się energię słoneczną,

wiatrową, odzyskiwaną wodę, a także wytwarza się gaz

z odpadów biologicznych

[2].

Pojęcie farm pionowych zostało wprowadzone przez

Gilberta Ellisa Baileya w 1915 r. W swojej książce pt.

Pionowe rolnictwo, autor ten jako pierwszy przedstawił

znaczenie i metody „pionowej gospodarki”

[3].

Współcześnie pionowe rolnictwo można zdefiniować

ja ko przyjazne dla środowiska, zgodne z aktualną tech no-

lo gią i wiedzą oraz ekonomicznie opłacalne uprawia nie

roślin lub hodowanie zwierząt w obiektach wielokon-

dygna cyj nych, wieżowcach lub innych pochylonych po -

wierzch niach.

Przyczyną wprowadzania rolnictwa do miasta są glo-

balne prognozy demograficzne i ekonomiczne. Do 2050 r.

prawie 80% mieszkańców Ziemi będzie żyć w miastach

[4]. Liczba ludności wzrośnie o mniej więcej 3 mld.

Obecne zasoby gruntów uprawnych są na wyczerpaniu,

część z nich ulegnie degradacji ze względu na złą go s-

podarkę rol ną. Szacuje się, że niezbędne będzie około

1 mln km

no wej ziemi, aby zaspokoić potrzeby żyw noś-

cio we miesz kańców naszej planety. Wprowadzenie rol -

nictwa do mias ta wydaje się zatem koniecznością.

Hipotetyczne korzyści wynikające z agrourbanistyki

obej mują zagadnienia związane z procesami rów no wa-

żenia rozwoju miasta w zakresie przestrzennym, gospo-

darczym i społecznym, między innymi:

– eliminację transportu żywności do miasta,

– dostarczanie świeżych warzyw i owoców,

– zmniejszenie zużycia wody (dzięki kontroli), wyko-

rzys tanie wody deszczowej i szarej,

– możliwość produkcji przez cały rok przez kontrolę

procesu wegetacji (eliminacja wpływu klęsk żywiołowych

na rolnictwo),

– produkcję zdrowej żywności bez środków chemicz-

nych,

– wykorzystanie biogazu do produkcji energii,

– recykling odpadów jako naturalnego nawozu,

– powiększenie terenów zieleni i rekreacji,

– tworzenie miejsc pracy dla osób migrujących z tere-

nów wiejskich.

Negatywne czynniki hamujące proces agrourbaniza cji

to:

– wysoki koszt gruntów w miastach,

– energochłonność wynikająca z konieczności zapew-

nie nia dostępu światła i wody,

– konieczność stosowania zaawansowanych technolo-

gii budowlanych, w szczególności w farmach o układzie

wertykalnym,

– konieczność zmiany struktury rynku rolnego,

– zagrożenie ze strony czynników chorobotwórczych,

pasożytów i metali ciężkich.

bred. In vertical farms production is carried out by using

solar and wind energy and recycled water, while gas is

produced from biological wastes [2].

The concept of vertical farms was introduces by

Gilbert Ellis Bailey in 1915. In his book entitled Vertical

Agriculture, the author for the first time presented the

significance and methods of “vertical economy” [3].

Today, vertical agriculture can be defined as cultiva-

tion of plants or animal breeding in multi-storey struc-

tures, skyscrapers and other similar inclined surfaces,

whose processes are environmentally friendly and con-

ducted in accordance with the current technology and

knowledge as well as economically cost effective.

Agriculture is introduced into cities due to global de mo-

graphic and economic forecasts according to which by the

year 2050 almost 80% of all inhabitants of the Earth shall

live in cities [4]. The global population shall rise by about

3 billion people. Current resources of arable land are run-

ning out and some of them will degrade due to badly con-

ducted agricultural economy. It is estimated that in order to

satisfy needs for food for all people living on our planet

circa 1 million km

of new land will be ne cessa ry. Hence the

introduction of agriculture into cities seems unavoidable.

Hypothetical advantages resulting from agro-urbanism

comprise issues connected with processes of sustainable

development of the city in spatial, economic and social

scope, including inter alia:

– eliminating the need to transport food to a city,

– delivering fresh vegetables and fruits,

– reducing water consumption (thanks to control),

usage of rainwater and grey water,

– possibility of conducting production throughout the

year due to controlling the process of vegetation (elimina-

ting the influence of natural disasters on agriculture),

– production of healthy food without chemicals,

– using biogas for energy production,

– recycling wastes as a natural fertilizer,

– enlarging green and recreation areas,

–

creating jobs for people who migrate from rural areas.

Negative factors inhibiting agro-urbanisation pro-

cesses are:

– high cost of land in cities,

– energy consumption resulting from the need to pro-

vide access to light and water,

– necessity to use advanced construction technologies,

particularly in farms employing the vertical system,

– necessity to change the structure of the agricultural

market,

– danger from pathogenic factors, parasites and heavy

metals.

Aspects that distinguish agro-urbanism from modern

agricultural production

, include first of all the use of wi -

dely understood recycling and renewable ener gy in pro-

Agriculture can be divided into extensive agriculture (also called

low trade or traditional) and intensive agriculture (called high trade or

industrialised) depending on its features, i.e. the amount of expendi-

tures, the amount of crops as well as the average area of farms and the

size of the national agricultural area); http://pl.wikipedia.org/wiki/

Rolnictwo [accessed: 5.06.2013].

Agropolis – część II. Współczesna farma miejska /Agropolis – part II. A modern city farm 87

Tym, co odróżnia agrourbanistykę od współczesnej

pro dukcji rolnej

, jest przede wszystkim zastosowanie

sze ro ko pojętego recyklingu i energii odnawialnej w pro-

dukcji (zu żytej wody – ścieków i kompostu z odpadów

ko munalnych) oraz zagospodarowywanie terenów i obiek-

tów po przemysłowych, nieużytków, nabrzeży itp.

Koncepcje projektowe promujące ideę farm miejskich

opierają się zasadniczo na trzech układach organizacyjno-

-przestrzennych w istniejącej tkance miejskiej:

– intensywnym modelu wertykalnym, w którym farmy

zlokalizowane są w budynkach wysokościowych; modelu

wykorzystującym zaawansowane technologie produkcji

i budowy (high-tech), najczęściej proponowane w kon -

tekś cie zabudowy śródmiejskiej,

– ekstensywnym modelu pośrednim, w którym farmy

nie przekraczają wysokości otaczającej zabudowy i wy -

korzystują tereny wolne (traktowane są również jako te -

reny rekreacyjne); modelu stosującym średnio zaawan-

sowa ne technologie budowy i produkcji (middle-tech),

gdzie farmy lokalizowane są na terenach miejskich zde-

gradowanych, obrzeżach śródmieść i na przedmieściach,

– modelu rozproszonym, w którym istniejąca zabu-

dowa: dachy, wnętrza budynków oraz tereny ogrodowe

i działkowe służą do tworzenia niewielkich farm na po -

trze by lokalne; modelu wykorzystującym nieskompliko-

wane technologie budowy i produkcji (low-tech).

Farma wertykalna

Formami przestrzennymi agrourbanistyki są przede

wszystkim wertykalne metody hodowli przy zastosowa-

niu zaawansowanych technologii uprawy: hydroponicz-

nej, organoponicznej bez konieczności zajmowania du -

żych powierzchni terenu [5].

Typologia wertykalnych farm miejskich jest zależna

od wielu czynników, między innymi rodzaju hodowli,

tech nologii produkcji i jej wielkości, lokalizacji w struk-

tu rze miasta, uformowania przestrzennego obiektu oraz

stop nia zaawansowania technologicznego rozwiązań kon-

struk cyjno-budowlanych. Istotne jest również rozróżnienie

między obiektami, które są adaptowane w wyniku rewita-

li zacji terenów zdegradowanych albo stanowią nowe in -

wes tycje w mieście. W dalszej kolejności podział farm

wertykalnych będzie uzależniony od stopnia zło żo ności

funkcjonalnej obiektu, zakresu autonomii energe tycz nej

i gospodarki odpadami. Przedstawione poniżej przy kłady

oma wia ją poszczególne typy farm wertykalnych.

Wielkoskalowe, wysokościowe farmy wertykalne re -

pre zentują dwa projekty francuskie dla stref śródmiejskich

oraz jeden projekt amerykański z Nowego Jorku i projekt

kanadyjski zlokalizowany w Vancouver. Unikatowość tych

przykładów polega między innymi na próbie stwo rze nia

rozwiązań modelowych farm autonomicznych oraz zinte-

Rolnictwo można podzielić na rolnictwo ekstensywne (zwane

drobnotowarowym lub tradycyjnym) i rolnictwo intensywne (znane też

jako wysokotowarowe lub uprzemysłowione) w zależności od jego cech:

wysokości nakładów, ilości plonów, a także średniej powierzchni gospo-

darstw rolnych i powierzchni obszaru rolniczego kraju; http://pl.wikipe-

dia.org/wiki/Rolnictwo [data dostępu: 5.06.2013].

duction (waste water – sewage and compost from munici-

pal waste) as well as management of post-industrial areas

and structures, wastelands, embankments etc.

Design concepts promoting the idea of city farms are

generally based on three organisational and spatial sys-

tems in the existing city tissue:

– an intensive vertical model in which farms are lo -

cated in high buildings, a model using advanced technolo-

gies of production and construction (high-tech), most

fre quently proposed in the context of the downtown de -

velopment,

– an extensive intermediate model in which farms do

not exceed the height of the surrounding development and

make use of free areas (they are also treated as recreation

areas), a model employing intermediate technologies of

con struction and production (middle-tech) where farms

are located in degraded city areas, downtown peripheries

and in the suburbs,

– a dispersed model in which the existing development

such as roofs, interiors of buildings and garden areas are

used for forming small farms for local needs, a model

which employs uncomplicated technologies of construc-

tion and production (low-tech).

Vertical farm

Spatial forms of agro-urbanism are first of all repre-

sented by vertical methods of farming with the use of

advanced technologies of hydroponic and organoponic

cultivation without the need to occupy large areas [5].

Typology of vertical city farms depends on many fac-

tors such as, inter alia, the type of farming, the production

technology and its size, the location in the city structure,

the spatial formation of a structure and the level of tech-

nological ad van cement of structural and building solu-

tions. It is also important to distinguish between struc-

tures which are adapted as a result of revitalisation of

degraded areas or which constitute new investments in the

city area. Subsequently, the division of vertical farms

shall depend on the level of functional complexity of

a given structure, the range of energetic autonomy and

waste management. The examples discussed further pre-

sent particular types of vertical farms.

Large-scale, high vertical farms are represented by two

French projects for downtown zones and one American

project from New York as well as a Canadian project

located in Vancouver. Uniqueness of these examples con-

sists in, among other things, an attempt to create model

solutions of autonomic farms that are integrated with the

city structure, which can be used in various locations after

being appropriately adapted.

The project of a vertical farm called “Generic Farm”,

which is able to feed 50 000 people assuming that an

everyday caloric demand per one inhabitant is 2000 [6],

constitutes a proposition of a model city farm for large

agglomerations

In a building 100 meters high and with the area of 2 700 000 m

located on a plot of land of ten hectares a food factory was designed with

88 Bogusław Wowrzeczka

growanych ze strukturą miasta, które po odpowiedniej

adaptacji można stosować w różnych lokalizacjach.

Projekt farmy wertykalnej „Generic Farm”, mogącej

wyżywić 50 000 osób przy założeniu, że dzienne zapo -

trzebowanie kaloryczne na mieszkańca wynosi 2000 [6],

stanowi propozycję modelowej farmy miejskiej dla du -

żych aglomeracji

Farma o powierzchni 2 700 000 m

jest gigantycznym

zakładem produkującym żywność, a oprócz tego wytwa -

rza energię na własne potrzeby w procesie recyklingu

ścieków miejskich. Odzyskane ze ścieków stałe elementy

są poddawane pyrolizie, w której wyniku otrzymuje się

wysokokaloryczne granulki, stanowiące podstawowy su -

ro wiec do wytwarzania energii zasilającej farmę. Oczysz-

czo ne z elementów stałych ścieki są poddawane proce so-

wi napromieniowania ultrafioletowego i po wzbogaceniu

w odpowiednie odżywki i komponenty zasilają werty-

kalne uprawy hydroponiczne. Proces produkcji żyw noś ci

jest zautomatyzowany i przewidziany do funkcjo no wania

na zasadach wysokowydajnej produkcji prze mysłowej.

Wyklucza to możliwość tworzenia w nim inkubatora dla

początkujących producentów lub pracy ręcznej.

Kontrowersyjna jest skala obiektu (wysokość obiektu

100 m), a tym samym ograniczone możliwości jego sy tuo-

wania w gęstej zabudowie miejskiej (il. 1).

„Cactus Farm”, projekt pracowni Agricultural Ur ba-

nism Lab, jest propozycją zabudowy wolnych terenów

śród mieść, wprowadzającą nową jakość do ekosystemu

zwartej zabudowy miejskiej. Omawiana struktura składa

się z oddzielnych modułów mocowanych do centralnego

W budynku o wysokości 100 m i powierzchni 2 700 000 m

usytuowanym na działce o powierzchni 10 ha zaprojektowano fabrykę

żywności z zapleczem laboratoryjno-technicznym. Laboratoria współ-

pracują z centrami badawczo-edukacyjnymi i biznesowymi. System

energetyczny budynku wykorzystuje również utylizację odpadów wraz

z wytwarzaniem energii na potrzeby produkcyjne. Budynek jest

całkowicie hermetyczny w celu zminimalizowania możliwości infekcji

roślin i zwierząt, a także uniezależnienia się od zewnętrznych warunków

atmosferycznych. Zakłada się, że obsługa części produkcyjnej, opartej

głównie na technologii hydroponicznej, będzie zautomatyzowana [5].

The 2 700 000 m

farm is a gigantic factory producing

food and it also produces energy for its own needs in the

process of city municipal wastewater recycling. Solid ele-

ments recycled from wastewater are subjected to pyrolisis

as a result of which high calorific granules are obtained

constituting the basic material for the production of

energy supplying the farm. Wastewater purified from

solid elements is subjected to the process of ultraviolet

radiation and after being enriched with appropriate nutri-

ents and components it is supplied to vertical hydroponic

crops. The process of producing food is automated and it

is designed to function according to principles of high

efficiency industrial production. It excludes any possibil-

ity of its functioning as an incubator for novice producers

or manual work.

The scale of the building constitutes its controversial

aspect (height at 100 m) and at the same time it results in

limited possibilities to situate the structure in the dense

city development (Fig. 1).

“Cactus Farm”, designed by studio Agricultural Ur -

banism Lab, constitutes a proposal of developing free

downtown areas and it introduces a new quality into the

ecosystem of the dense city development. The discussed

structure consists of separate modules fixed to a central

mast, in which modules intensive agricultural produc tion

is carried out. A three-armed central vertical form which

is 140 m high optimises the sun exposure while its par-

ticular modules make it possible to arrive at indepen -

dent closed climatic environments for non-soil hydro -

ponic cultivation. From the architectural point of view,

“Cactus Farm” is a hybrid of a technical structure element

and a garden greenhouse and with regard to the univer-

sal character of the spatial solution it can be located in

the dense city development as an autonomous structure

(Fig. 2) [7].

The project of a vertical farm combined with flats for

immigrants located in New York refers to terrace agricul-

tural areas in upland areas. This is an experimental project

which is supposed to replace social housing for people

who migrate from rural areas to big cities at the same time

providing them with jobs. The designed structure is inte-

grated with public space on the ground level and it serves

as a market place for selling products from terrace crops

and as an open place of meetings. On the highest terrace

there are reservoirs with rainwater for irrigating cultivat-

ed plots of land. The open form of terraces can be encased

by light coatings made of polymer materials, hence it is

also possible to cultivate in winter. The terrace farm

model is a very advantageous solution for cities with

a large influx of rural population (Fig. 3) [8].

Quite a different problem is dealt with by the „Harvest

Tower” Project (Vancouver, Canada) whose main idea is

laboratory and technical facilities. The laboratories cooperate with

research, educational and business centres. The building’s energetic

system uses recycling of wastes along with energy production for pro-

duction needs. The building is fully hermetic in order to minimise the

danger of infection to plants and animals and become independent of

weather conditions. It is assumed that operation of the production part

mainly based on the hydroponic technology shall be automated [5].

Il. 1. Modelowa farma wertykalna „Generic Farm”

dla 50 000 mieszkańców (źródło: [6])

Fig. 1. Model vertical farm “Generic Farm”

for 50 000 residents (source: [6])

Agropolis – część II. Współczesna farma miejska /Agropolis – part II. A modern city farm 89

masztu, w których to modułach prowadzona jest intensyw-

na produkcja rolna. Trójramienna centralna wertykalna

forma o wysokości 140 m optymalizuje ekspozycję słoń-

ca, a jej poszczególne moduły umożliwiają stworzenie nie -

zależnych

, zamkniętych środowisk klimatycznych dla

bez glebowej uprawy hydroponicznej. Z architektoniczne-

go punktu widzenia „Cactus Farm” jest hybrydą elementu

infrastruktury technicznej oraz szklarni ogrodowej, a ze

względu na uniwersalny charakter rozwiązania prze -

strzen nego może być lokalizowany w gęstej zabudowie

śród miejskiej jako obiekt autonomiczny (il. 2) [7].

Do tarasowych terenów rolniczych w rejonach wy żyn-

nych nawiązuje zlokalizowany w Nowym Jorku projekt

farmy wertykalnej połączonej z mieszkaniami dla imi-

grantów. Jest to projekt eksperymentalny mający zastąpić

budownictwo socjalne dla ludności migrującej z terenów

wiejskich do dużych miast, zapewniając im jednocześnie

miejsca pracy. Projektowany obiekt jest zintegrowany

z prze strzenią publiczną na poziomie terenu, która służy

jako targ do sprzedaży produktów z upraw tarasowych

oraz jako otwarte miejsce spotkań. Na najwyższym ta -

rasie znajdują się zbiorniki z wodą deszczową służące

nawadnianiu poletek uprawnych. Otwarta forma tarasów

może zostać obudowana lekkimi powłokami z tworzyw

polimerowych, umożliwiając hodowlę również w okresie

zimowym. Model tarasowy farmy jest bardzo korzystnym

rozwiązaniem dla miast, w których występuje du

ży na -

pływ ludności wiejskiej (il. 3) [8].

Odmienny problem rozwiązuje projekt „Harvest

Tower” (Vancouver, Kanada), którego główną ideą jest

włączenie intensywnego rolnictwa miejskiego w tkankę

miasta, w sy ner giczny wielofunkcyjny układ zintegro-

wany ze strukturą komunikacyjną miasta. W „Harvest

Tower” zaplanowano pio nową hodowlę warzyw, ziół,

owoców, ryb, drobiu i in nych zwierząt. Wykorzystuje

się do tego energię geo ter malną, wiatrową i słoneczną.

Bu dynek został wyposażony w fotowoltaiczne elewacje

i tur biny wiatrowe. Ponadto wytwarzany jest w nim me -

to incorporate intensive city agriculture into the city tissue

in order to form a synergic and multi-functional system

integrated with the city communication structure.

Vegetable, herb, fruit, fish, poultry and other animal verti-

cal farming was planned in the “Harvest Tower” harness-

ing geothermal, wind and solar power. The building was

equipped with photovoltaic facades and wind turbines.

II. 2. Autonomiczna farma w zabudowie śródmiejskiej „Cactus Farm”

– masztowa struktura szklarniowa (źródło: [7])

Fig. 2. Autonomic farm in downtown development “Cactus Farm” –

mast greenhouse structure (source: [7])

Il. 3. „Locavore Fantasia”,

otwarty tarasowy typ farmy

miejskiej w gęstej zabudowie

śródmiejskiej – Nowy Jork

niezabudowana przestrzeń

publiczna (źródło: [8])

Fig. 3. “Locavore Fantasia”,

an open terrace type of a city

farm in the dense city develop-

ment – New York undeveloped

public space (source: [8])

90 Bogusław Wowrzeczka

tan z kompostowania niejadalnych części roślin i zwierząt.

Duża część wody desz czo wej jest zbierana w cysternie na

szczycie „wieży”, skąd jest rozprowadzana do nawadnia-

nia hydroponicznych up raw wewnątrz budynku oraz do

ogrodu na dachu (il. 4) [9].

Adaptacje istniejących obiektów na farmy wertykalne

reprezentują dwa charakterystyczne pod względem zakre-

su ingerencji w strukturę budowlaną przykłady:

– rewitalizacja budynków po dawnej Elektrowni

Zachodniej w Pretorii w Republice Południowej Afryki

przy całkowitej zmianie obudowy istniejących obiektów

i wewnętrznej struktury przestrzennej,

– adaptacja dawnej fabryki konserw w Chicago (USA)

przy zachowaniu istniejącej struktury budowlanej.

Pionowa farma w Pretorii wykorzystuje odnawialne

źródła energii (produkcja biogazu z kompostu) oraz wodę

deszczową do nawadniania upraw. W obiektach produ-

kuje się – oprócz żywności – również kompost, czystą

Projekt nagrodzony w konkursie na Architekturę Zrównoważoną

– Holcim Awards Competition 2011 [10].

Moreover, in the building methane is produced from com-

posting non-edible parts of plants and animals. A large part

of rainwater is accumulated in a cistern at the top of the

“tower” from where it is distributed for irriga ting hydro-

ponic indoor crops and the garden on the roof (Fig. 4) [9].

Adaptation of the existing structures to vertical farms

are represented by two characteristic examples as regards

their range of intervention in the building structure:

– revitalisation of the former Western Power Plant

buildings in Pretoria in South Africa

with a complete

change of external walls of the existing structures and the

indoor spatial construction,

– adaptation of the former cannery in Chicago (USA)

while preserving the existing building structure.

The vertical farm in Pretoria uses renewable sources of

energy (production of biogas from compost) and rainwa-

ter to irrigate the crops. Apart from the food, also compost

and clean water are produced in these buildings. Gas and

The Project was awarded in a Sustainable Architecture competi-

tion – Holcim Awards Competition 2011 [10].

zbiornik czystej wody

clean water reservoir

farma wiatraków

windmill farm

zbiornik wody deszczowej

rainwater reservoir

ogród na dachu/roof garden

mieszkania dla pracowników

apartments for workers

woliera dla ptaków/aviary

hodowla kóz i owiec

goats and sheep farming

restauracja

restaurant

supermarket

parking użytkowników

user parking space

parking podziemny

underground parking space

ogród pionowy

vertical garden

kontener na plony

crop container

uprawa hydroponiczna warzyw

hydroponic crop cultivation

hodowla ryb/fish breeding

hodowla drobiu/poultry farming

hodowla bydła/stock breeding

hodowla nasion, laboratorium

centrum edukacyjne/seed rais-

ing, laboratory education centre

magazyny

stores

stacja metra

underground station

linia metra

underground line

Il. 4. Farma pionowa „Harvest Tower” (Vancouver, Kanada) – projekt kanadyjskich architektów z pracowni Romses Architects (źródło: [9])

Fig. 4. The vertical farm “Harvest Tower” (Vancouver, Canada) – designed by Canada-based firm Romses Architects (source: [9])

Agropolis – część II. Współczesna farma miejska /Agropolis – part II. A modern city farm 91

wodę. Gaz i biomasa służą do wytwarzania energii elek-

trycznej zasilającej farmę. Adaptacja budynków na farmę

wertykalną stanowi przykład wykorzystania terenów po -

przemysłowych do rozwoju nowej gałęzi produkcji –

farma zatrudnia ponad 300 osób. Przykład ten ilustruje

spo łeczno-ekonomiczne możliwości rewitalizacji miast

przez całkowitą zmianę struktury produkcji.

W projekcie adaptacji wykorzystano miejscowy bam-

bus jako materiał konstrukcyjny, co znacznie obniża

kosz ty realizacji i daje możliwość późniejszego recyklin-

gu (il. 5) [10].

Pierwszym zrealizowanym przykładem adaptacji bu -

dynku poprzemysłowego na farmę wertykalną jest fabry-

ka konserw w Chicago (USA), która w 2010 r. została

prze kształcona w ekologiczny i samowystarczalny zakład.

W zlokalizowanym w południowo-wschodniej, industrial-

nej dzielnicy Chicago budynku otworzono eksperymen-

talną wertykalną farmę hydroponiczną.

W ciągu kilku lat fabryka stanie się całkowicie samo-

wystarczalnym inkubatorem biznesu z branży spożywczej,

laboratorium, placówką edukacyjną i działającą farmą

miejską. W budynku na razie uprawiane są pieczarki i wa -

rzywa, ale już niedługo rozpocznie się tu warzenie eko -

logicznego piwa i kombuczy oraz hodowla tilapii w zbior-

nikach wodnych niezanieczyszczających środowiska.

Planowane zakończenie prac przewiduje się na 2016 r.,

wte dy farma osiągnie maksimum zdolności produk cyj-

nej

. Samowystarczalny pod względem energetycz -

nym bu dy nek bazuje na systemie skojarzonej gospodarki

ener ge tycznej: źródłem energii jest metan produkowany

na miejs cu dzięki procesowi fermentacji anaerobowej

(il. 6) [11].

Pokaźnych rozmiarów budynek ma długą historię związaną

z bran żą spożywczą. Po poprzednim właścicielu pozostawał długo za -

nied bany, aż firma Plant Chicago kupiła go i postanowiła zagospodarować

na miejską farmę specjalizującą się w nowoczesnych formach uprawy

roślin przy minimalnym negatywnym wpływie na środowisko [11].

biomass are used to produce energy supplying the farm.

Adaptation of buildings to the vertical farm constitutes an

example of using post-industrial areas for the develop-

ment of a new production branch – the farm employs over

300 people. This is an illustration of social and economic

possibilities to revitalise cities by a total change of the

production structure.

The construction material used in the adaptation proj-

ect was a local bamboo, which significantly reduced the

costs of the investment and provided possibilities of fur-

ther recycling (Fig. 5) [10].

The first accomplished example of adaptation of

a post-industrial building to a vertical farm is a cannery in

Chicago (USA) which in 2010 was transformed into an

ecological self-sufficient farm. In a building located in

a south-east industrial district of Chicago an experimental

vertical hydroponic farm was opened.

In a few years’ time this place will become a com-

pletely self-sufficient incubator of food industry business

with a laboratory, an educational facility and an operating

city farm. For the time being, in the building only mush-

rooms and vegetables are grown but very soon brewing of

ecological beer and producing kombucha will start here

along with tilapia farming in the water reservoirs that do

not pollute the environment.

According to the schedule, the works are expected to

be completed by 2016 and then the farm will achieve the

maximum of its production ability

. The self-sufficient

building as regards energy is based on the combined heat

and power system, i.e. methane produced on site thanks to

the process of anaerobic fermentation is a source of

energy (Fig. 6) [11].

This ample building has a long history connected with the food

industry. It was neglected by its former owner for a long time until it was

bought by Plant Chicago Company and adopted to a city farm speciali-

sing in modern forms of plant cultivation with a minimum negative

impact on the environment [11].

Il. 5. Pretoria, Republika

Południowej Afryki

– rewitali zacja terenów

Elektrowni Zachodniej na farmę

wertykalną – zastosowanie

konstrukcji bambusowych

(źródło: [10])

Fig. 5. Pretoria, South Africa

– revitalisation of the Western

Power Plant to a vertical farm

– usage of bamboo constructions

(source: [10])

92 Bogusław Wowrzeczka

Ekstensywny model farm miejskich został zaprojek-

towany przez architektów firmy Zündel i Cristea’s w for-

mie systemu mniejszych spiralnych zespołów pro duk-

cyjnych, rozproszonych w strukturze istniejącego miasta

(Chicago, USA). Oprócz pełnienia funkcji ośrodka pro-

duk cji mają one także służyć jako tereny parkowe

w miejs cach dotychczas nieużytkowanych lub zdegrado-

wanych. Projekt zwraca uwagę na możliwość transfor-

macji prostych farm urbanistycznych w bardziej złożony

system ekologiczny miasta, tworzący sieć wzajemnych

powiązań środowiska naturalnego i środowiska zamiesz-

kiwania (il. 7) [12].

Zaproponowany model farm miejskich wpisuje się

w strategię „zero CO

” i został pomyślany jako element re -

witalizacji zdegradowanych i opuszczonych terenów po -

łożonych poza historycznym centrum miasta. Wybór ta kiej

lokalizacji daje szanse nie tylko przestrzennej re wi taliza -

cji, ale także zbudowania nowych więzi społecznych. Wie -

lofunkcyjne spiralne obiekty pozwalają stworzyć zrów -

noważone środowisko miejskie: harmonijną relację mię dzy

konsumpcją i produkcją przy wykorzystaniu energii odna-

wialnej. Płody rolne i wytworzone z nich artykuły spożywcze

stają się podstawowym źródłem żywności dla okolicz nych

mieszkańców i produktem dla usług gastronomicznych.

Inną odmianą ekstensywnej farmy miejskiej jest farma

lokalizowana na dachach budynków. Ze względu na do -

stępne duże powierzchnie dla tego typu farm oraz moż li-

wość ich realizacji stosunkowo niewielkim kosztem są

one już obecnie terenem intensywnych eksperymentów

ho dowlanych. Występują tu zarówno uprawy otwarte, jak

i za m knięte w postaci szklarni.

Firma LUFA Farms specjalizuje się w tego typu adap-

ta cjach istniejących powierzchni dachów budynków na

far my produkcyjne. W 2011 r. zrealizowała w Montrealu

(Ka nada) projekt adaptacji dachu budynku po prze my-

słowego o po wierzchni 2900 m

na szklarnię, w której

pro wa dzi się uprawę hydroponiczną warzyw dla 1000

oko licz nych mie sz kańców [13]. Adaptacja wymagała nie-

wielkiego wzmo cnienia konstrukcji budynku (budynek

był wcześniej przewidziany pod rozbudowę o jedną kon-

dygnację) oraz zainstalowania wind towarowych i zbior-

An extensive model of city farms was designed by

architects Zündel and Cristea’s in the form of a system of

minor spiral production complexes scattered in the struc-

ture of the existing city (Chicago, USA). Apart from

being a centre of production, they are supposed to serve

as park areas in the places which remained unused or

were degraded so far. The project draws attention to

a possibility of transforming simple urban farms into

a more complex ecological system of a city which creates

a network of mutual connections of the natural environ-

ment with the living environment (Fig. 7) [12].

The proposed model of city farms becomes a part of

“zero CO

” strategy and it was devised as an element of

revitalisation of degraded and abandoned areas located

outside the historical city centre. The choice of this loca-

tion provides opportunities not only for special revitalisa-

tion, but also to build new social bonds. Multi-functional

spiral structures allow for creating a sustainable city envi-

ronment, i.e. a harmonious relation between consumption

and production with the use of renewable energy. The

farm crops and the food which is made from them become

a basic source of food for the local inhabitants and a pro-

duct used for gastronomic services.

Another variety of an extensive city farm is a farm

located on roofs of buildings. Due to large areas accessi-

Il. 6. Chicago – farma hydroponiczna w rewitalizowanym budynku

Peer Factory (źródło: [11])

Fig. 6. Chicago – a hydroponic farm in the revitalised building

of Peer Factory (source: [11])

Il. 7. Projekt firmy Zündel & Cristea’s: ekstensywne małe farmy spiralne lokalizowane na terenach rewitalizowanych Chicago (źródło: [12])

Fig. 7. A project by Zündel & Cristea’s Firm: extensive minor spiral farms located in the revitalised areas of Chicago (source: [12])

Agropolis – część II. Współczesna farma miejska /Agropolis – part II. A modern city farm 93

nika na wodę. Szklarnie są wentylowane w sposób natu-

ralny, a system ogrzewania umożliwia zróżnicowanie

tem peratur strefowo dla poszczególnych rodzajów upraw

(il. 8) [13].

Dobrze wpisującą się w kontekst otoczenia formą pro-

dukcji rolniczej na terenach śródmiejskich są tzw. mini-

i mi krofarmy lokalizowane w miejscach dotychczas nie-

użytkowanych, opuszczonych lub wolnych od zabudowy,

wnętrzach bloków urbanistycznych, na terenach po prze-

mysłowych i rewitalizowanych.

Minifarma jest jednostką produkcyjną na małą skalę

z włas nym sklepem. Jej budynek jest lekki, zdywersyfi-

kowany, o modułowej strukturze (powierzchnia w grani-

cach 125 m

), z produkcją roślinną na trzech lub czterech

poziomach, w celu optymalizacji ekspozycji na światło

słoneczne. Łączy w sobie dwa typy uzupełniających się

kultur uprawy roślin: tradycyjny ogródek działkowy

i szklarnię (il. 9) [14].

Podsumowanie

W projektach przekształcania miast na ekomiasta

szczególną rolę odgrywają futurystyczne projekty wer-

tykalnych megastruktur, które często ze względu na sto-

ble for this sort of farms, they can be built with the use of

relatively low costs and as such they are now a subject of

intensive farming experiments. We deal with open crops

here as well as with closed ones in the form of green-

houses.

LUFA Farms specialises in this sort of adaptations of

the existing roof areas of buildings to production farms.

In 2011 in Montreal (Canada) this company executed the

project of adaptation of a post-industrial building’s roof

with the area of 2900 m

to a greenhouse in which hydro-

ponic cultivation of vegetables is carried out for 1000

local residents [11]. This adaptation required some rein-

forcement of the building’s structure (previously the

building was to be extended by one storey) and installa-

tion of lifts and reservoirs for water. Greenhouses are

ventilated in a natural way and the heating system facili-

tates a diversity of temperatures by zones for particular

types of crops (Fig. 8) [13].

Another form of agricultural production which fits

well into downtown areas are the so called mini- and

macro-farms located in places which remained unused so

far or which are abandoned as well as inside urban blocks

free from development in post-industrial and revitalised

areas.

A mini-farm is a small scale production unit with its

own shop. The farm building is light, diversified, with

a mo dule structure (the area within the limits of 125 m

)

and crop production on three or four levels in order to

op ti mise exposure to solar light. It connects two ty pes

of crop cultivation cultures which complement each

other, i.e. a tra ditional allotment garden and a greenhouse

(Fig. 9) [14].

Summary

In projects dealing with transforming cities into eco-

cities a particular role is played by futuristic projects of

vertical mega-structures which can currently be viewed

only in the sphere of urban utopias due to their level of

complexity of technological solutions and because of

their costs. However, visions of new Agropolis are based

Il. 8. Montreal – zabudowa szklarniowa dla upraw hydroponicznych

na dachu budynku przemysłowego. Projekt: GKC Architects 2010 r.

(źródło: [13])

Fig. 8. Montreal – greenhouse development for hydroponic crops

on the roof of an industrial building. Project: GKC Architects 2010

(source: [13])

Il. 9. Paryż – minifarmy tworzą wewnątrz bloku zabudowy uliczkę handlowo-rekreacyjną (źródło: [14])

Fig. 9. Paris – mini-farms form a trade and recreation small street inside a block of development (source: [14])

94 Bogusław Wowrzeczka

pień skomplikowania rozwiązań technologicznych oraz

koszty można obecnie rozpatrywać tylko w sferze utopii

urbanistycznych. Wizje nowych Agropolis bazują jed nak

na założeniach, które są realne

, i nie można ich pomijać

przy kreowaniu nowych strategii rewitalizacji i rozwoju

miast – niezależnie od ich położenia geogra ficznego.

Na obecnym etapie rozwoju technologicznego projek-

ty farm wertykalnych mają charakter eksperymentalny

i wy magają wdrożenia ich do realizacji w celu dalszych

ba dań. Współczesne modelowe projekty farm pozwalają

jed nak na postawienie wstępnie tezy, że mają one charak-

ter uniwersalny i mogą być stosowane po odpowiednich

modyfikacjach w różnych środowiskach klimatycznych.

W strefach klimatu umiarkowanego dominujący będzie

model farmy wertykalnej typu szklarniowego, autono-

micznej pod względem energetycznym i zapotrzebowania

na wodę (il. 10).

Drugi model wielofunkcyjnej megastruktury zinteg-

rowanej ze strukturą miasta jest ze względu na duży sto-

pień skomplikowania technologicznego i koszty mode lem

przyszłościowym o cechach wertykalnego miasta og ro -

du, który prawdopodobnie zastąpi obecne miasta sa te lity

i ograniczy ekspansje miast na tereny obecnie rolnicze.

Struktury horyzontalne farm miejskich są bardziej

real ne i dlatego mogą być z powodzeniem stosowane

po wszechnie. Szczególnie te, które są oparte na wy ko-

rzystaniu istniejącego potencjału budowlanego oraz na

prze kształ ceniach niezagospodarowanych terenów pub-

licz nych lub rewitalizowanych obiektów poprze my sło-

wych. Produkcja rolna wykorzystująca technologie nis ko-

bud żetowe ma szczególne szanse powodzenia w dużych

aglo meracjach miejskich z migracją ludności z terenów

wiejs kich o niskich dochodach.

Równolegle do farm typu przemysłowego rozwijać się

będą minifarmy, które nie wymagają dużych nakładów

Wzrost populacji miast i kurczenie się powierzchni uprawnej ze

względu na zmiany klimatyczne: w 2030 r. ludność miejska będzie

stanowić 60% całkowitej liczby mieszkańców Ziemi – 4,8 mld, w tym

ludność zamieszkująca tereny spontanicznej zabudowy megamiast

będzie wynosić około 2 mld [3].

upon assumptions which are realistic

and they cannot be

neglected when creating new strategies of revitalisation

and development of cities, independently of their geo-

graphical location.

At the current stage of technological development the

vertical farm projects have an experimental character and

they require implementation for purposes of further

research. However, the contemporary model projects of

farms give us a possibility to assume that their character

is universal and after some modifications as such they can

be applied in various climatic environments. In the mild

climate zones a dominating model of a vertical farm will

be a greenhouse type which is autonomic as regards

energy and a demand for water (Fig. 10).

Due to a high level of technological complexity and

costs, the second model of a multi-functional mega-struc-

ture integrated with a city structure constitutes a future

model with features of a vertical city garden, which will

probably replace present cities satellites and limit expan-

sions of cities to areas which at present are agricultural.

Horizontal structures of city farms are more realistic

and therefore they can be widely applied with success, in

particular the ones which are based on utilizing the exist-

ing building potential and transformations of non-devel-

oped public areas as well as revitalised post-industrial

structures. The agricultural production which uses low

budget technologies has special chances of success in big

city agglomerations with migration of people with low

incomes from rural areas.

Mini-farms, which do not need large expenditures and

at the same time can significantly supplement food

requirements of inhabitants, will develop in parallel with

the farms of an industrial type.

An important factor which influences transformations

of a modern city into an autonomic and self-sufficient

The population growth and reduction of arable areas due to cli-

matic changes: in 2003 urban population shall constitute 60% of the

total number of inhabitants of the earth – 4.8 billion, including the

people living in spontaneously developed areas of mega-cities shall

amount to circa 2 billion [3].

Il. 10. Farmy wertykalne w śródmieściach: a) Nowego Jorku [15], b) Londynu [16]

Fig. 10. Vertical farms in downtowns of: a) New York [15], b) London [16]

Agropolis – część II. Współczesna farma miejska /Agropolis – part II. A modern city farm 95

inwestycyjnych, a jednocześnie mogą znacząco uzupełnić

potrzeby żywnościowe mieszkańców.

Ważnym czynnikiem wpływającym na przekształca -

nie współczesnego miasta w autonomiczną, samowystar-

czal ną pod względem żywnościowym i energetycznym

strukturę urbanistyczną są organizacje ekologiczne two-

rzące sieć farm miejskich i popierające strategie zrów-

noważonego rozwoju miast w oparciu o indywidualne

rolnictwo miejskie.

Farma miejska w różnych jej odmianach daje szansę

rozwiązania problemów żywnościowych, a równocześnie

stworzenia warunków do uzyskania równowagi ekologicz-

nej w rewitalizowanym środowisku zurbanizowanym.

urban structure as regards food and energy is the activity

of ecological organisations which create a network of city

farms and support strategies of sustainable development

of cities which is based on individual city agriculture.

A city farm in its various types provides an opportu-

nity to solve food problems and at the same time to ensure

conditions to achieve ecological sustainability in the revi-

talised urbanised environment.

Translated by

Bogusław Setkowicz

Bibliografia /References

[1] Continuous Productive Urban Landscapes, A. Viljoen, K. Bohn,

J. Howe (ed.), Architectural Press, Oxford 2005.

[2] Despommier D., The Vertical Farm: Feeding the World in the 21

Century, Thomas Dunne Books, New York 2010.

[3] Vertical farming, http://en.wikipedia.org/wiki/Vertical_farming

[accessed: 2.03.2013].

[4] United Nations Population Division, World Population Prospects

1950–2050 (The 2000 Revision), United Nations, New York 2013,

www.un.org/esa/population/publications/wpp2000/wpp2000h.pdf

[Geo-2-204] [accessed: 4.05.2013].

[5] Marulanda C., Izquierdo J., La Huerta Hidroponica Popular,

ed., Regional Office of the FAO for Latin America and the

Caribbean, Santiago 2003.

[6] Agricultural Urbanism Lab, Generic Farm, http://www.lua-paris.

com/en/projects/urban-agriculture/item/318-ferme-generique-300

[accessed: 1.02.2013].

[7] Agricultural Urbanism Lab, Farm Cactus, http://www.lua-paris.

com/en/projects/urban-agriculture/item/272-ferme-cactus155

[accessed: 1.02.2013].

[8] Work Architecture Company, Locavore Fantasia, 2008, http://

work.ac/locavore-fantasia/ [accessed: 12.03.2013].

[9] Groydanic L., The Harvest Tower is a Sustainable Vertical Farm /

Romses Architects, http://www.evolo.us/architecture/the-harvest-

tower-is-a-sustainable-vertical-farm-romses-architects/ [accessed:

8.01.2013].

[10] Holcim Awards „Next Generation” 1

prize 2011 Africa Middle

East: „Adaptive re-use of industrial site for urban agriculture”,

Pretoria, South Africa, http://www.holcimfoundation.org/T1323/

A11AMng1ZA.htm [accessed: 2.04.2013].

[11] Hernandez P., Wertykalna farma w Chicago, 9 maja 2012, http://

www.architekturakrajobrazu.info/przestrze-miejska/141/2812-

wertykalna-farma-w-chicago [accessed: 12.05.2013].

[12] Lynch D., Zundel and Cristea’s Urban Farms, http://www.evolo.

us/architecture/zundel-and-cristeas-urban-farms/ [accessed:

4.04.2013].

[13] Lufa Farms, http://www.ryerson.ca/carrotcity/board_pages/roof-

tops/lufa_farms.html [accessed: 10.03.2013].

[14] Agricultural Urbanism Lab, Mini Farm, http://www.lua-paris.com/

en/projects/urban-agriculture/item/273-mini-ferme160 [accessed:

8.03.2013].

[15] Brodzinski R., Lepecka A., Pawlowski P., Stys M., Tutaj-Woj-

nowska M., Vertical Park for New York, http://www.evolo.us/

architecture/vertical-park-for-new-york/ [accessed: 21.04.2013].

[16] Admin., Sustainable Architecture: Farm Tower in London, http://

www.evolo.us/architecture/sustainable-architecture-farm-tower-

in-london [accessed: 14.04.2013].

Streszczenie

W artykule omówiono typy przestrzenne farm miejskich występujące w projektach rewitalizacji miast. Rewitalizacja metodą tworzenia stref

rolni czych w miastach stanowi innowacyjny, przyszłościowy model przekształceń miast poprzemysłowych w oparciu o zasady zrównoważonego

rozwoju. Wykorzystanie różnych odmian tej strategii w programach rewitalizacji miast będzie zależeć od postępu w technologiach produkcji rolnej

w warunkach miejskich, a w szczególności ich samowystarczalności surowcowo-energetycznej, oraz od optymalizacji kosztów budowy i eks plo a-

tacji farm miejskich.

Słowa kluczowe: utopia, miasto-ogród, farma miejska, tereny poprzemysłowe, rewitalizacja

Abstract

In the article the types of spatial scale urban farms which appear in urban renewal projects are disscussed. Regeneration method for creating agri-

cultural zones in cities is an innovative, future-oriented urban redevelopment model transformation based on the principles of sustainable develop-

ment. The use of different variations of this strategy in urban regeneration programs will depend on the progress in agricultural production technol-

ogy in an urban environment, and in particular their self-sufficiency in raw materials and energy and on optimization of the costs of construction

and operation of urban farms.

Key words: utopia, a city garden, urban farm, industrial areas, revitalization

Katedra we Fromborku,

wnętrze skarbca

(fot. E. Łużyniecka)

The cathedral in Frombork,

interior of the treasury

(photo by E. Łużyniecka)