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设施园艺信息   2022/11/25

农业工程是服务于现代农业生产的农艺、工程、装备共同构建的综合体系,在农业工程的支撑下,农业生产效率和可控水平得到大幅提高。随着种养殖农艺技术的进步,农业工程涉足的领域越来越广泛。今天,无论是种植还是养殖,无论是大田作物,还是工厂化生产的作物,只要是集约化、规模化的生产,都离不开农业工程。耕种收全程机械化、节水灌溉、高标准农田、畜禽舍、温室大棚等,均属农业工程范畴。二十多年来,三产融合、结构调整,促进了农产品与市场的直接对接,传统农业仅提供原材料的局限思维得以快速突破拓展,二产延伸、三产融合日益深入,在主流动植物类农产品和特色农产品中均得到快速的彰显和运用。与此相应,农产品加工工程、冷链仓储工程、大中型沼气工程,甚至农产品展览陈列等与农业息息相关的工程,都越来越深刻地进入农业板块,成为农业工程的重要组成部分。

从高标准农田建设,到畜禽舍、温室大棚,再到种类繁多的农产品加工厂和农产品博览馆,中央和各级地方政府在农业工程领域的投入和支持是巨大的。农业工程使农业三率得到大幅提升,使农业生产环节的可控比重越来越高,减灾能力越来越强,劳动负荷越来越低,农产品质量越来越稳定,农产品品牌化销售越来越好,产业链效益持续提高,成为产业兴旺的重要保障。可以说,产业振兴是乡村振兴的支撑,农业工程是产业振兴的基础。

农业工程重要性与日俱升,单项投资规模越来越大。在温室大棚为主要工程内容的设施农业工程领域,近年来每年就有上百个单项超过亿元的工程,畜牧养殖工程大型者更众。农业工程有构筑物,也有建筑物,还有不少永久性建筑。因此,农业工程设计也受到越来越高的重视。与其他门类和领域的工程一样,设计对农业工程的质量、造价、功能、效果影响极大,不合理时,负面影响是致命的。不合理的设计,可能导致一个项目初衷虽好,但结果相悖。

影响农业工程设计水平的因素是多方面的,在此,仅从设计单位的角度进行简要剖析。实践中,由设计单位或团队导致的瓶颈和问题非常突出,主要表现在以下几个方面。

01

工艺与工程未能融合并重

农业工程服务于农业生产。自然地,在工程支撑下的农业生产工艺,也就是我们常说的农艺,是农业工程最为重要的基础,是主线。可以说,所有的工程内容和相关装备都是为生产工艺所用的,要围绕生产工艺这一主线进行选择配置。但是,鉴于农艺和工程领域之分,工程设计人员和工艺技术人员沟通不易,专业理念、专业用语、思维重点和习惯存在很大差异,造成二者之间的沟通沟壑,也由此造成工艺与工程融合浅薄的问题。这种问题影响是深远的,小则影响工程运行效能,大则影响成败。严重的情况下,会使农业工程建成后,不改造便无法投入使用。这种情况要想避免,不同专业组成的设计团队之融合至关重要。

02

工程与装备未能深度集成

农业工程是基于工艺的工程和装备集成,特别是现代工厂化农业,其建设思维几乎与一个制造业的工厂相同。比如大型肉猪场,以不同阶段的猪作为生产对象,要以流水线作业的方式考虑各类饲喂设备、防疫消毒设备、猪体监控管理设备、环境清洁和粪污处理设备的使用空间、时段、操作、管理问题,就要考虑建筑布局、建筑安装、空间流线。装备设备细节繁琐,而且需要工艺、装备企业和工程设计人员多方沟通,极易被工程设计人员忽略细处,造成集成不足,影响建设成本、进度以及使用。因此,农业工程设计单位的经验和见识很重要,对集成设计要点的积累以及对各类相关装备的熟悉,是成功集成的基础条件。

03

产品中心地位未得充分彰显

农业工程的生产对象是工程设计关注的中心,只有全程关注这个中心,才能把生产作业之所需完整呈现,才能将之融入工程和装备的所有环节。例如,在设施农业工程设计中,关注作物对象,便会考虑并避免加温不均匀、冷凝水导流汇集不合理的问题,也会关注植株在输送过程中避免遭遇室外寒冷空气的问题。很多农业工程的设计是由非农业设计单位完成的,因为缺乏对农业生产对象的深刻理解,在设计中时常遗忘生产对象这一产品中心,把重点放在了人的需求和人的活动空间问题上,甚至放在单纯的建筑工程问题上,造成本末倒置。

04

对象多样化带来的复杂性未受到充分重视分彰显

涉及学科多,工程门类广,应用领域宽,生产对象数量极多。仅就设施种植业的温室工程而言,就有四百余种作物,每个作物又有繁多的品种和习性,针对不同目标市场,又有苗、半成品、成品等多种阶段性商品,可以说,从这个角度,农业工程设计在工艺层面,不断遇到新事物新工艺是常态,生产对象和商品种类远多于其他门类的工业建筑,这是重要的难点之源。

时常听说,某某重点项目由传统民用建筑设计单位进行了设计,结果建成后难以使用。这往往不是建筑设计单位是否认真的问题,而是服务和需求是否匹配的问题,从客观上说,也是对农业工程的对象复杂性是否充分认识的问题。

05

建筑工程通用技术融合运用不足

农业工程会用到许多建筑工程领域的通用技术,建筑工程的主要专业,建筑、结构、给排水、暖通空调、电气五大专业一个都不能少。在实践中存在另外一种极端现象:完全脱离建筑工程,将农业工程设计近乎等同于工艺设计,大量的基础性专业设计由非专业人士完成。这种情况导致另一种严重问题:看似工艺合理详尽,看似工程设计全面完整,但难于建设,质量低下,使用起来更加艰难,出现问题无法应对。比如,不少温室工程的设计,供暖系统甚至没有考虑过流量、压力等很基础的理论计算问题,表面看样样俱全,实则形似而神无,使用中遇到供水回水温度远低于设计温度、室内温度远远达不到设计温度时,不知所故,束手无策。

再看看建筑设计角度的情况。建筑设计环节在建筑工程中是核心,尤其是建筑造型和建筑空间。对农业工程来说,建筑空间与工艺直接相关,不易被忽略。建筑造型则不同,许多设计者简单认为,农业工程是生产型建筑,不必讲究造型。殊不知,农业工程的使用主体在未来也需要有良好的工作环境,需要有良好的形象展示以利于产品的宣传推广。也有人说,建筑造型讲究了,造价会上升,这是不合理也不合算的。其实,良好的建筑造型,得体便会美观,协调便会流畅,不一定是奇奇怪怪,不一定是高大上。无论是畜牧工程还是温室工程,甚至是农田工程中的泵房、田间道路和沟渠,都可以在建筑美学的基础上进行适度优化,做好“美”和“廉”的平衡。

高水平的设计,是农业工程优质、好用、美观的保障。上面所说的问题,其根本在于团队是否专业,而这里所说的“专业”,是立足农业,瞄准农业工程,融汇建筑工程知识、农学农艺知识、涉农政策法规,是全方位的。为此,老一代专家深谋远虑,在中国农业工程研究设计院于1979年建院伊始,就设立了工程设计分院。1995年,工程设计分院成为农业部北京设计院。2004年,应勘察设计单位改革,成为如今的中宇瑞德公司。积数十年农业工程实践之洗礼,承几代人潜心钻研之积淀,得现代企业改造提升之裨益,千锤百炼,成就为一支融汇多学科的专业设计机构。2021年,为适应我国农业工程大型化、集成化、工艺标准化、生产工厂化的新形势,设立工艺研究部,使工艺之重进一步得以彰显,工艺的主线整合能力得以大幅增强。在充分回顾总结几十年来1500多个项目成就得失的基础上,建筑、结构、给排水、暖通、电气等通用建筑工程专业团队建立了针对农业工程的设计理念和方法,养殖、种植、土肥、园艺等工艺专业人员持续研究并开展多个门类的工艺梳理和标准化研究,一支面向未来农业工程的复合型、立体化农业工程设计团队越来越成熟稳健。

自2019年起,中宇瑞德就构建了畜牧工程、温室工程、水产养殖工程、农田工程、农产品加工工程、农产品流通工程、农业生态环保工程七个农业工程专业设计方向,以精准细分的方式,沿七个方向逐步建立技术研究和工程设计深度结合的团队,以期更好地服务现代农业工程建设。在七个方向上,又进行纵深细分,建立以工艺为主线的专家班子。畜牧工程方向,涵盖猪、牛、羊、鸡等各大品类;设施种植工程方向,涵盖蔬菜、花卉、水果、中草药等主流品类;农产品流通工程方向,涵盖农产品交易市场、冷链仓储、农产品博览馆等多个环节;农田工程方向上,涵盖高标准农田建设、数字农田建设、种类地域地貌农田改造提升。工程类别细分为专业知识积累、设计团队培育、高效组织协作奠定了坚实基础,通过持续钻研,避免上述农业工程设计的隐患,解决瓶颈问题。