2016年,我国城市化率超过57.35%。为了满足日益增加的城市人口规模,致使城市不断发展扩张,耕地不断减少,生态环境愈发脆弱;同时,过多的资源消耗增加了城市的生态足迹,城市作为单一的资源消耗者和废物排放者,难以形成闭合的物质循环体系,逐渐造成城市物质的线性代谢流动。在此背景下,本文提出了将屋顶农业与住宅建筑相结合,并与其能源、水分和养分循环系统相对接的新型“兼农循环住宅”模式。基于多学科的协作,综合运用研究性设计、物质代谢分析等方法,在满足居民日常生活需求的基础上,构建住宅建筑自身的生态系统及内部物质循环系统,力图促进农业生产及废弃物回收利用与居民的生活系统、建筑自身的生态系统之间的共存共生和协同发展。这对解决当前城市环境污染严重、线性代谢、食物里程冗长、粮食供应紧张等环境和社会问题具有重要现实意义。全文共分五部分进行阐述:第一部分,在探讨社会背景及学科研究背景的基础上,溯源其理念。对城市农业、农业生态建筑、兼农住宅等概念进行界定,确定研究内容;分析国内外有关于屋顶农业、物质循环的研究与实践,了解其相关内容的发展状况;提出“兼农循环住宅”的概念。第二部分,对“兼农循环住宅”进行解析。通过对原则、目的及特征的分析,解析其内涵,并从经济(生产)、社会(生活)、技术(生态)三方面对其概念进行阐述;在概念理解的基础上,对其构建的必要性及可行性进行分析。主要结合城市新、老旧住区的现状调研及其生产、生活、生态三方面的效益进行必要性解读;可行性主要是从资源条件、技术条件及社会条件三方面进行解析。第三部分是兼农循环住宅构建进行策略论述。主要从物质空间层面、物质循环利用技术层面及发展策略层面出发论述其构建策略。其中物质空间层面主要围绕屋顶农业展开分析,包括建设要点及农业种植要素等;物质循环利用技术层面,主要从水分循环技术、养分循环技术、能量循环技术体系进行策略构建;发展策略层面,主要是在物质空间层面、技术层面构建的基础上,对其发展进行适当的策略提议。第四部分,在策略研究的基础上,进行模式构建研究。本部分首先在对构建概况及相关数据研究的基础上,提出三种构建模式——屋顶种植模式、密集种植模式、二者相结合的种植模式;并对第三种模式进行模型构建,对其模式的经济性与合理性进行论述。第五部分为本文的结语部分,对集成屋顶农业的兼农循环构建研究进行总结,并对其后续的研究与发展提出展望。本研究力图通过建筑学、生态学、农学等学科的交融协作,提出了兼农循环住宅的概念,在集成屋顶农业的基础上探索新型生态住宅的发展模式,目的是完善建筑自身的物质循环系统,改善城市线性代谢现状,以期缓解当前城市化背景下的一系列资源、社会、环境、生态等问题,也对我国当前生态建筑的建设提供理论指导和策略参考。