探秘上天入地的未來(lái)新城

英國(guó)倫敦威斯敏斯特大學(xué)的建筑師和工程師近日向人們展示了未來(lái)城市規(guī)劃最受歡迎的十大設(shè)計(jì)，比如漂浮城市、屋頂農(nóng)業(yè)以及地下建筑等。未來(lái)的某一天，你或許會(huì)住在黑暗的海面以下200米處，或者居住在超高的290層摩天大樓。

漂浮的城市

海平面的上升對(duì)于未來(lái)海拔較低的沿海區(qū)域來(lái)說(shuō)將是一個(gè)主要的威脅，因此，城市規(guī)劃者必須重視城市與水面的關(guān)系。有趣的是，這些區(qū)域雖然受水的威脅，但是完全可以建造出安全又干燥的居住區(qū)域。

美國(guó)海洋家園研究所科學(xué)家已經(jīng)研制出底面邊長(zhǎng)為50米的正方形和五邊形混凝土平臺(tái)，平臺(tái)中都設(shè)有中空區(qū)域，使建筑平臺(tái)能夠在水中漂浮，兩種形狀的建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)能夠以多種形態(tài)組合在一起。

美國(guó)的新奧爾良市常常需要應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害，已經(jīng)對(duì)被淹這件事頗有經(jīng)驗(yàn)。新奧爾良大學(xué)的海洋技術(shù)專家在大型水槽中對(duì)漂浮建筑平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試，模擬進(jìn)行了不同高度和寬度的人工模擬水波測(cè)試，這些混凝土平臺(tái)未來(lái)必須經(jīng)受得住海水的侵蝕，抵御波浪的沖刷，具有足夠的強(qiáng)度。

通往太空的港口

未來(lái)的城市會(huì)設(shè)有太空港口，人們可以在這里搭乘飛行器進(jìn)行太空旅行。在我們真正定居新的世界之前，或許已經(jīng)可以執(zhí)行短期的太空任務(wù)了。

地球上首個(gè)商用太空港口——美國(guó)空港，已經(jīng)在美國(guó)新墨西哥州的沙漠中建成。按照計(jì)劃，宇宙飛船二號(hào)會(huì)是世界上首個(gè)載客的旅行飛船。這架飛行器由維珍銀河公司制造，可以運(yùn)載6名觀光者升至110千米的高空體驗(yàn)5分鐘失重狀態(tài)，并能夠從太空俯瞰我們的地球。

美國(guó)另外7個(gè)太空港口也擬定建造，允許其進(jìn)行載人太空旅行。據(jù)專家所言，在幾十年之內(nèi)，這樣的太空旅行就將成為現(xiàn)實(shí)。

打印出你的房子

未來(lái)的房子可能將會(huì)由大型機(jī)械打印出來(lái)。中國(guó)的科技公司已經(jīng)開(kāi)始利用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的打印。用于作業(yè)的打印機(jī)高6.5米，寬10米，長(zhǎng)40米。根據(jù)他們的建造速率，打印10棟功能完備的別墅房屋只需要24小時(shí)。采用的打印建材都是回收材料，比如從舊建筑上換下來(lái)的橡膠和玻璃，這比較環(huán)保。而速干水泥可作為原料打印出構(gòu)建房屋的基本單元結(jié)構(gòu)，能夠輕易組合堆疊，蓋出一棟5層樓的住房建筑。打印出的墻壁是中空的，設(shè)有方便組裝堆疊的之字形凹槽。中空墻壁使得建筑具有很好的隔熱性，房間冬暖夏涼，墻壁內(nèi)部有設(shè)計(jì)周全的交叉梁網(wǎng)絡(luò)，能夠支撐建筑，保障其強(qiáng)度和安全性。

未來(lái)在屋頂養(yǎng)殖大型牲畜，比如牛和羊，可以為人類提供不可或缺的肉類食物

通過(guò)3D技術(shù)打印出的房子具有極高的商業(yè)價(jià)值，因?yàn)檫@項(xiàng)建筑技術(shù)所采用的可循環(huán)材料能夠降低30%-60%的建筑材料成本，同時(shí)工程周期短，所需人力成本低。

延展城市維度的橋梁

未來(lái)，超大城市的人口可能會(huì)增長(zhǎng)到4000萬(wàn)。為解決人口過(guò)多帶來(lái)的交通擁堵問(wèn)題，未來(lái)將會(huì)有許多道路和軌道借助超大型的橋梁從地面延伸到空中?，F(xiàn)在，迪拜為緩解交通壓力，已經(jīng)提出了建造超長(zhǎng)橋梁道路的設(shè)計(jì)思路，這種道路可以跨越整個(gè)城市。

容納5000人的水下城市

水下城市只存在于科幻小說(shuō)中嗎？那倒不見(jiàn)得。目前，世界上某些國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了酒店和實(shí)驗(yàn)室，它們都位于水下約20米深的地方。

但是你如果去問(wèn)日本清水公司，他們會(huì)告訴你，我們還可以享受更深層次的海底空間。清水公司已經(jīng)研發(fā)出了水下螺旋結(jié)構(gòu)建造技術(shù)，按照規(guī)劃，一座水下城市可以容納5000人居住，并且可以有效避開(kāi)臺(tái)風(fēng)等極端惡劣天氣。建造這樣的海底城市，需要構(gòu)建復(fù)雜的氧氣供給系統(tǒng)和安全撤退系統(tǒng)，還需要適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ行Ю蒙詈Ｖ袩o(wú)限的能量。科學(xué)家計(jì)劃用甲烷作為能源，從海洋微生物排放的二氧化碳中提取這種物質(zhì)。海洋中不同深度、區(qū)域存在溫度差異，通過(guò)海洋熱能轉(zhuǎn)換，這些能量可以用來(lái)發(fā)電。此外，通過(guò)海水淡化系統(tǒng)可以有效利用海洋水資源滿足海底居民的生活所需。

這家頗有遠(yuǎn)見(jiàn)的日本公司希望水下城市通過(guò)一條15千米長(zhǎng)的螺旋狀通道通往海底，在那里設(shè)有娛樂(lè)區(qū)和科學(xué)研究所。

深入云端的摩天大樓

對(duì)現(xiàn)在的人類來(lái)說(shuō)，建造超高建筑，比如說(shuō)一棟2千米高聳入云端的建筑，技術(shù)問(wèn)題并不難解決，只是要花掉多少錢的問(wèn)題而已。即使地面多孔，土地松散，工程師們也能夠通過(guò)一些辦法建起高樓。迪拜828米高的阿里法塔摩天大樓在沙地上建立起來(lái)，192根柱子鉆入地下50米深，牢固地支撐著混凝土地基，使得這座高樓穩(wěn)固而堅(jiān)實(shí)。

下一座即將超越這一高度的超高建筑是沙特阿拉伯的國(guó)王塔，該工程將于2019年完工，該塔的設(shè)計(jì)高度達(dá)到了1千米高。而國(guó)王塔也必定不會(huì)一直排在最高建筑的前列，因?yàn)槿藗儗?duì)于建筑高度將會(huì)進(jìn)行不斷地突破。據(jù)專家預(yù)測(cè)，在未來(lái)40年內(nèi)，世界上將會(huì)出現(xiàn)高達(dá)1.6千米的建筑。如果這種追高的建筑趨勢(shì)持續(xù)下去，大概2115年就會(huì)出現(xiàn)3千米高的超高摩天大樓。

城市的屋頂農(nóng)業(yè)模式

許多城市已經(jīng)出現(xiàn)了小規(guī)模的屋頂蔬菜種植。水培種植技術(shù)是一種多產(chǎn)的種植系統(tǒng)，將植物栽培與水箱養(yǎng)魚相結(jié)合，相互促進(jìn)，這一技術(shù)使得屋頂農(nóng)業(yè)模式更有效、更清潔。

在養(yǎng)殖過(guò)程中魚會(huì)排放許多有機(jī)物，并在水箱或者魚池中不斷累積，水中的細(xì)菌可以分解這些廢棄物，把它們變作植物的“營(yíng)養(yǎng)套餐”。接下來(lái)，水經(jīng)過(guò)凈化回到魚池，又能給魚類提供一個(gè)潔凈的環(huán)境。

在屋頂養(yǎng)殖大型牲畜，比如牛和羊，可以為人類提供不可或缺的肉類食物，不過(guò)難以實(shí)現(xiàn)戶外放牧。未來(lái)，屋頂農(nóng)業(yè)將會(huì)通過(guò)技術(shù)革新以及優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。

樓層眾多的地下建筑

未來(lái)，地下可能會(huì)像地上一樣，建起眾多樓層，不過(guò)，地下建筑的造價(jià)以及時(shí)間成本大約會(huì)比地上建筑多10倍，也會(huì)面臨更多技術(shù)上的挑戰(zhàn)。

地下地質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜，要建多層地下建筑，地下混凝土結(jié)構(gòu)必須非常堅(jiān)固，能夠抵抗內(nèi)部坍塌。建得越深，建筑周圍的支撐就必須越堅(jiān)固。地下水水位對(duì)于修建這種建筑結(jié)構(gòu)也有重要的影響，水的存在會(huì)使水泥很難凝固變硬，必須設(shè)計(jì)良好的排水系統(tǒng)，解決這個(gè)問(wèn)題。

可搬運(yùn)的便攜式房屋

對(duì)那些熱衷流浪生活的人來(lái)說(shuō)，未來(lái)環(huán)保的膠囊住宅十分具有吸引力。這種小型膠囊公寓將由風(fēng)能和太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)供電，可以安置在任何地方，能夠讓你隨意去世界任何地方安家，充分享受自然的風(fēng)光。

在擁擠的城市中，安家落戶并不輕松，如果房子可以堆疊，就能方便那些無(wú)家可歸的人，并幫助那些城市中奮力拼搏的人得到一處安居之所。

全球氣候變暖可能會(huì)導(dǎo)致規(guī)模空前的洪水和龍卷風(fēng)，迫使人們離開(kāi)家園，向別處遷移。生活在菲律賓這樣災(zāi)害頻發(fā)的危險(xiǎn)地帶，人們可以選擇居住在一個(gè)可以折疊的便攜房屋當(dāng)中，方便人們迅速轉(zhuǎn)移到安全的地方。其實(shí)已經(jīng)有一些這種便攜房屋的存在，只是目前僅僅用作娛樂(lè)。

低碳恒溫的建筑

工程師和建筑師通過(guò)精妙的設(shè)計(jì)，就能夠在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上節(jié)約資源，充分利用自然能量，營(yíng)造低碳環(huán)保的建筑小氣候。

溫暖的氣流向上抬升，通過(guò)風(fēng)管可以調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)部的溫度，讓綠色植物吸收太陽(yáng)的能量，這些都是控制碳排放的簡(jiǎn)單技巧。

（《大科技·百科新說(shuō)》2016年08期）