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科幻小說、電影中的城市經常擁有包羅萬象的龐大建築，但在現實生活中，我們可以打造一座如同城市大小的建築物嗎？新加坡近期公布了打造首座「超高層」摩天大樓的計劃。科學家指出：隨著地球人口的增加，人類不可能一味擴張城市，建築的未來必定走向垂直發展。

新加坡首座「超高層」建築

這座摩天大樓名為8 Shenton Way，占地約15萬平方米，預計2028年建成，內部將包括辦公室、酒店和34層的豪華住宅，建築公司為SOM建築設計事務所，此公司曾建造了世界第一高樓與人工構造物——杜拜哈利法塔。

SOM設計負責人尼克·梅德拉諾（Nic Medrano）稱，摩天大樓的設計「受到竹林的啟發」。從數字效果圖上，人們可以看到一系列層疊的矩形結構，頂部設有露台。建築將包括超過9940平方米、建在高處的綠地，負責人表示將精心挑選可以吸引鳥類和蝴蝶的植物，放置在綠地中。「我們希望創造出舒適、人人想去並且健康的地方。」梅德拉諾透露道，所有居住者都將能夠在「三層或四層樓」內「接觸大自然」。

這座摩天大樓的原址為世界上最高的圓柱體建築物、新加坡第六高樓——八珊頓道。目前拆除工作已經開始，新建築將重新利用原有建築物的一部分，梅德拉諾表示，此舉將節約材料，減少建築物產生的碳足跡。除此之外，SOM設計合作夥伴穆斯塔法·阿巴丹（Mustafa Abadan）表示，摩天大樓的外牆將由陶土、竹子和高效玻璃製成，這可以幫助大樓節約55%的能源。大樓還將連接到新加坡城市的區域冷卻系統，這是一個地下管道網絡，能夠將冷凍水推入大樓的空調裝置以減少電力消耗。

建築生態學概念

人類的建築越來越高，規模越來越大，新加坡的巨型摩天大樓就是一個典型代表。科學家不禁提出了一個問題：我們會建造一個城市大小的建築嗎？

1969年，建築師保羅·索萊里（Paolo Soleri）提出了建築生態學的概念，生態建築旨在減少人類居住對生態系統的影響。所有人生活在一個建築里，裡面包含所有必要的基礎設施，人們在建築里生產能源、糧食，控制氣候，儲存和淨化空氣和水，處理污水和廢物等。人類可以自給自足、持續發展，利用儘可能全部的資源過上舒適生活。索萊里的概念以未來城市的願景啟發了科幻小說：人們在不離開建築物的前提下生活和工作。

一些建築很好地踐行了建築生態學的理念。比如南極研究基地，因地處偏遠形成了一個相對自給自足的社區。美國麥克默多站為大約3000名研究人員提供住所，然而它仍然需要大量的食物和燃料供應。

但是人類真的可以建造一個完全符合建築生態學的建築嗎？毫無疑問的是，這種尺寸的建築需要巨大的地基來支撐它的重量。「只要是合理範圍內，我們可以建造任何東西。」結構工程師莫妮卡·安斯伯格（Monika Anszperger）表示，「沒有什麼是無法實現的，只不過大型建築需要花費更多的時間和材料而已。」

巨型建築帶來的考驗

如果人類建成了一個城市大小的建築，這個建築物面臨的第一個考驗是風帶來的影響。對於普通建築，風荷載（空氣流動對建築產生的壓力）幾乎可以忽略不計，但對於巨型建築，我們則需要考慮風的流動和因此產生的渦流。體型越大，越不利於建築物減少受風面積，風荷載對建築物的影響也會越大。產生渦流後，建築物將在風中搖擺振動。

另一個關鍵挑戰是能源生產問題。太陽能電池板和風力渦輪機等可再生能源技術可以很容易地安裝在符合建築生態學的建築外部，但它們本身不太可能提供完整的電力解決方案。由於它們僅在特定時間有效，因此我們需要準備儲能系統和備用發電機以解決電力短缺問題。

另外，我們也需要考慮糧食生產問題。傳統的農業生產在此類建築物內是不切實際的，最好的方法是在建築物內建造垂直水培農場，也就是無土栽培。這種農業生產方式將提供一種自然的空氣循環方式。然而另外的問題也隨之而來：必須的照明會增加能源消耗，而空間的有限必然會限制食物生產。

雖然並不是所有國家都允許建造巨型建築，但由於地球人口不斷增長，無限橫向擴張城市也是不現實的。因此有些科學家提出了「建築的未來必定走向垂直發展」。伊利諾伊理工學院高層建築和垂直城市規劃負責人安東尼·伍德說（Antony Wood）：「城市正在大規模擴張，從1個增加到1000萬個。但土地消耗、建設和運營城市所需的能源註定了城市無法一直橫向發展。它們必將走向垂直。」

新聞與圖片來源：BBC、CNN，部分圖片來自網絡

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