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新加坡版“威尼斯”丨绿色漂浮岛:The Green Float

新外建筑 2021-04-17

彼得笔记

新加坡处于赤道热带地区,国土面积仅724.4平方公里,人口518万,地少人多,是世界人口密度第三高的国家或地区,仅次于澳门和摩纳哥。自1965年新加坡独立以来,大规模的填海已经为新加坡增加了23%的面积,相等于增加了130平方公里,至2030年预计还将增加100平方公里。政府一直在探讨城市可持续发展的道路。

为此,日本清水建筑事务所定制了一个解决方案,但愿也是人类未来城市的一个发展方向。

 漂浮着的植物风理想城 

清水建筑的未来城市设想是基于下面两个理念的理想城:


生态城市

进入二十一世纪的人类已经深刻体会到工业化文明的局限性,开始摸索向自然生态系统学习,力争做到二氧化碳减排、食物自给自足及废物零排放、使用可再生能源等自然生态理念运营城市。



漂浮在海上的城市

一个向海洋要土地的理念。2020年2月20日,香港置地以310亿人民币拍得地上计容面积为1087049.6㎡ 的上海徐汇滨江西岸金融港地块,可以理解土地对城市发展有多么重要。



 理想城像睡莲一样飘在海上。

这里是热带赤道地区,日照充足,气候温和,少有台风。


垂直方向上,每片睡莲叶片托起一座700-1000米高的巨型塔楼。顶部的Aerial区域,最大半径长达500米,也是步行舒适距离,可以提供容纳3万人居住的建筑空间,底部睡莲叶片上的临水Waterside区域有沙滩度假和海洋森林,可以提供容纳1万人居住的建筑空间。中部的塔身部分是各种产业、制造业区域和维持整个体系正常运转的设施,比如确保自给自足的食品生产和加工设施。


这是顶部居民,体验着无限绿意与无敌海景。这里一年四季风和日丽,室外温度常年在摄氏26-28度。人们在这紧凑高效的城市里享受着宁静与舒适的生活。


热爱沙滩和森林的人们可以选择底部的临水度假区。这里有低调的临水联排别墅,无尽的沙滩在你眼前延伸,人工内海里可以欣赏到各种鱼类和贝类。


中部塔楼部分是可以提供1万个工作岗位的新型产业孵化区、工业加工制造区及维护保养区。各种新的商业模式在这里出现,也是具备整合科技与自然的面向未来的商务模型的试验场和诞生地。

办公区 居住区和空中花园(200m2/单元)

商业区 社区服务


这个紧凑的都市村庄就像一个小小的细胞,由若干个小细胞又再组合到一起,成为一个标准模组,再由许多个这样的标准模组联合到一起,就成了一湾池塘里的睡莲啦。

当然无论是在尺度上,还是在距离与形状上都力求做到人类友好。

每个小细胞是一个1-5万人口的行政区,以1公里步行半径作为基本距离。

标准模组是一个10万人口的城市,服务半径是3.5公里。

多个标准模组就组成了一个百万人口的行政大区,规划区域可达到30-50公里。



 理想很丰满,现实也并不骨感。

最前沿的现代科技,可使这个漂浮着的绿色都市成为现实。

1节能减排 2生态环保 3自给自足与循环利用 

4安全保障 5工程设计与施工


节能减排,一个不但不排放反而会吸收二氧化碳的城市,通过使用这几个方法来实现。


优化产业结构,建立紧凑型城市使物流和运输更有效率,可以减少40%碳排放。


提高能源使用效率,可减少30%碳排放。


利用太阳能、海洋温差、潮汐、风能等自然能源发电,可减少30%碳排放。


海洋的二氧化碳吸收能力,可吸收30%碳排放。


有了阳光与大海的赐予,这座理想城可以通过海陆畜牧养殖、农作物种植实现食品百分之百自给自足,同时还可通过将废物转化为能源和其他回收方法来回收资源,以创建一个不给环境造成负担,可以自力更生的城市模式。


人类活动产生的污废物和二氧化碳的回收与再利用。


废纸、废塑料、建筑垃圾和其余垃圾以及各种产业垃圾的回收与再利用.


对于这样一个漂浮在海上并依赖各种复杂系统运转的庞然大物来说,安全应对各种灾害以及业务连续性计划(BCP)各方面也及其重要。


消防与疏散设计:每100米设置避难单元,用于隔绝火灾以及人员疏散和避难。


防风设计:大型台风通常并不穿过赤道,一旦发生也可以做到提前预测,预置的主动控制减振系统也会减少风力的影响。


防波设计:在规划中的内海底部设置高强度弹性膜,内海水平面高度设置将比外部自然海平面高出10米。由水压差引起的膜的垂直运动会缓冲外部海洋的波浪运动。


另外,地震与海啸、防雷等也均予以了考虑。


主体结构原材料源于海水


海水里含有大量的镁,因此可以从海水里提炼出镁合金作为主体结构的原材料。优点是质量轻,海水还可以无限量供应,且镁合金可重复利用,优越于其他轻质建材,如玻璃纤维、铝合金等。


建设海上人工陆地(一体化蜂窝结构)


人类早已开始认识和使用蜂窝结构,除了建筑业外,蜂窝结构也已经广泛应用在航空航天领域。

90%以上的蜂窝结构由开放空间组成,它具有既坚固又轻便的特性。海上人工陆地便由蜂窝结构组合构建。


步骤一,在海上驳船现场制造单个蜂窝单元。每个单元宽约20m,高50m,重5,000至7,000吨,造完后放到海面上漂浮待命。


步骤二,在蜂窝单元里注水调整高度至设计标高,然后用高强混凝土和螺栓将蜂窝单元粘接成整体。


步骤三,50米高的基础结构工程施工完成后,便可以开展地面工程施工了。


海上超高层塔楼的施工方案(智能浮桥系统)


里要引进一种在海上建造超高层塔楼的特殊方法。

建筑物并不建造于海面之上,结构框架在人工地坪上建造,造好的结构暂时浸没在海水下。框架结构最终组装完成后,再利用海水浮力将其抬起。

这种方法可以使施工工作始终在地面进行,减少了人员配置和物资供应,且可安全有效地进行施工。

开始在人工地坪上建造塔楼结构。

建好的塔楼结构浸没在海面下。

主体结构完工后,拆除地面塔吊。

主体结构通过预置浮标和钢索慢慢浮起。

塔楼主体结构顶部在施工时临时用构件锁住,升起后拆掉这些临时构件,让上部结构像花瓣一样沿着钢索打开。

主体结构提升的同时,也进行其余维护性构造及设备安装工程。当彻底升空到位时,整个塔楼的施工也就已基本完工了。



漂浮之城的建造成本当然很高,不过清水建筑通过测算,相比新加坡的填海造地更加便宜。

漂浮的理想城现在还处在初期模型验证和测试阶段,顺利的话会在2030年启动。


本文由彼得整理提供,图片、相关资料来自网



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