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科幻小说、电影中的城市经常拥有包罗万象的庞大建筑，但在现实生活中，我们可以打造一座如同城市大小的建筑物吗？新加坡近期公布了打造首座“超高层”摩天大楼的计划。科学家指出：随着地球人口的增加，人类不可能一味扩张城市，建筑的未来必定走向垂直发展。

新加坡首座“超高层”建筑

这座摩天大楼名为8 Shenton Way，占地约15万平方米，预计2028年建成，内部将包括办公室、酒店和34层的豪华住宅，建筑公司为SOM建筑设计事务所，此公司曾建造了世界第一高楼与人工构造物——迪拜哈利法塔。

SOM设计负责人尼克·梅德拉诺（Nic Medrano）称，摩天大楼的设计“受到竹林的启发”。从数字效果图上，人们可以看到一系列层叠的矩形结构，顶部设有露台。建筑将包括超过9940平方米、建在高处的绿地，负责人表示将精心挑选可以吸引鸟类和蝴蝶的植物，放置在绿地中。“我们希望创造出舒适、人人想去并且健康的地方。”梅德拉诺透露道，所有居住者都将能够在“三层或四层楼”内“接触大自然”。

这座摩天大楼的原址为世界上最高的圆柱体建筑物、新加坡第六高楼——八珊顿道。目前拆除工作已经开始，新建筑将重新利用原有建筑物的一部分，梅德拉诺表示，此举将节约材料，减少建筑物产生的碳足迹。除此之外，SOM设计合作伙伴穆斯塔法·阿巴丹（Mustafa Abadan）表示，摩天大楼的外墙将由陶土、竹子和高效玻璃制成，这可以帮助大楼节约55%的能源。大楼还将连接到新加坡城市的区域冷却系统，这是一个地下管道网络，能够将冷冻水推入大楼的空调装置以减少电力消耗。

建筑生态学概念

人类的建筑越来越高，规模越来越大，新加坡的巨型摩天大楼就是一个典型代表。科学家不禁提出了一个问题：我们会建造一个城市大小的建筑吗？

1969年，建筑师保罗·索莱里（Paolo Soleri）提出了建筑生态学的概念，生态建筑旨在减少人类居住对生态系统的影响。所有人生活在一个建筑里，里面包含所有必要的基础设施，人们在建筑里生产能源、粮食，控制气候，储存和净化空气和水，处理污水和废物等。人类可以自给自足、持续发展，利用尽可能全部的资源过上舒适生活。索莱里的概念以未来城市的愿景启发了科幻小说：人们在不离开建筑物的前提下生活和工作。

一些建筑很好地践行了建筑生态学的理念。比如南极研究基地，因地处偏远形成了一个相对自给自足的社区。美国麦克默多站为大约3000名研究人员提供住所，然而它仍然需要大量的食物和燃料供应。

但是人类真的可以建造一个完全符合建筑生态学的建筑吗？毫无疑问的是，这种尺寸的建筑需要巨大的地基来支撑它的重量。“只要是合理范围内，我们可以建造任何东西。”结构工程师莫妮卡·安斯伯格（Monika Anszperger）表示，“没有什么是无法实现的，只不过大型建筑需要花费更多的时间和材料而已。”

巨型建筑带来的考验

如果人类建成了一个城市大小的建筑，这个建筑物面临的第一个考验是风带来的影响。对于普通建筑，风荷载（空气流动对建筑产生的压力）几乎可以忽略不计，但对于巨型建筑，我们则需要考虑风的流动和因此产生的涡流。体型越大，越不利于建筑物减少受风面积，风荷载对建筑物的影响也会越大。产生涡流后，建筑物将在风中摇摆振动。

另一个关键挑战是能源生产问题。太阳能电池板和风力涡轮机等可再生能源技术可以很容易地安装在符合建筑生态学的建筑外部，但它们本身不太可能提供完整的电力解决方案。由于它们仅在特定时间有效，因此我们需要准备储能系统和备用发电机以解决电力短缺问题。

另外，我们也需要考虑粮食生产问题。传统的农业生产在此类建筑物内是不切实际的，最好的方法是在建筑物内建造垂直水培农场，也就是无土栽培。这种农业生产方式将提供一种自然的空气循环方式。然而另外的问题也随之而来：必须的照明会增加能源消耗，而空间的有限必然会限制食物生产。

虽然并不是所有国家都允许建造巨型建筑，但由于地球人口不断增长，无限横向扩张城市也是不现实的。因此有些科学家提出了“建筑的未来必定走向垂直发展”。伊利诺伊理工学院高层建筑和垂直城市规划负责人安东尼·伍德说（Antony Wood）：“城市正在大规模扩张，从1个增加到1000万个。但土地消耗、建设和运营城市所需的能源注定了城市无法一直横向发展。它们必将走向垂直。”

新闻与图片来源：BBC、CNN，部分图片来自网络

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