Города-крепости стали клише научной фантастики (Питер Джексон даже ставил их на колеса). Это самодостаточные среды обитания, мегаструктуры, включающие в себя всю необходимую инфраструктуру: они производят пищу и энергию, утилизируют отходы и воду.
Мы говорили о концепции аркологии (термин-портмоне, объединяющий архитектуру и экологию). в этом посте. Его придумал в 1969 году архитектор Паоло Солери, который также работал в Аркосанти, экспериментальном городе в Америке, чтобы продемонстрировать свои концепции.
Каково было видение Солери и Аркозанти? Мир «органических» мегаструктур, где люди могут жить и работать в гармонии.
Затем массовая культура разделилась на два направления: тот, который называется «Соларпанк», который унаследовал наиболее целостную и экологическую часть аркологии, и самый «антиутопический/научно-фантастический» что вместо этого усиливает технологические составляющие (и несколько искажает основную идею).
Таким образом, научная фантастика вдохновляет реальность. Брать ЛинияНапример: огромный умный город, который мог бы вместить девять миллионов человек в одном здании высотой 500 метров (1650 футов), шириной 200 метров (660 футов) и длиной 170 километров (105 миль). Линия будет питаться от солнечной энергии и ветряных турбин, но, согласно первоначальным планам, она не будет полностью самодостаточной: жителям по-прежнему будут нужны продукты питания и другие материалы из внешних источников.
Мега структуры, некоторые аркологии уже есть
Антарктические исследовательские базы являются относительно самодостаточными сообществами, они должны иметь свое местонахождение. Станция Мак-Мердо, например, в нем работает около 3.000 исследователей и вспомогательного персонала. Однако каждый год его необходимо снабжать продовольствием и топливом, которые затем будут управляться самостоятельно.
Другие мегаструктуры, спроектированные так, чтобы быть максимально автономными и самодостаточными? Авианосцы, атомные подводные лодки и нефтяные платформы. У них есть все необходимое для жизни и работы, но на короткие сроки: авианосец нуждается в дозаправке каждые несколько недель, атомная подводная лодка может продержаться до четырех месяцев.
Но можем ли мы действительно построить аркологию и жить в ней? Размер такой конструкции потребует массивного фундамента, чтобы выдержать ее вес. Хотя это не похоже на проблему. Почти все можно построить, в пределах разумного. Только возведение фундамента обойдется дороже.
Выдержать ветер
Самой большой проблемой, связанной с высотой здания, является ветровая нагрузка. Колоссальные башни, подобные Бурдж-Халифа Дубая, вероятно, будут раскачиваться при сильном ветре. Дело нетривиальное: в 1940 г. Такома Узкий Мост Вашингтона рухнул из-за сильного ветра, который вызвал колебания все более высокой частоты (быстрые движения) на мосту настолько, что повредил его.
Эффекты вихрей можно смягчить за счет проектирования мегаструктур для уменьшения воздействия ветра и использования настроенный массовый демпфер (устройство для снижения вибрации).
«Один из способов смягчить вихри — изменить форму здания по мере его подъема», — говорит он. Адриан Смит, архитектор многих больших небоскребов и самого Бурдж-Халифа.
Если не менять форму здания, вихрь имеет возможность опираться на себя и создавать волны движения. Они синхронизируются со структурой здания и вызывают прогрессирующее обрушение.
Следовательно, вместо того, чтобы строить аркологию как вертикальную структуру, легче предположить «ступенчатые» мегаструктуры, такие как древние мезоамериканские пирамиды.
Производство энергии
Еще одной ключевой проблемой является производство энергии. Технологии для возобновляемый (например, солнечные панели и ветряные турбины) могли бы найти широкое применение, но маловероятно, что они сами по себе смогут дать полную автономию этим мегасооружениям.
Очевидно, что системы производства и хранения энергии потребуются в периоды дефицита.
Гипотезу дает SMR, малые модульные ядерные реакторы, которые имеют некоторые преимущества перед большими реакторами с точки зрения безопасности и образования отходов. Однако, как и в случае со всеми ядерными реакторами, обработка и хранение ядерных отходов по-прежнему представляют собой проблему.
В качестве альтернативы, термоядерные реакторы были бы более безопасными и обеспечивали бы более чистые формы энергии, но нынешние конструкции не являются ни компактными (один, трубчатый проход, должен весить 23.000 XNUMX тонн) или финансово устойчивым, так как еще никто не производил больше энергии, чем потребляет.
Производить еду
Понятно, что традиционное сельское хозяйство не будет жизнеспособным на относительно небольших площадях мегаструктур.
Вам следует прибегнуть к вертикальное гидропонное выращивание, что также обеспечит естественную форму рециркуляции воздуха. Однако необходимое освещение приведет к увеличению потребностей в энергии, и этот факт необходимо учитывать.
Управляйте водой
Здесь тоже не все так просто. Аркология, которая перерабатывает воду, будет использовать ряд водных бассейнов. фильтрация или опреснение, что правдоподобно. Однако потери в любой такой системе неизбежны.
La Международная космическая станция (ISS) перерабатывает примерно 17,3 литра воды (3,6 галлона) каждый день. Вся вода. Включая мочу и пот. И ему по-прежнему необходимы регулярные поставки пресной воды каждые несколько месяцев.
Не все видят будущее этих мегаструктур, и все же…
Если вы уже представляете себе «города-государства», состоящие из одного мегаздания в этом столетии, подумайте еще раз. Мало того, что это сложно, есть даже страны, которые даже не задумываются о таких решениях. Даже когда мы говорим о «простом». небоскребы будущего.
Например, в 2021 году Китай запретил строительство новых зданий высотой более 500 метров и ввёл жёсткие ограничения для зданий высотой более 250 метров. В стране, кажется, преобладает видение, основанное на высоких небоскребах, не очень высоких, но объединенных вместе (как в случае с планами «умного города» с участием Шэньчжэня).
Однако проблема остается
Постоянное горизонтальное расширение городов за счет бетонирования новых земель не может быть устойчивым бесконечно. Поэтому вам придется как-то подняться наверх.
Вертикальные города рано или поздно станут реальностью. Во всяком случае, если двигаться вперед во времени, мне интересно, будут ли эти операции устойчивыми для всех. Будут ли планы, зарезервированные только для менее обеспеченных? Как в фантастических фильмах, будут ли эти мегаструктуры делиться по богатству?
Вместо отдельно стоящих многоквартирных домов здания можно было бы соединить наземными мостами, создав между ними зеленые насаждения. Однако строительство все выше и выше с помощью сети сухопутных мостов рискует затмить более низкие уровни, делая более высокие уровни все более желанными и, таким образом, приводя к структурированной иерархической системе.
Мегаструктуры: выводы
Трудно понять, как аркологии могут стать экономически жизнеспособными в ближайшем будущем.
Хотя создание аркологии теоретически возможно, по крайней мере, со структурной точки зрения, это потребует невероятных изобретательных инженерных решений, чтобы обеспечить автономное производство энергии, производство продуктов питания и утилизацию отходов.
И тогда жить постоянно внутри закрытой территории было бы неприятно, если только апокалиптическое событие не сделало бы это необходимым.
С этой точки зрения, я надеюсь, мы не увидим вокруг «антиутопических» аркологий. Хотя немного соларпанка не помешало бы: я неисправимый оптимист :)
