沿海城市建 可持续发展水上浮城 可行吗？｜STEM教室
2024-10-09 14:00 
宫崎骏的动画充满不少天马行空的想像，例如天空之城、移动城堡等等，这些东西全都十分神秘，带有魔幻色彩，看似只会在故事中出现。真正悬浮在半空的天空之城在现实虽不存在，但浮在水上的城市倒是有可能建造起来。
大家或者会想，要一个人做到「轻功水上飘」已经是不可能的事，更何况是一幢大厦，甚至一座城市？韩国釜山就将建造一个浮动城市，预计2027年动工、2030年完成。今期就让我们了解如何毋须填海就可设立一座水上浮城吧！
韩国釜山浮动城市：
基本认知：现今住屋问题
身在香港的大家，其中一项经常听到的社区议题就是房屋问题。香港地少人多，房屋供不应求，政府须要不断发展新市镇，甚至填海，才能逐步收窄此差距。
拉阔至全球角度，其实亦有类似问题。全球化与交通科技的发展，令愈来愈多人选择由农村或乡镇搬到城市。据联合国移民署统计，每星期高达三百万人搬至城市生活， 一个月下来就已经是大约一个莫斯科的人口。城市人口持续上升，而由于土地开发通常较慢，这亦导致城市人口密度渐渐上升。填海虽然能增加土地供应，但始终不及人口增长快，而且对海洋生态及海岸綫都会构成一定影响，故此我们或需要其他增加土地供应的方法。
沿海城市发展难
除此之外，城市的地理位置都是建筑规划时另一个须要考虑的元素。现时大约有九成的大城市都是位于海边，而当全球暖化持续，海平面上升会增加这些城市沿海发展的难度。以荷兰为例，当中有一大片土地是来自北海填海而成，整个国家很多地方的海拔不过数米，甚至是负数值；虽然当地可大力发展水利，但同时亦要建设精密的堤防来保护陆上居民免受洪水威胁。
至于其他城市或国家，例如东京、新加坡等，亦有至少两成陆地为人造或填海而来，海拔自然地亦不高，以致每当有天然灾害时，沿岸地区都要承受极大压力。
与「水」做朋友？
一些人认为，我们以往一直填海造地，这种「与大自然竞争」的模式或许须要作出改变。荷兰建筑师，亦是建筑公司WaterStudio的创办人Koen Olthuis指出，人们应该开始视「水」为朋友而不是敌人，因此在应对房屋供应不足及气候变化等问题上，我们应该要与水「合作」，而其中一个方向正是要在水上兴建房屋，建立「浮动城市」，甚或「浮动社区」。
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崭新构思： 浮动城市概念
WaterStudio的设计，是以浮动平台作为大厦的基座。平日在陆地上的建筑物，经常运用混凝土及钢筋或工字铁作为基座物料；而浮动平台虽然亦会使用混凝土，但内里则填入发泡物料，利用其低密度产生浮力，承托在上面兴建的房屋重量。建筑公司最初计画在浮台上兴建房屋或办公室，而打造「飘浮房屋」并不需要新建筑技术，亦即这些房屋的内部结构和设计与普通房屋类近，减少影响人们在此居住的感觉。
灵活多变不受限
Koen Olthuis认为，若把浮动房屋的设计扩展到社区甚或城市规模，则可以充分展现其灵活可变的特性。在陆地上的建筑，除非拆掉重来，否则不能作任何改变，但是水上建筑则有足够弹性应付季节或人口变化。由于这些建筑兴建在浮动平台上，而平台则以缆绳系于岸边或以支柱固定在水上，人们可随时更改缆绳或支柱的位置及分布，从而灵活进行城市规划。例如夏天时把平台距离加阔，在房屋之间形成水道，利用水的吸热能力令周围空气降温；冬天时则让平台紧密连结起来，储存热力；又例如当疫情缓和后， 旅客数量重新增加时，可以即时增加平台扩建社区，以应付突然上升的人口。
利用这种浮动建筑设计，Olthuis及其团队还计画帮助贫困地方，例如为临近水边的贫民窟提供食物、公共衞生设备及能源；WaterStudio亦与联合国教科文组织合作，建立以太阳能发动的「浮动学校」，为孟加拉七万名儿童提供教育。
行动实践： 把愿景变为现实
当WaterStudio的马尔代夫项目仍在计画时，南韩釜山市政府已与联合国人居署 （UN-Habitat）合作建立全球首个可持续发展浮动城市。釜山作为南韩第二大城市，邻近深水海域，拥有该国最大的货柜港口；近年，这个位处朝鲜半岛东南端的城市大力推动蓝色科技（即与海洋有关科技），因此亦促成这次与OCEANIX的合作，以创新方法应对海平面上升的威胁。
平台设计呈六角形
同样地不用挖沙填海，釜山的浮动城市设计运用了浮动平台作为建筑物的基座。每一块平台为两公顷大小，呈六角形，能够做到密铺效果。平台上的建筑物有高度限制，不得高于七层，这样才能保持平台的低重心。
根据流体静力学，若一件物体的重心位于浮力中心的下方，那该物件就会处于稳定的状态，即轻微的倾侧不会使整个平台倒下。换句话说，潮汐涨退，甚至一些较大的风浪，也不会令浮动平台变得不稳定，尤其是把很多块平台合并在一起的时候。
初步预计，每一幢建筑物能容纳三百名居民，而连接这些平台板块后可容纳一千六百多人，甚至再扩展，变成一个上万人居住的城市。
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城市设计： 减少碳足迹
在去年11月举行的第26届联合国气候变迁大会（COP26）中，各成员国签订《格拉斯哥气候公约》，除了确定之前《巴黎协定》的目标，还强调减少使用煤，进一步减低温室气体的排放。
天然物料减废物
釜山的浮动城市，有不少设计亦显出减少碳足迹的决心。首先，地台的物料运用当地材料，减省运输所消耗的能源，而这些物料是可以在社区里种植并快速生长的竹子，不仅拥有非常优异的机械性质（抗拉强度是钢的六倍），而且碳足迹为负数。
再者，城市设计采用「零废物闭环系统」，这是现时环境保育者十分推崇的社区规划模式之一。自工业革命及工厂普及化以来，人们采用扩张式经济发展，生活模式亦习惯于綫性生产，即是生产链的两端分别是大自然的原材料及废物。然而，我们知道大自然的资源并非取之不尽，用之不竭的，因此我们应该避免在生产链的尾端出现废物，甚至把这「尾端」驳回生产链的中间，形成一个循环，才能减少对原材料的需求，以及减少废物对环境造成的祸害。在这个浮动城市里，将会设立公共农场、鱼菜共生食品种植和堆肥花园等设施，还有雨水收集和储存系统。
最后，社区将会使用大量可再生能源，例如在一些没有人居住的浮动平台上放置风力涡轮机以及太阳能电池板，而来往此浮动城市与陆地的小轮，亦会以太阳能发动。
补充资料
更多水上建筑的狂想
上文提过大部分大城市都位处海边，要增加土地供应就须要向海发展，而浮动城市或社区看来比单纯填海造地来得更能保护环境，在社区设计上亦更具弹性。
会否破坏海洋生态？
然而，这是否代表我们可以无限量地增加浮台来扩展这些浮动社区呢？当规模变得更大时，会否对海洋造成其他影响（例如遮蔽阳光射进海里，从而破坏海洋生态）呢？在一些位于地震带的城市，或会受海啸而非普通海浪威胁，那么这些地方究竟是否适宜建立「飘浮城市」呢？我们须要继续研究海洋，才能解答这些技术上的问题。
「浮动国家」谁拥有？
再推而广之，我们能否完全脱离陆地，在海中央「开发土地」 呢？如果可以，那么这些土地又归谁拥有？有团体认为，假若真的成立「浮动国家」，其管治模式将会自然地防止独裁等霸权出现，因为 「国家」里的成员可以随时「飘浮」离开，但首先，这些「国家」又能否得到国际承认？
看来，在解答上述虚无缥缈的问题之前，我们应该脚踏「实地」，在不同层面继续努力发展绿色技术，把气候变化带来的威胁减至最小。
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文：刘心、星岛中学学生报《S-FILE》编辑部 图：星岛图片库、OCEANIX/BIG-Bjarke Ingels Group、JuniorGarlic6053@reddit、Waterstudio.NL、网上图片
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