十項可改變世界的建筑技術

哈佛大學研究人員向大自然（特別是白蟻）取經，發展建筑領域的創新方法。即使沒有中央監管，白蟻也可以建造大型建筑物。白蟻首先將一塊土帶到第一個施工位置。如果這個位置已經完成，它們只需要簡單的移動到下一個位置。

TERMES項目采用相同的群建筑理念，但他們使用的是小型機器人。這些簡單的、廉價無人機可根據最初設計，將一塊物質放置在下一個可用的空間，直至結構完成，以此來建造結構。這意味著，在最初設計之后，群幾乎不需要人類干預。

這種群對于在太空或水下等危險地方建造結構而言，將是非常理想的。它們還可以干那些很浪費人力時間的粗活。因為它們是自我引導的，所以可以比人類更高效。

只要看到Kite Bricks開發的智能磚，你就能看出它的靈感來自于樂高。這種磚頭可以在頂部旋轉，連接方式酷似樂高。這種智能磚可以固定在有鋼筋的地方，不同形狀的磚塊根據設計堆疊。

這種磚頭的連接不是采用水泥，而是強效雙面膠。建筑內部，可以用這種磚頭來連接那些有圖案的交替面板，減少石膏和涂料的使用。還可以作為地板和天花板，中間留有空隙，以備絕緣、水管、電線之用。

這種磚具有更好的熱能控制，施工當中具有更多用途，可以節約建筑成本50%左右。

Kite Bricks 智能磚

洪水泛濫時將沒有足夠的地方來進行排水。城市里可吸收水分的土壤很少，也就使這種情況變得更糟。英國Tarmac公司發明了一種具有滲透性的Topmix Permeable瀝青，可用于減少水患。

大多數混凝土都可以讓部分水滲到地下，但每小時只能滲透大約300毫米（1英尺）。Topmix每小時可滲透36,000毫米（118英尺），即每分鐘3,300升（880加侖）。

不像大多數混凝土那樣使用沙子，Topmix使用的是花崗石碎片。水可以從花崗石當中滲過，從而被地面吸收，進入下水道，或者是收集起來。除了減少水患可能以外，Topmix還可以保持路面干燥，使其更加安全。此外，水可以轉移到水庫，以便重復利用。

透水混凝土的問題是只能在那些不太冷的地方使用。寒冷的天氣會是這種混凝土膨脹，最終被破壞。另外，它的安裝也比傳統混凝土費用要高，但要是可以減少水患的話，長期以往可以節省不少支出。

來源：Lafarge Tarmac公司官網

根據聯合國的預測，2050年地球人口將超過96億。這要比當前多出23億人。此外，據估計世界人口的75%將生活在城市，這就引發出了一個復雜的問題：城市空間不足。

解決這一問題的方法之一是建設垂直城市。已經有一些建議在撒哈拉、阿聯酋、中國等地建立垂直城市。

這些垂直城市會是龐大的建筑物，提供住宅、工作場所以及購物休閑場所。比如說，意大利Luca Curci Architects建筑公司將在阿聯酋建造一座189層的建筑。這將可容納25,000人，以及商店和企業。因為人們可以不需要離開這個建筑，所以也就解決了空間問題，并減少居民的碳足跡。

巨型建筑將是自給自足、綠色環保的。建筑足夠大，可以在整個建筑上安放太陽能電池板，還可以使用地熱能，并進行雨水收集。

垂直城市概念圖

太陽能電池板最大的問題之一就是體積大、笨重、不夠美觀。為了改善這一點，一些研究人員正在生產小的、柔性的、可以涂在表面的太陽能電池。事實上，加拿大阿爾伯塔大學（University of Alberta）的一個研究小組已經制備出了一種含有鋅和磷納米顆粒的噴霧式太陽能電池。

如果可以在房頂上噴涂上這種太陽能涂料的話，那它產生的能量將足以供家庭之用，減少對化石燃料的依賴。無需進行改造，最大限度的減少了施工。同時，太陽能涂料比傳統太陽能電池板還要便宜得多。雖然這種涂料太陽能電池的效率還不夠高，但研究人員正試圖解決這個問題。

噴涂過太陽能涂料的屋頂

大型設施的一個大問題就是如何有效地利用他們。我們知道一部電梯只有一個電梯轎廂，如果你曾經在大型建筑中用過電梯，你就一定知道有時候需要等很長時間才能等到電梯。德國電梯公司ThyssenKrupp正在想辦法解決這個難題。他們希望使用磁懸浮技術。來代替電纜的方式。這將使得他們的轎廂可以在水平方向和垂直方向上進行移動。同時它也可以允許多輛轎廂運行，從而減少等待時間。最終，這種磁懸浮電梯將會使用更少的能量，從而更加環保。

多個電梯廂在同一個電梯井道中進行垂直和水平移動

鋪設道路一個漫長的過程。平均來講，一位熟練的工人每天可以鋪設100平方米的道路。有望縮短鋪路周期的就是道路打印機，例如“老虎石鋪路機”，每天可以鋪設300平方米的道路。另一種是RPS的道路打印機，每天可以鋪設500平方米的道路。每臺機器需要1到3為操作人員。這種打印機由電力驅動，并且沒有很多的移動部分，這使得它們可以很容易地進行操作和維護。不僅如此，和傳統的鋪路方法相比，它們的噪音很小。普通路面和通過道路打印機鋪設的路面的最大區別是機器鋪設的是磚塊而不是瀝青。然而，和瀝青路面相比，磚塊路面也具有一定優勢，可以濾水，可以膨脹，從而可以維持更長的時間。

道路打印機

氣凝膠并不是一種新材料。事實上，在20世紀20年代就有人開始研究這種材料，并在1932年被成功制備。通過將凝膠中的液體去除，同時加入空氣可以形成這種材料。這種材料非常輕，因為其中90%都是空氣。而且這種材料的絕緣性能非常好。氣凝膠可用于工業區制作絕緣管道，甚至可用于制作火星探測器。Aspen Aerogels希望采用這種氣凝膠技術來構建家居絕緣。他們創造了一種產品叫做“空間閣樓毛毯”，這種產品非常輕，且非常薄。除此之外，這種毛毯比傳統絕緣材料的性能高2到4倍。“空間閣樓毛毯”也允許水蒸氣通過它們，而且它們也可以防火。因此這種絕緣材料可以減少居民火 災。但是氣凝膠的價格要遠高于傳統絕緣材料，而從長遠來看它可以節約成本和能量。同時，也不是所有的房屋都可以通過這種材料來進行改裝。

氣凝膠

正如我們所知，金剛石是自然界最堅硬的材料。如果其具有正確的形式，那么金剛石就可以成為很好的建筑材料。賓夕法尼亞大學的研究人員創造了一種金剛石納米線，其直徑只有人類頭發的20000分之一。即便如此，金剛石納米線也被認為是世界上最強韌的材料。除此之外，它們也非常輕。這些金剛石納米線或許不能用于建造普通建筑，但是它們可用于建造一些特殊的建筑，例如太空電梯等。

太空電梯概念圖

大多數西方人將斑竹視為一種裝飾材料。但實際上這是一種非常好的建筑材料。斑竹的生長非常快，且強度比鋼還高，比水泥更堅韌。這也是為什么中國北京的一個工作室Penda想要使用斑竹作為主要建筑材料來建造整個城市。這樣的城市將會是可持續發展的、環境友好的、且價格便宜。通過將斑竹放置在一起，制造一種X型鏈接，然后將它們綁在一起就可以建造房屋。通過使用這種技術，Penda認為到2023年他們可以建造供20萬人居住的房屋。一旦這種結構可以完成，附加部分就很容易完成，無論是水平方向還是垂直方向。同時，整個房間的解構也非常輕松，且拆卸部分還可以循環利用。

來源：Penda工作室

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