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因此,理论上,在相当於一套大公寓或一栋房子地下室的空间里,確实有可能种植出足够一人食用的粮食。
但问题在於,大多数这种面积的公寓居住人数都不止一人,而且显然,你不能既將这些空间用於居住,又同时用来种植粮食——尤其是当你为了优化种植空间,採用红光照射、增加二氧化碳浓度,並提高温度和湿度时,居住功能与种植功能更是无法兼容。
此外,摩天大楼的建造成本约为每平方英尺1000美元,这意味著仅种植供一人食用的粮食,所需空间的建造成本就高达约100万美元。
而且,这还未涵盖多余的粮食储备、饲养牲畜所需的饲料,以及非食用类物资(如用於纺织的、用於照明的木材,或用於製作燃料与塑料的生物燃料)的生產成本。
我们在之前关於核聚变以及探討太空棲息地与宇宙飞船的內容中,曾对这些数据进行过分析。
通常情况下,我发现將2000平方英尺(约合200平方米)作为一个基准面积是比较合理的,这个数值已经包含了充足的冗余量和向上取整的空间。
请记住这个大致且带有一定主观性的数值,后续內容会用到。
我所见过的大多数生態建筑设计,似乎都只是在建筑墙面覆盖植物,或许內部还会额外摆放一些,但这些植物所获得的光照往往並不理想。
在我看来,这类设计所呈现的形象,本质上就是一栋放大版的建筑,里面摆放著室內盆栽和发电机,根本算不上具有革命性。
自城市诞生以来,植物就一直是城市的组成部分:在现代给排水和卫生系统发明之前,人们在屋后、窗台上或屋顶搭建小型菜园,是补充日常饮食、改善食物口感,或是掩盖人类居住环境中各种异味的常见方式。
因此,在建筑內部或周边种植植物本身並没有什么革命性可言。
但如果真的想让这些植物成为居民的主要食物来源,那么不仅需要专门划分出大量空间用於种植,还必须採取高效的种植手段以提高產量——这一点我刚才已经提到过。
不过,我认为无论是早期还是现代对生態建筑的设想,都並非完全准確。
以往的设计总是將生態建筑与现有大都市进行对比,极力凸显其庞大的规模,但这种规模其实很难让我们感到震撼——毕竟在“巨型建筑”
系列內容中,我们已经介绍过规模远超生態建筑的构造体,即便是其中最小的构造体,与巨型体育场相比,也如同擀麵杖之於生那般悬殊。
而封面图所呈现的,是更贴合生態建筑本质的形象:巨型建筑融入更自然的环境中,但人类活动的痕跡通过下方的六边形网格得以体现。
生態建筑的设计初衷是取代传统城市,因此,虽然初期的生態建筑可能会与城市景观相邻,但將生態建筑与现有城市並置,就如同將福特t型车与一群马车放在一起对比现代汽车与公路一样,並不恰当。
我一直试图解释,大多数作品中描绘的那种“dystopian(反乌托邦式的)密集混凝土森林”
,其实与真实的全球城市概念相去甚远。
在后半部分,我们將以一个具体的生態建筑为例进行分析:这个生態建筑的高度与如今的摩天大楼相当,宽度也並不算特別大。
我们会发现,只要每隔几英里的森林中矗立著这样一座生態建筑,就能轻鬆容纳数十倍於当前的人口;同时也会意识到,限制人口进一步增长的真正瓶颈並非空间,而是热量。
因此,生態建筑独立存在,或小集群地散布在森林与农田中的形象,才更符合其真实面貌。
当然,这並不意味著生態建筑不能將所有粮食生產都置於建筑內部。
但要实现这一点,几乎必须具备两个前提条件:核聚变技术,以及超低成本、超高耐久性的建筑技术。
此外,我们还需要探討垂直农业,以解释生態建筑在高度方面的设计考量。
近年来,垂直农业掀起了一股热潮,但我用“热潮”
一词时,带有完全的贬义——因为將需要大量空间的粮食生產置於摩天大楼內部,从经济角度来看毫无意义。
摩天大楼每平方英尺的建造成本,往往是农田的数千倍,而且在依赖化石燃料或太阳能供电的情况下,垂直农业在经济或生態方面几乎没有任何优势。
要想用模擬阳光为一英亩农田提供照明,以支持一季作物的生长,需要数百万瓦特的电力持续运行数千小时。
因此,即便你在电力使用上极尽节约与高效,每英亩农田每一季作物的照明成本,仍会消耗数百万千瓦时的电能和数十万美元。
只有当我们拥有能替代阳光的能源(即核聚变)时,垂直农业才具有可行性。
在此提醒大家:如果你现在身处室內,无论是透过窗户的自然光,还是灯泡发出的光,其亮度都不及正午阳光的一半,甚至可能只有正午阳光的1%或0.1%。
正午阳光的照度约为每平方英尺100瓦特,而一个100瓦特的灯泡,通常只能產生约10瓦特的可见光,且这些光线会分散照射在100平方英尺甚至更大面积的地板和墙面上。
发光二极体(led)灯之所以在垂直农业中勉强具有可行性,是因为它们仅发出可见光——要知道,太阳辐射的大部分光线都无法被植物的光合作用利用,而led灯则可以调整至与光合作用所需光谱完全匹配的波长。
此外,植物也无法利用正午阳光中的大部分光线。
因此,使用led灯时,无需像阳光那样达到每平方英尺100瓦特的照度,只需约5瓦特的定製化光线(在大多数情况下,所需功率甚至更低),就能达到相同的光合作用效果。
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