英倫之障—Thames barrier

不經不覺已離開倫敦3年，每當我看到電視上關於倫敦的畫面都會勾起無限的懷念。倫敦市內有很多世界著名的地標，不過倫敦永遠的地標就一定是泰吾士河，但是大家又有沒有想過泰吾士河是可能會泛濫的，到底倫敦市政府是如何保護這個大約1000多萬的人口的城市呢？

在泰吾士河的東邊的一個小城市—silvertown, 有一個著名的水利工程—Thames barrier，它是用作防止泰吾士河泛濫而設的。

倫敦市內的水浸問題主要成因有二:

第一：海水從英倫海峽一方沿泰吾士河流入至倫敦市內

第二：泰吾士河的排水量不足以排出倫敦市內的雨水。

Thames barrier的設計是在泰吾士河上設立一道屏障，萬一英倫海峽一方的水位太高時，Thames barrier便關起來，並把海水阻截在倫敦Zone3以外的區域。再當海水回落至合適的水平後，再重新打開閘口，讓船隻可重新進出泰吾士河。不過，儘管閘外的水位回復至正常的水平，但是總會可能與閘內的水位有所距離，因此如果一時間全開閘的話，便很可能會一瞬間大幅度地提高閘內的水位，因此Thames barrier的設計成半圓形。

當正常時，半圓形的閘便平放，讓船隻可以自由出入。當需要關閘時，半圓形的閘便轉至垂直的方向，這便造成一道接近20m高的屏障來阻檔洪水。當洪水過去後，半圓形的閘便轉至最高處只留下細少的閘口，讓閘內外的水位慢慢回復至相約的水平。

為了減輕關閘時的耗能和關閘所需的時間，因此Thames barrier由一道閘分拆成7道閘，每一道閘約為30m長，而這個闊度亦足夠讓一般的大船通過。再者，這7段的閘口可以按情況分階段來控制海水回進市內的河道。

其實設計Thames barrier雖然不是簡單，但是一項很直接了當的工程，不過設計師Rendel, Palmer and Tritton不單考慮了工程上的要求，還考慮了美學上的要求。他們把推動閘門的馬達裝飾成像田螺一樣的小屋，在外表上完全不似重工業的建築，現實地很多人從外貌都不知道這些建築物的功能。另外，由於用上了鈦金屬的物料來裝飾，這不單可以美化馬達的外表，還可以減輕清潔的工作，因為鈦金屬是一種不容易藏污垢的物料，並且從北岸的Thames barrier公園遠望這個英倫之障，又確實有如泰吾士河上的巨型雕塑。

Facebook 相薄: http://www.facebook.com/media/set/?set=a.10150217909945375.461989.845400374&type=3

F1方程式改變了世界的東西

今日小弟遊覽過英國的科學館，無意中看到一個關於F1方程式賽車的展覽，發現原來很多因為F1方程式而研發出來的科技，很多都應用在現實生活之上。

醫療

對我而言，方程式賽車最好看的地方是維修站換輪胎的一刻，看見一隊工程人員可以在4-5秒之內更換4條輪胎、甚至加油，這確實是絕對的精彩的表現。這樣出色的表現就自然是需要良好的管理和團隊精神，而這樣的管理模式慢慢開始被應用在醫療隊之上。在Great Ormond street hospital，便開始邀請了車隊的管理人員來訓練器官移植醫療隊的人員，讓他們在有限的時間完成複雜和無誤差的手術，令病人的存活率大大提高。

BabyPod II

賽車就自然會發生意外，對車手的急救就自然是關鍵，而從F1研發出來的運送傷者的床現在開始應用在運送危急嬰兒之上，為傷重的嬰兒帶來最大的保護，這個產品名叫BabyPod II。

病人感應器

F1賽車比賽的勝負往往在乎百萬分之一秒，所以每部汽車都設有200多個感應器，每秒鐘作150,000次感應量度，這些數據並用來調節車身的設定和車手訓練之用。這種高速和遠距離的感應技術亦應用在醫學之上。醫生可以把感應器安裝在高危病人身上，並把病人身體每分每秒的反應傳送至電腦，用來研究病人對藥物和手術的反應，從而作出適當的調整。

懸掛系統—槓杆

人造關節

車輪與車身之間懸掛系統就絕對是車身設計的精要所在，因為這部份是最容易受到撞擊、受力最大，而且關乎汽車的安全性和操控性的部件，所以這部份的設計就有如人體的關節部份。因此，這些技術現在便應用在人造肢體和人造關節的技術之上。

建築

炭纖維樓梯

現在的F1賽車全部都是用炭纖維，所以他們不斷地改良炭纖維的質素，不單要又輕、又硬之外，還需要防熱並且需要很平滑，避免因不平滑的表面而增加了風阻(特別是定風翼部份)，從而減慢了車速。

從這些研究得知的數據開發了新一代的炭纖維並應用在建築和室內設計之上，例如炭纖維的餐桌、椅子，甚至樓梯。因為引擎和排氣管所發出的高溫會影響炭纖維的硬度，所以他們研發了把陶瓷放在炭纖維之上已隔絕高溫，情況便有如太空船的表面一樣，所以將來是可以用炭纖維來興建樓梯，甚至消防梯和結構部份。

太空科技

炭纖維板

為確保車手的安全，F1賽車就必定會在撞擊有詳細的研究，在車頭的保險桿(Bumper) 更是精要之所在，因此F1工程師開始和太空工程師研究如何利用這種科技在人造衛星之上。在2006年，英國科學家開始研究制造一個名為Hinade的人造衛星，這衛星會設有長距離的望遠鏡是用來了解太陽對地球氣候的影響，由於這衛星需要應付很極端的環境，所以便借用F1賽車的物料技術來提高人造衛星的安全性。

F1賽車就自然具備最高效能的汽車駒動引擎，而這樣的科技亦用在未來登陸火車的太空車之上，雖然太空是真空的，不可能用汽油引擎，但相關的駒動技術亦會應用在靠太陽能發電的太空車之上。

環保

當汽車在減速時，引擎轉動的能源是完全浪費的，所以如果把這些能源儲下來便可以用在汽車加速之上，這樣便可以減少引擎對汽油的需求，亦無疑減少在比賽中補油的時間，甚至可以縮細油箱務求減輕賽車的重量。F1賽車高效能的引擎技術亦當然會陸續應用普通的家用車之上，務求制作出更環保和高效能的引擎，以減少廢氣的排放。

現在研究指出，如果把這些浪費的能源儲下來，便可以儲下最多600kJ的能源，並可以使汽車由0km/hr加速至76km/hr而不用任何汽油，總體而言可以減少3分1的汽油。

高效益的太陽能發電機扇

為了減少維修和更換的程序，F1賽車在制作和維修上都研發了簡易的制作和更換炭纖維組件的技術。之後，Nottingham University亦把這技術應用在生產和維修炭纖維風力發電機之上，務求降低生產成本和維修時間，並利用高效能的炭纖維技術來提高風力發電機的能源效益。

汽車

油箱蓋

F1賽車需要在8秒之內完全入滿一個油箱，而且不可以有一滴汽油漏出，否則在高溫的引擎之上便會發生火警，所以油箱和油箱蓋都是經過特別的設計。這技術亦開始應用在飛機和軍車之上，因為軍車隨時會在很遙遠的地方執行任務，所以高效能和無浪費的油箱是必須的。

輪胎測試機

F1 賽車對輪胎的要求就自然高，每個輪胎都需要測試氣壓才可以使用，所以快速測試輪胎的技術亦應運而生，這科技亦自然會用在家用車、自行車和飛機輪胎之上。

工業

由於F1賽車在炭纖維和輪胎技術上的突破，工程師亦把相關的技術應用傷建人仕的輪椅之上，務求減少輪椅的重量和提高它的操控性。

F1賽車是會記錄每分每秒的數據，並把相關的資料用簡單的儀器板來顯示給車手，這樣的科技亦應用在自行車之上，把自行車手的表現記錄在後輪的記憶體之中，比賽之後的數據便會放在電腦作分析，而車手的即時表現亦會簡單地列在自行車的手柄上，一目了然。

F1賽車的輸油管是需要應付高溫和高壓力的，就算萬一發生車禍，油管都不會爆裂而導致大型的火災，以確保車手的安全，這技術亦陸續應用在英國的輸油、輸天然氣等高危的管道之上，以確保大眾的安全。

另外，F1賽車的設計是盡量減少車手身體上的負荷，所以坐位的設計亦當然經過精心的安排和對人體工學的分析。這些數據亦陸續應用在坐椅設計，務求讓心理病、精神病人、頭等航機倉的乘客可以有最舒適的體會。

再者，車手穿著的鞋是經過防滑設計，是為加強車手對加速 / 減速器的感應，這亦自然應用作工業用的防滑保護鞋之中。

當我看完整個展覽之後，真是想不到原來F1賽車的技術是如此先進，並且可以有如此廣泛的用途。

乘電梯到太空

世界有超過100億的人口，但到現在為止曾經上過太空的人應該不超過100人，首先因為太空船的燃料費驚人，而且當太空船離開地球時，太空人雖然承受3-5倍的地深吸力，並且當太空船穿過大氣層時，人體會受到很大的震動，所以能夠上太空的人實在少之有少。

不過，近年有很多人研究太空旅行團，當中最有名的就是維珍集團的主席—Richard Branson，他的理念都是設計一些低廉的太空船，讓普通人都可以一嘗太空旅遊的滋味。另外，日本亦出現了一個名為「Japan Space Elevator Association」(宇宙太空電梯協會) ，它們銳意建造一部可以通往太空的電梯，這樣旅客便可以簡單地乘坐這部電梯到達太空，而且由於電梯已是室內密封的空間，旅客便不需要穿上太空衣到達太空，並且不需要承受穿過大氣層的壓力，亦不用需要承受超過3-5倍地深吸力的壓力，所以一般體質的人仕都可以上太空。

但是如何建造一座22,000里的電梯呢? 結構又如何承擔呢?

現在世界最高的大樓—哈拉法塔都只是840m高，結構部件已是異常巨大，而且做價驚人。如果要做22,000里高的建築物又談何容易呢? 甚至可以說是不可能。

但日本的一眾工程師想出一個絕妙的方法，就是利用超級鋼纜把電梯的基坐來連接人造衛星，這樣結構部件便會成拉力(extension) 而不是受壓(compression) 。簡單一點來說，就好像一個鏈球運動員一樣，他用力把鏈球不斷地根據自己的重心而旋轉，這樣連結的鋼纜便成拉力，這便是物理學上所說的Circular motion (圓周運動) 。

在這樣的情況，人造衛星就是重量(比喻作鏈球) ，基坐就比喻作運動員的重心。只要當人造衛星以均速圍繞地球旋轉，即是旋轉的速度與地球自轉的速度相同，這樣人造衛星便可以以同一角度來與地球連接，而鋼纜都不會因此而變得彎曲，無論地球發生海嘯、颱風都不會影響鋼纜的角度，因為它的角度是在乎人造衛星與地球之間的角度，除非地球出現大地震/地殼移動，否則鋼纜的角度是不變的。電梯便可以根據這角度來運送旅客至太空。

現在的挑戰是如何制造一條比鋼強180的納米炭纖維的鋼管，現在這電梯需要的納米炭纖維鋼管都要比現存的強4倍。所以現在由日本大學的教授來研究這物料，而整個研究項目可達至600億港元，現在整個研究項目不是由日本政府全資研究，反而是由多個財團合資發展。

不過，奇怪的是就算可以帶來大量的旅客都未必可以收回600多億的投資成本，這項目到底為何可以吸引如此多的財團來參與投資呢?

這電梯不單可以把人送到太空，還可以把垃圾/高污染的廢物送至外太空，這樣便可以解決地球過多垃圾的問題。

另外，如果要把人造衛星的轉速調至與地球自轉相同的話，人造衛星的就必須要在地球赤道之上，所以赤道之上的空間同樣是地球資源的一部份，但是由於現在聯合國沒有權力控制/管理太空的資源，因此各國都不斷盡快放出人造衛星來霸佔赤道之上的空間，而這部電梯將可以有助已佔領太空的國家進一步統戰太空。

最重要的一點，現在月球上其中一種的礦石擁有helium-3，這

是高效能的能源，現在研究發現只要25噸的礦石(一艘穿梭機的份量)便足以整個美國使用一年。如果這部電梯可以連接到月球的話，便可以定時派人/機械人到月球開採礦石，不用使用穿梭機這般高風險和高成本的方法來開採，這電梯的出現便可以為自身的國家/地球帶來源源不絕的能源和無限的財富，甚至可以控制未來的世界。

關於Japan Space Elevator Association

http://jsea.jp/en/

關於月球能源:

http://www.abc.net.au/news/newsitems/200411/s1252715.htm

垂直都市—Tokyo Millennium tower

 

上一會為大家介紹了移動的都市，今會為大家帶來一個垂直的都市。對一般人而言，一個都市多數都是橫向性地發展，一座大廈多數都是單一功能或只配以多一個附屬功能，例如整座大廈是住宅，便全為住宅，是辦公樓便定義為辦公樓，只會在首數層才用作商場。其實，很少城市如香港一樣會大規模地出現一種商住兩用大廈，又或者一座大廈是兼備辦公樓和酒店功能的一種混合模式，因為很少城市會如香港一樣如此高密度和大規模地向高空發展。但是，有沒有想過可否將一個城市的各功能都放在同一大廈之內，無論住所、工作、娛樂、教育、醫療和運動都可以在同一大廈之內發生，人類可以只需生活在同一大廈之內便可以滿足生活上的需要。

換句話說，一個人現居住在50樓，早上到80樓處上班，中午時到20樓處用膳，之後再回到80樓處上班，然後在下班後到30樓處建身、做運動，之後再到7樓和朋友聊天、喝酒，最後才回到50樓休息，一天的生活便在同一座大廈之內發生，

人已發展到不用乘車來生活，而改用乘電梯來往返居所。這不單可以大幅減少汽車的廢氣，而且減少汽車對道路上的要求，並且大幅減少人類花在交通上的時間，完全是另一套的生活模式。

這樣的說法聽起來很瘋狂，但現實地英國的Norman Foster早在1989年已開始準備這樣的計劃，他設計了一座840m高的超級摩天大廈，總共180層。這大廈可讓60,000人同時生活，而且當然是配備一切商業、住宅、酒店、教育、娛樂等功能。

由於電梯是需要運送大量人流，大廈內的電梯已演變成垂直的輕鐵一樣，同一時間可以運送160人，而且乘電梯有如乘輕鐵一樣需要付款。

(給予大家一個參考性的指標，香港的IFC II的高度是414m，一間中學的總人數大約是1000人。換句話說，Millennium Tower的高度是IFC II的兩倍有多，而且可以容納60間中學的學生。)

由於這大廈是設在東京灣以外大約2公里以外的空間，所以是會遇到颱風和地震的威脅，因此整座大廈的外型如圓椎體一樣，而底部差不多有如一個標準運動場般巨大。

其實這項目在技術上是完全可行的，而且幾乎在90年代開始興建，但最後由於建築成本接近1千億日元 (60億港元)，由於成本過於巨大，最後令發展商Obayashi Corporation 放棄興建。

但是其實世界上還有很多人設計800m以上的超級摩天大廈，甚至3218m高的摩天大廈— X-Seed 4000 

，但是成事的項目就只有杜拜的哈利法塔—828m。

下會將會是世界第一高樓—哈利法塔 (Burj Khalifa)

Foster官方網頁:

http://www.fosterandpartners.com/Projects/0504/Default.aspx

移動居所—Plug in city

在解釋這概念城市之前，大家煩請先閱讀以下文章：

未來建築-海上城市Freedom ship(1)

http://arch-traveler.blogspot.hk/2013/05/freedom-ship1.html

來建築-海上城市Freedom ship(2)

http://arch-traveler.blogspot.hk/2013/05/freedom-ship2.html

浮台城市—Lilypad

http://arch-traveler.blogspot.hk/2013/05/lilypad.html

現代人大都為了一個安樂窩而拼命地工作，買一個房子有如負一大筆債項，萬一遇上金融風暴，就分分鐘鐘變成負資產，苦不堪言。

 

但是有沒有想過，人是否一定需要住在建築物之內呢?

 

在1962-1964年，英國建築大師Peter Cook提出了一個相當新穎的構想。他建議人不一定是需要住在建築物之內，人的居所是可以簡化至一個可以小型的房間如一個小型的貨櫃(capsule)，這一個小型的貨櫃是可以移動。

 

這個移動的居所是可以隨時加入或拆除一個大型結構之內，根據Peter cook的解說是可以隨時plug-in或 plug-out。這一個大型結構是以45度角互扣的巨型結構，每一個移動的居所是由起動機吊起並掛在巨型結構之上。

 

當一個人如果需要到較遠的地方參加活動之時，他便把整個房間拆下來，然後運至活動的地方並掛在該處的大型結構之內，在活動之後便在這居所處休息。情況就好像一部很大的汽車，這部汽車之內是設有睡房。當一個人需要到外地參加活動時，便由自己的停車場開車至目的地，並把汽車停泊在該處的停車場，他便在車內休息，明日再開車至另一個地方。

 

在Plug-in city的概念中，人已經沒有任何固定的居所，他可以把這移動居所隨時移到不同的城市，甚至不同的國家。這樣城市和國家的疆土已變得不存在，人和城市與國家的關系都失去了，大家只是有自己的國藉，而大家只是共同生活在地球之內。

 

這樣一個城市/國家每天都在變動，都市的面貌每分鐘都在改變，因為人已經不是生活在一個固定的居所。而且大家都不會再爭論樓宇高度、密度和地區的問題，因為大家都是生活在類同的流動房間之內。而且由於大家都在流動，所以不會再有地區之別，不會再有豪宅區和貧民區的分別。因為大家隨時可以在下一分鐘就搬走，搬家就有如在停車場泊車般簡單。

 

而且一個城市已經可能不再需要什麼都市規劃，因為建築物的高度是隨時可以加或減，人口密度和建築密度都可以隨時因此而改變，一個城市可能已沒有什麼商業區、住宅區或郊區，因為每區的組合和角色可隨時因情況而改變。

 

講至這裡，大家會發覺Freedom ship/ Liypad就是可能創造了這樣的生活空間，他把一大堆的流動房間結集在一起並放在一艘巨大的船之上，這艘船便變成了一個新的國家，不停地在世界各地流動，今日在英國，明日在法國、下星期在中國。

 

它利用了科技上的進步而建立了一個可以完全自主的國家，特別的是當這艘船停泊在公開時，根本沒有一個國家的執法人員可以在此執法，後果可能很嚴重。最重要的一點，這艘船是自己選擇自己的國家，而不是在一國家之內發展自己的項目。

 

題外話：

 

Peter Cook在退休前曾經在倫敦的Architectural association和 UCL處任教，他一直是致力推動這種前衛的思考，而這兩所學院都保留這種風格，這是有別於其他英式學院。在倫敦生活的數年間，我不時會遇到在這兩學院的學生，有些人對這種無界限的思考模式感到興奮，但有些人則感到困惑，因為他們以為來到英國讀建築是學習如何興建一座大廈，但其實這些學院是銳意培育一些創作人材，能打破現有的常規，跳出思想上的框框。簡單來說，他們是鼓勵大家思考一座太空城，而不是教你如何興建一座太古城。