Befestigte Städte sind zu einem Science-Fiction-Klischee geworden (Peter Jackson hat sie sogar auf Räder gestellt). Sie sind autarke Lebensräume, Megastrukturen, die alle wesentlichen Infrastrukturen beinhalten: Sie erzeugen Nahrung und Energie, bewirtschaften Abfall und Wasser.
Wir haben über das Konzept der Arkologie gesprochen (ein Kunstwort, das Architektur und Ökologie kombiniert). in diesem Beitrag. Es wurde 1969 vom Architekten geprägt Paolo soleri, der auch in Arcosanti, einer experimentellen Stadt in Amerika, arbeitete, um seine Konzepte zu demonstrieren.
Was war die Vision von Soleri und Arcosanti? Eine Welt „organischer“ Megastrukturen, in der Menschen harmonisch leben und arbeiten können.
Die Populärkultur wurde dann in zwei Stränge unterteilt: der namens "Solarpunk", die den ganzheitlichsten und ökologischsten Teil der Arkologie erbt, z das "dystopischste / Sci-Fi". was wiederum die technologischen Komponenten verstärkt (und die Grundidee etwas verzerrt).
Science-Fiction wird dann zur inspirierenden Realität. Nehmen Die Linie, zum Beispiel: eine riesige Smart City, die neun Millionen Menschen in einem einzigen Gebäude beherbergen könnte, das 500 Meter (1650 Fuß) hoch, 200 Meter (660 Fuß) breit und 170 Kilometer (105 Meilen) lang ist. Die Linie würde mit Solarenergie und Windturbinen betrieben, wäre aber von den ersten Projekten an nicht vollständig autark: Die Bewohner würden weiterhin Lebensmittel und mehr aus externen Quellen benötigen.
Megastrukturen, einige Arkologien sind schon da
Antarktische Forschungsbasen sind relativ autarke Gemeinschaften, sie müssen ihren Standort erhalten. Der Bahnhof McMurdo, beispielsweise beherbergt es rund 3.000 Forscher und Hilfskräfte. Jedes Jahr muss es jedoch mit Lebensmitteln und Treibstoff versorgt werden, die dann selbst verwaltet werden.
Andere Megastrukturen, die so autonom und autark wie möglich gestaltet sind? Flugzeugträger, Atom-U-Boote und Ölplattformen. Sie haben alles, was sie zum Leben und Arbeiten brauchen, aber nur für kurze Zeit: Ein Flugzeugträger muss alle paar Wochen betankt werden, ein Atom-U-Boot kann bis zu vier Monate durchhalten.
Aber könnten wir wirklich eine Arkologie bauen und darin leben? Die Größe einer solchen Struktur würde massive Fundamente erfordern, um ihr Gewicht zu tragen. Dies scheint jedoch kein Problem zu sein. Im Rahmen des Zumutbaren kann fast alles gebaut werden. Nur der Bau des Fundaments kostet mehr.
Dem Wind standhalten
Die größte Herausforderung durch die Gebäudehöhe ist die Windlast. Kolossale Türme wie die Burj Khalifa von Dubai dürften bei starkem Wind schwanken. Es ist keine Kleinigkeit: 1940 wurde die Tacoma-Narrows-Brücke von Washington stürzte aufgrund starker Winde ein, die Schwingungen mit immer höherer Frequenz (schnelle Bewegungen) auf der Brücke verursachten, so dass sie beschädigt wurde.
Die Auswirkungen von Wirbeln können gemildert werden, indem Megastrukturen entworfen werden, um den Einfluss des Windes zu reduzieren, und indem a verwendet wird abgestimmter Massendämpfer (ein Gerät zur Reduzierung von Vibrationen).
„Eine Möglichkeit, die Wirbel abzumildern, besteht darin, die Form des Gebäudes zu ändern, während es nach oben geht“, sagt er Adrian Smith, Architekt vieler großer Wolkenkratzer und des Burj Khalifa selbst.
Wenn die Form des Gebäudes nicht verändert wird, hat der Wirbel die Möglichkeit, sich selbst aufzubauen und Bewegungswellen zu erzeugen. Diese synchronisieren sich mit der Gebäudestruktur und bewirken einen fortschreitenden Einsturz.
Anstatt eine Arkologie als vertikale Struktur zu konstruieren, ist es daher einfacher, Mega-„Stufen“-Strukturen wie die alten mesoamerikanischen Pyramiden zu hypothetisieren.
Energie erzeugen
Eine weitere grundlegende Herausforderung ist die Energiegewinnung. Technologien für erneuerbar (wie Sonnenkollektoren und Windkraftanlagen) weit verbreitet sein könnten, aber es ist unwahrscheinlich, dass sie allein in der Lage sein werden, diesen Megastrukturen vollständige Autonomie zu verleihen.
Offensichtlich würden Energieerzeugungs- und Speichersysteme für Zeiten der Knappheit benötigt.
Eine Hypothese wird durch gegeben SMR, kleine modulare Kernreaktoren, die gegenüber großen Reaktoren einige Vorteile hinsichtlich Sicherheit und Abfallerzeugung haben. Wie bei allen Kernspaltungsreaktoren ist die Behandlung und Lagerung von Atommüll jedoch immer noch eine Herausforderung.
Alternativ wären Fusionsreaktoren sicherer und liefern sauberere Energieformen, aber aktuelle Konstruktionen sind weder kompakt (eine, iter, sollte 23.000 Tonnen wiegen) oder finanziell nachhaltig sein, da noch niemand mehr Energie produziert hat, als er verbraucht.
Essen produzieren
Es ist klar, dass konventionelle Landwirtschaft auf den relativ kleinen Flächen von Megastrukturen nicht lebensfähig wäre.
Darauf sollten Sie zurückgreifen vertikaler hydroponischer Anbau, was auch eine natürliche Form des Luftrecyclings bieten würde. Allerdings würde die notwendige Beleuchtung den Energiebedarf erhöhen, was zu berücksichtigen ist.
Verwalten Sie das Wasser
Auch hier ist es nicht einfach. Eine Arcologie, die Wasser recycelt, würde eine Reihe von verwenden Ticketkontrolle; oder Entsalzung, was plausibel ist. Verluste sind jedoch in jedem solchen System unvermeidlich.
La Internationale Raumstation (ISS) recycelt täglich etwa 17,3 Liter (3,6 Gallonen) Wasser. Das ganze Wasser. Einschließlich Urin und Schweiß, meine ich. Und es braucht immer noch regelmäßig frisches Wasser alle paar Monate.
Nicht alle sehen eine Zukunft für diese Megastrukturen, aber ...
Wenn Sie sich in diesem Jahrhundert bereits die "Stadtstaaten" vorstellen, die aus einem einzigen Megagebäude bestehen, denken Sie noch einmal darüber nach. Es ist nicht nur kompliziert, sondern es gibt sogar Länder, die an solche Lösungen gar nicht denken. Auch nicht, wenn es um "einfach" geht Wolkenkratzer der Zukunft.
Im Jahr 2021 verbot China beispielsweise den Bau neuer Gebäude mit einer Höhe von mehr als 500 Metern und verhängte strenge Beschränkungen für Gebäude mit einer Höhe von mehr als 250 Metern. Auf dem Land scheint sich eine Vision durchzusetzen, die auf hohen Wolkenkratzern basiert, nicht sehr hoch, aber miteinander verbunden (wie im Fall der „Smart City“-Pläne für Shenzen).
Das Problem bleibt jedoch bestehen
Die kontinuierliche horizontale Ausdehnung der Städte durch die Überbauung von neuem Land ist nicht auf Dauer tragbar. Deshalb müssen wir irgendwie an die Spitze steigen.
Vertikale Städte werden früher oder später Realität werden. Mit Blick auf die Zeit frage ich mich, ob diese Operationen für alle nachhaltig sein werden. Wird es Pläne geben, die nur den weniger Wohlhabenden vorbehalten sind? Werden diese Megastrukturen wie in Science-Fiction-Filmen nach Reichtum geteilt?
Anstelle von freistehenden Hochhäusern könnten die Gebäude durch Landbrücken miteinander verbunden werden und zwischen ihnen Grünflächen schaffen. Immer höher und höher mit einem Netzwerk von Landbrücken zu bauen, birgt jedoch die Gefahr, dass die unteren Ebenen überschattet werden, wodurch die höheren Ebenen zunehmend begehrenswerter werden und somit zu einem strukturierten hierarchischen System führen.
Megastrukturen: Schlussfolgerungen
Es ist schwer zu verstehen, wie Arcologien in naher Zukunft wirtschaftlich werden können.
Obwohl der Bau einer Arkologie theoretisch möglich ist, würde es zumindest aus struktureller Sicht eine unglaublich erfinderische Technik erfordern, um Energieerzeugung, Nahrungsmittelproduktion und Abfallverwertung in völliger Autonomie zu gewährleisten.
Und dann wäre das dauerhafte Leben in einem geschlossenen Bereich nicht angenehm, es sei denn, ein apokalyptisches Ereignis würde es unabdingbar machen.
Aus dieser Sicht hoffe ich, dass wir keine "dystopischen" Arkologien sehen werden. Ein bisschen Solarpunk würde dagegen nicht schaden: Ich bin ein unheilbarer Optimist :)
