在颱風和地震災害頻發的日本，要完全避免居住空間遭受水淹非常困難。日本建築商清水建設正在持續發起一項挑戰，那就是在水上建設直徑3公里的漂浮城市，用來保護人們的生活和企業活動。理念是「建設可代替填海造地的安全放心的城市基礎設施」。這是一個在水上建設商業設施和辦公大樓等大型建築的構想，但面臨著是能否將成本降低到與填海造地同等水準等課題。

   

設想建在大城市郊區海灣內的小型GREEN FLOAT竣工效果圖（圖片由清水建設提供）

  

      直徑3000米的巨型人工島漂浮在海面上。聳立在島心的1000米高塔像花瓣一樣向上展開，最上方是可容納3萬人生活的居住空間。塔身部分建有植物工廠，利用空中城市排放的二氧化碳、生活垃圾、廢水等為植物提供養分。

 

      乍看上去，類似於科幻（SF）電影中出現的人工島，但其實這是清水建設成立的項目組設計的被稱為「Shimizu Dream」（清水夢）的未來城市構想之一。

 

      這並非脫離科學的幻想，而是在技術上能夠實現的範圍內進行設計，人工島被命名為「GREEN FLOAT」（海上浮城），其中也凝聚著清水建設的技術。

   

      把六角形柱子呈蜂窩狀組合在一起

 

     為了讓人工島漂浮在海面上，地基使用水泥浮體。將多個寬20米、高50米左右的六角形柱子呈蜂窩狀組合在一起。浮體本身使用稱為「蜂窩組合」的結構，清水建設曾在為開採天然氣而建設移動式人工島時使用這種浮體進行施工。

  

   

      高塔的構件使用以海水為主要原料冶煉的鎂合金。據稱，鎂合金與普通鋼材相比，重量輕、強度高，重新熔化後還能迴圈再利用，可減少環境負荷。

 

      清水建設首次發佈GREEN FLOAT構想是在2008年。2009年，在因氣候變化導致海平面上升而遭受水災的太平洋島國吉里巴斯，該公司向該國總統演示了這一構想。

  

      在實地考察過程中，清水建設親眼目睹了在日本很難切身體會到的氣候變化的嚴重現狀，比如因地基遭受水淹而無法住人的沿海房屋等。該公司海洋開發部副部長吉田郁夫回顧説「那裏的經歷讓我們更加堅定了一定要實現GREEN FLOAT的信念」。

 

      人工島可上下浮動，減緩海浪的衝擊

 

      2015年清水建設專門成立了旨在使GREEN FLOAT等構想實現具體化的部門。為了使之前的構想變得更加現實，首先著手進行了十分之一大小的GREEN FLOAT的技術開發。這是可代替填海造地的城市基礎設施。

  

      設想建在東京灣等大城市郊區的海灣內，設計了塔高120米、作為地基的浮體部分直徑為210米的人工島。大小相當於漂浮在海面上的一座24層大樓。人工島的繫泊採用「樁柱繫泊」方式。在島的週邊設置多個圓環，通過打在海底的樁子來固定。

 

      樁子的長度還延伸到海面，設想到海上會因颱風和海嘯出現波濤洶湧的情況，設計的長度和強度可經受人工島設置地區能預想到的最大規模的浪高。採用的原理是通過使人工島隨著水位上下浮動來減緩海浪衝擊。

 

      清水建設還大力開展了實證試驗，把小型模型放在水面上，再現了颱風和海嘯引發的海浪。通過試驗證實，即便有大浪襲來，繫泊等結構的安全性也沒有問題。2017年該公司獲得了海洋浮體的第三方公共機構的設計基本認證（AIP）。

     

清水建設製作了GREEN FLOAT的小型模型，進行了耐受颱風和海嘯的驗證試驗

          

      荷蘭等國家已經實現了在名為「Floating House（水上住宅）」的建在水上的房子裏居住的生活方式。但清水建設的目標更為遠大，那就是力爭在水上建設商業設施及辦公大樓等規模的城市基礎設施。

 

      清水建設最近正致力於開發可以進行建築物改換的漂浮式地基。

  

      就像一直在GREEN FLOAT項目中所做的那樣，不是把浮體和建築物設計為一體，而是可根據城市的發展，在浮體式地基的上面進行建築物的修建或拆除，提高通用性。目前正為實現這一步而申請專利。

    

在申請專利的人工地基上，可根據用途進行建築物的改換（示意圖）=清水建設提供

        

      「基礎的技術開發和設計已經完成。隨後只需做出實物」，從2017年起就參與GREEN FLOAT構想的吉田副部長這樣強調。目前不只是在日本，清水建設還與日本國內外的地方政府和企業等就項目的開展進行洽談。

  

      面臨的課題是高成本。作為地基的浮體可以在岸上船塢裏施工，但上面承載的高塔部分計劃放在海上建設。按照在海上裝配高塔的傳統施工方法，需要把人員和材料轉移到高處。並且容易受風的影響，如果工期延長，成本也會相應增加。

 

      為此，清水建設開發出了獨自的施工方法。在地面上進行構造物的施工，先將其沉入海中，再利用浮力一點點地提升。這樣可進行安全而高效的施工，還能幫助縮短工期。

    

      需要進一步降低成本

 

      不過，清水建設提出的目標是在成本上達到與填海造地同等水準。為此需要進一步降低成本。今後還將研發可幫助實現海上施工省人化和無人化的自動化技術。

 

      最近幾年世界各地接連發生氣候異常和自然災害，由於切身感受到氣候變化帶來的危機，因此越來越多的企業和人開始重新審視以往的習慣和日常生活的應有方式。清水建設的吉田副部長説「歷經10年進行的研發趕了上時代的潮流，如今終於開始受到關注」。

 

      日本其他大型建築商也在開展關注自然災害的城市開發。大林組提出「智慧水城東京」構想，考慮在城市下方挖掘周長約14公里的雙重環狀隧道，建設最多可儲存460萬立方米儲備水的巨型儲水設施。

 

      面對自然災害和氣候變化，企業正加緊實現「漂浮城市」等。除傳統的ESG（環境、社會、企業治理）外，企業還要關注「LIFE（生命、生活）」，在自然災害面前保護員工的勞動環境和安全等。需要解決的課題多、困難大，但正因為日本是一個災害大國，只要能確立技術，就能一步步接近拯救LIFE。

 

      日本經濟新聞（中文版：日經中文網）坂本佳乃子

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