智能办公大楼
随着计算机性能的提高,其应用范围也不断扩大,就是建筑物也将采用计算机控制与管理。那时,当人一走进室内,窗户立即自动开启,室内的光线会自动调节,无论哪个座位都会感到舒适柔和。整座大楼的冷暖都可以调节,做到四季宜人。所以称之为智能大楼最恰如其分。
智能大楼可以作教学大楼,也可以作办公大楼,它有高度的自动化功能。如果作为教室,上课时间是关闭不接待客人的;如果作办公楼,来访者只要在一台打字机样的机器上,打入要访问的公司或部门名称,一个优美的
声音就会告诉他应该乘哪一部电梯,到几楼。来访者走进电梯,电梯便自动启动,这时电梯里的显示屏在报道当天的天气预报和国内外要闻。不一会儿,那优美的声音会提醒他,已到了要去的楼层。当来访者来到会客室时,里面还是一片漆黑,就在他推门跨入的一瞬间,房间里顿时灯火辉煌,空调机也会因季节不同吹来热风或冷风。
在的智能大楼里,光学玻璃纤维做的光缆纵横交错,以电子计算机为中心,形成一个通信网。这里的电视是双向的,老师可以坐在办公室向各教室的同学讲课,同学可从电视屏幕上看到老师,老师也能见到各教室的同学,并听到学生的提问,就像当面授课一样。这样的办公大楼,公司经理不用走出办公室就能掌握各部门的工作进展情况;必要时,还可以在电视会议室参加国际性会议。工作人员用文字处理机、数据处理机和个人计算机处理日常业务。办公效率大大提高。
智能办公大楼是一座电子楼,它有一整套电子装置和电子计算机结合,起着监测和考勤人员的作用。学生和工作人员有没有缺勤和迟到早退,电子装置会自动考勤;老师和职工的工资到时会自动支付。更令人向往的是,智能大楼还用负离子调节周围环境,树木长青,处处鸟语花香,楼房沐浴着阳光。在这里学习、工作像在公园里一样,使人心旷神怡。这种大楼,不远的将来就会矗立在许多大城市里。
月球住宅
人类登月成功后,科学家们就把人类千百年来住进月宫的愿望推向实际研究阶段,几十年来一直设想如何在月球上建造房屋,以供人类永久居住。
月球上的地理环境与地球大不相同。地球上一昼夜24小时,温差不大;而月球上一昼夜相当于地球上近一个月的时间,白天气温高达130℃,夜里气温可下降到零下170℃,温差竟达300℃。月球上也没有空气,所以人在月球上会遭到宇宙射线的强烈照射。此外,流星体还会经常“光临”月球,给人带来威胁。
解决这些问题的方法,是选择好建造房屋的位置。科学家们通过对月球的实地考察和大量的科学研究,终于发现月球南极附近大环形山中的平坦地方是理想的建房地区。这里常年有太阳照射,温差比月球赤道小。只要把房屋建成地下式圆顶结构,就可以避免流星体和温差的损害,更减少了宇宙射线的辐射。人们在这样的月球房屋内居住、工作,都是安全可靠的。
在月球上建造房屋有一些得天独厚的优势。月球蕴藏着丰富的资源。其中的沙土和岩石是很好的混凝土原料,是建筑房屋的理想建筑材料。这样,人类就不必用宇宙飞船把建筑材料从地球搬到月球,省去了大笔费用。在月球造房,也不必从地球上带来能源,因为月球上有大量的硅,用它可以制作太阳能电池,这样,月球房屋的供热、供电就可以全部使用太阳能。这比地球上用煤或电取得能源方便多了。
科学家们认为,在21世纪的中期,月球上将出现住房、办公室、研究所等中型建筑,以及生命维持设施和紧急避难设施等小型建筑。不过,最令人瞩目的将是象征月面城市的月球塔。这是一个高540米的月球塔架。围绕塔架的螺旋形管道上安置了九个面包圈形的建筑,包括顶端的瞭望台、通讯中心的控制中心,以及可容纳2000人的饭店,到那时,人们可以乘着登月艇抵达月球,旅游参观,并下榻在月球上的“宾馆”,实现我国古代人民“嫦娥奔月”的梦想。
可行走的房屋
让自己的房屋能随意行走,这是很多人梦想的事情,不过,这在科学家们看来,已不再是梦想。
城市里尽管有多种多样的现代化的新颖建筑,但毕竟城市的空间有限,不可能在一年四季创造城市的新模式。科学家经过多年的研究,已进行试点,让城市建筑物按各个季节或不同的要求进行移动。形成各种类型的城市街区和广场,使整个城市始终保持新鲜感。
设计师们通常将城市街区划分为许多边长为30米的正方形区域,每个正方形里一个框架台车,底部装有可以移动的车轮,建筑物、道路和绿化地等分别建造在这一个个框架台车上。在那里,还有控制整个台车移动的装置,台车下面的水泥地面上又铺设了钢轨,框架台车就在上面行走。如果把一幢幢建筑物移到一起,就组成整齐的街道;如果把道路和绿化区域集中起来,能形成广场,或者成为街区公园。
为了使建筑物移动方便,通常把建筑物的高度定为八层。在底层,建筑物向内凹入1.5米,作为人行道。另外,框架的边缘向外伸展出3米宽的托板,并可以收缩折叠,随建筑物一起移动。如果两幢建筑物移动到一地点,然后各自伸出这块托板,就成了6米宽的马路,用来行驶汽车。作为城市的主要街道,可以在两排建筑物间插进一排建有道路的框架台车,那么便是一条30米宽的大道。
在地面下筑有地下廓道,建筑物的给水管、排水管、供电及电话电缆等都安装在内,它们通过一个像插头那样的接点与建筑物接合。建筑物移动时,首先卸去固定建筑物的锚栓,断开电缆和各种管道的接点,并把用作车道的托板收到框架台车的侧面。随后,开动台车中的液压驱动装置,先抬起,再以每分钟15米的速度沿轨道移动,到达预定的地点。
在会行走的城市里,建筑物的每层楼面还能自由地作横向移动,形成与阶梯台相似的形状,或者只移动某一层楼。这样,既丰富城市的景观,又把两幢建筑物的最高层相对推出并拢后,就能形成一个屋顶广场,可以作为屋顶舞厅或商品展销市场。
但是,房屋行走也会带来许多难题,有人担心,一旦建成这样的城市,因为住房、街道经常变化,会使人经常处在对城市感到陌生之中。你想,一个人多次到过的地方和经常行走的街道变了,熟悉的建筑物走了,他怎会马上适应?探亲访友的人也会苦于亲友的住宅走了而难于寻找,上下班乘公共汽车,也总是摸不准车和路径。就是出租车司机也一定会因建筑的迁移和街道的改变,而难以将顾客送到目的地。
大树式建筑
高层建筑具有节约用地、减少污染的优点,因此未来的建筑将明显地朝着高层方向发展。不过,高层和超高层建筑受到的风力大,地震时容易倒塌,楼房也容易下沉,因此,科学家正在设计其他形式的建筑。
设计师们从大树的结构中得到了启示:大树之所以不怕狂风暴雨和地震的威胁,主要是因为它具有深深固定在泥土中的庞大的根系、坚固的树干和披挂于枝条上的树叶,于是,建筑专家们设想,把房子的垂直结构建筑成坚固的“树干”,并同时使它深深地“扎根”于土壤、岩石中。楼梯、电梯等安装在“树干”内,作为上下通道。在“树干”上安置很多根挑梁,像树枝那样伸展出去。一只只用轻质材料冲压而成的房间,像树叶那样悬挂于挑梁上。这样,新型的悬挂建筑就诞生了。
大树式悬挂建筑不仅具有优良的抗风、抗震性能,居住里面可以高枕无忧,而且建造比较方便,避免了目前高层、超高层建筑施工中的种种不便。一个个悬挂的房间可在工厂冲压成形,由汽车运到工地,再用吊车或直升机把它们一一挂在挑梁之上就成了。
这种建筑将为人们提供许多方便。它通风好,可以保持室内空气新鲜。房间位置可以任意调换,高层、低层、左侧、右侧,随意选择。如果谁家的房间出了毛病,只需单独检修,对其他居民以及整个建筑没有丝毫影响。搬家也不需要兴师动众,把悬挂房间取下,由汽车或直升机运到新的“树干”处,再挂起来,人们就有了新居。
这种建筑设计还只是纸上谈兵,真的建成实用与否也很难说,因为人在里面居住,要吃要喝要便……事情多了,这样的建筑能否满足还是个谜。
用纸建屋
在牧区、林区、农场或野外作业,由于经常搬迁,过去都是用简易的帐篷当住房,而未来从事这些工作的人可能住上设施考究的纸屋。一幢38平方米的纸屋,全部重量约200公斤,拆卸后可装在两个大纸盒里,搬迁简便。
纸屋同普通房屋相似,有门、有窗、有墙和天花板,还有装饰墙纸等。它的主要材料是各种类型的波纹夹层纸板或蜂窝状夹层纸板,纸板外表有覆盖层和保护层,一层层,很有点像夹心饼干,但一般厚度在50毫米左右,它具有相当的牢固度。如纸屋的板壁是经处理的带皱纹的牛皮纸板,纸板外有合成树脂和玻璃纤维,坚如水泥板壁;屋内的墙壁和天花板,也是能经受高温、水浸和虫蛀的纸板。
用来建造纸屋的纸,是一类用合成树脂做原料生产出来的纸型薄膜,被称为人工合成纸。它们像普通纸那样具有微细孔结构,吸附油墨和水的能力很强,可用作书写和印刷;但又具有塑料薄膜的性能,坚固、柔韧、耐水、耐折、耐光,耐化学腐蚀。所以,纸屋具有木材和水泥所没有的特性。
纸屋中通常不再用土木砖石或钢筋水泥,因此,它的形式可采用折拱顶或球壳类空间结构。纸板按照需要制成特定的大小和形状,采用周围折边来加强刚度,然后像贴橡皮膏似的在接缝处用玻璃纤维织带和树脂涂料进行黏结密封。在西班牙,曾建造一座橘子形的公共电话纸屋,造型奇特,美观醒目,增添了现代城市的艺术色彩和活力。
将来,纸建房技术更加成熟后,它将不只用于无固定居所而经常搬迁的人们居住,应用范围会更广,如需要住简易房的人,发生自然灾害的地区,住不起普通建筑的流浪汉,也可以用于作室内间隔材料。
太阳能采暖房
太阳能采暖房是采用太阳辐射的能量来代替部分生活能源,使室内达到一定环境温度的一种建筑。它又叫太阳能住宅。
太阳能采暖房有两种主要形式:主动式和被动式。主动式太阳房建有集热器、蓄热器,以及管道、风机、水泵等设备,“主动”地搜集、储存和输配太阳能。被动式太阳房主要依靠房屋的位置、建筑空间的合理布置、利用建筑结构及建筑材料的吸热性能等,使房屋尽可能地吸收和储存热量。
在主动式太阳能住宅的屋顶上,装有接收太阳能的集热器。它由一个个特制的玻璃盒组成。太阳光穿透最上边的双层窗玻璃后,照射到用薄铁皮做的集热板上。被晒热了的集热板,将光能变成热能,以红外线方式加热周围的空气。由于红外线不会透过玻璃,因此成了只准太阳光“进”,不准热能“出”的集热器。当空气从集热板下面流过时,就可将搜集的热量带走,送到一个能储存热量的蓄热器里去。蓄热器又有管道与房间隔墙上的风道相通。当室内温度低于规定值时,水银接点温度计自动控制通风机运转,使蓄热器中的热量送到房间里取暖。
被动式太阳房有很多的类型,最简单的是将南向玻璃窗加大,直接照射到室内的墙壁、地板和其他贮热体上面,升高温度,蓄存热量。在夜间或天阴下雨时,关闭保温窗帘,这些蓄热体逐渐释放所蓄存的热量,保持一定的室温。有的利用南向的玻璃窗和墙,做成类似集热器的日光间或集热蓄热墙,利用通风和空气循环获得热能。还有的是将整个太阳房的屋顶做成蓄水浅池,或者设置装满水的塑料袋。白天太阳光将水加热,受热的天花板以辐射的方式将热量传给房间;夜间屋顶的“水池”盖上保温盖板,以减少向外界散热,而温度较高的水则通过天花板继续向室内辐射热量,保持室内的温度。在夏天,则只需改为白天盖上盖板,夜间打开,就可以起到降温的作用。
目前,科学家们不仅在研究高效小型的集热器、蓄热器,还采用先进的电子仪器和电子计算机控制,建造未来的自动化太阳能采暖房。估计这种住房在不久就会有人住上。
家庭智能居室
根据科学家们预测,随着地球上人口的急剧增长,土地资源日趋紧张,高大的楼房将愈来愈多,千层以上空中城将在许多地方迎风矗立;还有深入地下的地宫,建在海洋中的海中城市,飘浮在地球同步轨道上的太空城和月球城,都将成为人们新鲜的居住地。
说到每家每户的住房,有一种“智能建筑”将可能广泛推广。美国全国住宅建设协会早就许诺,几年之后就可把这种“智能房屋”投入市场。这种房子会根据你预先告知它的条件自动开关灯;会在你离家时接通防盗警报,而在你回家后又自动切断防盗警报;如果家中无人而有小偷潜入,它会发出威胁信号;如果你突发急病,只要发出一个信号,它会马上与急救中心取得联系;如果家中有什么设备出了毛病,它又会自动邀请修理工前来检修;它还会自动控制室内温度、湿度及空气清新度;会自动清扫房屋,清洗衣物;会按你的要求和营养师的忠告,配制和烹调可口的饭菜;完善的通达各地的通讯系统,使你可以和居住在异地的亲友“面对面”聊天交谈。
计算机网络和通讯设施的日臻完备,住宅将越来越多地兼有办公室的功能。人们将不必像今天这样急匆匆地赶去上班。他们可以在家里参加电视会议;可以用电子邮递计算机迅速汇集来自各方的信息并将它们分类归档;也可以通过文字处理机把报告或指示在几秒钟内传给机关部门,甚至还可以在家中查阅图书馆中的资料。
将来,倘若小小的噪音让你睡不安稳的话,一种新颖独特的床是最适合不过的了。它能隔绝一切杂声,还会播放轻松音乐和散发新鲜氧气,使你徐徐进入梦乡,在视听室里,你只需坐下,按一下擎,一个具有立体音响的96英寸的电视机便可为你提供礼堂享受;保健室是未来家庭应具备的,虽然保健室不能取代医生,但它能助你决定是否需要看医生。你只需输入你的体重、高度及性别等资料,保健电脑就可量度你的脉搏、血压及脑波。此外,它亦会提供护肤意见,及预测所在地区的天气;在浴室里,只要向浴缸打声招呼,它便会自动开灯,调校适度水温。当你坐进浴缸后,可享受水力按摩,浴缸顶的液晶显示幕,还可随你选择风景,更衣室设计像豪华时装店,你在穿上衣服后,影像可投射在一个巨型荧幕上,让你亲眼目睹自己穿上衣服是个什么模样;冥想室,一个半圆形的银幕可带你漫游森林、沙漠或是宇宙,助你消除一天的压力。在这种住宅里生活,会感到方便、愉快极了。
未来的家庭住房,将是一个中间设有固定墙壁的大房间。建筑师只设计供分隔用的轻质活动墙板和顶板,主人可以根据自己的爱好和需要,任意把大房间隔断或打通,随时变换组合。而且,调整房间都由家庭电脑控制,一般只要按一下电钮就行了。
未来居室内空气清新,温度适宜,这也是“房屋控制器”——电脑的功劳。它可以自动管制室内的通风换气,自动调整室温。当然,房主人必须事先把每天每小时甚至一周内每天的室内温度、湿度等规定好,编成程序输入电脑中。房屋控制器还可以控制电源开关,管理居室内的电灯以及各种电气设施。它可以记录下用电的时间和消耗的电能,精密地控制总用电量。从事各种家务的机械也都由房屋控制器统一管理。如果把电话联结在一起,那么就可以在任意一个地方对各种机械进行遥控指挥了。
将来,在家庭中的四大件——彩电、冰箱、洗衣机、录像机将被新的“五大件”所代替。激光唱机和数码唱片会给人们带来最美妙动听的音响;双画面电视,可以在一个电视屏幕上同时显示两个或几个频道的节目;微波灶做饭加热迅速、节能、卫生;超声波洗衣机,不用洗涤剂就可以把衣服洗干净;电脑缝纫机,可以自动缝制合体的衣服。
未来的新居还是非常安全的住宅。令人担心的不可靠的门锁已成过去。“芝麻,芝麻,开门吧!”这种神话般的开门方法将得到广泛应用。接触式门锁只对预先编入程序的指纹起作用,音响门锁听到自己主人的声音时才会自动开启。新居的每个房间都装有行动检测器,一旦发现不速之客,电脑会指挥电灯齐明令扬声器发出警报,同时自动向警方报警。如果有火情发生,电脑自动切断电源,并向消防队报警。
浴室是一种有利于人的身心健康的重要场所,如今,有条件的地方都设有浴室,并且里面的设备日益增多,让人们洗得更方便、更开心、更享受、更有益于健康。在一些发达的国家或地区,家庭的浴室也越来越大,讲究奢侈,将来,主人甚至可以在浴室里招待客人。
对单身居住者来说,在浴室里装个电话也很需要,这就可以免得常常跳出浴缸去接电话。此外,立体声音乐和电视可供消遣。如果有个冰箱,躺在水里懒洋洋地还能喝上冷饮。绿化盆景更能增添美和浪漫色彩。
生命在于运动。越来越多的人在家中添置了杠铃、划桨机和固定脚踏练习器等体育器材,无疑将会在家中创造出小小的健身房。剧烈运动之后,洗个淋浴或冷水浴该有多么舒服。因此,设计师都把健身房安排在浴室旁边,甚至把双人浴缸装在健身房里。抽水马桶或是被隔开,或是索性移到卧室里去。这样一来,新型浴室就会发展成为运动健康室。
未来浴室不同凡响的特点之一,可能是它能在室内模拟各种气候条件。一种“环境”牌蒸汽淋浴系统,能让你转动旋钮得到你所喜爱的小气候:阳光、下雨、蒸汽和刮风等等。同时,香料厂家正在研制能散发出人们喜爱的任何香味的设备。立体声设备能为你提供海浪拍打沙滩或是狂风怒吼的声响。这一切将使未来的人不出门就享受到遥远旅游胜地的乐趣。
浴室自动化也是势在必行。自己擦背总是不太容易。对于忙人来说,能买到一个能让他们看书、口授或是看电视,又能迅速擦洗全身的浴缸,肯定会高兴。
此外,未来的浴室里还将安装上标准的洗脚设备;块状肥皂将由喷雾瓶取代;小型旋涡浴、蒸汽浴和体育设备将取代大型的;以及能大量节水的抽水马桶等等。
到那时,浴室可能需要起一个新名字,如“疗养室”、“康乐室”、“健康室”什么的,我们等着瞧吧!
绿色大厦
在现代化的都市里,当一幢幢高楼大厦拔地而起时,绿色便渐渐远离了我们。嘈杂的声音,拥挤的人群,还有混浊的空气,加上这绿色的日趋减少,使现代城市居民整天生活在灰色的世界中。这不能不使建筑师们思考:如何建造永久性“花园”,弥补人们已经失去的绿色!
建筑师们首先想到了水泥“盒子”——公寓楼。他们设想把“盒式”公寓楼盖成“梯田式”形状,使楼房住宅层层如梯田一样向上排列,就可以使每层楼房都能配上一座小花园,整个住宅区仿佛坐落在碧波绿海之中。这样,人们闲暇之时,便有充足的花园可供光顾观赏和歇息。
但是在没有山坡可依靠的地方,梯田式住宅容易出现重心不稳、失去平衡的问题。聪明的建筑师把两幢逐层后退的梯田式住宅楼背靠背并拢在一起,成为“马鞍式”住宅。解决了重心偏离支面的问题,马鞍形住宅的各层居民都可以利用下层的梯顶开辟自己的绿地,设置水池、花槽、桌椅等,可以享受到打开窗门满眼绿色的乐趣。
为了使绿色视野更加广阔,建筑师们又设计把两座梯田式住宅面对面拼接在一起,中间用超坚固的网把它们拉住,成为一个整体,形成“元宝式”住宅。每户的花园遥遥相望,整个住宅中部从上到下形成一个绿色的“峡谷”。如果在衔接的网上悬挂人行便道、儿童游戏场、公共花园等,那么,高层生活就如平地一样。
伦敦市中心有一座商业大楼,与一般大楼所不同的是,它的顶部是一座花园,栽有5000多种植物。到大楼购物的游客可以顺便在花园里歇息,领略一下“大自然”的奇姿异彩,舒展一下因快节奏生活而绷紧了的神经。在改造室外环境的同时,人们还努力使绿色走进室内,人工土壤、人工草坪的出现,使室内庭院的建设成为可能。
将来,尽管城区内地皮紧张,高楼大厦拥挤,但建筑师们都在努力使市区住宅接近别墅水平,增加田园风光,让绿色永驻人间。
世外桃源空间城
随着未来近地轨道空间站、天地往返运输系统、月球基地、火星基地的相继建立,会出现太空人类化的新局面,建设空间城市不会是虚无缥缈的事了。从长远观点看,人类为了真正地永存,将不可避免地向空间扩展。据预测,在今后几个世纪内,由于空间新世界的开发成功,反过来会推动地球上各种领域突飞猛进的发展。在近期,人类仍将有效利用空间和空间各种资源为地球上的各种需要服务。随着地球世界的进步,人类必将逐步地移入太空。
提到空间城,可追溯到数千年前。祖先早就梦想着开发浩瀚的宇宙,他们曾设想月宫的琼楼玉宇。清朝戏剧理论家李渔在其名著《闲情偶寄》中写道:“实者,就事敷陈,不假造作,有根有据之谓也;虚者,空中楼阁,随意构成,无影无形之谓也。”
19世纪初,随着对自然规律认识的逐步深化,陆续出现了一些想象力极其丰富的科学幻想小说。法国作家凡尔纳的《从地球到月球》《环游月宫》,俄国著名科学家齐奥尔科夫斯基的《地球之外》,都描写了遨游太空,飞往其他星球的引人入胜的故事,而且文章具有很高的思想性和科学性。伟大诗人郭沫若在《天上街市》中写出这样动人的诗篇:“我想那缥缈的空中,定然有美丽的街市。街市上陈列的一切物品,竟然是世上没有的珍奇。”如此美丽的“天上的街市”,也将由掌握现代高科技的科学家们在太空中一座又一座地建立起来。
进入21世纪后,人们将在空间发展生产,大量生产高性能、高质量、高效益的急需产品,因而将在空间建立空间工业城。它是由若干个绕地球轨道运行的空间工厂组成:有空间材料加工厂、生物制品厂、制药厂……设想的空间工厂是在一个长78米、宽48米的桁架上,配置了供生产用的工厂舱、居住舱、能源供给舱、生保系统舱等,可居住30人在其上从事生产。为了获得均质的微重力环境,将整个平面布置成前后左右对称的形式。此外,为了改善居住环境,居住舱放在远离工厂舱的地方。
空间旅游事业在21世纪将成为太空资源开发的热点之一,因为要把空间变成商业性质,最具有代表性的就数宇宙观光了。据美国探险旅游业的旅行社规划,初期用垂直起降并可重复使用的火箭绕地球轨道飞行,作为旅游观光的急先锋,等空天飞机等新的天地往返运输系统开发成功,就可并驾齐驱或取而代之。美国已有人报名到空间旅游观光,日本也在1993年做过这方面的征询意见调查,竟然有70%的人回答想到空间去旅游。
由此看来,建立空间旅馆势在必行,由于旅游观光必须有住宿设施。设想的空间旅馆将建设在低轨道上,它由供旅客住宿的客房区、餐饮娱乐区、能源供给区、停机场四部分组成。上下高度为240米,客房区由直径140米的64个客房舱连成环状,舱内配有卫生间和淋浴等设施,通过旋转产生人造重力。旅客可到娱乐区的健身房进行体育锻炼,亦可参加文娱活动,真是一饱眼福,其乐无穷。