آیا روزی می‌رسد که در شهرهای درون ساختمان‌های غول‌پیکر زندگی کنیم؟

شهرهای محصور در یک ساختمان به یکی از ویژگی‌های اصلی اقامت‌گاه‌های انسانی در داستان‌های آینده‌نگرانه تبدیل شده‌اند. این اقامتگاه‌ها تمام زیرساخت‌های مورد نیاز برای زندگی انسان‌ها را در بر می‌گیرند. ولی اجرای ایده پیاده‌سازی یک شهر کامل درون یک ساختمان چقدر شدنی و ممکن است؟

ایده آرکولوژی – که از ترکیب دو عبارت معماری (Architecture) و بوم‌شناسی (Ecology) به وجود آمده – اولین بار توسط معماری به نام «پائولو سولری» در سال 1969 مطرح شد. او به دنبال ترکیب ساختمان‌ها با فلسفه بوم‌شناسی بود. یک سال بعد، او کار روی «آرکوسانتی» را آغاز کرد که یک شهر آزمایشی با همین ایده در آمریکا بود.

ایده‌های سولری الهام‌بخش بسیاری از داستان‌های علمی تخیلی شد و نمونه‌های سینمایی آن را در فیلم‌هایی مثل Dredd و Skyscraper دیدیم، ولی جزئیاتی درباره نحوه کارکرد این شهرهای ساختمانی ارائه نشد. حالا اما عربستان سعودی پروژه جاه‌طلبانه‌ای به نام «خط» (The Line) را شروع کرده که می‌خواهد 9 میلیون نفر را در یک آسمان‌خراش افقی به طول 170 کیلومتر جا بدهد. «خط» از انرژی‌های خورشیدی و توربین‌های بادی استفاده خواهد کرد اما همچنان برای تامین برخی از نیازهای خود از جمله خوراک به منابع خارجی نیاز خواهد داشت.

اگر بخواهیم به دیگر نمونه‌های آرکولوژی نگاه کنیم، باید به جنوبگان برویم؛ جایی که تقریبا تمام سکونت‌گاه‌های انسانی خودکفا هستند. ایستگاه مک‌موردو از حدود 3000 محقق و خدمه میزبانی می‌کند اما هر سال بخش عمده غذا و سوخت مورد نیاز خود را از منابع خارجی می‌گیرد.

آیا از نظر مهندسی می‌توان یک ساختمان غول‌پیکر ساخت؟

با این اوصاف، آیا ساخت یک شهر ساختمانی به‌صورت آرکولوژی شدنی است؟ ساختمانی در این حد و اندازه برای تحمل وزن سنگین خود باید زیربنای بسیار عظیمی داشته باشد. «مانیکا انسپرگر»، مهندس ساختمان شرکت BSP Consulting می‌گوید: «بار این ساختمان بسیار زیاد خواهد بود، اما هیچ چیز غیرقابل دستیابی نیست. ساخت این زیربنا صرفا به هزینه بیشتری نیاز دارد.»

چالش بزرگ‌تر در ساختمانی با این ارتفاع به اثر باد برمی‌گردد. فشار باد برای ساختمان‌های معمولی نگران‌کننده نیست، اما برج‌های غول‌آسا مثل برج خلیفه در دبی باید پیش از ساخت به دقت بررسی شوند تا تاب ایستادگی در برابر بادهای شدید و تاوه‌ی حاصل از آن را داشته باشند. تاوه به اثر باد بر سطح ساختمان و ایجاد فضایی با فشار پایین در سمت دیگر آن گفته می‌شود.

پل Tacoma Narrows در واشنگتن آمریکا در سال 1940 به خاطر باد شدید که موجب نوسانات پربسامد این سازه شد، از هم فرو پاشید. اثر خم‌شدگی سازه‌ها در برابر باد با استفاده از دستگاه‌هایی که لرزش‌ها را کاهش می‌دهند، قابل کنترل است. به‌علاوه، می‌توان بنا را به گونه‌ای ساخت که جریان باد را مختل کند.

«آدریان اسمیت»، معمار بسیاری از ساختمان‌های بزرگ از جمله برج خلیفه می‌گوید: «یکی از روش‌های کاهش تاوه تغییر شکل ساختمان از پایین به بالاست. اگر شکل ساختمان را تغییر ندهید، تاوه فرصت تقویت شدن پیدا می‌کند و موج‌هایی از حرکت را به وجود می‌آورد. این موج‌ها با ساختار ساختمان هماهنگ می‌شوند و شرایط فرو ریختن آن را فراهم می‌سازند.»

انرژی شهرهای ساختمانی باید از کجا تامین شود؟

مشکل مهم بعدی تولید انرژی است. فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر مثل پنل‌های خورشیدی و توربین‌های بادی می‌توانند به‌راحتی روی نمای بیرونی یک آرکولوژی قرار بگیرند، اما بعید است که بتوانند به‌تنهایی برای تامین توان مورد نیاز کل یک شهر کافی باشند. چون این منابع فقط گاهی اوقات در دسترس قرار دارند و باید از امکانات دیگری برای تولید انرژی به‌صورت پشتیبان و ذخیره‌سازی مازاد انرژی استفاده کرد.

راکتورهای هسته‌ای یکی از راهکارهای جایگزین برای تولید انرژی هستند. راکتورهای ماژولار کوچک (SMR)، از جمله راکتورهایی هستند که ادعا می‌کنند از نظر ایمنی بهتر از راکتورهای بزرگ‌اند و می‌توانند برای این ساختمان‌ها به کار بیایند. ولی مشکل زباله‌های هسته‌ای همچنان در این راه یک چالش اساسی خواهد بود. راکتورهای همجوشی اگرچه ایمن‌تر و پاک‌تر از راکتورهای شکافت هسته‌ای هستند، اما اندازه کوچکی ندارند و هزینه استفاده از آن‌ها بالاست.

تولید غذا را هم نباید فراموش کرد. شیوه‌های رایج کشاورزی در یک ساختمان ممکن نیست. کشاورزی آب‌کشت عمودی می‌تواند یکی از راه‌های ممکن برای حل این مشکل باشد، اما نور مورد نیاز برای زراعت میزان تقاضا برای انرژی را افزایش می‌دهد و حتی شاید فضای کافی برای تامین غذای تمام افراد وجود نداشته باشد.

تصفیه آب به شیوه‌های مختلف احتمالا بهترین روش برای تامین آب در این ساختمان‌ها خواهد بود. ایستگاه فضایی بین‌المللی تقریبا هر روز 17.3 لیتر آب تصفیه می‌کند اما همچنان هر چند ماه یک بار از زمین آب می‌گیرد تا نیاز فضانوردان را برطرف سازد.

گفتنی است که همه کشورها به دنبال احداث ساختمان‌های غول‌آسان نیستند. چین در سال 2021 احداث ساختمان‌های بلندتر از 500 متر را ممنوع کرد و سخت‌گیری‌های زیادی برای احداث ساختمان‌های بلندتر از 250 متر در نظر گرفته است.

شهرهای ساختمانی اجتناب‌ناپذیرند

با افزایش جمعیت کره زمین، توسعه افقی شهرها نمی‌تواند تا ابد ادامه پیدا کند. در نتیجه، شهرها خواه ناخواه باید به سمت آسمان پیش بروند. ولی به جای ساخت یک ابرساختمان غول‌پیکر، می‌توان چند ساختمان را با استفاده از پل‌های زمینی به یکدیگر وصل کرد. ولی چنان‌چه بنا باشد آسمان‌خراش‌های زیادی در کنار یکدیگر ساخته شود، ساکنان طبقات پایین از نعمت نور آفتاب محروم می‌شوند.

در خصوص مواد لازم برای احداث این ساختمان‌ها، با توجه به تغییرات اقلیمی احتمالا باید منتظر تغییرات زیادی در این زمینه باشیم. آلودگی کربنی حاصل از تولید سیمان از آلودگی صنعت هوانوردی بیشتر است. یکی از مواد جایگزین برای این هدف می‌تواند الوارهای چوبی باشد. دستیابی به این الوارها از طریق کاشت درختانی ممکن خواهد شد که خود کاهنده آلودگی‌های کربنی در زمین هستند.

اگرچه ساخت آرکولوژی بر روی کاغذ، حداقل از دید ساختمانی، ممکن به نظر می‌رسد، اما به ابتکارات زیادی در زمینه مهندسی نیاز دارد تا بتواند انرژی و غذای مورد نیاز ساکنان خود را تامین کرده و برنامه مناسبی برای مدیریت پسماند داشته باشد. منتقدان این طرح مدعی‌اند که چنین ایده‌ای حداقل در آینده نزدیک از نظر اقتصادی به صرفه نیست.

افزون بر این، عده‌ای می‌گویند که زندگی دائمی در یک فضای محصور و بسته تجربه جذابی نخواهد بود، اما خوب است بدانیم که احداث چنین ساختمان‌هایی شدنی است تا در صورت بروز فجایع گوناگون بتوانیم به داخل این سازه‌های غول‌پیکر پناه ببریم.

مانیکا انسپرگر می‌گوید: «هرگز نمی‌گویم که چیزی قابل ساختن نیست. همه چیز قابل ساختن است، اما باید هدف و نیاز مشخصی برای آن وجود داشته باشد.» به نظر شما ساخت شهر در قالب ساختمان‌های بزرگ تا چه حد شدنی است و چند سال دیگر به چنین دنیایی خواهیم رسید؟