第172章 生態建筑（二）（1/2）

对於高层建筑而言，“电梯困境” 是一个至关重要的问题。我们可以通过一个简单的例子来理解：假设一栋 10 层的建筑，每层面积为 100 英尺 x100 英尺（即每层 10,000 平方英尺），总建筑面积为 100,000 平方英尺。如果这栋建筑需要將 10% 的面积用於电梯，那么电梯占用的面积就是 10,000 平方英尺，剩余可供使用的面积为 90,000 平方英尺（原文此处计算有误，10 层总建筑面积 100,000 平方英尺，10% 用於电梯则为 10,000 平方英尺，剩余可用面积应为 90,000 平方英尺，而非原文所述的 990,000 平方英尺，此处按原文逻辑修正后翻译）。

如果我们將建筑高度增加一倍（即 20 层），那么电梯所需的面积比例会上升到 20%。此时建筑的总建筑面积为 200,000 平方英尺，电梯占用的面积为 40,000 平方英尺，剩余可用面积为 160,000 平方英尺。但实际上，考虑到电梯需要更长时间往返於 20 层楼之间，实际可用面积可能会更少。我们將建筑面积增加了一倍，建筑成本几乎必然会增加一倍以上，但可用面积仅从 90,000 平方英尺增加到 160,000 平方英尺，增幅仅为 78%。

如果再增加 10 层（即 30 层），总建筑面积达到 300,000 平方英尺，电梯占用的面积比例会上升到 30%，此时可用面积仅为 210,000 平方英尺。若增加到 40 层，电梯占用面积比例升至 40%，可用面积则为 240,000 平方英尺；50 层时，可用面积为 250,000 平方英尺；60 层时，可用面积反而下降到 240,000 平方英尺；70 层时，可用面积进一步降至 210,000 平方英尺。由此可见，当建筑高度达到一定程度后，每增加一层，所获得的可用面积不仅会逐渐减少（边际效益递减），甚至会出现负增长。而且，每增加一层，建筑成本都会大幅上升。

在 “电梯困境” 的影响下，最终会达到一个临界点：此时，建筑的可用面积不仅不再增加，反而会开始减少。值得一提的是，传统城市中的道路也面临著类似的二维层面的困境（即道路面积与交通需求之间的矛盾）。当然，针对 “电梯困境”，目前已经有许多部分解决方案，例如双层轿厢电梯（double-deck elevators）、直达电梯与专用电梯、电梯分流技术等等。这是一个非常有趣的问题，涉及大量的数学计算，但有趣的是，生態建筑在一定程度上可以规避这一困境。

由於生態建筑本质上是自给自足的，建筑內部存在大量低人流区域，且每平方英尺的人口密度远低於传统高层建筑。还记得我之前提到的吗仅水培种植区，每人就需要约 1000 至 2000 平方英尺的空间，而这些区域在大多数时候並不需要电梯。相比之下，同等面积的空间足以容纳一套舒適的家庭公寓。此外，由於建筑一层不再是主要的人流目的地（人们的活动分散在建筑內部各个区域），且人均空间更大，生態建筑可以设置更多楼层。虽然这並不能完全消除 “电梯困境”，但能在很大程度上缓解它。而且，建造过高的建筑其实並没有太大意义，因为如果需要扩大容量，横向扩建往往比纵向增高更划算。

即便你將地球上所有的陆地和海洋表面都覆盖上生態建筑，最终不得不通过增高建筑来容纳更多人口，你也会先遇到 “热量瓶颈”（heat wall），而非让 “电梯困境” 成为限制因素。此外，要建造一座成本足够低廉（无论是建设成本还是维护成本），且能將大部分空间用於粮食生產的生態建筑，我们必须彻底摒弃 “拥挤建筑” 的观念。生態建筑这种建筑形式，只有在你有能力建造人均面积宽敞的建筑时，才值得去建造。但在此可以简要说明：只要农业生產仍主要局限在单层空间內（无论是土地利用率低但成本较低的露天种植，还是全部在温室中进行的种植），那么大多数建筑就不需要设计成高层 —— 因为高层设计並不会带来明显的优势。人类的居住、工作和购物区域，实际上並不需要占据大量空间。

以香港和纽约为例，这两座城市拥有世界上最多的摩天大楼，但它们都未能进入全球人口密度最高的 40 个城市榜单 —— 人口密度最高的马尼拉（ani），摩天大楼数量还不到 50 座。而且，即便这两座城市中的大多数建筑並非高层（更不用说摩天大楼），它们实际占据的土地面积依然非常小。就像不住在农村的人常常会忘记农场有多广阔（许多大型农场的面积甚至比城市还大）一样，那些主要通过电视或购物之旅接触大都市的人，也常常会忽略一个事实：即便在规模最大的大都市中，只有极小一部分建筑的高度达到四层或以上，而其中能被称为 “摩天大楼” 的比例更是微乎其微。

目前，我们需要一整块大陆的面积来养活全球人口，但如果將所有人都安置在一层或两层的郊区式 “微型豪宅” 中，所需的土地面积甚至不会对地球总陆地面积造成明显影响。郊区的人口密度通常为每平方英里 14,000 人，这种密度一点也不拥挤 —— 相当於每个家庭拥有四分之一英亩的土地。按照这个密度，全球人口只需 50 万平方英里（约合 129.5 万平方公里）的土地就能容纳 —— 这个数字听起来很大，但实际上只相当於西班牙的国土面积（西班牙国土面积约为 50.6 万平方公里，原文此处数据可能存在误差，按原文表述翻译）。

因此，只有当高层建筑的单位面积建造成本足够低廉，低到让人们可以考虑將大部分农业生產转移到室內进行时，我们才会开始將大部分人口安置在高层塔楼中。我们建造生態建筑，可能主要是为了彰显声誉 —— 就像建造最高的建筑一样，但不要期望在我们能够以经济可行的方式在室內种植粮食之前，生態建筑会成为大多数人居住的常规选择。因为在那之前，这根本不可能实现。

然而，如果我们真的能以经济可行的方式实现室內粮食生產，那么 “拥挤公寓” 的概念就会被彻底拋弃 —— 因为居住空间的成本会相应大幅降低，而且种植空间与居住空间也可以实现部分重叠。例如，你的鱼缸可以成为水循环系统的一部分，同时还能提供食物；走廊的照明区域可以在两侧种植植物；甚至你的窗帘可以是一张网状结构，上面攀爬著能结果实的藤蔓。我们现在之所以不这么做，主要不是因为空间不足，而是因为时间 —— 毕竟打理这些植物需要大量的时间和精力。

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