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2024年11月24日
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縱觀建筑學的發展歷史，可以發現，世博會對建筑學，尤其是對近現代建筑學的發展產生了深刻影響。世博會作為人類科技文明的最佳展示舞臺，它為人們提供了一個建筑技術發展的切片，讓我們了解現有的成果；同時，在世博會上出現的新材料、新理念也為我們提供了未來建筑技術發展的新趨勢，預測了未來建筑發展的方向。有理由相信，世博會上展示的新建筑科技會讓人類生活更美好！
材料篇
無論是已塵封多年的古老建筑，還是新潮、時尚的未來建筑，其建筑材料的好與差將會直接影響到房屋的舒適性、宜居性。在上海世博會上，各個國家的展館在建筑材料的選擇上可謂是八仙過海，各顯神通，甚至有超乎想象的應用。
在建筑材料的選用上，日本一向以大膽、超前著稱。在漢諾威世博會上，日本建筑師坂茂設計的紙建筑，可謂是技驚四座。其結構來源于回收加工的紙料，主廳拱筒形結構，更是由440根紙筒交織而成，這些自然的材料在世博會后還將百分之百加以回收再利用，返回日本，做成小學生的練習本。
在今年的上海世博會上，日本館帶來了一層帶有太陽能發電裝置的超輕 “膜結構”，獨特新穎的鋼網殼雙層膜氣枕結構形成的橢圓形外觀，酷似一只等待破繭而出的紫蠶。這層膜，白天能透過陽光，還能利用太陽能發電，讓建筑物在夜晚閃閃發光。在“膜結構”的外表，還形成一層“水膜”，引入陽光減少照明用電，可強化冷暖空氣的流通，減少空調能耗，讓日本館可以像生命體一樣會“呼吸”。
而連接中國館、世博中心、文化中心和主題館四大場館及周邊軌道交通的世博軸，則在世界上首次采用“陽光谷”結構。“陽光谷”的設計施工采用了具有自潔功能的加強型PTFE碳素纖維材料，臟了也用不著清洗，只要下雨，屋頂遇水，灰塵就會隨著清水脫落，完全可以自凈。使用壽命可超過100年，透明玻璃與金屬架連接處則采用了高性能硅橡膠和化學黏合劑。
澳大利亞的展館，充分體現了其鋼鐵生產大國的特點。整個建筑的外表，覆蓋著一種新型的、比不銹鋼更便宜耐用的“耐候鋼”。這種新的建筑材料表面看起來有些銹跡斑斑，再仔細一瞧卻是光滑如新，這得益于耐候鋼在大氣中具有優良的抗蝕性能。而且，耐候鋼只有微量的合金元素，諸如磷、銅、鉻、鎳、鉬、鈮、釩、鈦等，合金元素總量僅占百分之幾，因此價格較為低廉。
尤為出色的是，澳大利亞展館的耐候鋼表面還有一層致密和附著性很強的保護膜，阻礙銹蝕往里擴散和發展，保護銹層下面的基體，以減緩其腐蝕速度。由于這層致密氧化物膜的存在，阻止了大氣中氧和水向鋼鐵基體滲入，減緩了銹蝕向鋼鐵材料縱深發展，大大提高了鋼鐵材料的耐大氣腐蝕能力。
與大多數展館不同，德國館外墻使用的是一種網狀的、透氣性能良好的革新性建筑布料，表層織入一種金屬性銀色材料。這種材料對太陽輻射具有極高的反彈力，同時網狀透氣性織布結構又能防止展館內熱氣的積聚，由此減輕展館內空調設備的負擔。據悉，德國館使用了1.2萬平方米這種外墻材料。在世博會結束后，這些布料將被再利用，如改制成小塊遮陽罩，或加工成手提包等。
位于世博園區C片區的芬蘭館面積3000平方米，別號“冰壺”，白色外墻似由一塊塊冰搭建而成，而其真正的“身份”是一種新型紙塑復合材料：以標簽紙和塑料的邊角余料為主要原料，表面堅硬耐磨，水分含量低，自重輕，不褪色，移動或者拆卸也很方便，而且全部材料都可以被回收。這一環保新材料，將通過芬蘭館首次向世界展?示。
西班牙館的地理位置相當于第一線的排頭兵，是這一展區最為矚目的位置，而建筑造型新穎前衛、色彩斑斕的西班牙館也完全適合這個地位。米拉萊斯—塔利埃布建筑師事務所 （Miralles TagliabueEMBT）設計的西班牙館的主題是“通過科學和技術創新來重塑城市社區”，所有建筑材料都是天然和可持續性環保的，展館的外墻以藤條裝飾，鋼管材料作為整個“籃子”的建筑結構，自然光線可以通過藤條和鋼結構直接透入展館內。
西班牙館的外墻藤板用鋼絲斜向固定，像魚鱗一樣排列，既牢固又美觀。這些深淺各異的藤板都是在孔子的故鄉山東制作完成的，不經過任何染色，藤條用開水煮5小時可變成棕色，煮9小時接近黑色，這就是這些藤板色彩不一的“秘訣”。8524個藤板不同質地顏色各異，面積將達到1.2萬平方米，它們會略帶抽象地拼搭出“日”、“月”、“友”等漢字，表達設計師對中國文化的理解。
理念篇
上海世博會的意義直接體現在科技層面。作為工業革命背景下科技進步的產物，世博會一直引領著世界科學技術的發展趨勢。包括蒸汽機、電話、汽車、飛機、計算機等等在內，幾乎所有改變了現代文明進程的新技術、新產品，都是在世博會上最早亮相并獲得推廣普及的。世博會這種“人類科技創新發動機”的歷史地位，足以使人們對2010年上海世博會充滿期待。
今天，依靠高度發達的科技，建設或重建一座城市變得極為快速而簡單。但是，現代科技的成就并不總是造福人類。理念要比科技更為重要，更有利于人民利益。低碳建筑是當今世界最矚目的課題之一。恒溫、恒濕、恒氧、低噪、適光這些關鍵詞，目前是科技住宅先驅的核心價值，低碳建筑不僅表現在材料上，更是一個系統工程，表現在風能、太陽能、地熱能、生物能等可再生能源的廣泛運用上，也是國際認定的未來建筑發展所趨。這些建筑理念在本屆世博會上得到了充分體現。
新加坡館的屋頂看上去像一頂帽子，而實際功能卻有遮陽效果。鋁板幕墻下半部分稍微向內傾斜，在艷陽高照的夏天，可以自我制造一環影子。上半部的幕墻則刻意挑出，像帽檐一樣的造型，以阻擋下午猛烈的西曬太陽。幕墻的五線譜線條，也蘊藏了大小的隙縫，可讓空氣自然流通。
新加坡館的這些設計都是“自然式”的，即不是依靠耗能巨大的空調系統，而是通過展館設計來營造一個舒適的環境。館內采用空調的僅限于有限空間，例如主展廳。而這些空間也包裹于展館外墻內部，從而通過減少陽光直射的吸熱降低空調的冷卻負荷，但又容許微風拂過。除了盡可能多地保持空間自然通風，幕墻的斜度和上部邊緣能幫助最小化太陽熱能吸收。
水也譜寫了新加坡館“城市交響曲”的序曲。入門處的廣場噴泉帶來一段悅耳的旋律，環繞它的是一池冷卻水，協助降低室內氣溫。室外和屋頂園林的部分，也埋藏了許多及時噴霧的設備，可隨時噴灑霧水以降低溫度。這些水回收后經過濾繼續循環利用。
由英國建筑師諾爾曼·福斯特（Norman Foster）設計的阿聯酋館展示了阿聯酋國內一個600萬平方米的城市——馬斯達爾建設零碳排放城市的實踐。阿聯酋館以獨特的方式告訴世人有關能源利用方面的故事，提醒人們不要忘記過去先人想出特殊方式解決困境的經驗，學習先人如何將新鮮的水送到沙漠殖民區，或者如何不用電力或其他能源而讓房屋涼爽的方式。展品展現如何保存本國文化美好的部分，如何與“未來的城市”概念相結合。
阿聯酋城市日照充足，太陽能的利用將是“命脈”，“零碳城”中太陽能將無處不在。經過太陽能提供能量的脫鹽系統之后，成千上萬噸的淡水將被送進千家萬戶。全智能無人駕駛電動汽車將為城市中的居民提供上門服務。在這里，阿聯酋人的日常生活畫卷鋪陳在你眼前，處處可見能源效率和環保的箴言警語。身臨其境般地體驗著這一切，人們和阿聯酋人共同憧憬“綠色圖景”。
建筑面積為5580平方米的德國館的主題是“和諧都市”，外形源自對平衡的思考，建筑師是來自慕尼黑的施米德胡貝和凱因德爾建筑設計公司（Schmidhuber+ Kaindl）的維歇爾（LennartWiechell）。德國館有三個看起來像是漂浮在支撐結構內的空間體，另外還有一個形狀像錐體的“動力之源”。展館仿佛是一個可以進入的、沒有定義內外空間的雕塑。
以“城市與鄉村的互動”為主題的瑞士館總面積2410平方米，建筑師是來自巴塞爾的布赫納和布林德勒（Buchner& Bründler）建筑師事務所。設計以可持續發展理念為核心，充分展現了如何開創性地結合自然和高科技元素。它是一個開放的空間，最外部的金屬面層外依附著大量植物蛋白物質材料的光電媒質，既能發電，又能天然降解，體現了環境保護的理念。
挪威以“大自然的賦予”為主題參展上海世博會，其創意是將自然帶進城市。展館由15棵巨大的“樹”構成，模型樹的原材料來自木材和竹子，并可在世博會后再利用，通過屋頂的太陽能和雨水收集系統實現能源自給。同時展示如何利用太陽能、風能和波浪能等可再生能源，從而提高生活品質，改善城市氣候。
設計篇
西班牙館建筑外形像起伏的波浪，充滿動感，設計師試圖打破傳統的盒子造型，打開大空間。在西班牙館的第一部分展廳內，參觀者可以通過視屏等手段欣賞到原汁原味的弗拉明戈歌舞表演，了解西班牙的斗牛文化，看到西班牙人在上世紀五六十年代從郊區搬到城市的生活片段。兩側墻壁上播放著多媒體影片，驚濤拍岸、電閃雷鳴，從考古遺址撿回的隕石穿越火、海洋和大地，在電光雷鳴中引出弗拉明戈起源之舞。從阿爾塔米拉巖洞的壁畫到畢加索的著名畫作《葛爾尼塔》，從潘普洛納奔牛節到籃球明星保羅加索爾，影片在自然和文明、古代與現代之間架起橋梁。
在可容納100人的西班牙館圓形劇場，每天將上演兩場“激情西班牙”歌舞秀。演出包括啞劇、現代舞、弗拉明戈舞，以及魔術表演、牽線木偶表演等在內的極具西班牙特色的劇目。西班牙館將在世博期間舉辦弗拉明戈狂歡節等活動，而每當夜幕降臨，參觀者將邊欣賞歌舞秀，邊享用西班牙佳肴，在館外也將舉辦關于西班牙建筑的研討會、當代西班牙展覽和《堂吉訶德》的演出。
阿聯酋館的靈感源于其獨特而雄偉的自然景觀——富于傳奇色彩的險峻沙丘。宏偉的結構、可循環的建材，與大自然相得益彰。外形逼真到無論從哪個角度去觀察，都能清楚地辨識出沙丘的特征。表面的不銹鋼面板呈現出一種富于變幻的色彩，由此來模仿流動沙丘的光感。
為了體現逼真的效果，展館外部還仿效了風向造就沙丘的特征。向風面將上海的風偏轉，并保護半透明的背風面，免受強風和烈日的傷害。展館履行了大自然沙丘的角色，并用沙丘形式達到了最合乎環境要求的可持久設計。
步入“沙丘”，位于通往入口的溪澗，將立即感受到一陣清涼。這是設計者給每一位客人的見面禮。 之后沿途的花床、樹木比比皆是，另一番迥異的景致夢幻般出現，名人雋語同時不斷地印入腦海：“阿聯酋首先是一個心臟鮮活的地方。” “一座城市如果沒有了人民及其理想，也就會成為一個空殼。”“更美好的城市，基于市民的夢想與慷慨。”
成都活水公園案例是成都市府南河綜合治理工程主題公園同比例的微縮模型，面積2680平方米。府南河主題公園面積達2.4萬平方米，自1998年建成以來已經過12年的穩定運行，日處理污水能力為300噸，是整個成都市的“綠肺”之一。館中建筑“川西小筑”是川西獨特的“穿斗式”，整個建筑沒有一根釘子。“微晶屏”、“裸眼3D”技術等“成都制造”成果更展示了天府之城建設現代田園城市的最新成就。
公園內的濕地的造型為一片片“魚鱗”，由9個植物塘和18個植物床組成，種植有浮萍、睡蓮等浮水植物，蘆葦、茭白等挺水植物以及金魚藻、黑藻等沉水植物，對水中的污染物進行沉淀和吸附。
“竹屋”是西班牙館的一個組成部分，但與其位于西班牙的原型建筑所不同的是，這里的“竹屋”并不是一幢住宅建筑。建筑外部保留了竹屋的原貌，但為適應上海的氣候稍微進行了修改。參觀者在欣賞時，就能了解如何通過建筑結構中集成的部分元素在諸如制冷和燈光控制等簡單操作方面實現可再生能源的應用。
“空氣樹”也是馬德里館的一個組成部分，以使用風能為主。這幢建筑配有小型的風力機用于“生產”電能，還另外配備有大型風扇用于為參觀者降溫。
英國館在屋頂上安置了22個五顏六色的“風帽”。“風帽”隨風向靈活轉動，利用溫壓和風壓將新鮮的空氣源源不斷輸入每個房間，并將室內空氣排出，同時利用太陽能和黃浦江水給進入室內的新風降溫除濕。
館內所需電力，由建筑附件太陽能發電板和生物能，采用熱電聯供產生。其中，生物能熱電聯產主要是餐廳里的食品廢棄物和有機物質等，通過生物厭氧過程降解，產生電和熱。之后，廢渣還可用作肥料，可謂是一舉多得。
