Varje år utlyser arkitekturtidskriften eVolo en skyskrapetävling med fokus på nya sätt att använda teknik, material och stadsrum.
Här är några av årets bidrag, som är inriktade på att lösa miljöproblem. Som konkreta byggprojekt är visionerna orealistiska, men de innehåller idéer som kan komma att sätta sin prägel på framtidens skyskrapor.
Levande höghus
Genmodifierade träd ska växa till en lodrät park. I mindre skala går det att få träd att växa och till exempel bilda broar.
Skyhög park skjuter upp ur marken
Realism: hög
Trädstammar och gröna blad används som byggmaterial i en helt ny typ av skyskrapa i New York. Visionen, som bär namnet Living Skyscraper, ska återupprätta en del av balansen mellan stål, glas och betong och grönområden i världens storstäder.
Trädskyskraporna, som ska fungera som en sorts lodräta parker, byggs av hårda träslag, som enligt projektets ukrainska upphovsmän ska genmodifieras till att växa snabbare och rakare än normalt, där trädens kronor växer utåt i böjda, organiska former.
Genom ympning kan två träd förenas med varandra och förmås att växa ihop. Det sker genom att man skär av en del av barken på vardera trädet, så att tillväxtzonen blottas. Därefter placeras de två punkterna mot varandra.
Tanken att bygga med träd är inte ny. I Indien har människor i århundraden flätat samman broar av levande trädrötter. Forskare vid Technische Universität München i Tyskland studerar nu hur man kan få träd att växa i särskilda former och kombinera dem med andra byggmaterial.
Insamling av regnvatten
När det regnar ska de här skyskraporna i Mexico City veckla ut enorma paraplyer för att samla in vatten. Miljonstaden lider brist på vatten och monterar redan i dag regnvattensamlare på hustaken.
Skyskrapor samlar in regn i jättelika paraplyer
Realism: medel
Mexico City befinner sig i en allvarlig vattenkris. Megastaden med 21 miljoner invånare tömmer sina grundvattenreservoarer snabbare än de hinner fyllas på.
Vattnet under invånarnas fötter pumpas upp så snabbt att huvudstaden, som ligger 2 200 meter över havet och är byggd på tidigare sjö- och flodbotten, sjunker cirka en meter om året. Samtidigt drabbas Mexico City av kraftiga skyfall under monsunsäsongen, då det ofta blir översvämningar.
Den 400 meter höga skyskrapevisionen Lluvioso ska lösa detta problem med sina 600 meter breda baldakiner. Baldakinerna, som sitter på 100 meters höjd, består av tio uppblåsbara vingar. När det regnar vecklas de med hjälp av vajrar ut likt uppochnedvända paraplyer.
Enligt beräkningarna kommer varje skyskrapa att kunna samla in omkring 332 000 kubikmeter regnvatten om året.
Staden har redan börjat samla in regnvatten i mindre skala. Tanken är att man i de värst drabbade områdena ska montera omkring 100 000 regnvattensamlare på hustaken till år 2025.
Havsskyskrapor
Undervattensskyskrapan flyter runt i havet och fryser vatten till ny havsis. Vattnet avsaltas med hjälp av omvänd osmos, en teknik som redan används för att omvandla havsvatten till dricksvatten.
Omvänd skyskrapa fryser havet till is
Realism: låg
Den arktiska havsisen krymper. Enligt Nasa har den minskat med 13,1 procent varje årtionde sedan år 1981. Tänk om man kunde bromsa avsmältningen, som förvärrar den globala uppvärmningen och därmed klimatförändringarna?
En kinesisk arkitektgrupp ligger bakom idén med ett flytande höghus i havet, som fryser vatten till is för att återskapa det krympande istäcket.
Först måste emellertid skyskrapan avlägsna en del av saltet i havsvattnet. Salt sänker nämligen vattnets fryspunkt (det är därför man saltar vägar på vintern). Det sker för att vatten löser upp salt (NaCl) i natrium- och klorjoner, vilket gör det svårare för vattenmolekylerna att bilda iskristaller.
När vattnets salthalt sänks genom en process som kallas omvänd osmos kan därför havsvattnet lättare frysas till is.
Vid omvänd osmos pressas vatten under tryck genom ett så kallat semipermeabelt membran, som släpper igenom vattenmolekylerna, men inte exempelvis salter och organiska ämnen.
Processen kräver el, vilket solceller och ett vindkraftverk på skyskrapan står för. Vattnet fryses till sexkantiga isklumpar och sätts ihop på havsytan av undervattensrobotar för att återskapa det arktiska istäcket.
1. Överbyggnad med kontrollrum och vindkraftverk
På skyskrapans topp, som sticker upp 120 meter ovanför vattnet, står ett vindkraftverk. Glaset i kupolen ovanför skyskrapans kontrollrum är också klätt med solceller. Under vattenytan finns flera våningar med ett observatorium och laboratorier.
2. Frysformar bildar fem meter tjocka isflak
Det filtrerade och avsaltade havsvattnet från anläggningen för omvänd osmos fryses till sexkantiga isflak. Isflaken byggs upp i fem meter tjocka lager. När de är klara förs de samman av undervattensrobotar.
3. Långa fångstarmar håller djur borta
För att hålla borta fiskar och andra djur sticker upplysta tentakler 500 meter ner i vattnet. Via ett långt rör i mitten sugs havsvatten upp i skyskrapan, där det först filtreras innan det rinner in i anläggningen för omvänd osmos.
Anläggningar för omvänd osmos existerar redan i dag. De används i stor omfattning i avsaltningsanläggningar som avlägsnar salt och orenheter från havsvatten och omvandlar det till rent vatten, som kan användas som dricksvatten eller vid konstbevattning av odlingsmark i torra delar av världen.
Avknoppningar
Tanken med konceptet Urban Parasitic System är att hänga upp bostadsmoduler i vajrar för att utnyttja utrymmet mellan skyskrapor. I London har två byggnader bundits samman med en genomskinlig pool.
Svampmoduler mellan skyskrapor
Realism: hög
Det är ont om plats mellan storstädernas skyskrapor, framför allt i gatuplanet. Uppe i luften mellan höghustornen finns det dock gott om utrymme. Det vill man dra nytta av i skyskrapekonceptet Urban Parasitic System. Det ska bland annat bidra med billigare bostäder till storstädernas växande befolkningar.
Konceptet består av olika typer av bostadsmoduler, som även kan användas som butiker, gym eller biografer. Modulerna varierar i storlek från cirka 6 x 6 x 6 meter till 15 x 15 x 15 meter och är förbundna med varandra och kringliggande skyskrapor med kraftiga stålvajrar.
Rörliga leder och vibrationsdämpare gör att strukturen står emot rörelser från väder och vind. Fördelningen av modulerna mellan byggnaderna har inspirerats av slemsvampar, som växer tvärs över ytor.
I London är konstruktioner mellan höghus inte något okänt fenomen. År 2021 invigdes Sky Pool, en 27 meter lång genomskinlig swimmingpool på 35 meters höjd, som har byggts mellan två byggnader och som består av 20 centimeter tjockt glas.
Utskriven byggnad
En 3D-skrivare bygger upp husväggar i lager. Den hittills största utskrivna byggnaden är två våningar hög, men konceptet Printscraper ska göra det möjligt att bygga skyskrapor med 3D-skrivare.
3D-skrivare bygger och återanvänder höghus
Realism: medel
I framtidens storstäder ska nya höghus kunna byggas snabbt och gamla rivas eller restaureras på ett smidigt sätt. Den uppgiften är det tänkt att konceptet Printscraper ska lösa.
Printscraper är kort sagt en mobil 3D-skrivare i kolossalformat, som kan skriva ut i byggmaterial som betong och stål.
Skrivaren är uppbyggd som ett högt torn, som på byggarbetsplatsen delas i två. Därefter delas även de två tornen i två delar, vilket skapar en fyrkantig struktur ovanför en byggarbetsplats. Därifrån kan de olika skrivhuvudena sänkas ner till önskad position och spruta ut lager av betong och stål.
Skrivaren vecklar ut sig på plats
1. Skrivaren kommer till byggarbetsplatsen
Printscraper är en mobil 3D-skrivare som består av ett huvudtorn och ett sidotorn, som är hopkopplade under transporten. Hela konstruktionen kan köras på hjul och vid ankomsten till bygget skiljs de båda tornen från varandra.
2. Tornen vecklas ut till en kub
Huvudtornet och sidotornet expanderas med en vågrät gallerstruktur överst, en diagonal och två mindre torn. Det skapar en lådformig struktur runt byggarbetsplatsen, där skrivarhuvudena spänns ut och sänks ner ovanifrån.
3. Byggnationen sker bakom gardiner
Gardiner av plast sänks ner från de översta, vågräta bjälkarna och stänger ute damm och buller. Skrivaren bygger upp en ny byggnad genom att spruta ut lager på lager av betong och stål. Den kan till och med riva byggnader och återanvända material.
Enligt upphovsmännen ska 3D-skrivaren kunna drivas av el från bland annat solenergi – och den ska inte bara kunna bygga nytt. Förhoppningen är att Printscraper även ska kunna restaurera existerande byggnader och till och med vända utskrivningsprocessen, så att en byggnad kan rivas och material transporteras till återvinning genom ett rörsystem inne i skrivaren.
I dag byggs hus med 3D-skrivare i bland annat Kina, USA och Mellanöstern. Den hittills största utskrivna byggnaden är en 640 kvadratmeter stor kontorsbyggnad i två våningar, som uppfördes i Dubai år 2020.
Mobila lägenheter
Skenor flyttar lägenheter med smittade invånare nedåt i byggnaden, medan friska personers lägenheter flyttas upp.
Pandemiskyskrapor isolerar smittade
Realism: låg
Spanska sjukan, sars och covid-19 – med jämna mellanrum sätts världen på prov av smittsamma sjukdomar som sprids snabbt.
För att effektivt kunna isolera invånare i moderna storstäder under framtida pandemier ska en ny typ av skyskrapa flytta runt invånarna mellan tre zoner: en karantänzon längst ner för smittade, en mellanzon för dels hälsokontroller, dels invånare med okänd status och en övre zon, där friska invånare tryggt kan umgås.
Inte bara de boende, utan hela lägenheter flyttas runt i byggnaden efter hand som smittstatusen förändras. Alla lägenheter har nämligen monterats på ett skensystem som med hjälp av magnetisk levitation flyttar runt dem mellan de tre smittzonerna.
Den här tekniken har aldrig tidigare använts i byggnader, men den är känd från snabbtåg, där en kombination av elektriska spolar och magneter håller tågsätt svävande i luften ovanför spåret och driver dem framåt i hastigheter av upp till 600 kilometer i timmen.
