【百年南極】征服地球最危險的土地,從極地工程揭示人類近一百年的建築進化



踏入 2020 年,巴西科學家和政府代表齊集南極洲,為其新建研究站 Comandante Ferraz 進行啓動儀式,將會取締於 2012 年失火的舊研究站。

Comandante Ferraz 建於受《南極條約》指定地區,共有兩棟建築,每棟建築只有一個樓層,由巴西當地的建築公司 Estudio 41 設計。站內設有房屋實驗室、行動支援區和居住區外,研究站的設計更是美輪美奐,尤如一家美術館或精品酒店。研究站的落成,除了有助巴西當局在南極進行研究工作之外,亦彰顯了該國建築工程技術的造脂,標誌著國家的榮耀。



由巴西建築公司 Estudio 41 設計的 Comandante Ferraz


一百年前,全球各國開始了到南極洲產生興趣,寒冷的氣候和生態具有非常高的科研價值外,對冰川下神秘的水域亦充滿了好奇心。多年來,許多國家曾經嘗試吞拼南極洲,聲稱擁有其控制權,觸發了多國的激烈的討論和衝突。為了搶先開發南極,國與國之間也開始對這個地方進行不同規模的探察,當中包括派遺考察團、設立研究設施等。

在整個 20 世紀的一百年間,不同國家在南極洲所興建的研究中心主要是用作臨時用途,所有建築都因為經不起嚴峻天氣的破壞而關閉,而由於天氣極度惡劣,南極內陸入夜的氣溫可低見零下 90 度,風速更可高達 260 公里。而礙於建築技術的限制,當地又缺乏合適的建築材料,再加上運載物資需時、嚴苛的外在環境等不利因素,都令建築的難度大大提高。所以上世紀所興建的研究站十分簡陋,站內設施除了可以勉強用作科研之外,根本沒法讓工作人員休息,甚至保障他們生命安全。

1959 年 12 月 1 日,美國、英國、蘇聯等全球 12 個大國經歷了長達 4 年的討論和多達 60 場會議,最終在達成共識底下,簽署了《南極條約》及相關協定,不但停止了各國吞拼南極洲的舉動和野心,更加容許了不同國家科學家在該塊充滿未知的嚴寒大陸上,進行非軍事和非核試驗的研究和考察。締約國的觀察員可自由視察南極一切地區,包括建設研究中心、建立科研設備等。

英國作為其中一個派員到南極洲考察的國家,早於 1902 年已經在當地建成了首個研究站。當時的研究站以毛氈覆蓋木材建成,簡陋而且「與船舶相比,小屋是異常通風和寒冷,第一年從未用於居住區。」當年其中一位考察員 Ernest Shackleton 曾經憶述當時的情況。

1907-09 年英國南極考察團 Ernest Shackleton 與其隊員在研究站休息


在 1950 年代,世界列強對南極這片沒有國家得到的領土虎視眈眈,其中英國為了加快於南極洲進行研究的步伐,在 1956 年英國皇家學會便在當地建立了個正式的、設備更齊全的哈雷研究站(Halley I),希望進行可住人的、持續的研究工作。可惜基於當時建築技術的限制,設施到 1961 年已被大雪覆蓋,並於 1968 年被迫關閉。

此後,英國皇家學會吸取了建造哈雷研究站的經驗,先後興建了哈雷二世、哈雷三世(Halley III)、哈雷四世(Halley IV)及哈雷五世(Halley V)研究站,雖然每一個版本的建築技術、抵禦嚴寒和惡劣氣候的能力均有改善,但壽命最長只有 15 年。

2005 年,負責研究南極碳足印的 British Antarctic Survey 在籌備哈雷六世(Halley VI)的重建工程時,為了進一步延長研究站的壽命,與英國皇家建築師學會合作贊助了哈雷六世的設計比賽,集思廣益。最終研究站的項目由名為 Hugh Broughton Architects 建築事務所贏得,新的設計讓研究站至少可以使用 20 年。

由 Hugh Broughton Architects 建築事務所建造的哈雷六世(Halley VI)

哈雷六世(Halley VI)的內部


哈雷六世除了外型突出,新設計更為研究人員提供了更加寬敞舒適的生活和工作環境。另外,研究站由液壓支柱支撐,允許操作員將站的底部升高,以免積雪。支柱底部的滑雪板亦可以在需要時移動整個研究站。負責哈雷六世的建築師 Hugh Broughton 說:「以前這些項目都是為了應付天氣...建築工程師會被告知『這是天氣、這是風速、這是限制』但是現在,項目的目的將會集中於使用建築作為改善舒適度和運營效率的手段。」

哈雷六世研究站的成功令 Hugh Broughton Architects 聲名大噪,同時讓該建築事務受到其他國家的邀請,設計南極研究站的工程。 2018年,Hugh Broughton 應邀為西班牙開設了一個新的研究站,像哈雷六世一樣,外型設計突出。現時 Hugh Broughton 正為新西蘭當局設計新的南極研究中心。

對於在南極建造研究站,最大挑戰在於其氣候。南極洲長年嚴寒,研究站地區入夜氣溫低至零下 50 度,而且風速更可高達每小時 160 公里,施工難度極高。 為了避開這些嚴峻的外在建築條件,建築師會採用組裝的方式先在南極以外的地區製成建築組件,然後在南極洲夏天前運往當地,在短短 12 週夏季內完成組裝。

由德國 bof architekten 建築公司負責的 Bharati Station


除了英國和新西蘭,印度國家南極與海洋研究中心近年亦在決定在當地建造一個新的研究站,並選擇了德國的 bof architekten 建築公司負責。為了節省建築時間和成本,建築師將運載建築組件的貨櫃便成研究站的一部份,進一步提高建築效率。「『在南極洲建立一個研究站』不是建築師善長的工作,但我們可以為這些項目做出重要貢獻」 bof architeckten 的合夥人Bert Buecking 說。

作為擁有全球最先進科技的美國,早於 1956 年已經在南極洲建成了當地最大的研究中心和海軍基地 McMurdo,雖然 McMurdo 經過多次翻新,至今仍然能夠運作,但是由於設施老化,能源效益低,美國國家科學基金會(National Science Foundation)最終在 2012 委託了位於丹佛的 OZ Architecture 建築公司開發新 McMurdo 的初步概念設計,新的研究中心將會提供舒適的工作和生活空間,包括健身中心、休息室和居住區。

位於南極的美國研究中心和海軍基地 McMurdo


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圖片及資料來自:New York Times