全球海平面因溫室效應影響而上升，對沿岸城市構成了無法逆轉的威脅。香港理工大學土木及環境工程學系土木基建講座教授趙曉林教授與其研究團隊，提出了一項可持續的智能漂浮結構方案，為香港提供經濟而環保的城市發展途徑。
漂浮結構是建於水體之上的工程平台，可支撐休閒娛樂以至住宅等多用途設施，現在已不再只是未來的願景。漂浮結構已逐漸成為切實可行的方案，應對現時逼切的城市發展難題，包括海平面上升、土地稀缺，以及對具備氣候韌性的基建需求。
全球各地均不乏應用漂浮結構於各種用途場的成功例子，從日本的漂浮跑道、新加坡的表演舞台，到荷蘭的住宅社區與鹿特丹的浮動辦公室。這些項目展現出漂浮平台的豐富功能與適應能力，尤其適用於傳統填海造地成本高昂、會造成嚴重環境破壞，或完全不可行的地區。
以密集城市結構與土地供應有限聞名的香港，正是首當其衝。香港未來30年預計會有約3,000公頃的土地短缺，同時氣候變化導致海平面上升，將嚴重影響海岸線，面臨的壓力日益沉重，因此需要尋找創新方法，以擴展可居住空間。雖然傳統的填海造地方法極具歷史意義，但因破壞海洋生態系統、惡化水質，並需要大量堆填物等環境影響，而受到越來越多批評。
在此背景下，漂浮結構提供了非常吸引的替代方案。它們可設置於香港周邊水深適宜的海域，為各類城市需求提供靈活而環保的裝配式解決方案。
推動香港漂浮城市化的關鍵，是可持續和智能漂浮結構方案（S²FS²）。這項富有遠見的方案由趙教授與其研究團隊倡導，並與澳洲昆士蘭大學的CM Wang教授、B Wang博士，以及荷蘭Blue21的R. de Graaf-van Dinther博士合作。此計劃之願景曾於「第三屆世界漂浮解決方案大會」（WCFS 2023）上提出，相關論文已刊載於《WCFS 2023 Lecture Notes in Civil Engineering》。S²FS²提出了結合傳統填海造地與先進漂浮平台的混合模式，旨在創造兼具適應力與韌性的新型城市空間。
S²FS²的設計概念是使用耐用、輕盈而環保的材料建造大型浮動平台，以支撐各種娛樂、社區設施，甚至住宅等建築。
與傳統填海造地不同，S²FS²具有多個優勢：顯著縮短施工時間、降低環境影響、配置及遷移靈活、抗震能力強，並且能夠有效抵禦洪水與海平面上升。
該混合模式特別適合香港的獨特環境。例如，漂浮浮筒的內部空間可用於停車、倉儲或工業活動，大幅度地利用每一平方米的空間。浮動結構也可用作臨時救災設施、隔離中心或緊急避難所，並可按需求遷移。最重要的是，透過將非必要功能轉移到水上，S²FS²可為高層住宅開發騰出寶貴的土地，直接緩解香港嚴峻的住房危機。
雖然S²FS²前景甚佳，但在實施過程中仍面臨許多難題。香港的海洋環境惡劣，建築材料必須堅固、防水、耐腐蝕及抗疲勞。鋼筋混凝土等傳統材料容易老化，需要開發纖維增強聚合物與超高性能混凝土等新型複合材料。
就結構而言，S²FS²的裝配式特性需要創新的連接系統，能夠承受海浪、風與颱風的動態負荷，同時確保容易組裝且具長期耐用性。漂浮模組通常採用正方形及五邊形，隨著3D列印技術的進步，幾乎所有形狀皆有實現的可能。
工程物流則更添複雜。漂浮模組的尺寸通常超過50米，其製造、運輸及組裝均須精確，且通常需要在極具挑戰性的海況下進行。自動化建築技術、無人機攝影測量與建築資訊模型（BIM），是實現所需準確度與效率的關鍵工具。
穩定與安全至關重要，尤其面對極端天氣事件時。漂浮防波堤，不論是底基式還是浮動式設計，都是保護資產免受波浪衝擊，同時盡量減少生態破壞。最新的技術包括結合再生能源發電與綠色基建的多用途防波堤。
環境與社會等可持續發展，仍然是一項核心議題。大型漂浮開發工程的生態影響，例如水質變化、光污染與噪音污染，均須謹慎監測及緩解。與此同時，漂浮結構亦為綠色水產養殖、再生能源整合以及氣候韌性城市化提供了發展機會。社會認可、法律框架及治理模式，將在漂浮社區成功落實的過程中發揮決定性作用。
此外，S²FS²也展現出良好的經濟前景。根據擬建交椅洲人工島項目的初步成本分析，採用混合方案（結合75%填海造地與25%浮動結構）有可能節省高達16.5%的成本，相當於在1,000公頃開發項目中節省約270億港元。成本的節省，加上浮動解決方案具備靈活與韌性，使S²FS²對政策制定者及投資者均具相當的吸引力。
由趙教授主持，近期成功舉辦的第四屆國際漂浮解決方案大會（WCFS 2024）進一步凸顯出香港在浮動解決方案的發展動能。WCFS 2024以「可持續海洋發展與藍色經濟的漂浮解決方案」為主題，強調開發可持續漂浮結構技術，不僅對香港，也對全球面臨海平面上升與人口過剩雙重威脅的沿海特大城市具有重要的戰略意義。
資料來源：Innovation Digest
