建造岛屿/施工指南

漂浮渔网

首先，最好在陆地上建造这些，然后将它们运送到水里。

材料

• 土壤
• 渔网
• 空水瓶和/或空饮料瓶。
  • 确保瓶子是封闭的，并且气密；最好是塑料。
  • 不要使用玻璃瓶，它们会破裂！

以下是计算岛屿所需瓶子数量的方法

• 计算岛屿所需的土壤重量（以公斤计）。
• 计算岛屿所需的其它设施重量（以公斤计）。
• 计算您预计在岛屿上的人数，并将该数字乘以 70 公斤。
• 将上述数字加起来，并在此基础上额外增加约 5~15% 以确保安全。
• 所得数字即为所需的瓶子总容量（以升计）。将此数字除以您使用的瓶子尺寸（以升计）即可得到所需的瓶子数量。
• 250 毫升 = 0.25 升；500 毫升 = 0.5 升

步骤

1. 将渔网铺在植物能够长到土壤中但不能长到地下的平坦区域（在水泥等上面建造）。
2. 确定您想要将空瓶子如何放置在渔网中。您可以尝试将它们绑在渔网上，或者只是将它们平放在一边（如果您认为您将在下一步中使用的植物的根系会将它们固定在土壤中）。
3. 用土壤覆盖并种植植物，因为它们有望将瓶子困在它们的根系中。您将必须确定所需的土壤深度。如果太薄，您的重量不会被充分分散，您可能会掉下去。如果太厚，它可能会直接沉下去。

模块化施工

预计岛屿将以模块化方式生产，可以根据需要添加部分。模块可以是自由漂浮的，并锚定到海床上，可能使用现有的海山作为锚定点，或者从海床本身向上建造。

模块可以是任何形状和设计，但最容易部署和建造的形状是矩形平台。六边形模块也应该被考虑，因为有其他原因。其中最主要的是，在给定表面积的情况下，体积更大。

建议模块能够在水中升降，以使模块能够根据需要移动。一个完全空的模块的惯性较小，对于拖船或其他推进系统来说更容易控制。例如，半满水的模块会更稳定，只要水被阻止从一侧移动到另一侧（这是船舶稳定器和汽车油箱中使用的相同原理）。最简单的方法是在浮力舱中设置挡板，防止流体从舱的一侧移动到另一侧。

一种可能可行的设计是箱体设计，除了底部以外所有侧面都是实心的，底部将覆盖有网状物（如果要使用内部提升袋）或所有侧面都是实心的，并且具有能够控制气流进出箱体的阀门。建议箱体被分成几个部分，以允许在箱体损坏时提供冗余。还建议阀门应以这样一种方式设计，即如果它们失效，则有一个备用阀门能够阻止它以危险的方式失效。

任何岛屿最大的风险是暴风雨的破坏性力量。如上所述，漂浮岛屿应该能够通过增加浮力舱中的水量来应对风暴。这样做会使它变得更重，并更低地坐在水中。它也会有更少的横截面面积被风推向。唯一真正的问题是海浪。海浪能量随着深度的增加而减小。深度取决于海浪的波长。在平静的水域中，海浪的地下影响很小，但在风暴期间，波长会增加，因此地下影响也会增加。

对于漂浮岛屿的一种可能性，虽然在实践中很难实现，但实际上是在风暴期间将岛屿沉入水中，并在风暴过后重新浮起来。这可能是一个最后的手段，因为它需要大量的破坏，除非模块是为此操作而设计的。

模块浮力舱的隔间化应该能够通过限制重心在结构中的偏移来提高对水侵入的容忍度，从而使模块更稳定。这可以通过一个小思考实验来证明。如果我们有一个球形模块，它不太可能，但这使我们更容易演示基本思想，并且它的 25% 体积被水填充。那么，没有任何东西可以阻止整个模块围绕它的重心在任何方向上旋转。如果我们现在将这个球体分成许多小隔间，并将这些隔间的最低 25% 填充上水，那么我们基本上就有一个模块，其质量分布与摇摇车非常相似。每次它被从其稳定位置推开时，它就会倾向于回到这个平衡点。这被称为摆式稳定性。对于我们在模块内部创建的每个细分，我们都有一组权衡取舍。对于每个细分，我们都会倾向于具有固定重心的理想模块，但这是一种递减收益的情况，因为虽然最初的细分会有很大的影响，但随着您不断添加更多细分，效果会减弱，并且会为结构增加更多质量，也会减少可用的浮力舱体积。这不是非常科学的，但我的直觉告诉我，理想的细分数量在 3 到 5 之间，这使我们有 9 到 25 个独立的浮力舱，但这将取决于应用。

我们将通过一个工作示例来介绍立方体漂浮模块的粗略设计。

如果我们需要一个矩形模块，其表面积为 5 米 x 5 米，并且除了自身的质量外还可以承载 4 吨的有效载荷，那么我们需要计算结构的质量、结构内部的水的质量以及我们需要多少水才能使其漂浮。

结构的体积由矩形物体的高度 x 宽度 x 长度给出。我们现在将高度设置为 3 米，我们始终可以回头更改它。

这使我们得到 75 立方米的体积。

如果我们假设我们将使用海泥或水泥作为结构的基础，那么计算如下。对于其他材料，步骤将类似，但数字不同。

如果我们使用 0.1 米的壁厚，那么墙壁的体积由 (高度 x 宽度 x 厚度 x 2) + (宽度 x 长度 x 厚度 x 2) + (高度 x 长度 x 厚度 x 2) 给出

或者

(3x5x0.1x2) + (5x5x0.1x2) + (3x5x0.1x2) = 体积

      3       +      5      +      3       = 11m3

墙壁的质量由墙壁体积 x 密度给出

如果我们使用海水的质量为 1020 公斤/立方米，空气的质量为 1 公斤/立方米，水泥的质量为 2750 公斤/立方米

对于水泥来说，这将是

11 x 2750 公斤/立方米 = 30250 公斤

如果我们将结构内部的空气质量加到这个数字上，我们将得到 30325 公斤的总值

结构完全浸没时会排开的水的体积为 75 立方米（结构内部的体积）+ 11 立方米（墙壁的体积），总计 86 立方米。它会排开水的质量为 86 立方米 x 水的密度

或 86 立方米 x 1020 公斤/立方米 = 87720 公斤

由于这大于结构的质量，因此它应该漂浮，并且应该能够承受 57395 公斤的有效载荷，然后它才会开始下沉。但是，除非您仔细分配载荷，否则结构更有可能在您达到这个点之前失效。

到目前为止，我们还没有在计算中考虑箱体的细分。如果我们想要计算细分浮力舱所需的额外质量，我们可以执行以下操作。

决定我们将如何细分箱体。

例如，为了将其分成 9 个子箱，我们需要 4 个额外的面板。2 个在长度方向上，2 个在宽度方向上。这些面板的体积可以按如下方式计算。

(w x h x thickness x #panels) + (l x h x thickness x #panels) = total additional volume.

以我们之前的例子为例，这将产生 6 立方米的额外体积（当充满空气时，这还需要从箱体的可用体积中减去），其质量为 6 立方米 x 2750 公斤/立方米 = 16500 公斤

只要已知或可以计算出结构和被排开水的质量，我们就可以对更复杂的结构使用这种技术。

锚

有许多技术用于将物品锚定到海床上。最简单的技术是简单地将一个大型物体掉到海床上，然后用绳索将其与物体连接起来。然而，这种解决方案既不是一个特别优雅的解决方案，也不是在原材料方面有效的解决方案。

近年来，一种技术在结构设计师中越来越受欢迎，那就是将一个大型钟形物体沉入海底，然后从里面抽水。在抽水过程中，钟形物体将被沙子填充，要么通过将大量沙子吸入自身，从而增加其质量，要么通过将其埋入海底，从而增加锚的静摩擦力。发生哪种情况将取决于锚的设计和安装时的吸力大小。目前尚不清楚第一种情况是否具有长期耐久性。

生物礁

第一步是用金属制作一个钢架。（金属来源可以是钢筋、粗线、扎线、鸡笼网、金属网等）。为了创建坚固的结构，终端之间的间距应尽可能小。（目前正在建造的礁石结构的间距为半英尺或更多）。对于一个岛屿，1/4 到 1/2 英寸可能最有利。保持阳极（正极）与阴极（负极）网之间的距离为 4-6 英寸。金属结构可以锚定在海洋的浅水区，由漂浮的太阳能电池板供电。将阳极放在岛屿两侧半英尺处，石灰石将在外部生长，然后内部将被填充。为了增加尺寸，阳极将被移到远离岛屿两侧的位置。

增生效率

电压（伏特）	效率（百分比）
1.23	100
1.5	82
3	41
6	20.5
12	10.25
17	7.24