為應對城市聚集、資源短缺等問(wèn)題，相比于從豎向維度上的高度和深度拓展，以及橫向維度上的圍海造地，“漂浮城市”可能是一種對環(huán)境破壞較小、成本較低、較為便捷的解決方案。

　　王紹森 王長(cháng)慶

　　“想到未來(lái)的城市，我們的理念是將城市建設在海上，秉持最新的綠色建筑的概念，比如通過(guò)零廢物、優(yōu)化管理、清潔能源建立一個(gè)自給自足的體系，來(lái)幫助植物種植、農業(yè)，同時(shí)還能養魚(yú)、保護珊瑚礁和其他海洋生物……漂浮的城市是解決城市危機的創(chuàng )新方式。”聯(lián)合國人居署執行主任邁穆娜·謝里夫如是說(shuō)。

　　據悉，聯(lián)合國已經(jīng)開(kāi)始首次探討建設“漂浮城市”試點(diǎn)計劃。而在多年前，就有業(yè)界人士開(kāi)始探討相關(guān)理念，并有機構將其付諸實(shí)踐。

　　“漂浮”概念的催生

　　古希臘哲學(xué)家泰勒曾說(shuō)，“水是萬(wàn)物之源”。對人類(lèi)而言尤其如此。水不僅滿(mǎn)足了人們的飲用需要，江河湖海也為人類(lèi)提供了重要的漁業(yè)養殖場(chǎng)所和運輸通道，甚至防御屏障。

　　人與水之間的關(guān)系，一種是“臨水而居”，另一種則是“漂浮”。大航海時(shí)代，荷蘭依靠繁榮的海上貿易稱(chēng)霸世界，孵化了至今依然欣欣向榮的金融體系。中國福建和廣東等地的“疍民”則以打魚(yú)為生，幾乎不上岸，婚喪嫁娶都在船上進(jìn)行。

　　歷史上，人工海島、水上建筑已取得較快程度的發(fā)展。

　　從17世紀開(kāi)始，一些沿海國家或地區陸續開(kāi)始建設人工海島。比如，1634年，江戶(hù)時(shí)代的日本幕府實(shí)施“鎖國”政策，填筑人工島作為極少數特許的對外貿易場(chǎng)所。19世紀中葉又出于防御考慮，堆建起了御臺場(chǎng)。日本的神戶(hù)人工島是世界上最大的人造海洋城市，島上總面積4.36平方公里，有2萬(wàn)人居住，國際飯店、商店、博物館、醫院、學(xué)校以及3個(gè)公園等各種配套設施一應俱全，還有6000套住宅。美國填海而成的愛(ài)麗絲島，從19世紀末到20世紀40時(shí)代，是其主要的移民檢查站。

　　更直接的“漂浮”則是船屋。由于海運業(yè)的快速發(fā)展，16世紀大量的荷蘭人居住在水上船屋之中。第二次世界大戰后，住房稀缺，由貨船改造成的船屋依然是阿姆斯特丹居民重要的居住場(chǎng)所，現在已經(jīng)成為城市旅游一條獨特的風(fēng)景線(xiàn)。

　　20世紀60年代，日本經(jīng)濟高速發(fā)展、城市建設規模迅速擴大，但居住空間隨著(zhù)人口增長(cháng)逐漸緊缺。于是，當時(shí)許多日本建筑師開(kāi)始著(zhù)眼于“漂浮城市”的未來(lái)發(fā)展設想。

　　1963年，日本著(zhù)名建筑師菊竹清訓提出了“海上都市——塔式社區”。在這個(gè)構想中，“城市被建造在海上的一個(gè)個(gè)大型環(huán)狀漂浮平臺上，上面豎立著(zhù)塔式建筑或其他形式的居住單元”。之后，菊竹清訓還結合夏威夷、沖繩、摩洛哥等城市的具體情況，有針對性地提出了一系列“漂浮城市”概念方案。

　　在未來(lái)，隨著(zhù)城市化的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的人口往大城市聚集，而人口擁擠、環(huán)境質(zhì)量下降可能會(huì )成為日益嚴峻的問(wèn)題，有限的社會(huì )資源也將導致人口密集地區的高生活成本和就業(yè)、住房、醫療保健、教育等方面的巨大競爭壓力。

　　此外，全球變暖造成的海平面上升和洪水、暴雨等自然災害，也使得人居環(huán)境面臨重大考驗。如何與水共存，增強城市應對洪澇災害的能力，成為城市規劃師和建筑師需要面對的重要問(wèn)題。

　　由于地球上水域面積寬廣，人口稠密的大城市大多濱水，再加上水上建筑的造價(jià)低于地下建筑和水下建筑，且靈活性更高，營(yíng)建“漂浮城市”無(wú)疑為應對資源緊缺和自然災害提供了新的思路和可能。

　　據報道，日本正在推動(dòng)生態(tài)浮城——“睡蓮之家”。它是日本清水科技公司提出的一種未來(lái)水上城市的設計概念，著(zhù)眼于利用綠色科學(xué)理念，建造中性碳城市。這一設計概念中包含著(zhù)大量水上社區，每個(gè)社區有1公里寬，可容納1萬(wàn)至5萬(wàn)人。

　　美國還計劃在離夏威夷不遠的太平洋上建造一個(gè)海上城市——“自由號”，可長(cháng)期容納5萬(wàn)人生活；而設計師為新奧爾良設計的“理想城市”高達365米，總面積約279萬(wàn)平方米，最多可容納4萬(wàn)居民，能夠經(jīng)受得住颶風(fēng)襲擊。

　　實(shí)現條件

　　為了實(shí)現人類(lèi)社會(huì )的永續發(fā)展，“漂浮城市”需要具備一系列條件。

　　首先，“漂浮城市”需要保證安全、平穩。在選址時(shí)，要盡量避開(kāi)水文條件復雜的水域；在結構和選材上，要保證其具有必要的強度和剛度，以抵御風(fēng)暴、巨浪；在布局上，還要保證穩定性，并且為不確定的環(huán)境荷載預留一定的儲備浮力。

　　其次，“漂浮城市”必須能夠可持續運行。一般來(lái)說(shuō)，需要具備主體和配套設施兩個(gè)基本構成部分，并形成完整的自循環(huán)系統。主體包括“漂浮城市”的主要組成構件，如承重結構、支撐結構等；配套設施包括維持“漂浮城市”正常運行所需的所有設施，比如發(fā)電設備、供水設備、生活設施等等。

　　漂浮城市需要擁有可靠的基座平臺，通過(guò)交通系統與陸地相連接。上部建筑可供人員活動(dòng)、貨物裝卸，保證安全平穩，可能還需要停泊設施使其靜止于水面，要么以錨固定，要么以樁或鋼索與海底相拉結。

　　“漂浮城市”還需要具備消防系統和救生系統，以備不時(shí)之需。如果設計為可移動(dòng)的或具有航行功能，則還需要動(dòng)力推進(jìn)系統、航向控制系統和通信導航系統。

　　第三，“漂浮城市”要注意與環(huán)境之間的關(guān)系。首要原則是保護周?chē)淖匀画h(huán)境，尊重原始的水域生態(tài)。不僅要妥善處理好生活垃圾和廢水，保護動(dòng)植物棲息環(huán)境，不給環(huán)境帶來(lái)負擔，還要合理進(jìn)行能量和物資循環(huán)利用，提高能源利用效率，盡量減少造價(jià)和運行成本。

　　除此之外，還要在整體設計上與環(huán)境相和諧，不宜過(guò)于突兀，應在形體組合、天際線(xiàn)控制、色彩和材料等方面注重整體感和協(xié)調性，盡量使其在景觀(guān)中有機生長(cháng)。

　　法國生態(tài)建筑師文森特·卡勒博曾設計了一個(gè)漂浮的仿生人工島“Lilypad”。它可以停泊在海岸附近，也可以在海洋中漂流。這是一個(gè)完全自給自足的漂浮城市，可容納5萬(wàn)人。設計希望不僅可以利用先進(jìn)技術(shù)整合多種可再生能源（太陽(yáng)能、熱能、光伏、風(fēng)能、生物質(zhì)能等），將自然界中其他形式的能源轉化為自用，還可以處理大氣中的二氧化碳并將其吸收到二氧化鈦表皮中，從而積極平衡碳排放。漂浮城市的下方被用作海洋浮游生物和植物的溫床，形成水產(chǎn)養殖基地和生物走廊。

　　而聯(lián)合國人居署納入《新城市議程》進(jìn)行討論的“漂浮城市”方案，則由丹麥明星建筑事務(wù)所BIG與麻省理工學(xué)院海洋工程中心和非營(yíng)利組織歐尚尼克斯（Oceanix）共同設計完成。據此方案建造的“漂浮城市”可容納約1萬(wàn)人，由6個(gè)正六邊形的浮島組成，每個(gè)浮島都具有不同的功能，如醫療、教育、購物和文化中心等。

　　為了保證安全，該方案被設計成可抵御海嘯和5級颶風(fēng)。據報道，其支撐底座將使用一種名為Biorock的生態(tài)巖，它是通過(guò)電解溶解在海水中的礦物質(zhì)形成的，只要有電流流動(dòng)，它就會(huì )繼續“生長(cháng)”。這意味著(zhù)它不僅會(huì )自動(dòng)修復受損部位，而且隨著(zhù)時(shí)間的推移，基座也會(huì )變得更加堅固。更令人驚奇的是，這種材料的硬度是混凝土的三倍，但它仍然能夠漂浮在海面上。

　　根據BIG的設計，這座漂浮城市將是一個(gè)可持續的生態(tài)系統，完全自給自足，實(shí)現能量、水、食物和廢物的循環(huán)流動(dòng)。

　　難點(diǎn)與風(fēng)險

　　在“漂浮城市”逐漸成為現實(shí)的過(guò)程中，公眾的接受程度、相關(guān)的法律法規、造價(jià)和工程技術(shù)可能會(huì )成為比較關(guān)鍵的難點(diǎn)。

　　與生活在陸地上相比，生活在水上可能會(huì )給絕大多數人不穩定、不安全的感覺(jué)。社會(huì )大眾如何在心理上真正接受“漂浮城市”，需要工程師對穩定性和安全性能的保障，也需要一段時(shí)期的過(guò)渡。

　　目前世界各地對于“漂浮城市”的開(kāi)發(fā)建設基本上還處于空白階段，相關(guān)的法律法規亟待完善，從所有權認定、用地許可到規劃審批、設計規范、技術(shù)參考、建設標準和使用管理，都需要有章可循、有據可依?，F階段“漂浮城市”的建造技術(shù)也尚不成熟，很可能會(huì )帶來(lái)造價(jià)高昂的問(wèn)題。只有在技術(shù)迭代和規模效應顯現出來(lái)之后，建設成本才會(huì )降至一個(gè)比較合理的區間。

　　“漂浮城市”與環(huán)境之間的關(guān)系也會(huì )成為潛在的風(fēng)險。如何從位置、氣候、地形、水文和環(huán)境等方面對“漂浮城市”的位置、運行、排放和物質(zhì)與能量循環(huán)進(jìn)行綜合論證和技術(shù)分析，依然有賴(lài)于進(jìn)一步研究和探索。

　　總體而言，“漂浮城市”是一種“與水共生，順勢而為”的策略。為應對城市聚集、資源短缺等問(wèn)題，相比于從豎向維度上的高度和深度拓展，以及橫向維度上的圍海造地，“漂浮城市”可能是一種對環(huán)境破壞較小、成本較低、較為便捷的解決方案。依托水上優(yōu)越的自然景觀(guān)和氣候條件，未來(lái)還可以將海洋產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟、旅游休閑體驗、新型城鎮化等與之相結合，拓展新型人居環(huán)境，真正實(shí)現可持續發(fā)展。

　?。ㄍ踅B森系廈門(mén)大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院院長(cháng)，王長(cháng)慶系廈門(mén)大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院博士生；本文為國家自然科學(xué)基金面上項目成果）