“漂浮城市”：概念、設計與風險

文/王紹森 王長慶

“想到未來的城市，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，比如通過零廢物、優化管理、清潔能源建立一個自給自足的體系，來幫助植物種植、農業，同時還能養魚、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新方式。”聯合國人居署執行主任邁穆娜·謝里夫如是說。

據悉，聯合國已經開始首次探討建設“漂浮城市”試點計劃。而在多年前，就有業界人士開始探討相關理念，并有機構將其付諸實踐。

“漂浮”概念的催生

古希臘哲學家泰勒曾說，“水是萬物之源”。對人類而言尤其如此。水不僅滿足了人們的飲用需要，江河湖海也為人類提供了重要的漁業養殖場所和運輸通道，甚至防御屏障。

人與水之間的關系，一種是“臨水而居”，另一種則是“漂浮”。大航海時代，荷蘭依靠繁榮的海上貿易稱霸世界，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”則以打魚為生，幾乎不上岸，婚喪嫁娶都在船上進行。

歷史上，人工海島、水上建筑已取得較快程度的發展。

從17世紀開始，一些沿海國家或地區陸續開始建設人工海島。比如，1634年，江戶時代的日本幕府實施“鎖國”政策，填筑人工島作為極少數特許的對外貿易場所。19世紀中葉又出于防御考慮，堆建起了御臺場。日本的神戶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2萬人居住，國際飯店、商店、博物館、醫院、學校以及3個公園等各種配套設施一應俱全，還有6000 套住宅。美國填海而成的愛麗絲島，從19世紀末到20世紀40 時代，是其主要的移民檢查站。

更直接的“漂浮”則是船屋。由于海運業的快速發展，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所，現在已經成為城市旅游一條獨特的風景線。

20世紀60年代，日本經濟高速發展、城市建設規模迅速擴大，但居住空間隨著人口增長逐漸緊缺。于是，當時許多日本建筑師開始著眼于“漂浮城市”的未來發展設想。

1963年，日本著名建筑師菊竹清訓提出了“海上都市——塔式社區”。在這個構想中，“城市被建造在海上的一個個大型環狀漂浮平臺上，上面豎立著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，隨著城市化的不斷發展，越來越多的人口往大城市聚集，而人口擁擠、環境質量下降可能會成為日益嚴峻的問題，有限的社會資源也將導致人口密集地區的高生活成本和就業、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低于地下建筑和水下建筑，且靈活性更高，營建“漂浮城市”無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，日本正在推動生態浮城——“睡蓮之家”。它是日本清水科技公司提出的一種未來水上城市的設計概念，著眼于利用綠色科學理念，建造中性碳城市。這一設計概念中包含著大量水上社區，每個社區有1 公里寬，可容納1萬至5萬人。

美國還計劃在離夏威夷不遠的太平洋上建造一個海上城市——“自由號”，可長期容納5萬人生活；而設計師為新奧爾良設計的“理想城市”高達365 米，總面積約279萬平方米，最多可容納4萬居民，能夠經受得住颶風襲擊。

實現條件

為了實現人類社會的永續發展，“漂浮城市”需要具備一系列條件。

“漂浮城市”概念圖

首先，“漂浮城市”需要保證安全、平穩。在選址時，要盡量避開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，以抵御風暴、巨浪；在布局上，還要保證穩定性，并且為不確定的環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。一般來說，需要具備主體和配套設施兩個基本構成部分，并形成完整的自循環系統。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，通過交通系統與陸地相連接。上部建筑可供人員活動、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，以備不時之需。如果設計為可移動的或具有航行功能，則還需要動力推進系統、航向控制系統和通信導航系統。

第三，“漂浮城市”要注意與環境之間的關系。首要原則是保護周圍的自然環境，尊重原始的水域生態。不僅要妥善處理好生活垃圾和廢水，保護動植物棲息環境，不給環境帶來負擔，還要合理進行能量和物資循環利用，提高能源利用效率，盡量減少造價和運行成本。

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

法國生態建筑師文森特·卡勒博曾設計了一個漂浮的仿生人工島“Lilypad”。它可以停泊在海岸附近，也可以在海洋中漂流。這是一個完全自給自足的漂浮城市，可容納5萬人。設計希望不僅可以利用先進技術整合多種可再生能源（太陽能、熱能、光伏、風能、生物質能等），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，形成水產養殖基地和生物走廊。

而聯合國人居署納入《新城市議程》進行討論的“漂浮城市”方案，則由丹麥明星建筑事務所BIG 與麻省理工學院海洋工程中心和非營利組織歐尚尼克斯（Oceanix）共同設計完成。據此方案建造的“漂浮城市”可容納約1萬人，由6個正六邊形的浮島組成，每個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。據報道，其支撐底座將使用一種名為Biorock的生態巖，它是通過電解溶解在海水中的礦物質形成的，只要有電流流動，它就會繼續“生長”。這意味著它不僅會自動修復受損部位，而且隨著時間的推移，基座也會變得更加堅固。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可持續的生態系統，完全自給自足，實現能量、水、食物和廢物的循環流動。

難點與風險

在“漂浮城市”逐漸成為現實的過程中，公眾的接受程度、相關的法律法規、造價和工程技術可能會成為比較關鍵的難點。

與生活在陸地上相比，生活在水上可能會給絕大多數人不穩定、不安全的感覺。社會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，也需要一段時期的過渡。

目前世界各地對于“漂浮城市”的開發建設基本上還處于空白階段，相關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”的建造技術也尚不成熟，很可能會帶來造價高昂的問題。只有在技術迭代和規模效應顯現出來之后，建設成本才會降至一個比較合理的區間。

“漂浮城市”與環境之間的關系也會成為潛在的風險。如何從位置、氣候、地形、水文和環境等方面對“漂浮城市”的位置、運行、排放和物質與能量循環進行綜合論證和技術分析，依然有賴于進一步研究和探索。

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”可能是一種對環境破壞較小、成本較低、較為便捷的解決方案。依托水上優越的自然景觀和氣候條件，未來還可以將海洋產業經濟、旅游休閑體驗、新型城鎮化等與之相結合，拓展新型人居環境，真正實現可持續發展。