与环境共生下的未来城市发展初探

与环境共生下的未来城市发展初探
A Probe into the Future Urban Development Under the Coexistence with the Environment
朱珍华 I ZhuZhenhua 徐伟I Xu Wei
中图分类号TU241.5 文献标识码B 文章编号1003-739X (2020) 06-0001-06 收稿曰期2018-12-03
摘要每个建筑师、规划师都有一个关于未来城市的梦，未来城市到底是怎样的？也许每个建筑师、规划师都有自己的答案。

早在19坦纪末20世纪初就有关 于未来城市的研究，而21世纪的未来城市部分是基于20世纪基础上的延续与创新。

将未来城市以空间维度整体划分为太空城市、天空城市、陆地城市、地下城 市、海洋城市5种类型。

从生态、资源、环境三个方面论述了未来城市概念设计的新特点，并对其进行研究和解析,为未来城市的发展探索方向。

关键词未来城市概念设计生态资源环境
Abstract Each architect and planner has a dream about the future city. What is the city in the future? Maybe every architect and planner has its own answer. As early as the end of the 19th century and the beginning of the 20th century, there were studies on the future of cities, and the future city of the 21st century was a continuation and innovation on the basis of the 20th century. The future cities are divided into five types ： space cities, sky cities, land cities, underground cities, and ocean cities. From the three aspects of ecology, resources and environment, we discuss the latest features of the conceptual design of future cities in the 21st century, then we study and analyze them, so as to explore the direction for the future development of the city.
Keywords City of the future, Conceptual design, Ecology, Resources, Environment
i 未纖市探索历程
人们对未来城市的认识，大多还是在众
多的文学作品和科幻电影屏幕上，自18世纪 以来，就有不少规划师、建筑师致力于研究 未来城市这一个重大课题，并取得较为丰硕 的成果。

①
文艺复兴时期对理想城的描述和16世
纪所绘的巴比伦通天塔。

②
18世纪意大利建筑师皮拉内西摒弃了
建筑的真实性而任凭想象力驰骋，描绘了大 量的未来建筑幻想作品。

③
18世纪70年代法国建筑师部雷设计的 牛顿纪念堂，完美地诠释了建筑的纪念性与 崇高感，后因其尺度超越了时代和结构的可 能性而无法实现，但其建筑幻想的魅力、设计 的前卫在于他几乎不带任何实施痕迹的观念 表达〇
④19世纪随着工业化的到來，关于未来城市设想的一系列乌托邦理论提出，如19世:纪初期
欧文的新协和村、霍华德的花园城市等；19世纪末期，勒杜提出的“舍伍的理想城”是理想化 的乌托邦设计 。

到20世纪，随着知识世界的深入，新的城市生成模式、新的人类居住领域不断地提出，如 1901年法国建筑师加涅提出的“工业城市”；意大利建筑师桑蒂利亚1914年发表的《未来建筑 宣言》，将未来城市的发展纳入到未来主义运动中；1920年美国建筑画家休•费里斯出版了幻
■理论 | Pioneer-Theory
1
图3西伯利亚矿坑生态城市想中的未来城市《明日都市》；勒•柯布西耶 的“邻里规划”与“光辉城市”是对规划理念 的全新建构。

除此之外，关于新领域的探索 也是不胜枚举，如海洋城市、太空城市等。

2未来城市的发展与研究
进人21世纪，城市设计领域的未来主义 倾向有加速发展之势，越来越多的科学家和 设计师投入到对未来理想城市的研究中，浦
图5印尼髙台瀑布
图4 M AD 台中会展中心
现出具有未来主义倾向的概念性设计作品， 其构思之大胆，手法之新奇令人惊异。

概括起 来主要有以下两类。

(1)基于20世纪已有设计理念的延续和发展
从某种程度上来说，未来城市的研究已 不在是个单纯的设计问题，已经成为国与国 之间实力的竞争。

它们的最终目的是要改变 现有的城市形态与生活模式所引发的空间冲
图6索马里水元素大楼
突、文化摩擦、资源短缺和环境污染等问题。

伴随着这些思考与实际的行动，科学家和设 计师们在20世纪未来城市的构想基础上，进 一步深化了未来城市的蓝图，如：髙塔城市、 拱形城市、海洋城市、太阳城市、紧凑城市、
田园城市、宇宙城市、地下城市等。

⑵创造性的概念
随着科技的进一步发展，设计师们提出 了更多创造性的未来城市概念，如：超级城 市、生态城市、数字城市、智慧城市、3D 打印 城市等，并将这些未来城市与建筑幻想概念 通过专业直觉和科学思维的帮助展现出来， 表达了未来主义设计师的愿望，向社会展示 了“未来城市”的新形象以及预测。

从未来 交通、突破性的材料技术、智能建筑和机器 人A I 系统技术、城市密度、气候变化、环境平 衡、居住内部空间的未来智能化方面着手着 重解决。

3未来城市发展的方向
人类对大自然的这度索取，已经导致了 环境恶化、资源枯竭、自然灾害等一系列问 题。

21世纪人类面临的首要问题将是环境问 题、资源问题，为此需从以下几个方向探讨未 来城市的发展方向。

3.1生态设计
随着全球人口的快速增长，进一步加剧 了城市人地关系的紧张；随着科技的发展，人 类活动对生物圈影响的程度也在加大，生态 环境遭到破坏；加之各国对人为破坏环境的
监管力度不够，如果不加以管控，这个问题有
2
H A 06/202
可能会演化成为一场全面的生态灾难。

针对这些问题，已出现了相对成熟的生 态城市设计案列。

诺曼•福斯特事务所设计的阿联酋马斯 达尔生态城项目，是第一座真正意义上的“零 碳”城市,该项目采用先进的绿色技术解决处 于沙漠炎热气候的阿联酋马斯达尔，有助于 恢复沙漠中的生态环境。

并设计了世界级清 洁技术研发基地，城内没有耗油汽车和摩天 大厦，其动力来源是太阳（图1)。

臭天等三人设计的“摩天大楼”项目，设 计的出发点在于可回收，通过将污染物转化为 水或肥料来吸收和处理污染物，改善环境，将 空气中的有害气体变成可再生资源（图2)。

2020年俄罗斯设计团队B u r e a u Ostozhenka计划在西伯利亚的大矿坑中建 立一个生态城市，这个頭目的特点之一是保护 玻璃屋顶的城市，覆盖着光电池以及地热带 来的能量，将解决城市免受恶劣气候的不利 影响（图3)。

M A D事务所台中会展中心的方案设计最大特点是包裹“群山”的建筑表皮，是由 一系列的绿色技术构成的复合生态皮肤。

褶 皱状的连续外表皮为建筑提供自然的空气流 动，收集太阳能并维持最低的能耗（图4)。

21世纪的未来城市功能是需要具备治疗 和自我恢复的能力，“生态设计”将是未来城 市发展的重要方向，也是未来的主旋律。

未来 城市不仅要抵消其对环境的有害影响，还需 要它自我净化或清理环境，并进一步恢复生 物圏。

3.2资源节约
我们现在所依赖的资源都是从大自然中 提取和持续开采的不可再生资源，作为发电 的原材料或者其他动力的能源补给。

在转化 成动能的过程中,会排放有毒的气体和粉尘在 大气中，对人类的身体健康和环境都造成了破 坏。

未来需要寻求一种新的生态清洁的能源 动力，其关键问题是降低电力消耗，解决城市 和建筑能耗的问题。

其具体做法有两点。

(1)替代能源
替代能源主要有地热能源、太阳能、风 能、水力发电等。

例如：中国台湾岛上的太阳 能体育馆；印度尼西亚的高台瀑布，该建筑群 借助雅加达每年都会产生的大量洪水进行能 源再生，运用其特殊的屋顶进行发电（图5);索马里的水元素大楼，采水并且将其淡化，按
照需要进行，并在这一过程中运用水力进行发
电（图6);这些在设计中都考虑能源的问题，
并做了很好的规划。

(2)节约能耗
节约能源不仅是建筑技术措施的复合
体，更是建立一个建筑空间的系统方法。

实
现这个资源节约功能的方法有：将节约能耗
型对象集成到建筑中，如：芬兰的国际生态住
宅区Eco-viikki项目；汉堡的BIQ House项
目，生物反应器外墙一一为整个建筑结构提
供动力，使其成为世界上第一个以藻类为动
力的，在理论上完全自给自足的建筑；奥地利
灿烂的太阳塔，采用技术策略，利用太阳的力
量收获热能射线，随后将热能进行分布控制，
并在塔内进行能源再生（图7)。

3.3与环境共生
未来城市意味着创造、创新，具有全新的
面貌、完善的功能及独特的环境。

其独特性
表现为城市外观和规划结构的共生，并反映
在所选择的地质、地貌、气候条件等各方面。

未来无论走到哪里，都离不开所依托的大自
然，21世纪未来城市的概念性设计空间环境
也就包括五个自然环境：陆地、海洋、空中、
太空、冰川，其中每一琐都有着巨大的潜力和
无限未知的可能（表1)。

⑴陆地
陆地环境，可分为地上空间和地下空间，
地上空间指利用城市现有的土地规划未来城
市，如：线性城市、绿色城市、城市山丘、城市
摩天大楼、城市农场、数据城市等。

地下空间指城市向下发展,被称为人类的
“第二空间”，这逐渐成为城市发展的方向。

保罗•迈蒙提出的“地下新巴黎城方案”就是
城市向下发展的典型例子：利用塞纳河下的
±也下空间为巴黎增加300hm2的使用面积，将
地上空间和地下空间连接在一起，形成整体，
为大城市改造拓展了一条新的思路。

也有建
筑师提出利用人工开采形成的矿井或自然形
成的岩洞、溶洞、地缝等开发成可供生活的地
下空间。

对矿井的改造，不仅可以因地制宜合理
地利用地下空间，还可以改善因开采造成的
地质、地貌的破坏，维护生态的良性发展，做
到与环境共生。

如：刚果卢本巴希铜矿矿坑的
“材料加工机器”概念设计项目，该矿坑预计
将于2020年停止生产，将其设计成一个巨大
的城市空间。

⑵海洋
为了缓解城市用地的短缺问题，气候变
化所产生的破坏性影响越来越严重，人类已
经意识到当前生存环境可能很快走向毁灭，
并开始为未来的生存筹划。

不少设计师把目
光投向了海上，将未来城市规划到海面上，分
水上部分和水下部分。

水上部分有：漂流城
市、架空城市、方舟城市、桥梁城市等；水下
部分有螺旋城市、海底城市等。

(3) 空中
将未来城市规划到空中的有城市摩天
大楼、悬挂城市、垂直城市等，奇特点是向
髙空争取用地，已缓解城市用地问题。

具体
案例有：天空之城一一未来的莲花建筑、
Sou ndscraper----将噪音转化为能量的
摩天大楼、未来城市综合体项目一一“新巴
黎”、新加坡的“交织”住宅等。

(4) 太空
随着科学技术的发展，未来可将城市建
设到广泛浩瀚的太空中，有学者认为太空城
市可建在距地球和月球均为4x l〇4km的地
方，因为在这个距离内两个星球的引力相互抵
消，可以不需要耗能来维持城市的运转。

相关
的研究有：美国休斯敦大学设计的可居住100
人的宇宙村；美国普林斯顿大学阿勒尔博士
主持的太空居住区研究计划，规划建立1万居
民的自给空间体系；除此之外，还有火星城市
计划。

(5) 冰川
随着科技的发展，在冰川上建设城市也
成为可能。

具体案例有：David A.Garcia设
计规划的冰上城市一一可持续的冰山生活
站；城市冰一一蓝色水晶项目；极地保护伞，
Derek Perozzi, 2013。

以上五种未来城市选址，是建筑师、规
划师从现有城市问题、土地资源紧张等现状
出发，向地下、山洞、海上、海底、髙空、冰川、
甚至太空争取用地建设未来城市，以解决现
有的城市问题，减少占地面积，在方法上具有
丰富的想象力，大胆利用尚在探索中的先进
科技手段。

无论未来城市如何发展，无论选址
何处，都应从自然生态出发，不破坏生物圏，
真正做到与环境共生，只有这样城市才能走
得更远。

先锋-理论 I Pioneer.Theory 3
表1未来城市在空间环境中的分类及案例解析
陆獅境陆地表层空间
阿布扎比马斯达尔未来生态城，2011 韩国广校城，MVRDV，2008 芬兰Eco—viikki 生态城，2005 法国EUROPACITY ，BIG，2016
陆地地下空间
矿坑修复獅 |沉没獅 |地下垂直獅|地下生态塔城市
刚果“材料加工机器”城市，2014
Liquefactower ： The Sinking C i t y ,曰本清水建设地下城市计划，2010 意大利根签地下城市塔，2011
__________________________________New Zealand, 2014______________________________________________________________________________
7m m
海上黯城市
水上空间
钴井獅
|社桥城
海上漂浮城市，海上家园研究所，2015 中国《生态亚特兰蒂斯》AT 设计，2014中国诺亚绿洲，马伊东等，2015
墨西哥阿卡普尔科湾大桥/ BNKR
Arquitectura , 2010
水下空间
水下螺纖市智触下城市水下生态农场海底城市
4H A 06/2020
续表1未来城市在空间环境中的分类及案例解析
空中M
空中;空中空中社区
Tsvetan Toshkov,Multiplicity, John Waidle, 2014w新巴黎”，PlaimlngKorea, 2015新加坡'住宅，OMA, 2015
未来的莲花都市,
2012__________
鄉空中獅5悬浮;^
Solar Pack South, Ja Studio, 2010 徐嫜等，中国，2013 H ydrogenase,文森特•卡勒鲍特，JFIiesenborghs, 2015
2010
冰川环境
社泳下肺
Derek Berozzi, 2013 “Mack Polar”，俄罗斯Alexei Kozyr，Sven Sauer^5fSfi^cM项目，2009 ；!§^M AP，2010
2014
先锋■理论 I Pioneer-Theory5
4面临的问题
21世纪初未来城市的发展，虽尚处在概念规划阶段，相信在不久的未来，随着科技的发展这些都有可能成为现实。

未来城市需解决的问题
有以下几点。

① 减少环境污染。

设计减少对环境的影响或者适应环境的新城市，而不是与之相冲。

② 解决资源能源问题。

创造新的能源，提供新的城市动力，并对现有城市资源加以改造和利用。

③抵抗自然灾害。

为城市创造可以抵抗自然灾害的结构防御体系。

④ 科学与技术的革新。

未来城市系统化的概念设计除了从生态、资源节约、环境、技术等方面考虑，还需考虑其形式与功能，以及智能交通 的问题。

⑤形式。

未来城市、未来建筑具体是怎样的？它不同于以往的城市建筑形式，涵盖了所有几何形状，可以是直观的有清晰的轮廓结构；也可 以是有机的平滑和流动性的曲线；也可以是模仿自然形式的生物形态。

一切可能的形态都可以是未来建筑的形式。

⑥功能。

未来城市的功能是多样的，功能的选择和性质取决于城市的环境和目的地。

具体功能有：解决能源、解决人口过剩、解决用地紧 张、解决海洋垃圾的组装和焚化、或者用来研发外空科学等。

5思考及展望
关于未来城市的研究，有着较强的科学意义和重要的应用价值，引导着未来城市的发展方向。

从现实的角度来说，我们应用什么样的现代
设计方案与先进的技术手段来解决现实中城市出现的问题？并采用概念性的设计方案来探索和研究未来城市发展方向是否可行？
答案是肯定的，概念性设计不能简单地视为是纸上谈兵，它有着自身独特的优势，采用概念性的设计解决方案更容易实现，且可以不断地反
复论证、改进、深化等。

因为不需要昂贵的资金预算，在现有的技术上，利用VR虚拟现实就可以实现，从虚拟现实中感受未来城市生活的场景，
为人类提供了展望未来城市发展的窗口。

值得注意的是，当今城市中最为紧迫的问题客观地反映在概念性的设计方案里，并提出解决方案。

未来城市概念性设计方案重点问题不只
是在材料建造设施安全等问题上，而更多的是人文关怀，关注未来人类生活的城市空间，反映未来城市中人们丰富多彩的居住生活方式。

今天“未来城市”的概念性设计主要是在设计竞赛和学术论文中体现出来，鼓励设计者创造自己的“未来之城”的形象，表达城市发展的前
景。

相信在不久的将来，在科学技术飞速发展的前提下，未来城市终将实现。

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资料来源：
文中图片来源于Evolo竞赛官网/category/2018/。

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基金项目：
湖北省教育厅人文社会科学研究项目资助（编号：18Q068)
作者信息：
朱珍华，武汉工程大学土木工程与建筑学院讲师
徐伟，武汉工程大学土木工程与建筑学院副教授，硕士生导师（通讯作者），****************
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