“漂浮城市”：概念、设计与风险

文/王绍森 王长庆

“想到未来的城市，我们的理念是将城市建设在海上，秉持最新的绿色建筑的概念，比如通过零废物、优化管理、清洁能源建立一个自给自足的体系，来帮助植物种植、农业，同时还能养鱼、保护珊瑚礁和其他海洋生物……漂浮的城市是解决城市危机的创新方式。”联合国人居署执行主任迈穆娜·谢里夫如是说。

据悉，联合国已经开始首次探讨建设“漂浮城市”试点计划。而在多年前，就有业界人士开始探讨相关理念，并有机构将其付诸实践。

“漂浮”概念的催生

古希腊哲学家泰勒曾说，“水是万物之源”。对人类而言尤其如此。水不仅满足了人们的饮用需要，江河湖海也为人类提供了重要的渔业养殖场所和运输通道，甚至防御屏障。

人与水之间的关系，一种是“临水而居”，另一种则是“漂浮”。大航海时代，荷兰依靠繁荣的海上贸易称霸世界，孵化了至今依然欣欣向荣的金融体系。中国福建和广东等地的“疍民”则以打鱼为生，几乎不上岸，婚丧嫁娶都在船上进行。

历史上，人工海岛、水上建筑已取得较快程度的发展。

从17世纪开始，一些沿海国家或地区陆续开始建设人工海岛。比如，1634年，江户时代的日本幕府实施“锁国”政策，填筑人工岛作为极少数特许的对外贸易场所。19世纪中叶又出于防御考虑，堆建起了御台场。日本的神户人工岛是世界上最大的人造海洋城市，岛上总面积4.36平方公里，有2万人居住，国际饭店、商店、博物馆、医院、学校以及3个公园等各种配套设施一应俱全，还有6000 套住宅。美国填海而成的爱丽丝岛，从19世纪末到20世纪40 时代，是其主要的移民检查站。

更直接的“漂浮”则是船屋。由于海运业的快速发展，16世纪大量的荷兰人居住在水上船屋之中。第二次世界大战后，住房稀缺，由货船改造成的船屋依然是阿姆斯特丹居民重要的居住场所，现在已经成为城市旅游一条独特的风景线。

20世纪60年代，日本经济高速发展、城市建设规模迅速扩大，但居住空间随着人口增长逐渐紧缺。于是，当时许多日本建筑师开始着眼于“漂浮城市”的未来发展设想。

1963年，日本著名建筑师菊竹清训提出了“海上都市——塔式社区”。在这个构想中，“城市被建造在海上的一个个大型环状漂浮平台上，上面竖立着塔式建筑或其他形式的居住单元”。之后，菊竹清训还结合夏威夷、冲绳、摩洛哥等城市的具体情况，有针对性地提出了一系列“漂浮城市”概念方案。

在未来，随着城市化的不断发展，越来越多的人口往大城市聚集，而人口拥挤、环境质量下降可能会成为日益严峻的问题，有限的社会资源也将导致人口密集地区的高生活成本和就业、住房、医疗保健、教育等方面的巨大竞争压力。

此外，全球变暖造成的海平面上升和洪水、暴雨等自然灾害，也使得人居环境面临重大考验。如何与水共存，增强城市应对洪涝灾害的能力，成为城市规划师和建筑师需要面对的重要问题。

由于地球上水域面积宽广，人口稠密的大城市大多滨水，再加上水上建筑的造价低于地下建筑和水下建筑，且灵活性更高，营建“漂浮城市”无疑为应对资源紧缺和自然灾害提供了新的思路和可能。

据报道，日本正在推动生态浮城——“睡莲之家”。它是日本清水科技公司提出的一种未来水上城市的设计概念，着眼于利用绿色科学理念，建造中性碳城市。这一设计概念中包含着大量水上社区，每个社区有1 公里宽，可容纳1万至5万人。

美国还计划在离夏威夷不远的太平洋上建造一个海上城市——“自由号”，可长期容纳5万人生活；而设计师为新奥尔良设计的“理想城市”高达365 米，总面积约279万平方米，最多可容纳4万居民，能够经受得住飓风袭击。

实现条件

为了实现人类社会的永续发展，“漂浮城市”需要具备一系列条件。

“漂浮城市”概念图

首先，“漂浮城市”需要保证安全、平稳。在选址时，要尽量避开水文条件复杂的水域；在结构和选材上，要保证其具有必要的强度和刚度，以抵御风暴、巨浪；在布局上，还要保证稳定性，并且为不确定的环境荷载预留一定的储备浮力。

其次，“漂浮城市”必须能够可持续运行。一般来说，需要具备主体和配套设施两个基本构成部分，并形成完整的自循环系统。主体包括“漂浮城市”的主要组成构件，如承重结构、支撑结构等；配套设施包括维持“漂浮城市”正常运行所需的所有设施，比如发电设备、供水设备、生活设施等等。

漂浮城市需要拥有可靠的基座平台，通过交通系统与陆地相连接。上部建筑可供人员活动、货物装卸，保证安全平稳，可能还需要停泊设施使其静止于水面，要么以锚固定，要么以桩或钢索与海底相拉结。

“漂浮城市”还需要具备消防系统和救生系统，以备不时之需。如果设计为可移动的或具有航行功能，则还需要动力推进系统、航向控制系统和通信导航系统。

第三，“漂浮城市”要注意与环境之间的关系。首要原则是保护周围的自然环境，尊重原始的水域生态。不仅要妥善处理好生活垃圾和废水，保护动植物栖息环境，不给环境带来负担，还要合理进行能量和物资循环利用，提高能源利用效率，尽量减少造价和运行成本。

除此之外，还要在整体设计上与环境相和谐，不宜过于突兀，应在形体组合、天际线控制、色彩和材料等方面注重整体感和协调性，尽量使其在景观中有机生长。

法国生态建筑师文森特·卡勒博曾设计了一个漂浮的仿生人工岛“Lilypad”。它可以停泊在海岸附近，也可以在海洋中漂流。这是一个完全自给自足的漂浮城市，可容纳5万人。设计希望不仅可以利用先进技术整合多种可再生能源（太阳能、热能、光伏、风能、生物质能等），将自然界中其他形式的能源转化为自用，还可以处理大气中的二氧化碳并将其吸收到二氧化钛表皮中，从而积极平衡碳排放。漂浮城市的下方被用作海洋浮游生物和植物的温床，形成水产养殖基地和生物走廊。

而联合国人居署纳入《新城市议程》进行讨论的“漂浮城市”方案，则由丹麦明星建筑事务所BIG 与麻省理工学院海洋工程中心和非营利组织欧尚尼克斯（Oceanix）共同设计完成。据此方案建造的“漂浮城市”可容纳约1万人，由6个正六边形的浮岛组成，每个浮岛都具有不同的功能，如医疗、教育、购物和文化中心等。

为了保证安全，该方案被设计成可抵御海啸和5级飓风。据报道，其支撑底座将使用一种名为Biorock的生态岩，它是通过电解溶解在海水中的矿物质形成的，只要有电流流动，它就会继续“生长”。这意味着它不仅会自动修复受损部位，而且随着时间的推移，基座也会变得更加坚固。更令人惊奇的是，这种材料的硬度是混凝土的三倍，但它仍然能够漂浮在海面上。

根据BIG的设计，这座漂浮城市将是一个可持续的生态系统，完全自给自足，实现能量、水、食物和废物的循环流动。

难点与风险

在“漂浮城市”逐渐成为现实的过程中，公众的接受程度、相关的法律法规、造价和工程技术可能会成为比较关键的难点。

与生活在陆地上相比，生活在水上可能会给绝大多数人不稳定、不安全的感觉。社会大众如何在心理上真正接受“漂浮城市”，需要工程师对稳定性和安全性能的保障，也需要一段时期的过渡。

目前世界各地对于“漂浮城市”的开发建设基本上还处于空白阶段，相关的法律法规亟待完善，从所有权认定、用地许可到规划审批、设计规范、技术参考、建设标准和使用管理，都需要有章可循、有据可依。现阶段“漂浮城市”的建造技术也尚不成熟，很可能会带来造价高昂的问题。只有在技术迭代和规模效应显现出来之后，建设成本才会降至一个比较合理的区间。

“漂浮城市”与环境之间的关系也会成为潜在的风险。如何从位置、气候、地形、水文和环境等方面对“漂浮城市”的位置、运行、排放和物质与能量循环进行综合论证和技术分析，依然有赖于进一步研究和探索。

总体而言，“漂浮城市”是一种“与水共生，顺势而为”的策略。为应对城市聚集、资源短缺等问题，相比于从竖向维度上的高度和深度拓展，以及横向维度上的围海造地，“漂浮城市”可能是一种对环境破坏较小、成本较低、较为便捷的解决方案。依托水上优越的自然景观和气候条件，未来还可以将海洋产业经济、旅游休闲体验、新型城镇化等与之相结合，拓展新型人居环境，真正实现可持续发展。