立体城市：一次关于未来的实验
增大居住密度已经成为全球发展趋势。在中国，这已经成为一项急迫的现实需求。
参加“亚洲垂直城市国际设计竞赛”的同济大学学生在模型和展板前合影
竞赛一等奖同济大学A组作品生活场景剖面图
“每个人都丰收满盈”
3月初的越南河内，空气中弥漫着温热的湿气。同济大学建筑系学生文凡、陈蕊、薄尧、傅艺博、沈思韵和李洵，第一次来到越南。与常见的学生背包客不同，他们有着明确的任务——对一块1平方公里的土地进行考察和调研，设计出一座供10万人居住和生活的高密度城市。
距越南河内市中心17公里处的近郊，是今年“亚洲垂直城市国际设计竞赛”的基地。竞赛的主题是“每个人都丰收满盈”，即探索高密度城市中农业与环境问题，田园城市是否可行？有来自亚洲、欧洲、美国的10所学校20支队伍提交方案。竞赛的主办方是新加坡国立大学设计与环境学院，世界未来基金会以及万通立体之城投资有限公司。这样的竞赛已有三届，万通立体之城希望能获得关于建设未来高密度城市的新思路。经过7月11日的最后答辩，这几名同济大学学生的作品获得了竞赛的第一名。
通过实地调查，文凡们发现河内正在经历着与中国城市化类似的状况，农村人口不断涌入，城市不断膨胀，阶层不断分化。就像其他亚洲发展型城市，河内新建住宅模式的单一化，日益破坏着家庭原有的紧密联系。城市基础设施的薄弱，原始的垃圾焚烧处理，以及以摩托车为主的交通方式带来了严重的空气污染，再加上快速的城市化进程，自然与生态平衡遭到破坏。城市内出现大规模内涝，环境问题令人堪忧。
另一方面，家庭纽带和宗族凝聚力仍旧是河内这座城市最重要、最特别的部分。即使当地政府开发新区，修建高层建筑，但住在狭窄、拥挤的老城居民们并不愿搬走，甚至公司和企业也不会去。“亚洲城市的构成单元是家庭，不是个人，这是与西方城市最大的不同。”三次带领同济大学参赛的指导教师王桢栋告诉本刊记者。
在此背景下，同济团队提出“紧密城市”的设计理念。“我们希望通过对城市的规划设计，延续的家庭纽带。让人与人的关系更加紧密，让人与自然的关系更加紧密。”王桢栋说。
他们将城市设计为垂直的形态，分为上中下三个部分。家庭被安排到城市的上部，居住在建筑的高层，以保证人们获得良好的空气和充足的阳光。上层生活产生的废水和垃圾，经过垂直重力落到城市中部地区——“紧密城市系统”里。在这个系统中，他们设计了水循环处理系统和垂直农业系统，水经过处理可以养鱼种菜，最后排入城市下部的湿地系统中，经过水厂的处理后，又可以变成供城市上部人们使用的水资源。
由于方案所在地块位于河内的两条河流之间，常发生严重洪涝灾害。同济团队便将项目的底部设计为水网与湿地，既是绿化带也是泄洪的通道。
增大居住密度已经成为全球发展趋势。在中国，这已经成为一项急迫的现实需求。
万通集团董事长冯仑
同济团队还研究了越南的垃圾处理问题。他们发现越南垃圾的构成基本是有机物，可以在建筑中部的“紧密城市系统”中分解，一部分进行生物发电，另一部分用作沼气，最终回到城市上部供家庭烧饭及其他工厂使用。水和能源在垂直城市中进行有机循环，足以提供整个城市10万人的生活消费。
“在这个10万人的城市里，很多人的职业都是围绕农业产生的，包括种植、加工和农业学校。垃圾分拣、细菌和沼气发电等工作还可以解决5000～7000个就业岗位。”文凡说。
在对越南城市社区的调查中，文凡们对城市的尺度进行了一次深入测算。10万人到底需要多少的土地面积和居住面积，才能满足功能的需要与舒适的感受？按照现在中国的建筑方法，1平方公里面积的容积率要做到6(即6平方公里的建筑面积)，才能满足10万人的居住要求。但是，越南人与人之间的距离更加紧密，类似于香港地区。所以他们在规划中，适当减少建筑面积，使人员密度更高，容积率降低到4。“这与越南人对空间使用的习惯有关，可能对于西方人来说，吃饭是很隐私的事情，但是在越南，大家觉得可以坐在街上吃。即使睡觉，都可以在一个不是那么隐蔽的空间里。”文凡说。
对于竞赛的主题——“丰收”，同济团队提出了自己的解释：“丰收不只是食物上的收获，而更重要的是人们之间的关系也应更加密切，进而收获社会的公平与城市的可持续发展。”
更少的土地
在新加坡国立大学的报告厅内，“城市农夫”黄顺和从头到尾听完了20组学生的设计方案。他和所有设计者们都关注同样的问题——现代城市如何容纳农业？不同的是，他已经开始了自己的实践——建立了一座立体农场，并为新加坡的几家超市供应新鲜蔬菜。
与目前热火朝天的有机农业运动不同，黄顺和的农作物根本就不是种在地里的，他甚至都不需要传统的泥土。
“城市农夫”黄顺和在他设计建造的“蔬菜塔”里尝试一种新的城市农业形态
黄顺和的天鲜农场在新加坡的郊区林厝港，面积只有3.6公顷。2009年他从政府获得了这块地的使用权，当时这里还是一块沼泽地。“以前我是一名机械工程师，退休前我一直在考虑以后做什么，因为热爱农业和园艺，所以决定尝试创新一种新的城市农业形式。”黄顺和说。毕竟新加坡是一个狭小的城市国家，几乎没有传统农业，他也由此获得了政府支持。
拿到土地后，黄顺和用了一年多的时间排干沼泽，清理杂草树木。但他并没有开垦土地，而是建起了一座十余米高的透明大棚，屋顶铺设有机玻璃。在大棚中，他利用自己的机械知识，设计建造了一种“蔬菜塔”，全铝构造，高9米，外表像A字形的大梯子。每一侧有22层蔬菜架，就像节日摆放的花坛，蔬菜就生长在花槽里。“蔬菜塔”的底层是装满营养液的水槽。就像一座摩天轮，蔬菜塔以肉眼无法辨识的速度缓慢转动，底层的蔬菜吸收了营养液后，向上移动照射阳光。转一圈的速度约为32小时，这样每一层的蔬菜都可以获得充分的水、营养和阳光。
铝架上面装有一个收集雨水的大水缸，里面的水顺势往下流，推动装在铝架上的滚轴，进而转动蔬菜架子。他说，仅仅1公斤水的流量就足以推动总重量达1吨的架子。系统利用电力水泵把水送回水缸，循环使用。
黄顺和说，如果是用发动机推动架子，耗电量大，而且发动机很容易损坏。这个系统采用水压原理转动架子，耗电量只是发动机的1/10。系统用的电力水泵一个月的电费只要4新元。
架子转到最上面时能晒到日光，温度较高，转到下面时，则温度下降，温差能让蔬果更鲜甜。蔬菜塔上每一排架子可以种植不同的蔬菜，根部吸收水槽中不同的养分，也释放出不同的物质，不同蔬菜各取所需，就如同在一片土地上进行“轮作”。
蔬菜生长并不依靠土壤，而是长在黄顺和研究出来的“培养物质”中，主要成分是海草、海带、废弃植物脱水后的干粉。这样一个大棚组装了120个蔬菜塔，有两名工作人员照看。农场全部完工后，会有2000个蔬菜塔。目前已经种植成功了28种蔬菜，成长期在20天左右。
黄顺和的全部想法，就是用最少的资源和最少投入，收获更多产品。为了对比收成，他还辟出了一小块地按照传统方式种植。“一个蔬菜塔占地6平方米，相当于传统72平方米农田的收成。农田每年只能种5～8季菜，而我能种至少14季，还节约了75%的水。”黄顺和说。
黄顺和的创新，在于开发出了一套垂直种植系统，在某种程度上改变了几千年来农业对土地的依赖。天鲜农场的蔬菜已经进入了市场销售，它们装在透明塑料袋里，一包重约200克，售价约1新元多。
增大居住密度已经成为全球发展趋势。在中国，这已经成为一项急迫的现实需求。
竞赛二等奖瑞士联邦理工学院A组作品
立体的城市
黄顺和即将把他的垂直农场落户中国西安，他的合作伙伴是万通立体之城。他们有着共同的价值观，就是最大限度地节约土地，用最少的资源办更多的事。
5年前，冯仑开始重新思考中国城市化的种种由来已久的困惑。为什么城市开发像摊大饼，土地浪费严重？为什么城市污染愈加严重？城市那么拥堵，而人们还要开车出门花更多的时间在上下班？为什么产业衰落导致更多城市的萧条？
他所从事的房地产行业也被带入了这样一个怪圈：政府愈加依赖于土地财政，开发商要花更多的钱买到土地，地价在房价中的比例不断增高，消费者抱怨房价难以企及，而公共土地资源则越来越少。“政府、开发商、消费者和我们的子孙后代都是输家。”冯仑说。
他把这些城市化的困惑梳理为五个必须回答的问题：城市横向发展还是纵向发展？城市发展是先搞房地产还是先搞产业？城市化如何保证产业不被替代？如何回答城市化中人的幸福感问题？如何回答城市建设的模式问题？
冯仑找到解决问题的方法就是建设“立体城市”。即城市必须向上发展，选择高密度垂直的模式，复合复杂的社会功能，引入主导产业，创造就业岗位，实现居住与就业的本地结合，而减少无谓交通，并为城市提供持续发展的动力。
“在城市化的进程中，许多亚洲城市将选择高密度、高容量、垂直发展的方案，以限制城市的过度扩张、保护农业用地、优化资源配置。这种模式的可贵之处，在于为城市及居民创造更加包罗万象的社区，降低碳排放和碳足迹；通过提倡多样性，引入适当产业，促进就业，激发社区活力。”冯仑说。
作为城市国家的新加坡，是冯仑观察立体城市的一个窗口。在过去的一年中，他往来30余次，花了大量时间学习考察。不久前他还刚刚参观了一个政府公屋项目——50层的摩天楼里建造了2000个住房单位，容积率达到了9，“尽管密度很高，但规划很好，照样很舒服，中间20多层的地方还设计了一个整层的空中花园”。
在过去的三年中，冯仑通过旗下世界未来基金会与新加坡国立大学合作(他兼任这一基金会的理事长)，在国际高校中举办关于立体城市的设计大赛，帮助他寻找解决具体问题的灵感。第一届的主题是“每个人都需要新鲜空气”，研究立体城市的尺度、密度与规模的问题；第二届的主题是“每个人都会变老”，讨论城市规划如何应对正在发生的老龄化社会；第三届的主题就是“每个人都丰收满盈”，如果农业进入城市会有怎样的结果？下一届竞赛的实例土地选择在印度孟买，研究互联网时代，高密度城市中居民如何沟通。冯仑所要做的，就是寻找一种城市发展的可能性：更高、更密集、功能更复杂、投资强度更大，同时也更节约、更舒适、更环保、更有经济支持。
随着研究的深入，冯仑理想的立体城市已经越来越具体和形象：1平方公里的面积、600万平方米的建筑面积、住宅与产业分别占49%和51%、容纳10万居民，能提供4万个工作岗位，投资300亿元，每年为当地增加21亿元的税收。更重要的是，只使用了传统城市1/7的土地。
增大居住密度已经成为全球发展趋势。在中国，这已经成为一项急迫的现实需求。
“理想国”的挑战
按照中国城市化进程的规划，到2020年将有3.5亿人口从农村转移进入城市。以现今的水平增长模式计算，到那时，城市所需要土地面积将会是当下的两倍。增大居住面积和居住密度，已经成为中国社会的迫切需求。
同济大学建筑学院副院长黄一如认为：“传统的建筑知识和经验，在应对人类历史上最快速的、最大规模的城市化进程中，显露出的一系列困难，中国需要新的方法。”而这些新的方法，所“提出的理想化愿景，都清晰地指向了一个终点：具有超高容纳密度的城市巨构”。所谓“城市巨构”，通俗地说就是庞大的超级建筑。
黄一如研究发现超级建筑的产生，受五个社会性因素所影响：土地缺乏、住房需求、资本积累、技术进步以及乌托邦理想。一旦同时出现两个或两个以上的要点，则马上会出现与城市巨构相关的理论研究。而目前中国则五项要素全部具备：建筑用地匮乏、急速城市化带来的大量住房需求；在过去的30年间房地产持续发展积累了大量财富；建筑设计和建筑技术的进步；经济的持续发展催生了人们对高度和规模上英雄主义般的追求。
2010年，中国远大集团就启动了一项名为“空中城”的设计大赛，最初目标是建成一座666米200层的摩天大楼，总面积123万平方米，容纳10万人。这个项目后来修改为838米220层的世界第一高楼，超过目前世界第一高楼迪拜塔10米，在长沙已经开始准备施工。但近期则因为施工许可证问题，成为新闻热点。
立体城市也是在这个背景下的另一种探索。万通也曾邀请一家建筑工作室设计一座600万平方米的超级建筑，可以容纳10万～15万人。这已经与立体城市的体量相当。今年7月26日，位于陕西省西咸新区的万通“立体城市壹号”项目启动，冯仑的“理想国”由图纸开始走向现实。这是他西咸立体城市规划中的首期项目。
冯仑将为他的立体城市引入医疗、教育与都市农业，作为城市的产业基础，解决本地就业。建筑通过内外双连通方式，构成一个无障碍的整体。而这些连廊也被充分利用，成为现代立体农业的载体。这样的立体农业也被安排于所有建筑的顶层——既是城市产业，也是城市景观。城市功能则包含了办公、居住、酒店、医院、教育、体检中心、健身中心、立体农业、城市广场等，从而形成了西咸立体城市的超级体验中心。
事实上，冯仑最大的挑战并非在建筑技术本身，因为从工程的角度，人类已经可以驾驭1000米高的摩天楼。冯仑的困难在于，他必须像一名社会改革家那样去思考和工作。要植入更有活力的产业，既要高增长又能吸纳劳动力；要在一个垂直的空间内安排更多的城市功能，复制社会的复杂性；要改变布局习惯，甚至要说服传统临街的派出所设置到某个楼层；在这个10万人的群体中，要寻找最佳社区管理方式，推动社区自治，而这个规模恰恰是政府设置街道办事处的门槛。
在过去的几千年中，人类城市的发展始终是横向扩张，人们的房子沿着街道的蔓延而建设，一个社区挨着另一个社区，学校、广场、餐厅、商场、医院铺陈开来，鳞次栉比。无论步行、骑自行车，还是乘汽车、地铁，人们在城市里的移动也是以横向而展开，并由此串联了一系列城市空间。换句话说，人们的城市生活就是一个以横向为主的空间体系。但立体城市的构想与实验，却让人们更多地转向“纵向生活”，横向街道和传统公共空间逐渐减少，垂直电梯交通甚至会成为主导。
超高的建筑、密集的人口、复杂的功能，以及新的生活方式，都将带来更多的挑战。立体城市也因此更像是一场关于未来的实验，所有的经验也只有从未来获得。
