垂直城市——未来的城市
垂直城市问与答
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雷奕安

一、什么是三维城市?

三维城市,国外也叫垂直城市(Vertical City, VC),就是将城市沿高度方向建设,具有很大的体量,可以简单理解成一座巨大的大楼。整个大楼封闭,空间宽裕,与自然环境隔离,是专属的人类生存空间。

具体建设的时候,相当于把很多个街区纵向垒起来,除了顶层和周边露台,内部环境封闭。每一个纵向大层可以取20米到40米高,整个城市大约10到20层,总高度四五百米。一个大层相当于传统城市规划里的一块地,可以留给二级开发商开发。一般的城市活动,包括大型室外体育活动,最多20米净空就够了。一般的经济住宅小区,一般也是6层,20米高度以下。一座城市,可以安排一两个40米高的大层,作大型公园,体育场等。

二、三维城市有什么优势?

首先,三维城市非常紧凑。城市土地利用率可以提高几十倍。困扰现在一线城市的土地资源紧缺,房地产价格过高问题,可以彻底得到解决。三维城市的物业成本主要是城市的建筑成本,土地成本几乎为零,人人都能负担得起。土地利用效率的提高也意味着更多的土地可以回归自然,自然生态更健康,人们也有更多的机会回到自然。

其次,三维城市能彻底解决交通问题。既节约了大量交通系统占用的资源,减少了所有人的通勤时间,净化了环境。还因为冲突和竞争的减少,人和人面对面接触的增加,改善了人际关系。

第三,三维城市是一个封闭的,与自然环境隔离的专属人类生存空间,是专为人类定制的栖息地。不受自然环境困扰,没有自然灾害。不会太热,太冷,太潮,没有高寒缺氧,没有闷热难耐,没有风雨雪雹,没有雾霾。生活和工作空间,温度湿度恰到好处,永远都很舒适。没有威胁人生安全的野兽和害虫。

第四,三维城市是一个自然的智能城市,原则上所有的人,所有的物,所有的设施,都可以连到物联网上。室内的温和友好环境为以后机器人承担各种服务创造了条件。

第五,三维城市是一个安全的城市,各种意外发生可能大幅降低,例如交通事故,自然灾害,意外伤害,等等。由于监控无处不在,万物互联,刑事犯罪有也会大幅下降。真正做到路不拾遗,夜不闭户。

第六,三维城市的市民更平等,每个人的生活品质都很高,差别不大,跟个人经济条件关系不大。每个人都可以生活在最好的环境里,享受同样快捷和高品质的服务,并在困难时得到及时的帮助。

第七,三维城市非常节能,不需要季节性取暖和制冷。实际上完全不需要取暖,因为三维城市的表面积与体积比非常小,外界环境对城市内部环境影响非常小,只需要把日常活动产生的少量热排出城市即可。因此社会的能耗,或者等效地,碳足迹,非常小。也非常环保。

第八,城市的扩展性好,三维城市的建设可以分阶段逐层向上延伸,在建造上层生存空间的同时,不影响下面城市功能的发挥。特大城市可以建成三维城市集群,楼宇之间用大容量快速公交系统连接,整个城市集群任意两点间的交通不超过半小时。由此也带来可以连续建设,连续投入使用,财务成本低的好处。因为占地少,扩展的余地非常大,一座城市一两亿人不是不可想象。

第九,由于消除了基于机动车的交通系统,城市中人均占有空间,比传统城市更大。人们感觉城市更宽敞。机动车的消失,也消除了主要的噪音污染源和空气污染源。

第十,由于没有季节变换,城市内卫生条件非常好,人们不容易生病,健康大幅改善。外源性传染病难以传人,如禽流感。智能城市可以直接监控每个人的健康状况,症状或前兆刚开始出现,就可以建议市民上医院检查。

第十一,三维城市环境温和,没有风雨侵蚀,日光暴晒,城市内建设不需要考虑保温防潮,可以很简单地拼接各种建筑。也很容易重构拆除。城市中的各种工业产品,因为环境温和稳定,使用寿命也大大延长,从而减少工业基础物资(如塑料,水泥,金属材料等)的生产量需求,社会整体运行更低碳。

第十二,由于与上一条相同的原因,三维城市的基础设施使用寿命长,维护简单,升级换代容易,大大优于传统城市。

第十三,对接未来技术发展趋势。未来几十年内,是人工智能,机器人大发展的时代。三维城市由于全城智能化,环境温和友好,适合机器人活动,可以由机器人或其它智能设备提供各种服务。

实际上,困扰传统城市的几乎所有问题,如大城市病,交通,犯罪,各种污染,热岛效应,自然灾害导致城市功能瘫痪,传染病易流行,基础设施维护费用高,冬季取暖导致大范围空气污染,中暑,防冻,等待,在三维城市中都将不存在。

传统城市中,人们的日常生活就是与自然界的战斗。最早赶走猛兽,修筑城墙,盖房子遮风避雨,穿衣服保暖御寒。现代城市生活仍然需要与自然战斗,战严寒,斗酷暑。风雨雪雹霾,无一不严重影响人类日常生活。但传统城市把战线拉得很长,城市与自然接触的任何一个界面,每一扇窗,每一堵墙,每一扇门,都是与自然的战斗前线,人类的生存空间大面积地紧密接触自然,导致人与自然无所不在的战斗,无所不在的相互伤害。三维城市将人类生存空间封闭起来,与自然的接触和交互最少,人类不去干扰自然,自然不来报复人类,是人类与自然最和谐的相处方式。

三维城市在与自然和谐相处的同时,人类的生存方式更低碳,生活品质更高。

三、三维城市有什么问题?

简单的回答是没有。

长一点的回答是,大家自然担心的一些问题在三维城市里不存在,或者可以解决,或者是观念或习惯问题。列举如下:

问题:我恐高怎么办?

回答:城市主要生活空间都是内部,你看不到外面垂直高差很大的地方。如果你一定要到高层的露台上看,那是你自己的选择。你在现在的城市,或自然环境中,也会有类似的经历。

问题:长期待在一个封闭空间我会很压抑。

回答:城市有大量宽大空间,也有露台和顶层公园,都很近。你现在每天待在房间里的时间也很长。

问题:封闭的环境?肯定很差,会憋死人的。

回答:你去过五星级酒店吗?逛过一座大楼的商业中心吗?这些地方内部环境都是封闭的。高铁,飞机的内部空间也是封闭的。

问题:城市照明是不是很耗电?

回答:城市照明用电在现代城市用电中并不占很大比例。三维城市封闭,总反光度高于传统城市一倍(从约30%到60%),同样的照明可以提供约高一倍的亮度。反光度还可以再提高,从而进一步节约照明用电。再考虑照明灯具效率的提高,三维城市照明不会比传统工业化城市用更多的电。

问题:电梯会不会很拥挤很慢?

回答:三维城市有很多电梯组。传统高楼中,电梯交通以地面为枢纽,楼层间交通少,因而效率低。三维城市楼层间交通多,电梯可以成组布置,优化运输调度。可以结合快慢梯,滚梯,无绳电梯等各种方式安排纵向交通。

问题:电梯会不会很耗电?

回答:传统电梯都有配重,上下耗电不多。一座楼电梯多了可以采用能量回收,也就是下的时候发电,上的时候用电,一天平均下来只是克服摩擦做功,总用电量不大。

问题:发生地震怎么办?

回答:三维城市占地小,对本地气候不敏感,可以建在很多地方,不需要直接建在地震断层上。三维城市横向尺度大,本身就很稳定,抗震能力更强。

问题:发生火灾怎么办?

回答:三维城市大量使用阻燃材料,火灾难以发生。无所不在的烟雾与温度监控,迅速的反应能力(救火员或机器人抵达任何着火点的时间小于两分钟),都能保证火灾难以发生或失控。

问题:停电怎么办?

回答:传统城市也难承受大范围长时间停电。以后供电保障能力还会越来越强。三维城市用电比传统城市少,供电更不容易出问题,出问题后更容易恢复。三维城市本身有很大的热容,且与周边换热慢,断电很长时间也不会发生传统城市的恶劣气候下的冻伤或者中暑现象,可以从容处理。应急照明是标准配置。

问题:人会远离自然。

回答:你在传统大城市中,同样远离自然。由于三维城市通勤时间缩短,很多工作没有必要,每个人的业余时间更多了。你可以有更多的时间去接触真正的自然,而不是现在城市公园这种假自然。传统条件下,你生活在自然环境中会缺乏安全保障,缺乏各种机会,不能享受很多服务。与其称其为自然,不如说是原始。

问题:接触不到阳光,影响健康。

回答:阳光对健康对影响表现在两个方面,一是紫外线合成维生素D,二是明亮的光线让人心情更好。对于第一点,人体合成维生素D需要的紫外线非常少,偶尔外出或晒太阳就足够。也可以在城市照明光谱中,加入少量紫外线。第二,三维城市中,人们有更多的空闲时间,也有很多的明亮区域,只要人们愿意,可以花很多时间待在明亮的公共区域内。第三,虽然人们需要阳光,但是阳光也有害处。阳光是一种明确的致癌物,其中的紫外线会伤害皮肤,加速皮肤衰老。在三维城市中,阳光的危害可以降到最低。

问题:没有阳光,种花种菜种不了。

回答:对于喜欢园艺的人,在三维城市种花种菜的确困难一些,因为人工照明光的强度不能跟阳光相比。但也有好处,就是花草长得慢,可以比较长时间地维持良好的形态。如果一定要种,三维城市可以专门辟出一些菜园,花园,并提供人工种植环境,让花和菜长得更好。

问题:没有季节气候,换季的衣服白买了。

回答:的确是这样,三维城市中,人们只需要穿着轻薄的衣物,不需要冬装,基本不需要考虑保暖。冬装只在去寒冷地区旅游的时候可以用到。城市中没有季节气候变化,甚至昼夜差别也只是通过照明强弱实现,不需要考虑换季。每个人也不需要准备很多的衣物。如果你经常出城到自然环境中去,那些衣服还是用得着的。

问题:到处都是监控,没有隐私。

回答:技术上看的确如此。但个人隐私可以通过法律保护。限制人们随意访问个人隐私记录,只有适当授权的人才能得到这些信息。就算得到授权,泄露他人隐私,仍然违法。其实现在,同样有很多的摄像头,你的地理位置记录,银行消费记录,电子通讯记录,已经随时可查,而相关隐私保护法律并不健全。

问题:传统村落和城市的文化传承都没有了。

回答:这不一定。古村古镇,如果不是刻意保护,本来也在慢慢消逝。因为在这些村镇,或城市中,生活不便,维修困难。但三维城市只是提供一个封闭的环境,并没有要求里面的建筑都是现代的,古村古镇可以整体搬入三维城市,或者以其为模范重建。由于三维城市环境温和,没有自然环境的侵蚀,古式建筑的寿命更长,维护成本更低。

问题:我喜欢开车,搬到三维城市里面没法开车了。

回答:如果只是为了办事或者通勤,开车不是目的,交通才是。如果是为了娱乐休闲,你还是可以出城开。另外,随着机动车自动驾驶技术的发展,不需要多少时间,人类时机很快就会被禁止开车上路。你恐怕只能在一些主题公园或者游乐场开碰碰车了。

四、三维城市造价如何?

三维城市首先看起来是一座大建筑。像摩天大楼一样的建筑给人的感觉是造价很高。那么三维城市造价会不会高到不可接受呢?

首先我们看,摩天大楼为什么造价高?

l  摩天大楼一般建在城市地价最贵的地段,土地价格非常高。

l  摩天大楼全部设计完,建好,内部装修完成,才能投入使用,设计,施工时间漫长,财务费用高。

l  摩天大楼是细高建筑,纵向刚性和强度的设计和实施都有特别要求,大幅度提高建造成本。

l  摩天大楼纵向强度和刚性主要由中间的电梯通道提供,随着楼层增高,电梯通道占用的面积比例越来越大,可利用面积比例越来越小,楼面单价就提高了。

l  摩天大楼一般是标志性建筑,内部装修规格高,价格也高。

三维城市的特征是大体量,而不是高度。一般宽度方向的尺度比高度大,是一座结构上和力学上都稳定的建筑,不需要刻意加强某个方向的强度或刚度,因此它的单位建造成本远低于一般的摩天大楼。另外,三维城市强调的城市功能,材料和功能都是以实用为目标,不追求高档,这样也可以较大幅度地降低成本。

直接体现在造价上,应该在每平方米4000-5000元人民币左右。虽然较大幅度地高于一般建筑的建筑安装成本,但是远低于大部分城市的房价。三维城市土地利用率高,还可以采用逐层建设,逐层投入使用的方式,降低总的施工时间和财务成本。

根据现行的城市建设规划标准,一座1亿平方米体量的三维城市,可以容纳约100万人,其造价为4000-5000亿元。如果逐层投入使用,城市的等效建设时间为两到三年(从开始到完成大概10年左右,但是可以下层一边使用,一边分阶段建设上面大层)。

如果开始建小一些的专业产业园,文化园,等。可以十分之一到五分之一大小,容纳10到20万人,造价大致按比例下降。10万人已经足够维持一个功能完善的小城市,交通需求大部分控制在城市内。

五、为什么非要建三维城市?

因为三维城市是下一代城市,是未来城市,是人类步入下一层次文明的必经之路。与传统城市相比,有无可争议的各种优势。

房产或物业,包括商业和住宅,其价值在于其大小,质量,和位置,而位置最重要。位置包含的信息很多,比如当地的舒适度(环境气候,空气质量),安全度(周边犯罪率,自然灾害发生频率和严重程度,意外伤害可能性),友好度(邻里关系,社区服务,周边人群素养,志趣相投者数量,……),社会资源丰富度(各种社会服务,教育,休闲,体育,医院,商业中心,……),各种机会的丰富度(就业,交友,创业,交流,……),基础设施及技术层次(信息化,交通,……),便捷性(获取任何服务的物流或流动代价),等等。

上述位置条件,又可以归纳为本身条件、资源的丰富度和可达性。

位置条件越好,物业的价值越高。各国中心城市物业价格远远高于其造价,就是因为都市效应带来了物业价值的提升。一般,城市越大,基础设施越完善,服务业越发达,物业价值就越高。

三维城市有优越的本身条件(舒适度,安全度,友好度)。由于构造紧凑,各种可达的资源也更丰富,获取成本也更低。因此,三维城市各种物业的价值也更高。单纯从上面说的物业价值条件衡量,三维城市物业的价值要远高于现在国内一线城市最高价值的物业。换句话说,三维城市中物业的价值(不是价格)超过20万元人民币每平方米。

但是三维城市的综合造价只有每平方米5000元左右。因此,三维城市的建设能够创造超额附加价值。

三维城市创造的巨额附加价值,为中国经济的产业升级,摆脱地产经济困局,消化过剩产能,建设创新型社会,提供了强大的直接支持。

在世界各国,建筑和建筑群的规模越来越大,城市越来越紧凑,越来越接近三维城市。从早期的曼哈顿,芝加哥市中心商业区,香港,东京银座,到迪拜,阿布扎比,浦东,深圳,莫不朝三维城市方向发展。但限于工程能力,较大规模和完整意义的三维城市还没出现。改革开放以来,中国在工程建设领域取得了巨大的进展。大量的高楼,大桥,高铁在神州大地上如雨后春笋般生长。中国是目前世界上最有希望首先建设大型三维城市的国家。



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