世界上的大都市正面对种种严峻的问题。科学家们正努力寻找理想都市的解决之道并致力于未来之城的发展规划。德国也不遗余力的参与其中。

　　墨西哥城上终年不散的烟雾，令人窒息，北京正消耗其最后一点地下水资源，卡拉奇的城市交通终日陷于瘫痪。世界上的大城市正面临着前所未有的严峻问题，而大量人口的涌入也在加重城市的负担。

　　而城市化的趋势在未来将进一步加强。科学家不禁发问：理想都市是什么样的？借助怎样的技术，能使其利用可再生能源，保持交通畅通，并尽可能的减少碳排放？

　　所有这些都是巨大的挑战。联邦教育与科研部为其高科技战略准备了庞大的资金支持：数十亿欧元资金被注入相关课题的研究。欧洲最大的应用科技研究机构——弗劳恩霍夫研究所也启动了一个名为“明日城市——碳平衡与宜居城市愿景”的研究项目，研究对象既包括老城改造，也包括新城区的规划。

　　直到今天，城市建设仍然缺乏统筹规划：建筑师只关注城市外貌，工程师只关注能源供应和道路交通，其他专家则各自关注自己的专业领域如排水或空气流通。而未来的城市设计将由各方面的专家共同完成，各领域的规划设计将交叉进行。

　　零排放城市

　　沙漠城市阿布扎比的马斯达（Masdar）就是这样一个示范项目，不过由于金融危机，该项目的资金遇到了困难。这座由知名设计师诺曼·福斯特（Norman Forster）设计的样板城区，目前有47000人居住和工作，它至少达成了未来城市诸多目标中的一个：建筑外形与排列都尽量避免阳光直射入房间。通过这种设计以及新型外墙材料，可以节约空调消耗的能源，而在这个气温经常高达40度的国家，空调消耗的能源是一个天文数字。同时热力泵将地下的冷气带到地表，诺曼·福斯特相信，通过这些新技术可以节约75%的能源。而剩下的能源由建在市郊的大型太阳能发电站提供。

　　燃油驱动的汽车必须停在城郊的停车楼中，即便是电动汽车也不允许在平层地面行驶，以保证行人就能自由的在地面活动。一个电动汽车网络构成了短途公共交通系统，该系统可以自动将乘客带到目的地，目前已经进入实验阶段。

　　马斯达城市中心广场矗立着很多可以转动的太阳能板，为行人遮阴。他们白天吸收太阳能，夜间将热量释放到广场上。雨水被收集到地下巨型储水罐中。屋顶上的光伏设备为建筑物提供电能和热水。室外的阳光被镜子引入室内，节约了照明用电。

　　屋顶菜园为餐馆和酒店提供了新鲜的农产品，这些菜园用酒店自身处理后的废水浇灌。建筑物的外墙可以调整角度，以最大化的利用阳光。

　　该项目给全世界的城市规划者以巨大的启发和激励，并推进了城市规划整体设计的理念。另外，马斯达出现的一些问题也很有参考意义：规划中的给水部分是个薄弱环节，饮用水只得购自沿海的海水淡化厂；消防车在出现火灾时无法直接靠近目标建筑物。尽管有这些问题，马斯达的尝试仍然影响深远。

　　在草原或沙漠上建设一个全新的市区是规划设计中少见的特例。对德国而言更现实的问题是如何改造现有城市，使其可以应对明日的挑战：消耗殆尽的资源和气候变化。

　　通过智能手机遥控

　　弗劳恩霍夫研究所所长汉斯-尤尔格·布林格（Hans-Jörg Bullinger）的解决之道是：“我们的出发点是，可再生能源成为能源供给的主要来源。”建筑将在节能问题上扮演一个关键的角色，因为全世界能源消耗的40%都由建筑物产生。将来的建筑物必须考虑节能性，其设备也要引入更多新技术。比如在屋顶架设太阳能电池板，利用地热泵补充供暖。使用生物质作为燃料的集中供暖设施，可以为居住区供暖供电。

　　建筑中的设备通过电控系统调整运行，智能房屋技术也顺应了时代潮流：互联网和多媒体被应用于房屋的远程控制。摄像头和传感器负责为房间设置恰当的采光和温度。所有无法全自动运行的设备，都能通过作为信息中心的智能手机或平板电脑控制，无论用户身在何方。

　　为了平衡太阳能和风能发电中出现的波动，必须安排许多或大或小的储能设施，甚至包括未来电动汽车的蓄电池，并让这些设施协调一致。布林格认为完全可以“让城市成为蓄电池”。而这一愿景的前提就是在能源使用的各个层级上建立智能化的分配网络，在这个网络中，用电设备可以自动在电价最划算的时候开始工作——这就是所谓的“智能电网”。

　　环境辅助居住系统

　　而未来的建筑物的神奇之处还不止于此：通过房屋中的电子设备，即便是因患病或身体不适而无法走出家门的老人，也不会与外界失去联系。“我们的目标是在住房中建立智能辅助系统，在日常生活中帮助居住者。我们将其命名为‘环境辅助居住系统’”，弗劳恩霍夫研究所的图像数据处理研究员莱纳·韦希特（Reiner Wichert）介绍道。

　　该系统主要针对的是年老、残疾或需要照顾的人群。这是那些卧床不起的病人的福音，借助这个系统，他们可以通过口令开关电灯、电视，或毫不费力的调整自己的病床。每天早晨，浴室的镜子上会显示当天应服用的药品。而地毯可以感应住户是否摔倒，以便及时呼叫外界的帮助。

　　研究人员对未来城市的食品供应也做了规划：凡是有空地的地方，比如建筑物的屋顶，都要种上蔬菜。借此，许多城市居民不必依赖长途运输，就能吃上新鲜的蔬菜。新的栽培技术，利用了建筑物的废水和废热，而且不需要土壤。

　　新加坡Woha建筑工作室的建筑师设计了一种未来大厦，它“不仅超越了目前流行的可持续设计标准，其本身就已经成为大自然的一部分。”它是一片绿洲，激起了人们居住在未来城市的渴望。

　　弗劳恩霍夫研究所的未来城市项目

　　在准备下班回家的时候，员工们可以在办公楼楼顶的温室里收获西红柿。办公楼里的废水经过净化，用于浇灌蔬菜。建筑散发的废热和太阳能电池板为温室提供能源。

　　在“inFarming”项目中可以利用现有建筑物种植蔬菜。其优点是：几乎没有运输成本，由此也减少了碳排放，而且蔬菜绝对新鲜，因为它们就生长在消费者居住、工作的地方。

　　在弗莱堡市的维加藤区坐落着世界上第一栋节能高层建筑（Passiv-Hochhaus）。这栋建于1968年，高47米的建筑在一年半的时间里进行了节能改造，其消耗的供暖量从每年每平米68千瓦，下降到了每年15千瓦。为了降低能耗，建筑的外立面、屋顶和铺装层都进行了隔热处理，并安装了三层玻璃的窗户。

　　巨大的窗子可以让日光深入内部空间。外部安装的遮阳装置避免了室内被阳光过度加温。一个配有热能回收设备的换气系统，保证了房间里的空气清新。而电能则由屋顶的光伏发电装置提供。

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