Theo nhiều chuyên gia, xu thế xây dựng hiện nay đặt ưu tiên chống chọi thảm họa lên hàng đầu. Vì vậy, giới kiến trúc và thiết kế trên thế giới đang miệt mài tìm kiếm các giải pháp thay thế xây dựng truyền thống nhằm đảm bảo cho các thành phố có thể an toàn khi mà biến đổi khí hậu đang diễn biến ngày càng phức tạp, mức nước biển dâng cao, ô nhiễm dần trầm trọng và dân số gia tăng nhanh chóng.
Trong bối cảnh này, tờ Independent (Anh) đã đề xuất ba mô hình thành phố kiểu mẫu của tương lai, với niềm tin sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ sẽ giúp con người gia tăng khả năng ứng phó với các mối nguy trong tương lai.
Thành phố nổi
Các báo cáo gần đây cho thấy, 90% các thành phố lớn nhất thế giới sẽ rơi vào tình thế nguy hiểm vì mực nước biển dâng cao vào năm 2050. Nhận thức rất rõ mối nguy hiểm này, tờ Independent cho rằng đã đến lúc cân nhắc xây dựng thành phố nổi, đặc biệt đối với những khu vực đứng trước nguy cơ bị biển xâm lấn.
Ý tưởng thành phố nổi Oceanix rất được chào đón, với cấu trúc lồng ghép các sàn nổi thông qua hệ thống cầu nối, để từ đó xây dựng các công trình nhà ở, làm việc, giải trí và kinh doanh phía trên sàn nổi. Toàn bộ sàn nổi sẽ được neo kiên cố dưới đáy biển, và được kiểm tra nghiêm ngặt về mức độ ứng phó với các điều kiện thời tiết ở ngoài biển.
Thành phố nổi Oceanix được xem như giải pháp cho những khu vực đứng trước nguy cơ bị biển xâm lấn.
Theo thiết kế, bên trong Oceanix sẽ bao gồm nhiều tổ hợp thị trấn, mỗi thị trấn có 6 ngôi làng liên kết với nhau, tạo nên không gian sống cho ít nhất 10.000 cư dân. Oceanix sẽ thông với đất liền nhờ hệ thống giao thông hiện đại sử dụng điện và năng lượng mặt trời, cho phép di chuyển giữa các thị trấn và ra ngoài vùng bờ biển lân cận.
Trên phương diện sinh thái, Oceanix sử dụng “đá sinh học” hoạt động như san hô nhân tạo gắn dưới đáy sàn nổi, từ đó tạo nên môi trường sống cho nhiều loài sinh vật biển, giúp thúc đẩy quá trình làm sạch nước cũng như đảm bảo phát triển sinh thái bền vững.
Bên cạnh Oceanix, mô hình thành phố nổi quy mô nhỏ hơn đã được thử nghiệm tại một số quốc gia, nhằm tận dụng triệt để không gian nước. Ở Đan Mạch, khu ký túc xá Urban Rigger đã hoàn thiện, với khả năng nổi trên nước độc đáo, được tạo nên từ các thùng container ghép với nhau theo hình tam giác.
Tòa nhà độc đáo này còn đi kèm “vườn nổi”, cho phép trồng các loại rau quả trên một chiếc sà lan và có thể di chuyển. Mô hình “siêu đảo nổi” cũng đang được triển khai giai đoạn đầu tại Hà Lan, với 87% là các tam giác nổi đa kích cỡ làm từ thép, có thể trải dài 1,5-2km, chứa nhà ở, cảng, nông trại và công viên. Trong khi đó, ý tưởng thành phố nổi Prefab nhằm giải quyết vấn đề bùng nổ dân số Trung Quốc lại tạo nên một vùng đất rộng lớn trên biển nhờ ghép từ các hòn đảo riêng rẽ hình lục giác.
Hiện nay, Liên Hiệp Quốc đã phát động dự án “Không gian trên biển”, và nhận được khoảng 200 triệu USD để hỗ trợ tiến hành nghiên cứu về thành phố nổi, nhằm đánh giá khả năng chống chịu thời tiết - thủy triều và sử dụng năng lượng của các thiết kế nổi, cũng như khả năng ảnh hưởng đến môi trường sống của các sinh vật biển và cơ chế hoạt động của các trang trại nông nghiệp - thủy sản để bảo đảm tự cung tự cấp.
Theo dự đoán, công nghệ thành phố nổi có thể được triển khai trong 10-20 năm tới, trở thành một phần của “tương lai xanh” hướng tới các phương án bền vững nhằm tận dụng đại dương và biển vốn bao phủ 70% diện tích bề mặt Trái Đất.
Thành phố phi carbon
Thực tế ô nhiễm đô thị nghiêm trọng đã làm nảy sinh ý tưởng xây dựng những thành phố thải ít khí carbon. Một trong những dự án nổi bật nhất chính là Masdar, thành phố phi carbon thuộc Abu Dhabi dự kiến hoàn thành vào năm 2020.
Giới chuyên gia nhận định, Masdar sẽ trở thành nơi đầu tiên trên thế giới có nồng độ carbon gần như xấp xỉ bằng 0 nhờ cơ chế sử dụng hoàn toàn năng lượng tái tạo. Ở Masdar, nhà cao tầng sẽ được ghép lại với nhau để cung cấp bóng mát trong lối đi hẹp dẫn tới những khoảng sân rộng. Ngoài ra, một tháp gió được xây dựng nhằm lấy dòng không khí trên cao, mang lại làn gió mát mẻ vào thành phố, khiến nhiệt độ trung bình của thành phố khoảng 40.000 dân chỉ vào khoảng 35oC (khác hẳn với sức nóng có thể lên tới gần 60oC tại Abu Dhabi).
Các thành phố như Masdar hay PlantIT Valley có nồng độ carbon gần như xấp xỉ bằng 0 nhờ sử dụng hoàn toàn năng lượng tái tạo.
Điểm độc đáo của Masdar chính là hoạt động tái chế và chuyển hóa năng lượng được tận dụng triệt để nhằm giảm lượng rác thải xuống mức gần bằng không, lượng carbon và khí thải công nghiệp thải ra thì hầu như không đáng kể. Thành phố sẽ có hệ thống đường đi bộ và một mạng lưới giao thông công cộng chạy bằng năng lượng mặt trời, hay xe ôtô chạy bằng điện.
Hệ thống giao thông dưới lòng đất cũng được đầu tư, với trên 1.500 trạm dừng xe cùng tàu điện. Thành phố Masdar còn có kế hoạch thu năng lượng từ những ô năng lượng mặt trời lớn có hình dạng như những bông hoa. Trong ngày, các ô sẽ mở ra, lưu trữ năng lượng và cung cấp bóng mát cho người đi bộ, và chúng sẽ đóng lại vào ban đêm để tạo ra điện. Điều này có thể giúp Masdar sản xuất dư điện năng, từ đó bán phần thừa cho mạng lưới điện thành phố Abu Dhabi.
Masdar được phát triển với tầm nhìn của một trung tâm toàn cầu về năng lượng tái tạo và công nghệ sạch, truyền cảm hứng cho nhiều ý tưởng đô thị phi carbon trên toàn cầu. Cuối tháng 9/2019, dự án phát triển nhà ở không phát thải carbon đã được chính quyền thành phố Peterborough (Anh) phê duyệt, nhằm hưởng ứng chương trình phát triển đô thị xanh.
Thiết kế bao gồm một hệ thống thoát nước đô thị bền vững, hệ thống phát điện không carbon dọc theo các cửa hàng bán lẻ và công trình công cộng. Tổ hợp nhà ở chung cư sẽ có mái trồng cỏ và tường phủ cây xanh, nằm bên trên một siêu thị có diện tích 300m².
Trong khi đó, chính phủ Bồ Đào Nha lên kế hoạch xây dựng thành phố sinh thái PlantIT Valley ở miền Nam, sử dụng “bộ não” vi tính để quản lí các quá trình sử dụng nước, xử lí chất thải và tiêu thụ năng lượng. PlanIT Valley sẽ hoạt động theo một chu trình vòng lặp hiệu quả, tái chế hoặc tái sử dụng các chất thải, hướng đến mục tiêu trở thành đô thị xanh nhất thế giới.
Thành phố thẳng đứng
Theo giới chuyên gia, thành phố thẳng đứng sẽ tiết kiệm diện tích cực kỳ hiệu quả, có thể giải quyết triệt để vấn đề thiếu chỗ ở do dân số tăng cao. Điều này được giải thích dựa vào cấu trúc phát triển theo chiều dọc, cho phép hàng trăm nghìn cư dân cùng sinh sống trong một khối kiến trúc duy nhất.
Theo thiết kế, thành phố thẳng đứng bao gồm nhiều khu nhà, được sử dụng vào nhiều mục đích như chung cư, khách sạn, hay trung tâm mua sắm. Cư dân sẽ di chuyển bằng thang máy trượt ngang và trượt dọc, hoàn toàn không có tiếng ồn và sự ô nhiễm của khí thải xe cộ. Khi những thành phố chỉ “mọc” lên cao chứ không dàn ngang, việc giảm thiểu lượng đất trồng bị lãng phí là hoàn toàn có thể.
Ý tưởng thành phố thẳng đứng giúp giải quyết vấn đề thiếu chỗ ở do bùng nổ dân số.
Thành phố thẳng đứng đang tiệm cận tới lối sống bền vững nhất mà các nước phát triển đang hướng tới. Một công ty kiến trúc tại Italia đã phác thảo dự án một tòa tháp cao 180 tầng tại Các tiểu vương quốc Ảrập thống nhất, hứa hẹn tạo ra không gian sống xanh cho gần 30.000 cư dân.
Thành phố sẽ sử dụng pin mặt trời, được làm bằng những tấm kính quang điện có thể cung cấp đầy đủ điện nước cho cả tòa nhà, hứa hẹn giảm thiểu tới 50% lượng khí CO2 đang làm ô nhiễm môi trường.
Bên cạnh đó, thành phố thẳng đứng là khuynh hướng mới trong sáng tạo các cao ốc cho thế kỷ XXI với những thiết kế sinh thái bên trong, được nhìn thấy rõ ràng nhất qua ý tưởng xây dựng tháp Bionic ở Thượng Hải. Tháp có sức chứa trên 100.000 người và có độ cao đến 1.200m, tương đương 300 tầng, tọa lạc trên một hòn đảo nhân tạo nối với đất liền.
Táo bạo hơn, công ty kiến trúc OXO tại Paris chuẩn bị hiện thực hóa thành phố thẳng đứng City Sand ở giữa sa mạc Sahara, với tham vọng cung cấp nơi ở cho dân cư với mật độ cao giữa vùng khí hậu khô cằn của sa mạc bao gồm các khu nhà ở, văn phòng, khách sạn, trung tâm giải trí và cả một bảo tàng.
Theo ý tưởng thiết kế, tòa tháp thẳng đứng sẽ có độ cao 450m với diện tích khoảng 800.000m², được lắp đặt các hệ thống gom nước mưa, sản sinh điện năng từ năng lượng mặt trời và năng lượng địa nhiệt. Bên trong City Sand, các kiến trúc sư dự định sẽ tạo ra một thảm thực vật đa dạng ở chính trung tâm dưới dạng khu vườn thẳng đứng, hoạt động giống một lá chắn bảo vệ cư dân, và giúp chống chọi với khí hậu khắc nghiệt của sa mạc.