Thật khó để tưởng tượng các thành phố trông khác nhiều so với ngày nay. Những tòa nhà chọc trời cao chót vót, vỉa hè nhộn nhịp và giao thông đông đúc đã trở thành tiêu chuẩn trong nhiều thập kỷ, và những tòa nhà chật cứng không còn chỗ cho những công trình xây dựng mới. Tuy nhiên, khi dân số toàn cầu tăng lên và ngày càng có nhiều người đổ xô đến các khu đô thị, các phương pháp mới để xây dựng các thành phố hiệu quả, bền vững có thể thay đổi mạnh mẽ cảnh quan đô thị chỉ sau vài thập kỷ.
Các thành phố trên khắp thế giới đang tìm kiếm những cách thức mới để mở rộng cảnh quan đô thị, giảm ô nhiễm và tạo ra không gian an toàn hơn, lành mạnh hơn cho cư dân của họ. Các thành phố tương lai của thế giới sẽ dựa vào công nghệ xây dựng tiên tiến và các sáng kiến quy hoạch đô thị sáng tạo để đạt được mục tiêu này, một số trong đó hiện đã được phát triển.
Đọc tiếp để tìm hiểu xem công nghệ xây dựng và xu hướng quy hoạch đô thị đang mở đường cho các thành phố trong tương lai như thế nào hoặc xem qua đồ họa thông tin hoạt hình bên dưới để xem các thành phố có thể trông như thế nào sau 50 năm nữa.
Công nghệ xây dựng mở đường
Khi các kế hoạch cho thành phố trong tương lai bắt đầu hình thành, các kỹ thuật xây dựng cần thiết để xây dựng nó cũng bắt đầu hình thành. Tương lai của xây dựng đô thị sẽ dựa vào các công nghệ tiên tiến giúp xác định lại cách xây dựng các tòa nhà và tăng thêm mức độ hiệu quả chưa từng thấy trước đây

mô hình 3d

Các công ty xây dựng đã bắt đầu tận dụng những công nghệ này để tạo ra những công trình an toàn hơn, hiệu quả hơn. Kiến trúc sư và kỹ sư có thể sử dụng mô hình hóa thông tin tòa nhà (BIM), quy trình mô hình hóa phần mềm thông minh và trí tuệ nhân tạo (AI) để xem các thiết kế tòa nhà 3D và thực hiện các điều chỉnh trước khi bắt đầu xây dựng. Những công nghệ này cũng có thể được sử dụng để theo dõi tiến độ trong suốt quá trình xây dựng và phát hiện sai sót trước khi chúng xảy ra.

Công nghệ tự động hóa tòa nhà

Thị trường công trình xanh dự kiến sẽ đạt 99,8 tỷ USD vào năm 2023 và sẽ tiếp tục tăng trưởng khi các chính phủ hạn chế phát thải CO2. Nhiều thành phố trong tương lai sẽ dựa vào công trình xây dựng thân thiện với môi trường để đáp ứng các mục tiêu bền vững và tự động hóa tòa nhà có thể giúp đạt được điều đó.
Hệ thống tự động hóa tòa nhà tương đối phổ biến trong ngành xây dựng, nhưng các công ty mới bắt đầu sử dụng chúng để điều tiết việc sử dụng năng lượng và giảm thiểu chất thải. Hệ thống cơ khí, điện và HVAC tự động có thể điều chỉnh mức tiêu thụ và lưu trữ năng lượng cũng như loại bỏ lỗi của con người. Một số tòa nhà đã tiết kiệm tới 30% chi phí năng lượng bằng cách sử dụng tự động hóa và điều này có thể giúp các tòa nhà trong tương lai được chứng nhận xanh.

Vật liệu xây dựng tiền chế

Xây dựng mô-đun và vật liệu xây dựng in 3D cũng là những ứng cử viên tuyệt vời để giảm tác động môi trường của các dự án xây dựng trong tương lai. Những công nghệ này cho phép các nhà xây dựng tạo ra các vật liệu bền vững ở bên ngoài và giúp giảm chất thải xây dựng. Các thành phần xây dựng được in 3D có thể được xây dựng bằng các vật liệu bền như cát, kim loại và bê tông và chúng cần ít công nhân hơn để xây dựng.

Các thành phố trong tương lai sẽ trông như thế nào?

Trong vài thập kỷ tới, các thành phố có thể trông rất khác so với ngày nay. Nhiều tiến bộ trong tương lai đã ở giai đoạn lập kế hoạch và phát triển và chúng có thể trở thành chuẩn mực chỉ trong vòng 20 đến 50 năm nữa. Những phát triển sau đây cho thấy các thành phố trong tương lai sẽ trông như thế nào.

Xây dựng mô-đun là một tập hợp con nhỏ nhưng đang phát triển của ngành xây dựng nhằm mục đích hợp lý hóa quy trình xây dựng và thúc đẩy tính bền vững. Công nghệ mô-đun thường được sử dụng cho các ngôi nhà và tòa nhà nhỏ hơn, nhưng các tòa nhà chọc trời mô-đun đang trở nên phổ biến ở các khu vực đô thị có dân số tăng nhanh.
Các tòa nhà chọc trời mô-đun được xây dựng bằng các đơn vị hoặc mô-đun đúc sẵn được làm từ vật liệu xây dựng bền vững. Các mô-đun này được xây dựng bên ngoài công trường, sau đó được vận chuyển đến địa điểm xây dựng để lắp ráp nhanh chóng. Quá trình này rút ngắn tiến độ dự án và giảm chất thải xây dựng, khiến nó hiệu quả hơn nhiều so với các phương pháp xây dựng truyền thống.

Các tòa nhà chọc trời mô-đun cao nhất thế giới sẽ sớm mở cửa ở Singapore và sẽ sớm có thêm nhiều tòa nhà khác nữa. Avenue South Residences là hai tòa tháp dân cư cao 56 tầng được làm từ 2.984 mô-đun đúc sẵn.
Sau khi việc xây dựng bắt đầu vào năm 2019, các kiến trúc sư nhận thấy rằng dự án cần ít công nhân tại chỗ hơn và cho phép nhân viên nhà máy thực hiện giãn cách xã hội nhiều hơn so với khi họ làm việc trên một công trường đông đúc. Các tiêu chuẩn giãn cách xã hội mới và mô hình nơi làm việc được thay đổi được áp dụng trong đại dịch COVID-19 có thể đẩy nhanh việc thúc đẩy xây dựng các tòa nhà mô-đun và tạo ra nhu cầu mới về các phương pháp xây dựng giãn cách xã hội.

Tòa nhà năng lượng Net-Zero

Các chuyên gia dự đoán rằng 70% dân số thế giới sẽ sống ở các trung tâm đô thị vào năm 2030. Nhiều thành phố đang phải vật lộn với mức độ ô nhiễm và lượng khí thải carbon nguy hiểm, đồng thời dân số ngày càng tăng sẽ chỉ làm tăng thêm vấn đề trừ khi các nhà quy hoạch đô thị tìm ra giải pháp bền vững hơn. May mắn thay, các tòa nhà sử dụng năng lượng bằng không cung cấp giải pháp thay thế xanh cho các mô hình tòa nhà truyền thống.
70% dân số thế giới sẽ sống ở khu vực thành thị vào năm 2030.
Để giữ cho sự nóng lên toàn cầu ở mức dưới 2 độ C, các quốc gia đã ký Thỏa thuận Paris sẽ cần tạo ra ngành xây dựng không sử dụng năng lượng vào năm 2050. Các thành phố có thể đạt được điều này bằng cách xây dựng các tòa nhà dân cư và thương mại sử dụng năng lượng bằng 0 sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo và chỉ sử dụng năng lượng tái tạo. nhiều năng lượng nhất có thể được tạo ra tại chỗ.
Các tòa nhà sử dụng năng lượng ròng bằng 0 vẫn chưa được áp dụng trên quy mô toàn cầu, nhưng các quy định về phát thải cấp quốc gia và cấp tiểu bang đã thúc giục các chính phủ và tổ chức tư nhân đầu tư vào công nghệ. Ví dụ: Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia hiện đang nghiên cứu các công nghệ năng lượng tái tạo mới và luật về biến đổi khí hậu gần đây của California kêu gọi tất cả các dự án xây dựng mới phải đạt được lượng phát thải ròng bằng không.

Đường cao tốc thông minh

Hệ thống đường cao tốc vẫn tương đối không thay đổi trong vài thập kỷ qua. Tuy nhiên, với việc xe điện gia nhập thị trường và ô tô tự lái sắp xuất hiện, các con đường và đường cao tốc của chúng ta sắp được nâng cấp.
Các công ty trên toàn thế giới đang bắt đầu đầu tư vào công nghệ để làm cho đường cao tốc trở nên hiệu quả, an toàn và bền vững hơn. Nhiều công nghệ có thể được tích hợp vào đường để làm cho nó trở nên “thông minh”. Một số công nghệ hiện đang trong giai đoạn lập kế hoạch và phát triển bao gồm:
Sơn đường nhạy cảm với nhiệt độ: Việc thêm bột phát quang vào sơn đường sẽ khiến vạch đường, rào chắn và các vạch kẻ khác phát sáng vào ban đêm, giúp đường đi an toàn hơn.
Cảm biến thời tiết, giao thông và bảo trì: Cảm biến động trong hệ thống đường cao tốc có thể phát hiện và truyền dữ liệu về điều kiện thời tiết, sửa chữa và tắc nghẽn giao thông.
Đường sạc xe điện: Đường được gắn đường ray điện và phần cứng khác có thể sạc xe điện khi chúng chạy.
Đường năng lượng mặt trời: Các tấm pin mặt trời đặt dọc theo đường có thể cung cấp năng lượng cho các biển báo đường phố được chiếu sáng và dải nhiệt để giúp làm tan băng tuyết.
Một số ví dụ về công nghệ đường cao tốc thông minh đã được đưa vào sử dụng, bao gồm phí điện tự động, cảm biến chuyển động trên đèn giao thông và công nghệ GPS theo dõi vị trí của bạn khi bạn di chuyển. Công nghệ đường cao tốc tiên tiến hơn có thể còn xa vời, nhưng các quốc gia như Thụy Điển và Hà Lan đã thử nghiệm đường sạc xe điện và sơn đường phát sáng trong bóng tối để hợp lý hóa hệ thống đường cao tốc của họ.

Phương tiện công cộng điện

Giao thông công cộng luôn là giải pháp thay thế xanh hơn cho ô tô, các thành phố có thể tiến thêm một bước nữa bằng cách triển khai hệ thống giao thông công cộng chạy hoàn toàn bằng điện giúp giảm lượng khí thải CO2 và loại bỏ nhu cầu sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Hoa Kỳ đã đưa ra Đạo luật Việc làm và Cơ sở hạ tầng XANH vào tháng 3 năm 2021 như một phần trong kế hoạch điện khí hóa các hệ thống giao thông công cộng của đất nước. Dự luật này sẽ chi 500 tỷ USD vào việc điện khí hóa các đoàn tàu và xe buýt của quốc gia, đồng thời hỗ trợ kế hoạch chuyển đổi sang tương lai năng lượng tái tạo của chính quyền hiện tại. Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ gần đây cũng bắt đầu trao tổng tài trợ trị giá 182 triệu USD cho các cơ quan vận tải muốn bổ sung xe buýt điện vào đội xe của họ.
Sự thúc đẩy giao thông công cộng chạy điện này cũng đang diễn ra ở các quốc gia khác. Thị trường xe buýt điện châu Âu đã tăng 48% trong năm 2018 và Trung Quốc hiện có đội xe buýt điện lớn nhất thế giới. Một báo cáo của Bloomberg dự đoán rằng một nửa số xe buýt trên thế giới có thể chạy hoàn toàn bằng điện vào năm 2025, khiến giao thông điện trở thành lực lượng thống trị ở các thành phố trong tương lai.

Xu hướng quy hoạch đô thị trong tương lai

Xu hướng quy hoạch đô thị thay đổi theo thời gian khi các thành phố phát triển và phát triển. Những gì hoạt động ngay bây giờ có thể không còn hiệu quả trong 20 năm tới và các nhà quy hoạch đô thị không ngừng tìm kiếm những cách mới để cập nhật các hệ thống lỗi thời. Các xu hướng quy hoạch đô thị sau đây ngày nay vẫn còn ở giai đoạn sơ khai nhưng có thể trở thành chuẩn mực trước khi chúng ta kịp nhận ra.

Thành phố 15 phút

Được thúc đẩy bởi biến đổi khí hậu và đại dịch COVID-19, ý tưởng thành phố 15 phút đang nhanh chóng thu hút được sự chú ý của các nhà quy hoạch đô thị trên toàn cầu. Các thành phố mất 15 phút là những cộng đồng trong đó mọi thứ mà người dân cần—bao gồm công việc, thực phẩm, chăm sóc sức khỏe và giải trí—có thể đến được trong vòng 15 phút hoặc ít hơn bằng cách đi bộ hoặc đi xe đạp.
Mặc dù ý tưởng này đã tồn tại trong nhiều thập kỷ nhưng khái niệm thành phố hiện đại kéo dài 15 phút lại bắt nguồn từ Paris, Pháp, một thành phố nổi tiếng với năng lượng điên cuồng và nhịp độ nhanh. Anne Hidalgo, thị trưởng Paris, đã bổ nhiệm một ủy viên cho thành phố 15 phút và coi khái niệm này là ưu tiên hàng đầu cho các dự án quy hoạch đô thị trong tương lai. Một số dự án gần đây của cô bao gồm tạo ra những không gian xanh nhỏ khắp thành phố, cấm các phương tiện gây ô nhiễm cao và cấm các phương tiện cơ giới vào Bến cảng Seine.
Các thành phố kéo dài 15 phút đang có đà phát triển trên toàn thế giới khi nơi làm việc ảo và nơi làm việc kết hợp trở nên phổ biến hơn. Khi mọi người bắt đầu dành nhiều thời gian hơn trong cộng đồng của mình, nhu cầu về các khu dân cư có nhiều loại hình kinh doanh và nguồn lực công cộng đa dạng hơn sẽ tiếp tục tăng lên.

Vùng xanh

Thuật ngữ “vùng xanh” lần đầu tiên được tác giả Dan Buettner đặt ra vào năm 2005 sau khi ông nghiên cứu các cộng đồng trên khắp thế giới nơi mọi người sống lâu hơn tuổi thọ trung bình. Vùng xanh là khu vực có dân số già nhất thế giới sinh sống, bao gồm Okinawa, Nhật Bản; Sardinia, Ý; Nicoya, Costa Rica; Icaria, Ý; và cộng đồng Cơ Đốc Phục Lâm Ngày Thứ Bảy ở Loma Linda, California.
Cư dân vùng xanh gặp ít trường hợp mắc bệnh mãn tính hơn và trung bình họ sống cuộc sống khỏe mạnh hơn so với phần còn lại của thế giới. Buettner quy điều này cho bốn khái niệm sau:
Sống có mục đích
Di chuyển thường xuyên
Hệ thống hỗ trợ xã hội mạnh mẽ
Làm cho “sự lựa chọn lành mạnh trở thành sự lựa chọn dễ dàng”.
Mặc dù khái niệm vùng xanh gắn chặt với hành vi của con người nhưng nó có thể được áp dụng vào quy hoạch đô thị trên quy mô toàn thành phố. Fort Worth, Texas và North Port, Florida đã chuyển sang áp dụng các nguyên tắc vùng xanh bằng cách tạo ra môi trường có thể đi bộ, cộng đồng và vườn trên sân thượng, các điểm tụ tập địa phương và sự kết hợp giữa các loại hình phát triển và nhà ở.

Khu sinh thái

Các khu sinh thái là những khu dân cư hạn chế tác động đến môi trường bằng cách ưu tiên phát triển bền vững và giảm tiêu thụ năng lượng. Tương tự như các vùng xanh, các khu sinh thái cũng được thiết kế để thúc đẩy môi trường xã hội đa dạng nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. Họ đạt được điều này bằng cách sử dụng vật liệu xây dựng bền vững và tái chế, nguồn năng lượng tái tạo, các hình thức vận chuyển thân thiện với môi trường và hệ thống quản lý chất thải hiện đại.
Trong khi các khu sinh thái đang xuất hiện ở các thành phố trên khắp thế giới, thì các quốc gia ở Bắc Âu—như Thụy Điển, Đức và Pháp—đang dẫn đầu nỗ lực này. Chỉ riêng thành phố Paris đã có ít nhất bốn khu sinh thái và các kế hoạch cho nhiều khu sinh thái hơn hiện đang được thực hiện. Khu sinh thái Hammarby Sjostad ở Thụy Điển trang bị cho các tòa nhà các tấm pin mặt trời để cung cấp điện và hệ thống sưởi ấm được cung cấp nhiên liệu sinh học, chất thải dễ cháy và nước từ nhà máy xử lý nước.

Các thành phố hiện đại dẫn đầu

Một số thành phố đã áp dụng các xu hướng quy hoạch đô thị tương lai để bắt đầu quá trình chuyển đổi sang một tương lai bền vững và hiệu quả hơn. Các thành phố sau đây đã triển khai các công nghệ độc đáo nhằm tạo ra hình mẫu cho các thành phố trong tương lai.

Los Angeles, California

Los Angeles đi đầu trong đổi mới đô thị bền vững ở Hoa Kỳ. Vì LA là thành phố ven biển nằm trong bang dễ bị hạn hán nên các nhà quy hoạch đô thị đã khởi động những nỗ lực nhằm giúp thành phố trở nên bền vững hơn và có khả năng chống chịu hạn hán hơn trong những năm gần đây. Thành phố đã áp dụng Thỏa thuận mới xanh vào năm 2019 như một phần trong kế hoạch thành phố bền vững. Nó đặt ra các mục tiêu sau:
100% năng lượng tái tạo vào năm 2045
Tái chế 100% nước thải vào năm 2035
Đạt 100% lượng khí thải bằng không vào năm 2050
Tạo 400.000 việc làm xanh vào năm 2050
Điện khí hóa hoàn toàn các phương tiện giao thông vào năm 2030
Chuyển 100% chất thải từ các bãi chôn lấp vào năm 2050
Để giúp đạt được những mục tiêu này, thành phố đã kết hợp kiến trúc bền vững vào các sáng kiến quy hoạch đô thị của mình. Los Angeles trở thành thành phố đầu tiên kiểm soát hệ thống chiếu sáng đường phố thông qua công nghệ di động và dựa trên đám mây, đảm bảo đèn không bị bật lâu hơn mức cần thiết. Các kiến trúc sư cảnh quan cũng đã bắt đầu thay thế các loại cây trồng kém hiệu quả về nước bằng các loài thực vật bản địa chịu hạn ở các khu vực thành thị để giúp bảo tồn nước và đa dạng hóa cảnh quan.

La Paz, Bôlivia

Ở độ cao tới 3.600 feet so với mực nước biển, La Paz là một trong những thành phố cao nhất thế giới. Thành phố này nổi tiếng với những con đường quanh co và sườn núi dốc, khiến nó vừa đẹp vừa khó đi qua. Đối với những người không có điều kiện sử dụng ô tô, việc đi lại thường phải đi bộ hoặc dựa vào các xe buýt nhỏ của thành phố, một đội xe tải thuộc sở hữu tư nhân với các tuyến đường không thể đoán trước.
Để cách mạng hóa hệ thống giao thông và kết nối các khu vực trước đây không thể tiếp cận của thành phố, La Paz đã bắt đầu xây dựng hệ thống cáp treo tiên tiến có tên “Mi Teleférico” vào năm 2014. Hệ thống này bao gồm các cáp treo di chuyển liên tục có thể chứa tối đa 10 người và hầu như không có người. thời gian chờ đợi. Kể từ khi thành lập, Mi Teleférico đã mở rộng bao gồm bảy tuyến hoạt động trải dài từ La Paz đến thành phố El Alto, một khu vực đô thị đang phát triển giáp với thủ đô.
Mi Teleférico là hệ thống giao thông công cộng đầu tiên trong thành phố hỗ trợ nhu cầu của người khuyết tật và người suy giảm khả năng di chuyển. Các trạm của nó trải dài trên nhiều khu vực đô thị kinh tế xã hội và giúp giảm đáng kể thời gian đi lại của người lao động đi từ El Alto đến La Paz. Nó cũng chỉ tốn ba bolivianos ($ 0,45) để đi, giúp những người đi làm có thu nhập thấp có thể tiếp cận được.

Mecca, Saudi Arabia

Mecca, Ả Rập Saudi là quê hương của Kaaba, một trong những địa điểm linh thiêng nhất của đức tin Hồi giáo. Khoảng ba triệu người Hồi giáo tới Mecca mỗi năm trong vòng 5 ngày để thăm Kaaba, và thành phố này đã phải thích ứng với dòng người khổng lồ và đám đông áp đảo.
Chính phủ Ả Rập Xê Út đã đầu tư hơn 20 tỷ USD để nâng cấp Masjid al-Haram, Nhà thờ Hồi giáo vĩ đại, để đáp ứng lượng người đến đây hàng năm. Nỗ lực này liên quan đến việc xây dựng các nền tảng tám mặt xung quanh Kaaba, thánh địa mà tất cả du khách ghé thăm trong chuyến đi hajj của họ, để giúp phân luồng dòng người.
Các kỹ sư cũng lắp đặt một loạt ống khí nén công nghệ cao tại Nhà thờ Hồi giáo lớn để chứa 600 tấn rác được tạo ra tại chỗ mỗi ngày. Thùng rác được thả vào các lỗ hở tại chỗ, sau đó được hút với tốc độ 40 dặm/giờ qua hệ thống ngầm đến một nhà ga cách đó hơn một dặm.
Các thành phố tiên tiến nhất hiện nay và xu hướng quy hoạch đô thị có thể đặt nền móng cho quy hoạch thành phố trong nhiều năm tới. Mặc dù chúng ta không thể dự đoán chính xác thành phố trong tương lai sẽ trông như thế nào nhưng nó sẽ hình dung lại cách chúng ta nghĩ về tính bền vững, giao thông và cách xây dựng các tòa nhà.