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全球城市人口目前已占全球总人口的半数以上。到2050年，这一比例将达到2/3。
城市的发展创造了大量的财富和现代文明。她一方面为不断增长的人口提供生存空间和养分，另一方面也面临着一连串的挑战：如何面对气候变化带来的自然灾害？如何降低城市对地球资源的消耗？如何改善城市居民的生活？
在规划蓝图上逐渐清晰的智慧城市，也应该更多地思考人、社区、城市和自然的关系，用合理的规划实现可持续的城市发展，让人类的居所和行为与自然保持平衡、和谐共生。
可持续的城市规划
城市规划学者提出，城市规划是一个不断适应城市发展的过程，也是对城市未来发展的预期和实现预期的过程。
也许没有人能确定未来人类的居住形态如何，但毋庸置疑的是，地球的资源是有限的，人类的无尽索取将对地球资源构成非常大的压力。城市的发展需要朝着更集约、高效、可持续的方向迈进。
至于城市规划的作用几何？不仅取决于规划本身的合理性，也在于能否同城市发展的方向相互匹配。人类需要更宜居的城市环境，我们需要空调来降温，需要车辆来提高移动速度。但人类也需要明白如何让赖以生存的城市环境延续得更久，比如设计出冬暖夏凉的功能性住宅以减少空调的使用CONTROL ENGINEERING China版权所有，利用公共交通出行减少人均碳排放等。
所以，无论是政府、科研机构，还是商业力量，都应参与城市的布局和演进。在规划和建设智慧城市时，无论是建筑还是公共基础设施，应重视在规划、设计和施工阶段充分介入创新科技和新材料解决方案，才能实现可持续的愿景。
德国小城博特罗普(Bottrop)位于煤炭丰富的鲁尔区，这座曾经严重依赖于化石能源的不知名小镇，现在是德国开发节能创新技术的城市实验室。
2009年，博特罗普成为“鲁尔区创新城市”项目首个试点城市。 这一项目旨在打造“城市4.0”的系统工程，以二氧化碳减排为目标，推动节能创新，打造智能、数字和环保的新型城市。
为了完成这一目标，小城里建造起了一座座未来小屋。它们由老建筑翻新，屋顶和墙面安装太阳能光伏板，墙体让出更多面积给玻璃窗户来增加采光；地下室的设备和水泵可以利用地热来为整个房屋提供热水和冬季供暖；采用低能耗的家用设备，小屋自产的电力足够生活所需控制工程网版权所有，富余电力还可以给电动车充电。
博特罗普鼓励居民和企业共同参与城市的转型升级。比如在房屋节能改造方面控制工程网版权所有，只要居民愿意根据政府要求来改造，政府就会给予一定补贴。这一举措已经吸引了超过1500户居民提交改造申请。此外，政府也欢迎企业来这里进行气候保护和能源效率相关新技术和产品开发与应用试验。
过去几年，博特罗普的二氧化碳排放量降低了将近一半，能源现代化率高出德国平均水平的3倍。它已成为未来城市发展的一个范本。如今CONTROL ENGINEERING China版权所有，鲁尔区的其它20个城市也纷纷开始应用“博特罗普模式”来改造他们的城市。
更具智慧的基础设施
城市基础设施是城市运作的技术条件，它定义了城市及其居民存续和发展所必备的所有设施，包括交通、通讯、能源、水利、环卫等方面。
古时候的城市基础设施建设保障城中居民基本的生存需求，比如掘井来提供水源，修建城墙来抵御外敌，开设关、驿、桥、渡来保证生产要素的流动。现在则不同，城市人还想要能够直饮的水源，平坦畅通的路面CONTROL ENGINEERING China版权所有，无处不在的互联网络……现代城市的基础设施，在满足人类生存需求的同时，也在竭力让人们的生活更加美好。
然而，气候变化以及自然资源紧缺是目前全球最棘手也是最为迫切的挑战。当今的基础设施，既要满足城市生活的便利性，又面临着较以往更为严峻的威胁。因此，智慧城市的基础设施建设会涉及到两方面标准：一是便捷性，二是可持续性。创新材料在城市基础设施中的应用，则将成为关键的幕后英雄。
近年来，自然灾害的发生越发频繁，对一些城市的基础设施造成了不同程度的损坏。在中国，台风天因公共电力设施损坏导致人员触电伤亡的案例并不少见。巴斯夫的科学家研发出了一种超轻型电线杆。相较于传统混凝土结构，它采用了巴斯夫开发的一种高强度、高弹性的聚氨酯复合材料，质地极为坚硬但柔韧，在暴雪狂风等自然灾害中也能屹立不倒，并且安装简易快捷。
暴雨积水导致的内涝和基础设施侵蚀也是不少城市的顽疾。为帮助城市解决内涝积水问题，巴斯夫提供了创新的路面解决方案：Elastopave 聚氨酯粘合剂系统的透气透水路面。Elastopave是一种可与砂石混合的聚氨酯粘合剂。其大大小小的石块形成了众多相互连接的空腔，提高了道路和公共空间的透水性。
自然资源稀缺是一个不可回避的问题。当前阶段，我们无法实现完全意义上的不依靠自然，因此，如何更“智慧”地来使用它们更值得探讨。
我们需要怎样的生存空间
人们聚集到城市，是为了追逐机会，享受更富足的生活；从某种角度而言，也为了找寻一种归属感。建筑是城市的主体，它为人们提供了一个避免遭受自然灾害和盗窃侵扰的空间。然而，它也是能源消耗大户，全球大都市建筑能耗平均占社会总能耗的约三分之一。我们想要在城市中拥有一个稳定的居所，营造舒适、宜人的生活环境，那建筑也需要是可持续的。
坐落在巴西圣保罗商业区的CasaE向我们展示了一座未来的节能住房将是什么样。这一占地400平方米的建筑由巴斯夫和合作伙伴共同修建，采用了多种智能建材，包括可避免吸收太阳热量的特种油漆颜料、可根据温度吸收和释放热量的相变储能材料、卓越的隔音材料等，能耗比传统住房最多节省70%。所有材料都经过了精心挑选，以确保良好的耐用性并且可重复利用。得益于这些新材料的使用，CasaE营造了一个明亮、宁静、实用的居住空间。可见，建筑的可持续性不仅是对当前能源挑战的回应，也是实现理想生活的重要方式 。
巴斯夫与朗诗合作，将在朗诗太湖研发基地打造一栋别墅实验楼，作为集成巴斯夫建筑领域各项技术的“实验楼”（demo house）。该实验楼将以被动式建筑的理念打造，集合居住和办公的功能，落成后将用于实际的住宿、办公、接待和参观活动，并且持续监测其能耗和室内环境品质。巴斯夫从建筑围护结构到室内软硬装方面总共30多项先进技术将在该实验楼得到应用。预期其能效水平将达到中国超低能耗建筑的标准，比常规65%节能的建筑再节能50%左右 。
城市的建设正是人们在描绘理想的家的模样。正如爱德华·格莱泽在《城市的胜利》中提到，尽管城市面临这样那样的问题，但它的吸引力正变得越来越大。随着城市规划更加合理且具有远见，越来越多的可持续建筑出现，人们找到与自然和谐共生之道，城市终将成为人类最伟大的发明。
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