Stel je voor, een sterk overbevolkte of vervuilde aarde. Of misschien een kolonie op een buitenaardse planeet met een onleefbare atmosfeer. Of in een qua klimaat onleefbaar gebied, zoals in de buurt van het Siberische Magadan, waar Poetin nu lapjes grond van een hectare voor onverschrokken immigranten uitdeelt. Of wellicht een drijvende kolonie op zee.
Wat je dan nodig hebt, is een stad die zelf bijna geheel zelfvoorzienend is, dus ook zijn eigen voedsel produceert. We spreken dan over een arcologie, een samentrekking van de woorden ‘ecologie’ en ‘architectuur’. De bekendste en ook grootste arcologie is de stad Masdar (nu in aanbouw) in de Verenigde Arabische Emiraten. In deze documentaire wordt dieper ingegaan op de concepten achter een arcologie.
Je kan een arcologie zien als een gigantisch zelfvoorzienend organisme. Je moet nadenken over de productie van zuurstof en de afvoer van kooldioxide – bijvoorbeeld door met planten en kweekkassen te werken. Temperatuurregeling is ook een issue, vooral als er veel afvalwarmte vrijkomt. Een onvermijdelijk verschijnsel bij industriële productie.
Bij open arcologieen, zoals Masdar, zijn deze vraagstukken minder een issue. Gasuitwisseling en warmteuitwiseling gaat dan immers via de lucht. Willen we het concept ook in meer onherbergzame omgevingen, bijvoorbeeld elders in het zonnestelsel, toepassen, dan moet dit luchtdicht worden en wordt het onvermijdelijk dat we hierover nadenken
Arcologieën kunnen elke vorm hebben, wat architecten zoals Ahearn Schopfer & Associates vaak inspireert tot buitenissige vormen. Bron: Wikimedia Commons
Wat doe je, als het geld tegen de plinten klotst en je moet iets verzinnen om het te laten rollen? Juist, je ontwerpt een stad onder water. Shimizu Corporation ontwierp een concept voor een onderwaterspiraal, die volgens planning 5000 mensen moet gaan huisvesten.
De onderwaterstad steekt bij mooi weer voor een deel boven de zeespiegel uit. Bij stormweer kan de gehele stad onder water verzinken. Het is een project voor de verdere toekomst: de eerste stad zou, als het aan Shimizu Corporation ligt, rond 2030 opgeleverd kunnen worden. Dit alles tegen het bescheiden prijskaartje van rond de 20 miljard euro, i.e. rond de 4 miljoen euro per inwoner. Vervolgsteden zullen waarschijnlijk goedkoper gebouwd kunnen worden.
In deze video een overzicht van spectaculaire scenes uit diverse films waarin toekomstige steden en technieken figureren. Vijf minuten onvervalste toekomstmuziek. De muziek kan irritant zijn.
Zou het leven er in de toekomst werkelijk zo uit zien of is dit weer het zoveelste voorbeeld van wishful thinking?
De eerste mensen leefden vaak in grotten. Onderaardse steden besparen bouwmateriaal en vermoedelijk ook veel energie. Zullen in de toekomst onderaardse steden voorkomen?
De ondergrondse stad Eregup bood de Byzantijnen bescherming tegen de moordzuchtige Seltsjoeken.
Ondergrondse stad Enegup
In de middeleeuwen werd de nu in Turkije gelegen streek Cappadocië geteisterd door plunderende en verkrachtende Seltsjoekse horden, een Turks volk. Als gevolg daarvan werden er door de Byzantijnen verschillende ondergrondse steden in het zachte vulkanische tufsteen uitgekerfd.
In het onderaardse deel van de stad Enegup (Kaymaklı in het Turks) konden ongeveer tot 3500 mensen leven[1], die zo voor even een veilig toevluchtsoord vonden voor de plunderende legers.
Onder de grond werden uitgebreide opslagplaatsen, wijnkelders en vele werkplaatsen ingericht. Ook kerken en scholen voor missionarissen ontbraken uiteraard niet.
In de daaropvolgende eeuwen werd de oorspronkelijke bevolking steeds meer geïslamiseerd en verturkst. Na de Eerste Wereldoorlog werden vrijwel alle niet-islamieten uit Turkije verjaagd of vermoord, waardoor de stad sindsdien vrijwel verlaten is. Op dit moment is de onderaardse stad van Enegup een populaire toeristische trekpleister.
Waarom ondergronds wonen?
Ondergrondse steden werden vooral op plaatsen gebouwd waar het klimaat zeer ongastvrij is of er andere (bijvoorbeeld veiligheids-) redenen zijn om ondergronds te wonen. Coober Pedy, het centrum van de opaalindustrie in Australië, is grotendeels ondergronds. Geen wonder: temperaturen overdag bereiken geregeld 55 graden Celsius en de enige boom in Coober Pedy is met stukken ijzer aan elkaar gelast.
Ook mijnwerkers woonden vroeger soms ondergronds – erg gezond is het niet, maar het scheelt naar boven en beneden klimmen. Geen wonder dat onderaardse steden vaak in rampenfilms voorkomen. De mensheid is dan verbannen van het oppervlak en kan alleen onderaards overleven.
Voordelen van ondergronds wonen
De enorme massa aarde rond een ondergrondse woning maakt het relatief een energiezuinige vorm van wonen, vooral in gebieden waar de gemiddelde temperaturen binnen de comfort zone van de mens liggen. Hier in Nederland is dat niet zo (de gemiddelde temperatuur is hier twaalf graden), maar in meer zuidelijke, subtropische en tropische landen wel.
Eco City 2020: de grootste diamantmijn ter wereld ombouwen tot een overdekte koepelstad.
Het gebrek aan daglicht is echter een zeer groot probleem. Daglicht vervangende lampen worden echter steeds beter. Het allerbelangrijkste voordeel is ruimtebesparing. Vooral in grote steden is ruimte schaars en bouwgrond haast onbetaalbaar. Hoogbouw is onderworpen aan allerlei regels en vergunningen. Waarschijnlijk zal de metropool van de toekomst dus voor een belangrijk deel ondergronds zijn.
Siberische ondergrondse stad
Het Russische architectenbureau AB Elise heeft een voorstel gedaan voor een ondergrondse stad in Siberië. De Mir diamantmijn in de deelrepubliek Jakoetië, die nog het meeste weg heeft van een enorme put van meer dan een kilometer doorsnede, moet volgens AB Elise overdekt worden met een koepel. Binnenin de stad worden parken, tuinen en uiteraard veel woningen aangelegd. Volgens de berekeningen van AB Elise kunnen ongeveer honderdduizend mensen wonen in deze overdekte koepel, die ze Eco-City 2020 hebben gedoopt. Een grote transparante koepel wordt voor een groot deel overdekt met zonnecellen om de stad van voldoende energie te voorzien. Dat zal lastig worden. De Mir mijn ligt op ongeveer 62 graden noorderbreedte. Dat is twee graden noordelijker dan Oslo en Helsinki, niet bepaald zonbestemmingen. Geen wonder dat de meeste Russen het project niet erg serieus nemen…
Stel, je wandelt over de stoep of rijdt over de weg. Onder je zie je weelderig groen. Het geeft je een goed gevoel dat een groot deel van de stad van voedsel wordt voorzien door deze groene tuinen. Ongeveer eenvijfde tot een derde van de oppervlakte van onze steden wordt ingenomen door wegen en trottoirs. Zou je met die ruimte niet iets nuttigs kunnen doen?
Wegen slokken veel ruimte op
Waar in middeleeuwse stadjes misschien tien procent van de oppervlakte in beslag wordt genomen door wegen, is dit in moderne steden veel meer. In Nederland nemen straten en wegen ongeveer duizend vierkante kilometer in beslag, voornamelijk in de bebouwde kom. Dat is ongeveer een kwart van het totale bebouwde gebied.
In steden is er nog een tweede grote ruimteverslinder: de rioolwaterzuivering. Deze installaties nemen al gauw vele hectares in beslag. In een stad worden er dagelijks enorme hoeveelheden rioolwater geproduceerd. Dit rioolwater wordt verwerkt tot water dat geloosd kan worden en slib, dat wordt vergist of verbrand. Bij de gisting komt biogas (voornamelijk bestaande uit methaan) en kooldioxide vrij.Ook worden de nutriënten die eerst werden opgenomen door de bacteriën, bij de gisting nu weer vrij. Er ontstaat dus drie redelijk schone afvalstromen: biogas dat verbrand kan worden, kooldioxide en water dat als meststof gebruikt kan worden.
Kassen onder de weg
Straks onder alle straten? Technisch gesproken kan het.
Wat nodig is is een kas waarin het kooldioxide en de voedingsstoffen kunnen worden omgezet in een waardevol product, bijvoorbeeld groenten en fruit. De vergisting moet zeer grondig worden uitgevoerd om alle kans op besmetting uit te sluiten. Daarna is het effluent te gebruiken voor de hydroponische voeding van planten. In steden is ruimte altijd een probleem.
Stedebouwkundigen denken echter niet vaak aan een overvloedige bron van ruimte: de wegen. Als het wegoppervlak doorzichtig wordt, kunnen ondergronds grote hoeveelheden planten worden gekweekt. In deze kassen kunnen de vrijkomende CO2, afvalwarmte en voedingsstoffen worden gebruikt. Extra bonus: door deze extra warmte blijven de straten grotendeels sneeuwvrij. Door de extra hoge CO2-concentraties en rijke bemesting zullen deze planten uitstekend groeien. Licht wordt eerder een beperkende factor, vooral in de winter. Hier kunnen bijlichting en concentratorspiegels soelaas bieden.
Polycarbonaat is een zeer hard, doorzichtig en slijtvast materiaal. Het wegdek kan zeer goed van polycarbonaat vervaardigd worden in plaats van asfalt en klinkers, zoals nu gebeurt. Asfalteren kost rond de tachtig euro per vierkante meter, polycarbonaat iets meer bij grote diktes. Wel zullen de enorme krachten die op het polycarbonaat komen te staan als er bijvoorbeeld een vrachtwagen overheen rijdt, doorgegeven moeten worden aan de ondergrond.
Wonen onder de weg
Er bestaan nu al polycarbonaat vloertegels die zonne-energie opwekken.
Wanneer met een doorzichtig wegoppervlak wordt gewerkt, wordt de oppervlakte onder de weg ook interessant voor bewoning. Immers, er is dan ruim voldoende daglicht en wel daglicht dat net als in de natuur van boven komt, in plaats van uit ramen. Elke stad zou er op die manier zeker twintig procent extra ruimte bij krijgen voor huizenbouw.
Dit idee is alleen uitvoerbaar in combinatie met een zeer goede, passieve airconditioning, want uiteraard moet het wegdek luchtdicht afgesloten zijn en ook geluiddicht worden uitgevoerd. De appartementen zullen geregeld afgewisseld kunnen worden door stukken met groen, die de lucht zuiveren en/of goede ventilatieverbindingen.
Grote steden hebben een slechte naam op milieugebied. Ze worden geassocieerd met voortkruipende, roetwolken uitbrakende files, enorme wolkenkrabbers en vergiftigde rivieren die er langs stromen, als contrast met het idyllische platteland. Maar klopt dat beeld wel?
Voordelen van dicht op elkaar wonen
Een stad is een plek waar veel mensen opeengepakt wonen. Een gevolg daarvan is dat het veel makkelijker is om infrastructuur aan te leggen. Op het platteland moet er per huis al gauw honderd meter of meer waterleiding, riolering en elektriciteitsleiding aan worden gelegd.
Wolkenkrabbers lijken protserig en overdadig. In werkelijkheid zijn steden veel zuiniger dan het platteland.
In de stad is dat tien meter of (in flats bijvoorbeeld) minder. Ook zijn de afstanden in de stad klein. Je hoeft niet met een auto kilometers ver te rijden om boodschappen te doen, maar kan de fiets gebruiken. Inderdaad worden steden geteisterd door files, maar dat heeft milieutechnisch gezien grote voordelen. Stilstaande auto’s stoten nauwelijks uitlaatgassen uit en veel autobezitters zullen na frustrerende ervaringen in de file de volgende keer een fiets, bus of de metro pakken.
Er zijn nog meer voordelen. Per inwoner neemt een flat, zelfs een luxe loft of penthouse, minder grondstoffen in beslag dan een vrijstaand huis, vooral de grote, ruime huizen die op het platteland gebruikelijk zijn. De logistiek van de stad is veel energiezuiniger dan die van het platteland. Openbaar vervoer wordt lonend omdat heel veel mensen er gebruik van kunnen maken en de afstanden kort zijn. Stedelingen zijn vaak in betere lichamelijke conditie dan plattelandsbewoners omdat ze vaker de fiets gebruiken. Omdat heel veel mensen op elkaar gepakt wonen zijn allerlei voorzieningen mogelijk die niet lonend zijn voor dunbevolkte gebieden.
De suburbs – de voornaamste reden van het hoge Amerikaanse energieverbruik
Wie luchtfoto’s van grote Amerikaanse steden als Phoenix in Arizona (het meest extreme voorbeeld) bekijkt, zal het opvallen dat deze steden enorme oppervlaktes in beslag nemen. Uitgestrekte suburbs van vrijstaande huizen met enorme tuinen strekken zich over tientallen kilometers uit. Dat lijkt ook ongestraft te kunnen. In het geval van Phoenix, een stad midden in de woestijn, is de omringende grond immers spotgoedkoop. Helaas slurpen deze voorsteden enorme hoeveelheden water (de grote tuinen moeten worden geïrrigeerd) en de afstanden zijn enorm: iedere inwoner van Phoenix heeft maar liefst zevenhonderd vierkante meter tot zijn beschikking. Dat is ongeveer de bevolkingsdichtheid in Bangladesh. Het gevolg: boodschappen doen kan niet lopend zoals in een compact gebouwde stad, maar moet met de auto. Amerikaanse supermarkten (Wal Mart is het meest beruchte voorbeeld, ook in Europa rukken de hypermarkten op) bedienen honderdduizenden mensen. In een stad als Phoenix betekent dat, dat het dichtstbijzijnde winkelcentrum tien kilometer ver weg ligt. Dat geldt nog sterker voor woon-werk verkeer.
De Nederlandse krappe Vinexwijken met eindeloze rijen eenvormige woningen nemen overigens veel minder ruimte in beslag, tweehonderd vierkante meter voor een gezinswoning, en worden daarom door buitenlandse stedenbouwkundigen als lichtend voorbeeld genoemd. De inwoners van Vinexwijken denken daar vaak anders over. Vermoedelijk ligt dit meer aan de volkomen fantasieloze opzet van veel Vinexwijken. Als de bewoners hun eigen huis mogen ontwerpen en er meer variatie in huizenbouw bestaat, zouden deze wijken aantrekkelijker worden.
Mensenpakhuizen pakken sociaal verkeerd uit
Gedurende het grootste deel van hun bestaan leefden mensen in kleine groepen die de duizend individuen niet overstegen. Ook nu nog hebben de meeste mensen maximaal duizend kennissen. Meer kan het menselijk brein niet behappen. De anonimiteit is ook de reden dat grote steden doorgaans te kampen hebben met problemen als criminaliteit.
Fantasievolle bouw maakt middeleeuwse Italiaanse steden als Spoleto levendig.
Een tweede probleem is dat er veel te weinig groen aanwezig is in steden. Aangetoond is dat hierdoor de gezondheid van stedelingen achteruit gaat. Het blijkt ook dat meer planten rond huizen in dichtbevolkte stadswijken de criminaliteit doet dalen.
Kortom: je wilt een oplossing die wel de voordelen van steden biedt maar niet de nadelen. Mogelijk is het een idee, de stad op te delen in een soort dorpen met minder dan duizend inwoners. Deze buurt moet alleen te bereiken zijn via enkele toegangswegen om het eilandkarakter te behouden. De dorpen moeten voorzien worden van flink wat groen. Mogelijk kan dit door de huizen getrapt te bouwen, waardoor er veel extra oppervlakte beschikbaar komt.
Zeventig procent van ons aardoppervlak bestaat uit oceaan. Tot nu toe was wonen op zee alleen weggelegd voor wereldreizigers en zeelieden die getrouwd waren met hun schip, maar nu gaat dat veranderen. In deze video komen unieke concepten tot leven, variërend van olieplatformen die eindelijk een nuttige bestemming krijgen tot ecosteden die hun eigen energie opwekken uit wind, zon en golfslag.
