Nieuws

Wetenschappelijke kennis voor duurzaam stedelijk ontwerp

Gepubliceerd op
30 juni 2020

In de toekomst zullen steden duurzamer moeten zijn vanwege de beperkte beschikbaarheid van grondstoffen en klimaatverandering. ETE-wetenschapper Ilse Voskamp analyseert het energie- en waterverbruik in Amsterdam. Daarnaast onderzoekt ze wat de belangrijkste factoren zijn die invloed hebben op dit verbruik. Deze kennis vormt een wetenschappelijke basis voor landschapsarchitecten en stedenbouwkundigen om duurzame steden te ontwerpen.

Steden zijn hotspots van consumptie en afvalproductie. Het verbruik van grondstoffen zoals materialen, voedsel, water en energie is steeds meer geconcentreerd in stedelijke gebieden. Tegenwoordig vindt wereldwijd al ongeveer driekwart van het verbruik van materialen en energie plaats in steden. Dit wordt niet alleen verbruikt door stadsbewoners en industrie, maar ook ten behoeve van de exploitatie en het onderhoud van een uitgebreide infrastructuur voor elektriciteit, riolering en drinkwater. Momenteel woont al meer dan de helft van de wereldbevolking in steden. Bovendien neemt verstedelijking nog altijd toe, waardoor de beperkte grondstoffen reserves en het ecosysteem op aarde nog meer onder druk komen te staan. Het is dus van groot belang dat steden met oog voor duurzaam grondstoffenbeheer ontworpen worden, zodat de aanvoer van grondstoffen niet in het geding komt, reserves niet uitgeput raken en er een eind komt aan de aanhoudende aantasting van het natuurlijk kapitaal. Om gevarieerde, duurzame en klimaatbestendige steden te ontwerpen waarin grondstoffen efficiënt worden benut en hergebruikt, zijn stedenbouwkundigen en ontwerpers gebaat bij wetenschappelijke kennis op dit vlak.

Wetenschappelijk onderbouwde beslissingen

Duizenden steden over de hele wereld hebben de ambitie om duurzamer te worden. Deze steden hebben verder met elkaar gemeen dat ze flink verwachten te groeien. Amsterdam is zo'n stad: daar is het plan om in de periode 2019-2025 meer dan 50.000 huizen te bouwen. Dit biedt een uitstekende gelegenheid om duurzamere woonwijken te realiseren.
Hiervoor is informatie benodigd over het zogeheten ‘stedelijk metabolisme’, de stofwisseling van de stad. Deze term verwijst naar alle grondstoffen die de stad in en uit stromen. Voskamp: ‘Een stad is bijna als een levend organisme of een ecosysteem, waar allerlei grondstoffen zoals bouwmaterialen, voedsel, water en energie in gaan. Aan de andere kant komt er ook van alles uit, zoals afval, afvalwater en CO₂. In een duurzame stad worden kringlopen gesloten door slim hergebruik en recycling, net zoals in een natuurlijk ecosysteem.’ Planners en ontwerpers kunnen informatie over grondstofstromen gebruiken om wetenschappelijk onderbouwde beslissingen te nemen bij de verduurzaming van steden en om naar een circulair stedelijk metabolisme toe te werken.

6.png

Affb.1. Schematische weergave van lineair vs. circulair metabolisme.

Essentiële gegevens

Met een zogeheten materiaalstroomanalyse kan tegenwoordig informatie worden verkregen over het stedelijk metabolisme, waaronder grondstofstromen zoals energie en water. Deze methode levert inzicht in stedelijke grondstoffenstromen door de hoeveelheden die een stad in- en uitgaan in beeld te brengen. ‘Helaas is deze analysemethode niet gedetailleerd genoeg voor ontwerpers om hun keuzes op te baseren,’ vertelt Voskamp. ‘Je kunt er weliswaar informatie uithalen over het grondstoffenverbruik in de gehele stad, maar essentiële gegevens over het verbruik in verschillende delen van de stad ontbreken.’ Bovendien moeten ontwerpers weten waarom er weinig of veel grondstoffen worden verbruikt in bepaalde woongebieden, en dat kan momenteel niet met deze methode. Zo kunnen het energie- en waterverbruik hoog zijn vanwege het type en de leeftijd van een woning of door de aanwezigheid van een tuin. Ook het type consument is van belang, en het verbruikspatroon kan ook een afspiegeling zijn van de grootte of het inkomen van een huishouden. Volgens Voskamp is dit soort informatie onmisbaar om woongebieden duurzaam te kunnen (her)inrichten. Bovendien wordt het stedelijke metabolisme niet alleen beïnvloed door consumenten en ruimtelijke kenmerken. Ook maatschappelijke veranderingen spelen een rol, ontdekte de wetenschapper. Zo kan toename van de economische groei, en daarmee een hogere levensstandaard van de bewoners, leiden tot meer water- en energieverbruik.

Slimme keuzes

Om slimme keuzes te maken voor een duurzaam ontwerp moet je dan ook de beoogde doelgroep en hun specifieke behoeften kennen. ‘Verschillende doelgroepen hebben verschillende voorkeuren qua woonomgeving,’ legt Voskamp uit. ‘Factoren zoals leeftijd, inkomen en grootte van het huishouden bepalen bijvoorbeeld welk type woning bij een bepaalde groep past, en tegelijkertijd hebben deze factoren invloed op het water- en energieverbruik.’ Passend bij de boogde bewoners moeten er fundamentele keuzes worden gemaakt over de grootte van het huis en de tuin, de sfeer in de buurt, groenvoorzieningen en infrastructuur. Voor de ontwerper is de uitdaging om dit alles te integreren in een duurzaam ontwerp. Bij een groter huis met een tuin wordt er meer water verbruikt voor de tuin en neemt het energieverbruik voor verwarming toe, maar tegelijkertijd heeft een groot huis meer ruimte voor zonnepanelen op het dak en is er de ruimte en mogelijkheid om regenwater op te vangen en te gebruiken op hun eigen perceel. Verder zorgt een tuin voor betere waterbuffering bij extreme regenval, wat zo'n gebied klimaatbestendiger maakt. Maar dat kan ook met meer openbaar groen in de omgeving. Voskamp: ‘Ontwerpers en planners hebben dus gedetailleerde informatie nodig over ruimtelijke en consumentkenmerken, het verbruik van grondstoffen en de mogelijke samenhang hiertussen, willen ze grondstoffenstromen beter kunnen begrijpen. Op basis hiervan kunnen ze uiteindelijk komen tot oplossingen en verbeteringen in hun ontwerpen, die rekening houden met grondstoffen en die passen bij de verschillende doelgroepen.’

5.png

Artistieke impressie van het toekomstige Bajeskwartier in Amsterdam.

Toekomstvisie


Volgens Voskamp is er voor een duurzame inrichting van wijken in de stad ook een duurzame strategische planning nodig, een toekomstvisie van hoe je Amsterdam wilt hebben over 50 jaar. Dat is ook nodig om de keuzes voor woongebieden te laten aansluiten bij deze visie voor de stad als geheel. Voskamp: ‘Wat voor type woningen moeten er komen en voor welke doelgroep? En welke mogelijkheden voor een grondstofbewust ontwerp heb je dan? In hoeverre kunnen technologieën voor hernieuwbare energie en recycling worden toegepast op grootschalige locaties, bijvoorbeeld in industriegebieden, in plaats van in woonwijken?’ Uiteindelijk is een duurzaam Amsterdam voor Voskamp veel meer dan alleen het optimaliseren en hergebruik van grondstofstromen: ’Het gaat ook om leefbaarheid en veerkracht in een veranderend klimaat. Daarbij zal het omgaan met extremere hitte en regenval in de stad een belangrijke rol spelen,’ vertelt ze. ’In de toekomst zie ik een duurzaam Amsterdam voor me, dat onderdeel is van een veel groter duurzaam ecosysteem.’ 

Dit onderzoek maakt deel uit van het onderzoeksproject Urban Pulse II ondersteund door het Amsterdam Institute for Advanced Metropolitan Solutions (AMS). In het kader van Urban Pulse doen academische, maatschappelijke en industriële partners onderzoek naar de tijd-ruimte dynamiek van grondstofstromen in Amsterdam.

Geselecteerde publicaties


Voskamp, I.M., Sutton, N.B., Stremke, S., & Rijnaarts, H.H.M. 2020. A systematic review of factors influencing spatiotemporal variability in urban water and energy consumption. J. Cleaner Prod. 256: 120310. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120310

Voskamp, I.M., Spiller, M., Stremke, S., Bregt, A.K., Vreugdenhil, L.C., & Rijnaarts, H.H.M. 2018. Space-time information analysis for resource-conscious urban planning and design: a stakeholder-based identification of urban metabolism data gaps. Resour. Conserv. Recycl. 128, 516e525. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.08.026