CLEAN AIR CITIES ATELIER PRO & THE WHY FACTORY / TU DELFT
ONDERZOEKSVOORSTEL
LUCHTKWALITEIT
Beeld: (voorkant) scenario Healthy Urban Air, S. Hoogewerf; (pagina 1) Global mean tropospheric nitrogen dioxide (NO2) vertical column density (VCD) between January 2003 and June 2004, S. Beirle, U. Platt and T. Wagner of the University of Heidelberg’s Institute for Environmental Physics 1
Luchtvervuiling is een groot probleem in stedelijke gebieden. Naar schatting van de WHO leidt slechte luchtkwaliteit in stedelijke gebieden jaarlijks wereldwijd tot 1,3 miljoen sterfgevallen 1. In Europa werden de grenswaarden voor luchtvervuiling niet behaald 2. Zo werden de PMx (fijnstof) emissies in Europa tussen 1997 en 2009 significant teruggedrongen, maar is tot nu toe nog geen herkenbaar teruglopende trend gesignaleerd met betrekking tot blootstelling aan PMx in de Europese steden 3. Bij het tegengaan van luchtvervuiling is niet alleen een rol weggelegd bij de bron: de vervuilers, zoals autoverkeer en industrie, maar eveneens bij de vormgeving en inrichting van onze steden. Dit onderzoek is een initiatief van atelier PRO architekten en The Why Factory, TU Delft, om de mogelijkheden voor schonere steden te onderzoeken vanuit stedenbouwkundige en architectonische vormgeving. Uit eerder onderzoek 4 blijkt, dat de bebouwde omgeving en ruimtelijke vormgeving invloed heeft op de luchtkwaliteit van een stedelijk gebied. Er ligt hier daarom een opgave om aanvullende oplossingen te creĂŤren. 2
4
Figure 3.2 illustrates these issues, showing variation in the average damage costs attributed to PM10 in each country, with a factor six difference between
URGENTIE
Figure 3.2
are differ greatly. Table 3.1 lists the 20 facilities estimated to cause the greatest damage costs for the selected pollutants. Figure 3.2 illustrates All facilities are categorised within E-PRTR asthese beingissues, sho in the average damage costs attribute each country, with a factor six differe
Variation across Europe in national average damage cost per tonne PM10 emission and illustrating the alternative approaches used for valuing mortality Figure 3.2 Variation across Eur and illustrating the
PM10 damage costs (EUR/tonne)
PM10 damage costs (EUR/tonne)
80 000
90 000
70 000
80 000
60 000
70 000
50 000
60 000
40 000
50 000
30 000
40 000
20 000
30 000
10 000
20 000
0
10 000
to n Fi ia nl an N or d w a L y Li atv th ia ua ni D en a m Sw ark ed e Cy n pr Ir us el an d M al G ta re B u ece lg ar ia Sp ai Po n Cz S lan ec lo d h va Re k pu ia Ro blic m a Sl ni ov a en U ni P te or ia tu d K i ga ng l d H om un ga Au ry st ri Lu Fra a nc xe e m bo ur Es g toS nw It Fi iaitz aly nN lae erl N ntdhe and or w rla aB n L y e ds Li atv l g i u th iGa ua e r m ni m a D ny en a m Sw ark ed e Cy n pr Ir us el a
90 000
Es
0
Low 'VOLY' for regional air pollutants High 'VSL' for regional air pollutants
Low 'VOLY' for regional air p
High 'VSL' for regional air po
Revealing the costs of air pollution from industrial facilities in Europe
In Europa en in het bijzonder Nederland leidt vervuilde lucht tot veel problemen. Vervuilde lucht is onder meer verantwoordelijk voor lagere levenskwaliteit, verkorte levensduur, verminderde productiviteit en hoge (zorg-) kosten 5. Uit onderzoek van 2004 blijkt dat Nederland in 2020 tot de gebieden van Europa behoort met de hoogste loss of life expectancy (LLE) als gevolg van luchtvervuiling 6.
Architectonische24 ingrepen hebbenthe op costs zowel of air pollut Revealing gebouwen- als gebiedsniveau invloed op het mesoklimaat en waarschijnlijk op de luchtkwaliteit 7. In dit onderzoek zal de potentie van architectonische ingrepen op luchtvervuiling op grote stedelijke schaal, zoals bijvoorbeeld het afvoeren van fijnstof door het aanpassen van straatprofielen, worden verkend.
Een verbetering van de luchtkwaliteit kan leiden tot een verbetering van de volksgezondheid en de daarbij behorende hogere kwaliteit van leven, daling van de (zorg)kosten en een stijging van de productiviteit. 3
Beeld: variation across Europe international average damage cost per tonne PM10 emission and illustrating the alternative approaches used for valuing mortality, uit EEA, Revealing the costs of air pollution from industrial facilities in Europe
VOLY: the value of a life year VSL: the value of statistical life
Naar luchtkwaliteit is tot nu toe binnen de architectuur discipline weinig onderzoek verricht. De discipline combineert creativiteit met data, informatie met ruimtelijke vormgeving. Op deze manier kunnen complexe processen worden verbeeld en gesimuleerd.
Dit leidt tot vernieuwende architectonische voorstellen, die bijdragen aan een betere leefomgeving. De uitkomst kan tevens tot voorstellen leiden, die niet direct uitvoerbaar lijken maar wel inspirerend en verruimend werken.
Zo kunnen plausibele scenario’s voor een alternatieve toekomst worden ontworpen en gecommuniceerd. Door de onderzoeksresultaten zichtbaar te maken met visualisaties kunnen zowel de problematiek als de mogelijke oplossingen inzichtelijk en bespreekbaar worden gemaakt. beeld: Location of the 191 E-PRTR facilities that contributed 50 % of the total damage costs estimated for 2009 uit EEA, Revealing the costs of air pollution from industrial facilities in Europe
4
DOEL Het onderzoeksteam wil met dit onderzoek en de hierin verworven kennis een handvest bieden voor het verbeteren van luchtkwaliteit door middel van architectonische interventies op zowel gebouw- als gebiedsschaal. Ook verkent het team, waar de kansen liggen voor het ontwerpen van de bebouwde omgeving.
Het onderzoek zal inspiratie bieden, kansen laten zien en wegwijs maken in de hedendaagse complexe ontwikkelprocessen, voor zowel de vakgenoten en overige in het bouw- en ontwikkelproces betrokken partijen, als voor partijen, die maatschappelijk en beleidsmakend bij gebiedsontwikkelingen betrokken zijn. De meerwaarde van dit interdisciplinaire De afsluitende publicatie dient ter inspiratie onderzoek ligt in het uitwerken van toekomst- voor mensen, die direct of indirect betrokken beelden op kleine schaal, zoals bijvoorbeeld de zijn bij het vormgeven van leefomgevingen. woonomgeving, die effecten kunnen hebben op grotere stedelijke of regionale schaal. Dit onderzoek focust op de West-Europese havensteden Rotterdam, Keulen en Dit agenderende onderzoek bevindt zich op Antwerpen. het snijvlak tussen het utopische beeld en de precieze voorspelling en levert op deze manier zowel een overtuigende bijdrage aan een gezonder en daarom maatschappelijk verantwoord bouwproces als inspiratie voor het ontwikkelen van een gezonde en prettige leefomgeving. Voor collega architecten en stedenbouwers kan een dergelijke handleiding overzicht, verdieping en inspiratie bieden. Hiermee wordt de invloed van architectonische ingrepen (ontwerpen) in het complexe proces van bijvoorbeeld een gebiedsontwikkeling onderbouwd.
5
VRAAG HOE KUNNEN WE RUIMTELIJKE LEEFOMGEVINGEN TRANSFORMEREN EN INRICHTEN, OM IN GROOTSTEDELIJKE GEBIEDEN DE LUCHTKWALITEIT TE VERBETEREN EN DAARMEE EEN SCHONE, DUURZAME EN GEZONDE LEEFOMGEVING VORM TE GEVEN? DEELVRAGEN WELKE ARCHITECTONISCHE (EN STEDENBOUWKUNDIGE) ONTWERPEN OF MODELLEN ZIJN ER VANUIT GENERIEKE PRINCIPES (DE ‘TOOLBOX’) TE DEFINIËREN, DIE LUCHTKWALITEIT VERBETEREN? WAT ZIJN DE RUIMTELIJKE EFFECTEN VAN ARCHITECTONISCHE INGREPEN IN (RAND)STEDELIJKE GEBIEDEN? OP WELKE MANIER KAN VIA ONTWERPEND ONDERZOEK EEN GENERIEKE ‘TOOLBOX’ LOCATIESPECIFIEK WORDEN GETEST? WAT ZIJN DE EFFECTEN OP DE LEVENSKWALITEIT VAN DE BEWONERS (GEMETEN IN PM X / M3 EN O3 /M3) VAN EEN DERGELIJK ARCHITECTONISCHE INGREEP EN HOE ZIJN DEZE TE VALORISEREN? 6
ABC REGIO
Uit Europese studies 8 blijkt, dat Nederland, BelgiĂŤ en Duitsland in 2020 de drie EU landen zijn, die de hoogste LLE 9 veroorzaakt door fijnstof hebben. Behalve grootstedelijke gebieden, zijn in het bijzonder gebieden naast wegen, industrieterreinen en havens met luchtvervuiling belast. De Randstad in Nederland is een metropoolregio en kan worden gezien als een samenhangend, grootstedelijk gebied, dat Amsterdam, Den Haag en Rotterdam omvat.
de zogenaamde ABC regio (Amsterdam, Brussels, Cologne), een samenhangend hoogstedelijk gebied dat zich over drie landen uitstrekt. Als locatie voor het ontwerpend onderzoek is daarom gekozen voor grootstedelijke gebieden in Nederland, BelgiĂŤ en Duitsland. De gekozen steden zijn havensteden met een inwoneraantal van 0,5 - 1 miljoen.
In deze steden zal naar exemplarische locaties worden gezocht tbv casestudies voor het De Randstad is onderdeel van een veel grotere onderzoek. verstedelijkte regio in Noordwest Europa:
7
Beeld: Atlas ABC, Research TU Delft/ Department of Urbanism, Vereniging Deltametropool, DRO Amsterdam
CASE STUDY Case1 Rotterdam is onderdeel van de “Randstad” , Nederland. Het is de Nederlandse stad met de hoogste concentraties van NO2, PM10, PM2,5 en SO2 10 Industrie:(haven)industrie Transport: luchthaven, wegen, waterwegen Inwoners: ca. 600.000 Jaargemiddelde 2010 van NO2: 51,5 μg/m3 (EU norm 2015 jaargemiddelde NO2= 40μg/m3) 11
Case 2 Keulen, Ruhrgebied, Duitsland Industrie:(haven)industrie Transport: luchthaven, wegen, waterwegen Inwoners: ca. 1 miljoen inwoners Aantal dagen in 2011 boven EU norm van NO2: 68 12
Case 3 Antwerpen, België Industrie: (haven)industrie Transport: luchthaven, wegen, waterwegen Inwoners: ca. 0,5 miljoen inwoners Aantal dagen 2009 boven EU norm van PM10: 36-50 dagen 13
Beeld: smog in de haven van Rotterdam, NielsKristianPhotography
8
ONTWERPEND ONDERZOEK
2010-12-10
Het onderzoek dat het team wil opstarten kan gedefinieerd worden als een vorm van ontwerpend onderzoek. Ontwerpend onderzoek is een methode om de complexiteit van de hedendaagse ontwerpopgave te hanteren. Deze methode combineert data, informatie en ruimtelijke vorm op een creatieve en toekomstgerichte wijze, en combineert kwantitatief en kwalitatief onderzoek. 9
Beeld: Dealground, atelier PRO
Het op deze manier inzichtelijk maken van de slagingskansen biedt steun voor een gefundeerde besluitvorming in de praktijk (realisatie van bouwplannen en gebiedsontwikkeling) en beleidsvorming.
CONCLUSIES REFERENTIES
TOOLBOX
Ontwerpend onderzoek maakt slagingskansen van toekomstscenario’s inzichtelijk, en kan hulp bieden bij gefundeerde besluitvorming in de praktijk. De resultaten: conclusies en aanbevelingen van het ontwerponderzoek, kunnen plannen-
CASES
SCENARIOS
en beleidsmakers, ontwerpers en betrokkenen in processen van ruimtelijke ontwikkeling, inspireren. De resultaten van het onderzoek worden vertaald in exemplarische, beeldend uitgewerkte en inzichtelijke scenario’s.
Beeld: (boven) schema proces, atelier PRO; (onder) Sunny Waterlilies for Phukhet, The Why Factory
10
SCENARIO’S Het ontwerpend onderzoek gaat zich richten op het ontwikkelen van scenario’s. Hiermee worden ontwerp en visualisatie ingezet als onderzoeksmedium en -methode.
De scenario’s worden als analytisch gereedschap en als communicatiemiddel gebruikt.
Door middel van extrapolatie en simulatie worden gegevens binnen het ontwerpproces vertaald naar inspirerende en plausibele toekomstscenario’s.
FORECASTS
SCENARIOS
HOPES
uncertainty
predetermineds
distance into the future 11
Beeld: atelier PRO, overgenomen van K. van der Heijden: Scenarios: The Art of Strategic Conversation, Kees van der Heijden: Wiley & Sons , 1996 Scenarios: The Art of Strategic Conversation, 1996
Om de invloed van ontwerpvoorstellen, toekomstscenario’s en modeloplossingen op verschillende schaalniveaus inzichtelijk te maken en te verbeelden zullen verschillende grafische tools worden ingezet. Het mogelijke transitieproces van een bestaande situatie naar een plausibele toekomst zal worden omschreven en verbeeld. Door gebruik te maken van interactieve 3D modellen kunnen de gevolgen van ingrepen, de zogenaamde ”architectonische tool”, worden getoond.
Hiermee kunnen ten opzichte van een nulmeting van een gegeven context, de effecten van bepaalde ontwikkelingen worden gemeten. Het ontwerpend onderzoek kan dus door middel van een combinatie van verbeelding en simulatie verschillende toekomstscenario’s uitwerken. Per casestudy in één van de havensteden zullen voorlopig twee verschillende scenario’s op twee relevante schaalniveaus worden uitgewerkt.
Beeld: (boven) Dealground, atelier PRO; (onder) Sunny Waterlilies for Phukhet, The Why Factory
12
RESULTATEN Het onderzoek concentreert zich op de vormgeving van de architectonische schaal, de gevolgen op stedenbouwkundig niveau en de wisselwerking tussen de twee schalen. De ingrepen op gebouwniveau zijn van invloed op regioschaal.
Er wordt naar zowel plausibele voorstellen op architectonische schaal als inspirerende ontwerpen op stedenbouwkundige schaal gezocht.
Naast het zoeken naar technisch onderbouwde resultaten wordt er ook aandacht besteedt Zo wordt het ontwerp van ingrepen getoetst aan esthetisch aantrekkelijke oplossingen op meerderde schalen (gebouw-, straat- en met een hoge ruimtelijke kwaliteit. gebiedsniveau). De context, oftewel de potentie van de omgeInvloeden, zoals het micro- en macroklimaat ving, zoals de kansen en belemmeringen van van de locatie, zullen in het onderzoek worden de sociaal-economische factoren, worden in meegenomen. het architectonische ontwerp meegenomen.
13
PUBLICATIES Het onderzoek zal resulteren in een publicatie in de vorm van een gids, waarin de verschillende cases uitgewerkt en geanalyseerd worden. Tussentijdse resultaten zullen getoond worden op websites van The Why Factory en atelier PRO en in vakbladen en blogs. Het onderzoek wordt deel van het onderwijs, bijvoorbeeld als workshop met studenten of in de vorm van lezingen. De resultaten van dergelijke workshops kunnen eveneens extra input en materiaal leveren voor het einddocument. De resultaten van het onderzoek zullen door middel van een tentoonstelling, congres of een ander event worden gepresenteerd aan een breed publiek.
Beeld: Dealground, atelier PRO
14
PROJECT CLEAN AIR CITIES GENERIEK Toolbox
CASES als filter
inventarisatie
analyse
referentie onderzoek
ROTTERDAM
ANTWERPEN
KEULEN
15
LOCATIESPECIFIEK Toolbox-SET
CASES locatiespecifiek ontwerpen
SCENARIO’S per locatie (nulmeting en toekomstvisie) toekomstvisie/ conclusie/ aanbevelingen
extrapolatie en simulatie
ingrepen op wijk-/ gebouwenniveau gevolgen op stedenbouwniveau
T?F
AP
ROTTERDAM
ANTWERPEN
KEULEN
Beeld: schema onderzoeksmethode, atelier PRO
16
ONDERZOEKSTEAM
Atelier PRO vertaalt maatschappelijke dynamiek in innovatieve en verrassende oplossingen. Op deze manier levert het bureau een positieve bijdrage aan de leefomgeving, door de kwaliteit ervan te versterken en op dit vlak te innoveren. Innovatie gaat zo hand in hand met duurzame ontwerpoplossingen, oplossingen die in de basis slim inspelen op bestaande leefomgevingen. Voorafgaand aan ieder ontwerp wordt een verkenning van de gebruiker en locatie uitgevoerd. Vanuit deze integrale denkwijze realiseert atelier PRO concrete projecten waarin de koppeling tussen grote (stad en gebouw) en kleine schaal (mens) wordt vormgegeven. De wens om het innoverende vermogen van atelier PRO te versterken heeft er toe geleid om in 2012 een onderzoeksafdeling op te starten. Het bijdragen van kennis aan het vak, zowel binnen het bureau als ook aan de vakgroep, is een elementair deel van de werkwijze van atelier PRO. 17
The Why Factory (T?F) is a global think-tank and research institute, run by MVRDV and Delft University of Technology and led by professor Winy Maas. It explores possibilities for the development of our cities by focusing on the production of models and visualizations for cities of the future. Education and research of The Why Factory are combined in a research lab and platform that aims to analyze, theorize and construct future cities. The Why Factory investigates within the given world and produces future scenarios beyond it; from universal to specific and global to local. It proposes, constructs and envisions hypothetical societies and cities; from science to fiction and vice versa. The Why Factory thus acts as a future world scenario making machinery. T?F collaborates with various schools and institutions and runs master classes, MScprograms, Phd-classes, workshops and independent researches on various titles.
PLANNING INITIATIE
DEFINITIE
VOORBEREIDING
ANALYSE
REALISATIE
CONCLUSIE
EVALUATIE
ATELIER PRO
THE WHY FACTORY
Het onderzoek wordt verricht door een gelijkwaardige samenwerking in het projectteam, bestaand uit medewerkers van atelier PRO en The Why Factory, TU Delft. Deze twee partijen vullen elkaar aan en vinden meerwaarde in de samenwerking. De interdisciplinaire aanpak wordt door dit team gehandhaafd en is onderdeel van de onderzoeksmethode. Het team heeft toegang tot een uitgebreid netwerk, bestaand uit externe partijen uit de onderwijs-, onderzoeks- en bedrijfswereld. Deze als ook andere kennis- of overheidsinstellingen worden, zo nodig, bij het project betrokken en geraadpleegd om het best mogelijke resultaat te kunnen behalen. UITGAVEN
De verworven kennis levert zo een waardevolle toevoeging aan het vakgebied als ook een bijdrage aan een duurzame gebiedsontwikkeling. Het projectteam deelt de verworven kennis met behoud van het intellectuele eigendom. Het definitieve businessmodel wordt bij samenstelling van het grotere team met stakeholders en investeerders besproken en vastgesteld.
INKOMSTEN
VERKOOP PUBLICATIE
MAX RISICO ATELIER PRO
PUBLICATIE
MAX RISICO ATELIER PRO
PUBLICATIE UREN ATELIER PRO MAX RISICO THE WHY FACTORY
UREN THE WHY FACTORY UREN THE WHY FACTORY
STAKEHOLDER 1 SH 2
MAX RISICO T?F
FONDSEN
STAKEHOLDER 1
VERK OOP
UREN ATELIER PRO
SH3 SH 5
STAKEH
STAKE
SH 4
STAKEHOL
FONDSEN
Beeld: planning en financieringsmodel, atelier PRO
STAKEHOLDER 5
18
atelier PRO
Klankbord referentieonderzoek
Architectonisch
ONDERZOEK Clean Air Cities
INVENTARISATIE Ruimtelijke verkenning
Referentieonderzoek - Invloeden urbane luchtkwaliteit - Locaties - Toolbox
Stedenbouw
The Why Factory TU Delft
Samenwerkingspartners
Investeerders 19
ORGANISATIE ONDERZOEKSTEAM Locatiespecifiek architectonisch ontwerpen
ANALYSE Simulatie modellen
Eventueel vervolgonderzoek CONCLUSIE Scenario’s
PUBLICATIE
Locatiespecifiek stedenbouwkundig ontwerpen
Beeld: organogram onderzoeksteam, atelier PRO
20
REFERENTIES
1 WHO Media centre: “ Air quality and health, Fact sheet N°313, Updated September 2011”, http://www.who.int/mediacentre/factsheets/ fs313/en/index.html# (April 2012) 2 C. Guerreiro and K. Barrett et al.,”Executive summary”, Air quality in Europe 2011, EEA Technical report No 12/2011, ISBN: 978-92-9213-232-3, p 8 3 Ibid, p 7 4 B.J.F. Bereitschaft, Ph.D. Urban Form and Air Quality inU.S. Metropolitan and Megapolitan Areas. (2011), p 215 5 Revealing the costs of air pollution from industrial facilities in Europe— a summary for policymakers p 2 from: M. Holland and A. Wagner et al, Revealing the costs of air pollution from industrial facilities in Europe, EEA Technical report No 15/2011, ISBN 978-92-9213-236-1 6 S. Larssen and K. Barrett (eds),”3.3.1 Health impact of airborne particulate matter”, Air pollution in Europe 1990–2004, EEA Report No 2/2007, ISBN 987-92-9167-964-5, p 37 7 A. Baklanov (ed.): “Urbanization of DMI-HIRLAM NWP model for Copenhagen, Building Effect Parameterization (BEP) Module”, FUMAPEX Final Project Scientific Report, vol III: Contribution Reports by the Partners, (Danish Meteorological Institute Copenhagen 2005), pp10-12 8 M. Amann et al. “Air Quality and impacts”, Baseline Scenarios for the Clean Air for Europe (CAFE) Programme Final Report, (European Commission 2005), pp 55-68 9 Ibid “Table 5.1”, p 60 10 G.J.M. Velders et al.: Grootschalige concentratie- en depositiekaarten Nederland, Rapportage, 2011 (RIVM Rapport 680362001/2011) 11 A.M Snijder en Y.Q. Stokkermans: “5. Stikstofoxide”, Lucht in Cijfers, De Luchtkwaliteit in Rijnmond, DCMR Milieudienst Rijnmond, 2011, p 24 12 LANUV NRW: “Beurteilung der Luftqualität in Nordrhein-Westfalen für das Jahr 2011”, http://www.lanuv.nrw.de/luft/immissionen/ ber_trend/Beurteilung-Luftqualitaet-2011.pdf, 30.03.2012 , p 6 13 Aantal dagen met daggemiddelde PM10 concentratie > 50μg/m3, http://www.irceline.be/~celinair/dutch/homenrl_java.html
BEELD BEELD atelier PRO Dealground Een nieuwe woonwijk die inspeelt op de locatie buiten het centrum van Norwich, UK. Deal Ground is een ontoegankelijke rafelrand van de stad, begrensd door spoor en rivieren. Die rivieren treden soms buiten hun oevers. Door slimme ingrepen ontstaat er een overstromingsbestendige wijk, waarvan delen onder water kunnen komen te staan, zonder overlast en schade te veroorzaken. BEELD The Why Factory The Sunny Water Lilies The Sunny Water Lilies are a proposal for a solar thermal power plant, which floats on water and generates sustainable electricity for coastal towns and cities. It combines large scale with aesthetics. Placed in a delicate natural environment, the project illustrates, how sustainable energy generation does not have to hide, but how it can even add to the beauty of nature.
21
22
Den Haag, 10 september 2012 Dit is een initiatief van: atelier PRO (Ir. A. Letteboer, MCD; B. Piepgras, MArch) T?F / TU Delft(Dipl.-Ing. U. Hackauf; S. Hoogewerf, MArch) Contact: B. Piepgras (bpiepgras@atelierpro.nl)
23