Post Fossil City Project

Explore Play Design Reflect

Amsterdam Academy of Architecture

Post Fossil City Project

Explore Play Design Reflect

Miks Berzins

Floor Hendrickx

Maro Lange

Siân McGrath

Martynas Solovejus Valerie Smalen

Amsterdam Academy of Architecture

Eric Frijters Mark Hendriks

David Kloet

Pod City Miks Berzins

Building with nature Floor Hendrickx

The post working City Maro Lange

Rewilding the City Siân McGrath

Power City Martynas Solovejus

City in Balance Valerie Smalen

About the project

Just before the Second World War, at the World Fair of 1939, the city of the future is shown full of optimism. The highlight was the exposition of Futurama, a glimpse into 1960s America, a world entirely focused on the car. The model showed a motorway network of no less than seven lanes and a strict separation between living and working. In this world, life without a car would be impossible. Afterwards, every visitor received a button with the text ‘I have seen the future’. Interesting detail: the sponsor and initiator of Futurama is General Motors, the car giant from Michigan. Fossil fuels have greatly affected the world. How we move around in our cars, how we produce and consume our food, how we keep our economy running, generate electricity and spatialize our cities. But whether we like it or not, we are moving towards a future without these fossil fuels ¬– an era in which cities and daily reality are radically reformed. In a design and research studio of the Amsterdam Academy of Architecture six students investigated between September and December 2020 the transition to that post-fossil era, we visualized the expression of the post-fossil city of the future, we explored systems and solutions that we cannot yet imagine. This little book shows their results and discoveries.

This studio on the post-fossil city combines design and research. It is about learning students ‘to think’ – in other words, to train them to discover, develop and test ideas, solutions and plans in a well-founded way. This thinking process is crucial to exploring a far and unknown future. By researching, writing and designing students will form their thoughts and theories on the post-fossil city of tomorrow. In that sense the studio was a continuous laboratory, a collective search for what the city of the future is or should be. It was an ongoing process of experimenting, testing, inventing, switching, reflecting, starting over. In other words, making an unknown future imaginable step by step.

The idea was that by thinking (and researching, writing, doing, designing) a narrative was built up, a well-argued foundation of a personal vision on the post-fossil city of the future, a healthy balance between intuition and legitimacy, between free thinking and realism – based on knowledge of relevant developments and techniques, perspectives of others, inspiring references (historical and current) and ultimately creativity and imagination.

Note: it is good to emphasize that in this laboratory we didn’t look for new forms of energy production. We explored how a world without fossil fuels influences our lifestyle (at home, at work, in the public space – in our daily urban systems) and what this means for the appearance and design of cities.

The studio was divided into four periods. The first weeks were devoted to exploratory questions that delineate and deepen the topic of the post-fossil city. These weeks

revolved around the what-question (what could the post-fossil city be, and what do we need to answer that key question) and the why-question: the importance and relevance of a design research like this. During these first weeks students had to switch into the mode of ‘future thinking’, to look far ahead, to formulate perhaps radical ideas about that city of the future. Their findings were summarized in a group manifest on the post-fossil city of the future – see the following pages.

The second period was about getting a grip on the post-fossil city in a distant future – mostly by making scale models and drawings, and writing down thoughts and insights. Important moments were the collective discussions where the design products and written explorations we compared, just to see if the city of the future emerged before our eyes. In the next period the focus was on design. In other words, the students focused on a crucial detail in the turbulent and almost uncontrollable developing future image of the post-fossil city. This was the moment that architecture students could work on a new architectural typology, urban planners on the district of the future and landscape architects on, for example, the synergy between food production, energy generation and nature-inclusive leisure concepts.

During the last weeks the students wrote a concise essay, as part of their reflection. What has the experiment with the post-fossil city yielded? What kind of city did they discover? And what lessons were learned? Or: what kind of cities did we see and what do we think about it?

In a short reflection we tried to answer some of these questions. What do we see in the work the students have produced? The work itself is presented afterwards. Have fun reading and viewing six special projects.

Eric

Frijters, Mark Hendriks and David Kloet

Image source: Futurama [taken from sottostudios.com]

Lessons learned

Five lessons

1.

Thinking about a distant and unpredictable future stirs up a lot of emotions. Among the students who participated in the studio about the post-fossil city, there appears to be a difference between those people who think in terms of structures, and those who dream up pictures of the future. An interesting phenomenon occurs among that latter group. The deeper the reflection on the distant future, the more that future begins to resemble the past, or rather historical pictures of the future from our recent history. The students who think in terms of systems and rules appear to be able to generate a relatively new future narrative – even if that strategy is no guarantee for the development of an appropriate visual language.

The way the design studio was set up is reminiscent of a problem definition with two parameters. Imagined in a matrix: the goal on the x-axis, the means on the y-axis. When the goal and means are known, we talk of a structured problem. If information is lacking in one of the two, there is a semi-structured problem. And if both the goal and means are unknown, we may speak of a wicked problem. There are various activities with which we can tackle these different problems – structured, semistructured and wicked. Addressing the structured problem, where the goal and means are known therefore, is called ‘optimising’. If the means is known, but information is lacking about the goal, we are ‘innovating’. If instead the goal is known and the means is lacking, the action is called ‘negotiating’. If nothing is known, we call the action ‘designing’. Precisely this manner of working and thinking, in which new knowledge and insights are generated through design activity, is not easily mastered. However, that was in fact the challenge which the students faced in this studio: both the goal –‘a distant future’ – and the means – post-fossil technology – were lacking.

2.

The six projects roughly mirror two schools or movements in thinking about a distant, post-fossil future. On the one hand, students who fall back on a development that is already emerging: indispensable things in life, such as energy, food and water, are provided by self-organisation, locally and on a small scale, from the bottom up and in cooperative alliances. Take the project in which a civic society colours in the future city, and in which local, sustainable, small-scale and community-based are the key words. But also the plea for a post-capitalist society in which architecture and building are a question of doing it yourself once again, future forms of self-fulfilment, relaxation and recreation, including the reuse of materials that are present in the cities and the transformation of work buildings that have become vacant.

On the other hand, there are the believers in new technologies. Such as the project in which the post-fossil city possessed a limitless source of energy with nuclear fusion, and where megastructures transport data, goods, energy and people over great distances and the architecture comes into being through computation. Or the vision of the future in which energy is the new currency and the city is based on a motherboard of transport and distribution pipelines. Residents are in pods, where they spend large portions of time in a virtual sleeping world, while their body heat provides the city with energy.

Two projects are somewhere between these two ‘movements’. Such as the plea for an external form of bio-based building and a future in which ‘each generation builds its own city with plants – although technology will be needed for that in any event. Or the floating city where self-sufficiency and a low ecological footprint are the norm, but new technologies are also necessary in order to make this cityscape a reality.

3.

The questions arise as to whether the design exercises and future visions have led to innovative typologies and architectural discoveries. Perhaps the city as a ‘floating ball’ is the still the most surprising – although the urban design harks back to classical compositions. A new visual language for the post-fossil city of the distant future does not, therefore, appear to have been completely discovered yet. Many students stay – and that is not so strange or wrong – close to the typologies and styles that we already know, such as a traditional facade architecture, classical street plans and contemporary public spaces between flat blocks of buildings. Maybe the proposals for computations and circular building methods come closest to attempts to redefine architecture and urbanism.

4.

It is striking that almost all students give free rein to nature – between the buildings, in the public space, outside and between the cities. Sometimes, it is a place to harvest building materials, or else a basic condition for coming to terms with the ecosystem as civic society. In general, the return of nature appears to be nothing more than a consequence or a fact, without architectural, cultural, ecological or social relevance being assigned to it.

5.

In an assignment such as this – coming up with a design for the post-fossil city by exploring a distant future and researching the complex urban life – making hard choices and setting priorities is crucial. In the practice of a design studio, it still appears to be very difficult. Students do not dare to choose often, as a result of which they (certainly in the first weeks) touch on many topics and aspects, while never truly going into depth.

Ultimately, however, valuable themes, useful insights and interesting fascinations still rise to the surface with each student (too often only towards the end). Unfortunately, the research phase turns out to be too short to really get to grips with this. Students are still insufficiently aware that they are still far from experts on complex topics –such as a postcapitalist society, such as the effect of our ecological footprint, such as building with plants – and that they therefore need to relate to the knowledge of other experts and other disciplines.

Nevertheless, an important learning objective was achieved. Namely to stimulate (even force) design students to make choices, to gather and interpret knowledge, to create a personal narrative, to hold design discoveries up to the light, to reflect while writing on the created work – arriving this way at a coherent essay and a satisfying design result. Working with models played an important role herein. Students developed new skills and discovered their artisanal and artistic talents. This also applies in a certain sense to the writing assignments – even if the impact of this is less great. However, the writing work turned out to be of value to most students: how do I express my thoughts, how does it help me to sharpen my ideas, is there a coherent line in my design work?

Manifest for the Post Fossil City

De post-fossiele stad is hoogontwikkeld en dichtbevolkt en daarom een brandpunt in de globale ruimtelijk economisch structuur, met uitstekende verbindingen – fysiek, virtueel, ondergronds en bovengronds. Het vestigingsklimaat is uitstekend en de kwaliteit van leven hoog in een metropolitane omgeving met sterke contrasten tussen stedelijk en landelijk leven in een polycentrische ruimtelijke structuur. De ruimtelijke kwaliteit wordt meer dan nu geproduceerd door synergie-effecten, multifunctioneel en innovatief gebruik van de ruimte, zoals het combineren van windparken met aquacultuur, natuurversterking door aanleg van oesterbanken, energie uit zon en getijdenstromen. De stad van de toekomst is kortom een gezonde, schone en klimaatbestendige omgeving, met veel ruimte voor groen en water. Het is een natuurinclusieve en veilige plek, zo goed mogelijk beschermd tegen overstromingen en andere maatschappij ontwrichtende gevaren. Deze stad is klimaatbestendig doordat het anticipeert en adaptief reageert op de gevolgen van klimaatverandering, waterveiligheid en (drink)watervoorziening. De stad van de toekomst is duurzaam, concurrerend en circulair. Het resultaat daarvan is een economie die veel maatschappelijke winst oplevert in termen van banen, innovatie, nieuwe bedrijvigheid en gezondheidswinst voor haar inwoners. Deze inwoners hebben veel kansen op een hoge kwaliteit van leven in de stedelijke en landelijke plekken binnen de metropool met een grote diversiteit aan woonmilieus, robuuste bereikbaarheid van zowel stedelijke centra, als ook rust en ruimte. De kwaliteit van water, lucht, bodem en ondergrond is van hoge kwaliteit en het verlies van levensjaren door ongezonde omgevingen is geminimaliseerd. Het aanbod van gezond voedsel, sport en beweegvoorzieningen verlengt juist onze levensduur.

Het product van de studio is een totale stad van fysieke modellen en een gezamenlijk geschreven en verbeeld manifest.

Some cities embrace technology for high energy sources, producing an abun dance of sustainable energy and harnessing it for a fast-moving society. Com pletely fending for itself, the city oversteps nature in the process.

The other way of living is focussed on a natural way of being, treading lightly on the earth and leaving no imprint behind. Craftsmanship and creativity are the new innovation. As a nature dependent society, a symbiotic relationship between urbanism and ecology is formed. As both of these cities develop, the two princi pals start to intertwine and become a superior version.

As dynamic and rapidly evolving entities, cities adapt instantly to political, soci etal, economic and environmental shifts. The daily commute to a place of work can be replaced by make-shift home offices, redefining the definition of the word home. Containment to a singular town can change the patterns of attainment of goods. High-street stores can be forced down a path of irrelevance by a shift in shopping habits. Making more efficient use of resources and space, the city adapts with efficacy to better suit the needs of

Impermanence, both in function and physicality, becomes common place. Change happens overnight: our cities must too.

I.

In the post fossil city we reduce and minimize our ecological footprint in two different ways.

II. The post fossil city is able to adapt immediately to constant societal change. Rate of change within the city is no longer constrained by the static nature of the urban frameworks from which they develop.

society.

III.

The post fossil city is ecologically balanced.

In the Post Fossil City we embrace and accept that we as humans are part of the ecological system of this planet. All parts of ecological systems are given a voice and rights to participate in the debate about the future of the city.

Soil, water and atmosphere – the building blocks of ecosystems – are highly valued: polluting one of these elements is considered as a crime against life itself. Through the transparency and abundance of data the consequences of our actions are immediately traceable and visualised.

Cities mimic nature and work in sync with ecosystems, providing food and shelter for different species of animals and plants. Now that our buildings and public space function and interact with nature, the Post Fossil City is its own ecosystem.

IV.

Two dominant ways of living

In the post fossil city there are two opposite ways of living: a nomad lifestyle and a virtual one. As nomads we move around; living is fluid. The layout of the city is in constant flux. In search of raw material, food, water, knowledge, data and social contacts, the city moves around. Heritage and culture are shared on a widespread basis as neighbours change.

In the virtual lifestyle you are physically stuck to one place but can mentally travel endlessly. You live connected to your imagination. We sustain our physical form through static means. By using places more efficiently taking only what we need, both lifestyles reduce our ecological footprint.

The post fossil city is communal, strongly oriented towards sharing, and adaptable to change. The ownership of property has become irrelevant. Resources and property are considered as commons. The resulting structures can easily expand or decrease. Public spaces are designed as the communal living rooms of the city. Spaces designed for exchange and sharing are the central hubs of the future city. We value services rather than products, leading to a reduced use of material and resources.

VI.

Society of tomorrow is facing the dilemma of privacy. What is to be left private and what shall be used for the benefit of society? The society of tomorrow can never be perfect, we are facing the dilemma of a variety of informal norms and values on our privacy. The shared and private data is in balance and transparent. We regain the balance by keeping intimate data safe while reaching a consensus of what ought to be shared. We share for the sake of the greater good. Humans consciously give up a part of their private lives to be able to function as one seamless organism providing perfect living conditions and well-being for our planet.

In the post fossil city we have re-invented ownership.

In the post fossil city private data is used for the collective benefit.

VII.

Traffic infrastructure is fast and efficient; distance is irrelevant. The future mobility system is a highly integrated frictionless public service; there is no red light stop. The interruption of motion takes place at the hubs, which locate multiple transportation services in one place. Like the integrated functions of motherboard, these hubs offer all kinds of innovative services. Mobility hubs scale up from local, to regional, to international connections. Computation and data is key to a seamless infrastructure. Augmented mobility can harness the power of data, analytics, and cloud to help reduce travel time and manage the flows of people and goods.

VIII.

We value places with cultural or social interaction. In a new city we connect to narrative of meaningful places. It is built upon a layer of time. With landscape, history, geography in mind the new cities connect to cultural identity and sense of belonging.

Nothing goes to waste. New architecture and infrastructures are constructed by a combination of existing materials and new innovations. Tactility of aged materials give identity to the new. By merging old and new we add new layers of time and leave our mark on history.

In the post fossil city infrastructure is like a motherboard.

The post fossil city responds to a cultural and physical context.

I HAVE SEEN THE FUTURE

Pod City The human being as the battery of the future

Miks Berzins Urbanism

Living ON/OFF grid

Building blocks are formed organically in a self-built manner, making use of in between spaces/grids of the motherboard. People seeking a life without pluging in must resort to alternative energy sources such as wind and solar as energy has replaced any type of currency. The outskirts of cities are occupied by people who chose not to live in pods, they remain an essential part of society, getting by with oldschool renewable energy sources – like wind turbines and solar panels – and providing the manual labor needed to maintain the city.

Air Production

In a future where energy is to be extracted from the living, in order to do so the living need to be alive and well as highest levels of enregy can be extracted from a healthy and happy creature. To bring air quality to a higher standard, forested areas intertwine with the all underlaying motherboard data structure. Channels are intentionally made narrow and distanced in a way to allow green passage over them. In areas where greenerey is lush and dense, air collection tubes can be seen nearby, this system dellivers for forest-like air quality dirrectly into the homes of each individual. By connecting lungs of the urban fabric with this system an exchange of pollen and seed is achieved, thus contributing to great biodiversity.

Infrastructure collided

The way of looking at infrastructure can be compared to a complex subway map of nowadays. With many overlaying, underlaying, parallel and perpendicular directions of travel for specific contents or information at any given time, all co-existing with remains of the fossil infrastructure that is still functional, although, mainly for nostalgic recreation purposes. Concrete viaducts and junctions - fascinating to look at, though proven to degrade the urban fabric, creating unwanted borders within the city.

Post fossil infrastructure is divided, slim and multi layered. This is essential for the landscape of the modern city where people choose to spend a great part of their lives plugged in, some may never even leave this state therefore it is up to the infrastructure to provide all necessities upon request.

Breathing Typology

A new way of living in combination with innovative energy production requires new residential typologies. Dynamic living spaces, spaces The new pod typology had to be designed in a modular way – allowing for expansion and reduction. People live in their pods mostly alone. Buildings built up by pods are freestanding, allowing room for growth, as well access from all sides

The ground level in this city is designed with two main functions in mind. First, a spaced out, large-scale circuit board that is responsible for the distribution of energy and virtual connectivity of pods. Second, a nature reserve with biodiversity and air production as a priority. Green and lush spaces in between the dense pod typologies add contrast to the city fabric and give people a space to find relaxation and calmness within the buzzing city.

Fun typology

People could not escape the fact of being social creatures. Therefore, to remedy against the lack of physical and social interaction in daily life, special areas were designed as human playgrounds. Formed of a messy typology, contrasting to the rationality of the former two typologies, this is a space for necessary fun, pleasure and evil in an otherwise sober society.

Personal Manifest

Knowing the human kind one can say with confidence – we will continue to use our resources until there is no more. Reaching peak fossil city with the most efficient/powerful fossil energy solutions just before it all runs out and becomes useless. By doing so the human kind would have pushed ecology and environment to an all-time low, and in combination with the last ever oil crisis, bringing a great economical recession with it. Proving once again that the human kind with the current established way of life needs to hit a wall in order to change direction. Change is inevitable and an exploration of possible outcomes is more than necessary.

Energy rations will be put in place whilst exploration of new energy methods begin. After great developments solar and wind energy become highly efficient, but still can’t satisfy need for more kilowatts. Eventually gold was struck and new developments on extracting energy from the living and breathing human being were made. This is what went on to shape the new – post fossil cityscape.

Extraction is performed mostly whilst in a special production blob that morphs around the body giving a desired virtual reality in return. One might wonder: why trade in reality for kW, is it worth it? This remains until this day an individual question with no universal answer. However, at a point of the deep crisis people were facing, it was in fact an easy decision to make, a welcome change. It offered people energy, security and an all-new way of living. ...

In the post-fossil future leaving your pod is possible at any time, but never necessary. This city is very different from the cities of today. Here energy is the new currency –kilowatt hours are more valuable than gold while being more accessible than ever. Energy is extracted from the living, and breathing human being, providing maximum living comfort in return. Everything around us is designed with processes of energy extraction in mind, even our most personal spaces. Humans live a mostly solidary lifestyle - inner cities are densely populated with modular high-rise structures built up from pods. Underneath your feet lies a great ‘motherboard’ providing life-like connec tivity to those living their daily life in virtual reality. Food and other goods arrive directly to the pods with the help of drones. The roads, formally ruled by fossil fuel driven cars, have been given back to nature, intertwining biodiversity within the urban fabric pro viding people with fresh air as well as a lush escape from their realities.

Not all of the city is made for this way of living though. There are still suburb like open areas are where people lead a more traditional lifestyle, fueled with wind and solar energy. The city is connected by a slim network of hyperloop tubes whizzing through the treetops – getting around is fun even without a destination. Longing for real and physical socialization outside the pod, people take this tube to the ‘playground’, a part of the city with clubs, restaurants and bars, yoga and dance classes.

Nostalgia is a very persuasive emotion, but not all things from the past were good even though we like to think they are. Having had enough of real contact, you realize that the present is not so bad after all, and return to your pod, plug yourself in the working bubble and get back to reality – extracting kW from yourself.

Eventually the answer turned out to be right in front of us (or rather in us). A way to extract and amplify energy from the living and breathing human was discovered and developed. It is based on the biological and chemical processes happening within the human brain and body – then amplified in a form of fusion resulting in a maximum daily energy output of around 300 watt per person(daily). Extraction is performed mostly whilst in a special production blob that morphs around the body giving a desired virtual reality in return. One might wonder: why trade in reality for kW, is it worth it? This remains until this day an individual question with no universal answer.

Special living pods were designed and developed using integrated blobs to distinguish the main processes of daily life into the following categories: work, rest, hygiene, storage

At the base of the pod is a dynamic living space that can be rearranged to suit one’s mood making use of the storage blob to exchange furniture and things accordingly. Blobs shrink and float around freely in the open space of the pod, they can become as large as the whole pod once in use.

This is a space for necessary fun, pleasure and evil in an otherwise sober society

A messy typology, contrasting to the rationality of other typologies

The energy produced is gathered and stored locally in batteries at the base of buildings before further distribution.

Ignorance is bliss

This post-fossil reality was not shaped in one day – things got much worse before they got better. The humankind has been on a steady course to dystopia since the late 20th century with a profit-based economy that valued financial success more than anything else. In the year 2020, with about 40 years left before running out of natural gas and oil, not much was being done to provide alternatives as this business was highly profitable with energy consumption rising until the very last moment. Ignorance is bliss – a deep economical and climate crisis “came out of nowhere” and hit hard right at the end of the 21st century. Societies found themselves completely out of fossil energy and an exhausted planet as a bonus. The stubborn nature of the human is what lead us to lose 70 percent of available energy almost instantly. Once there was no profit to be had, change was finally on its way.

People were forced to take up a simpler way of life as rations were enforced – usage of any kind of energy was restricted heavily. In other words: we only started using less energy once there was nothing more to spend. Suddenly energy had become more valuable than gold. This led to trading markets in kilowatt hours (kW) and eventually leaving money out altogether. More and more people moved out of the cities to take advantage of wind, solar and water as forms of energy production. In a period of crisis, manual labor played an increasing role in the working life – physical energy well spent was rewarded with the ever so desirable kW. But this modest way of life was never going to be enough to satisfy the energy-hungry human beings.

Luckily the crisis didn’t last too long. The same stubbornness that led humans to use up all fossil energy in the first place also drove technological advancements further. It was clear from day one that only wind, solar and water energy could never satisfy the demand for more and more kW, as these methods are highly dependent on weather and location and even when engendered to perfection proved not to be as efficient as the former fossil methods. Energy production rate at the end of the 21st century was lower than in the beginning, people longed for the energy abundance of the past. The solution proved not to be nuclear energy as the nuclear waste proved to be indispensable and fear regarding the uncontrollable process of splitting of uranium atoms was just too high. A new energy source needed to be discovered.

II.

Eventually the answer turned out to be right in front of us (or rather in us). A way to extract and amplify energy from the living and breathing human was discovered and developed. It is based on the biological and chemical processes happening within the human brain and body – then amplified in a form of fusion resulting in a maximum daily energy output of around 300 watt per person(daily). Extraction is performed mostly whilst in a special production blob that morphs around the body giving a desired virtual reality in return. One might wonder: why trade in reality for kW, is it worth it? This remains until this day an individual question with no universal answer. However, at a point of the deep crisis people were facing, it was in fact an easy decision to make, a welcome change. It offered people energy, security and an all-new way of living. !!!! To some, this virtual reality was the selling point of this idea as it meant to live in a selective reality, to finally have control over the world around you, others saw it was a chance to fix the climate crisis and to many others it was just a way to earn more funds.

Finally, a solution to the energy shortage goes together with all that is needed for a comfortable and safe way of life – in theory: once in the pod, it would never be needed to exit. This was great news because a fully sustainable and self-sufficient (energy wise) and dense cityscape was again possible. And while there were some obvious drawbacks to this new lifestyle regarding the social aspect, people were drawn by the comfort and safety it promised and a large part of society was quick to adapt to it.

Special living pods were designed and developed using integrated blobs to distinguish the main processes of daily life into the following categories: work, rest, hygiene, storage. At the base of the pod is a dynamic living space that can be rearranged to suit one’s mood making use of the storage blob to exchange furniture and things accordingly. Blobs shrink and float around freely in the open space of the pod, they can become as large as the whole pod once in use. The working blob provides a virtual reality feed during the energy extraction process, while the resting blob can convert dream energy to kW. The hygiene blob, provides in the most efficient ways of cleaning and discharge, as well as the possibility to swim and relax.

III.

This new way of living in combination with innovative energy production meant it was necessary to completely rethink the existing urban fabric that had rapidly decayed during the crisis period. New infrastructure, new building typologies and a new city structure in general was necessary.

The new pod typology had to be designed in a modular way – allowing for expansion and reduction. People live in their pods mostly alone. Pods are modular, but individually tailored to the person using it and due to the personal nature of them –physical visits in-between pods are almost nonexistent. Though some pods can be merged to form a household for multiple people at once, the buildings built up by pods are freestanding, allowing room for growth, as well access from all sides. The consoled shape of the buildings creates terraced spaces above ground level, used as drop off points for goods distribution, hop on and hop off points for transport as well as non-formal spaces for social life. The energy produced is gathered and stored locally in batteries at the base of buildings before further distribution. The ground level in this city is designed with two main functions in mind. First, a spaced out, large-scale circuit board that is responsible for the visual distribution of energy and virtual connectivity of pods throughout the city. Second, a nature reserve with biodiversity and air production as a priority. The green and lush spaces in between the dense pod typologies add contrast to the city fabric and give people a space to find relaxation and calmness within the buzzing city. The green city fabric has an unbroken connection to the forests outside the city.

The outskirts of cities are occupied by people who chose not to live in pods, they remain an essential part of society, getting by with old-school renewable energy sources – like wind turbines and solar panels – and providing the manual labor needed to maintain the city. People couldn’t escape the fact of being social creatures. Therefore, to remedy against the lack of physical and social interaction in daily life, special areas were designed as human playgrounds. Formed of a messy typology, contrasting to the rationality of the former two typologies, this is a space for necessary fun, pleasure and evil in an otherwise sober society.

Epilogue – the impact of radical visions

It is important to think about the type of future we want to see, is it one with less energy consumption, or one where the human kind would have to make some sort of sacrifice to be able to have access to the ever so desirable kW? The goal of this radical vision is to trigger critical thinking. Showing that a scenario that seems very unlikely today, might become reality in the near future. Just by changing the source of energy can completely reshape our world as we know it.

Ignorance is bliss, we have been spoiled by the abundance of energy available. People are used to being able to use as much energy as necessary at any given moment. A convenience, that is leaving a greater and greater mark on the planets environment every year, coming to a point where the effects global warming can be seen around the world and the deforestation of rainforests is alarming. However, fossil fuels will run out sooner than later and without an alternative energy source this abundance of energy will be gone, this might be just what we need to start re-thinking our choices. Appreciate what we have today and act towards a better, post-fossil future by being conscious about the energy you use.

Sources

• 5 Amazing Pieces of Tech That Use the Human Body as a Power Source

https://interestingengineering.com/5-amazing-pieces-of-tech-that-use-the-human-bodyas-a-power-source#:~:text=Does%20the%20human%20body%20emit,of%20your%20 body%20and%20heart.

• How long before we run out of fossil fuels?

https://ourworldindata.org/how-long-before-we-run-out-of-fossil-fuels#:~:text=Based%20 on%20BP’s%20Statistical%20Review,oil%20and%20natural%20gas%20remaining.

• When will fossil fuels run out?

https://octopus.energy/blog/when-will-fossil-fuels-run-out/

• Energy Currency https://www.theperfectcurrency.org/main-energy-currency/energy-currency

• Data as the new currency https://www2.deloitte.com/us/en/insights/deloitte-review/issue-13/data-as-the-newcurrency.html

• Energy Harvesting From the Human Body for Biomedical Applications https://ieeexplore.ieee.org/document/7743112

• New Money | Alternative Economy | Energy Currency https://www.youtube.com/watch?v=3Vh_gnRrETk

Building with Nature

Floor Hendrickx Landscape architecture

In de fossiel vrije toekomst is de stad onderdeel geworden van het landschap. De stad beweegt mee met het landschap waarmee hij is omringt en dooraderd. Voorheen een slokop van fossiele brandstoffen, water, voedsel en energie, nu een entiteit dat zijn bijdrage levert aan het groter geheel. Zo bestaat er geen afval meer en is alles deel van de kringloop die het systeem draaiend houdt, alles wat de stad gebruikt wordt ook weer teruggeven. Steden zijn onafhankelijk van elkaar in hun functioneren.

De zelfvoorzienende stad zorgt ervoor dat de bodem en het milieu niet overbelast of vervuilt wordt. De voetafdruk die de mensheid onvermijdelijk achterlaat wordt volledig gecompenseerd. Dit is mogelijk doordat alle acties en hun consequenties digitaal gevolgd en gedocumenteerd worden. De grondstoffen die de fossiel vrije stad gebruikt zijn volledig hernieuwbaar en in grote getallen aanwezig op de planeet. Materialen worden van begin tot einde gevolgd, zo wordt er gegarandeerd dat elke stap in productie en recycling fossiel vrij is.

De volledig hernieuwbare grondstoffen zijn ontdekt via een interdisciplinaire samenwerking tussen wetenschap en kunst. Biologen en ingenieurs hebben via intense samenwerking grondstoffen ontwikkeld die op grote schaal ingezet kunnen worden door middel van 3D printen en robots. De onderzoeken naar deze materialen staan nu nog in hun kinderschoenen, maar een succesvol voorbeeld hiervan is het bouwen met chitine. Chitine is een biopolymeer die, na cellulose, het meest voorkomt op aarde, bijvoorbeeld in het exoskelet van kreeften en garnalen. In structuur doet het denken aan beton, maar het is veel lichter en biologisch afbreekbaar en er mee bouwen kan met 3D printers. Bouwen met 3D printers zorgt ervoor dat we niet meer zijn gebonden aan specifieke vormen, er ontstaat een grote vrijheid in beeldtaal. Er ontstaat een mogelijkheid tot frivoliteit en speelsheid die we voorheen alleen nog maar aan de natuur zelf toeschreven.

Ondanks deze nieuwe beeldtaal zullen steden nog altijd bestaan uit verschillende fragmenten en de verbindingen daartussen. Om te functioneren als deel van het landschap is voldoende ruimte tussen deze fragmenten zeer belangrijk. Zo is er voldoende mogelijkheid om de stad laten te doorkruisen met landschap. De stad als een cluster cellen, vergelijkbaar met de vaatbundel van een plant. Wijken hebben elk hun eigen typologie en cultuur, deel van een groter geheel, met elkaar verbonden door de natuur.

De post fossiele stad doorkruisd met landschap. Een stad gestructureerd rond landschap, gebaseerd op cel structuren. Natuur bevind zich in verschillende cellen en natuur kan doorsteken op de plekken waar de “celwand” het dunste is. De stad bestaat uit clusters van gebouwen en de verbindingen daartussen en deze vormt zo de celwand zelf. Op deze manier bestaat het natuurnetwerk van de stad puur en alleen uit patches, het concept corridor is verdwenen en dieren verplaatsen zich van patch naar patch. De stad gestructureerd rondom natuur. De patches verschillen van elkaar, sommige zijn natter, andere zijn droger, sommige staan vol met bomen, anderen hebben veel plassen en meren.

De post fossiele stad met een ongekende beeldtaal van frivoliteit en speelsheid die we voorheen alleen nog maar aan de natuur zelf toeschreven. Gebouwen en andere grote structuren 3D printen brengt een mogelijkheid aan vormen waar we ons nu nog maar weinig bij voor kunnen stellen, maar wat gebeurt er als deze vormen met elkaar een interactie aangaan. Hoe ziet de ruimte tussen deze vormen eruit? Hoe voorkom je dat een gebouw een solitaire vorm wordt die volledig op zichzelf staan en niet meer reageert op zijn omgeving?

Of als we nog verder durven denken, wat als gebouwen zelf zouden “ groeien” en hun vormt dus een directe reactie is op zijn omgeving en gebruik, zoals een bloem of plant dat ook is. Een wijk als een veld vol bloemen, vrij maar ondertussen in perfecte symbiose met elkaar.

De post fossiele stad als een reeks zelfvoorzienende monolieten in het landschap. Na het vorige model kwam de realisatie dat de post fossiele stad nood heeft aan voldoende volume om zichzelf duurzaam te maken. Wat deze vorm van bouwen zo interessant maakt is dat het tegenovergestelde doet van wat er meestal gebeurd in architectuur, namelijk stapelen. Het grote volume bevind zich aan de bovenkant en op die manier is het mogelijk een landschap bovenop het gebouw te ondersteunen. Daarnaast bevind er zich een groot “blind” volume in het midden waar allerlei functies gehuisvest kunnen worden die geen nood hebben aan daglicht, denk aan logistieke ruimtes, productie van materialen, of maatschappelijke functies zoals een zwembad. De gele ruimte onder het gebouw is de openbare ruimte waar mensen elkaar kunnen ontmoeten. Het zware volume van het gebouw staat in contrast met de ruige natuur rondom.

De post fossiele stad als levend organisme. Hoe werkt bouwen als een gebouw leeft en zijn eigen weg zoekt? Hoe reageert het op andere gebouwen, kunnen we de groei van gebouw programmeren? In hoeverre kunnen we een gebouw nog ontwerpen, verdwijnt de rol van de ontwerper? Al deze vragen besloot ik te verkennen met bovenstaand model.

Aangenomen dat gebouwen net als planten hun grondstoffen uit de bodem halen ga je zien dat dat een stad een directe reflectie wordt van de ondergrond waar hij op gebouwd is. Net als in de natuur zullen bepaalde gebouwen als planten op bepaalde ondergronden voorkomen. De mogelijkheid om bijvoorbeeld hoger of lager te bouwen of de kleur van een gebouw zal veranderen op basis van de ondergrond.

De post fossiele stad reageert op het klimaat Met het laatste model begon een onderzoek naar hoe de post fossiele stad er uit zou zien in een ander klimaat. De post fossiele stad wordt telkens gebouwd met wat er lokaal beschikbaar is aan hernieuwbare materialen. Klimaat heeft hier een groot effect op, gezien het een van de grote factoren is die bepaald wat er op een plek kan groeien. Daarnaast zal een ander klimaat ook een andere architectuur vragen. Zeker als je er rekening mee houdt dat de post fossiele toekomst extremer klimaat kent.

In bovenstaand model is verkent hoe de post fossiele stad er uit zou kunnen zien in een meer mediterraan klimaat. Gebouwen gebaseerd op de architectuur van planten uit dit soort gebieden. Op die manier is de stad beter in staat om te gaan met extremere omstandigheden.

In de laatste weken is er door middel van een model onderzocht hoe op de menselijke schaal de post fossiele stad hier in Nederland er uit zou kunnen zien. Na vele materialen onderzocht te hebben was er een goed overzicht van waar we hier in Nederland zouden kunnen bouwen. Nu werd het tijd om met deze materialen en hun randvoorwaarden een ontwerp te gaan maken.

Naast de architectuur van de gebouwen is er ook onderzocht hoe de stad zich ontwikkeld over de tijd, met materialen die relatief snel afbreken ga je ook een heel andere stedenbouw krijgen. Er moet ruimte zijn voor een gebouw om in verval te geraken, het moet tijd krijgen om weer opgenomen te worden in de kringloop. Materialen moeten zo dicht mogelijk bij hun oorsprong gewonnen en ook weer verwerkt woorden. Direct in de openbare ruimte is er nood aan plek voor materialen om weer natuur te worden. Ver weg brengen kost veel energie, iets waar zuinig mee omgegaan wordt in de post fossiele toekomst.

Met al deze uitgangspunten is verkent hoe een gewone straat en een klein lokaal pleintje eruit zouden kunnen zien. Naast een verkenning van ontwerp ook een sociale verkenning, hoe leven we daar in de post fossiele toekomst?

De post fossiele stad met een stedenbouwkundige structuur gebaseerd op de opbouw van een cel. Het landschap is als de celwanden en er ontstaat zo sterk netwerk van natuur. Wijken zijn als de cellen zelf waartussen uitwisseling plaatsvindt op het dunste punt van de celwand.

De post fossiele stad vraagt een nieuwe vorm van stedenbouw. Er zullen meer gebouwen zijn die als een kleine monoliet in hun omgeveing staan, zo zijn ze later makkelijk af te breken en weer op te nemen in de kringloop.

Verschillende gebouwen van de post fossiele stad, allemaal een samenstelling van Bioskins, Biolith en Mycelium.

Bouwen met de natuur

Als we nadenken over een duurzame toekomst gaat het al snel over alternatieven voor benzineauto’s of het opwekken van groene stroom. Daarmee is het vraagstuk echter niet opgelost, want de gehele maatschappij is overspoeld met materialen die hun oorsprong vinden in fossiele grondstoffen, zoals het plastic flesje dat nu op je bureau staat. Het is juist voor dit soort schijnbaar triviale, maar talrijke voorwerpen waarvoor we een oplossing zoeken. Dit essay verkend deze oplossingen en kijkt specifiek naar hoe de natuur een alternatief kan bieden voor de grootste gebruiker van materialen, de bouw .

Meer dan de helft van alle materialen in de wereldwijde omloop zijn bestemd voor de bouw. Hiervan hebben ijzer, staal en beton de grootste impact op het klimaat vanwege hun vervuilende productieproces, in combinatie met de grote hoeveelheden waarin deze materialen gebruikt worden. Tijdens de productie van ijzer en staal wordt een hoogoven gevuld met een mengsel van cokes (60 procent) en ijzererts (40 procent).

Door de hoge temperaturen die ontstaan in de hoogoven wordt ijzererts omgezet in vloeibaar ruwijzer waarbij voor elke kilo staal 1,5 kilo CO2 vrijkomt, daarmee het meest vervuilende bouwmateriaal dat er is. Bij beton is het de productie van cement die veel CO2 uitstoot. Hier is de chemische reactie die plaatsvindt bij de verhitting van kalk, klinker en calciumsulfaat de boosdoener. Het zorgt dat een kilo beton goed is voor een kilo CO2.

In een post-fossiele toekomst is er dus een grote behoefte aan bouwmaterialen die geen fossiele brandstoffen gebruiken en geen CO2 produceren. Momenteel is hout het bekendste bouwmateriaal dat aan deze eisen voldoet. Naast hout bieden zogenoemde biobased materialen de mogelijkheid om fossiel vrij te bouwen. Biobased houdt in dat de oorsprong van een materiaal in iets levends ligt, zoals planten en dieren, wat biobased zo uniek maakt is dat tijdens binnen de levensduur van een materiaal de grondstof weer terug kan groeien. Daarnaast kan het product aan het einde van zijn levenscyclus weer teruggegeven worden aan de natuur. Bovendien kunnen de grondstoffen van deze biobased materialen overal ter wereld groeien waardoor er voor de bouw geen transport meer nodig is. Op die manier heb je een product met een gesloten cirkel, zonder dat het een voetafdruk achterlaat op zijn omgeving.

Er is al veel onderzoek verricht naar de mogelijkheden van biobased materialen –deels vanwegen ontdekkingen die de laatste tien jaar zijn gedaan door een kruisbestuiving tussen kunst en wetenschap. Juist deze interdisciplinaire samenwerking heeft gezorgd voor de ontdekking van nieuwe technieken en materialen. Veel van deze materialen staan nog in hun kinderschoenen, maar desondanks hebben we al een rijke collectie aan natuurlijke materialen die als bouwmateriaal zouden kunnen dienen. Sommige materialen blijven in leven en zoeken hun eigen weg, andere bestaan uit abiotische bouwstenen van de natuur en worden

door 3D-printers samengeweven tot iets nieuws. Al deze materialen creëren een breed spectrum van mogelijkheden waarmee we onze gebouwen en steden kunnen vormgeven.

Biolith

Een fascinerend materiaal vanwege de potentie die het heeft om te kunnen werken met een gesloten kringloop. Momenteel wordt het dan ook onderzocht voor zijn po tentie om te gebruiken op Mars. Biolith is biobased vanwege zijn gebruik van chitin, een polysacharide die wordt gewonnen uit chitine, wat op zijn beurt weer voornamelijk wordt gewonnen uit het exoskelet van insecten en schaaldieren. Door de chitin te mengen met mineraalrijke aarde ontstaat er een composiet materiaal dat na uithard ing zowel enorm sterk als licht is. Biolith kan op veel verschillende manieren toegepast kan worden. Je kan met een mal werken, een 3D-printer een vorm laten maken of het inzetten als een soort pleisterwerk waarmee je correcties kan doen op bestaande ele menten. Biolith zit qua sterkte en flexibiliteit in het zelfde spectrum van beton, maar dan biologisch afbreekbaar en niet schadelijk voor de natuur. Gezien zijn solide struc tuur heeft het voor de bouw voornamelijk de potentie om constructieve elementen te vervangen, maar uiteraard kunnen er ook esthetische elementen als details en façade elementen mee geproduceerd worden.

Mycelium

Momenteel een van de meest bekende biobased materialen die geschikt is voor de bouw. Het is een netwerk van schimmels dat zich vormt over organisch afval. Door de wortelachtige structuur van draden functioneert mycelium als een soort lijm die alles bij mekaar houdt. Om een bouwkundig element te maken wordt er meestal gewerkt met een mal gevuld met organisch materiaal waar het mycelium zich dan binnen ontwikkeld. Na een week wordt de mal verwijderd en wordt het mycelium uitgedroogd. Door het uitdrogen wordt het van proces van ontbinding gestopt en behoud je de draadachtige structuur van mycelium die alles bij elkaar houdt. Zo ontstaat een bouwmateriaal met een levensduur van 20 tot 25 jaar. Daarna zal het beginnen afbreken en gaat het bouwmateriaal composteren. Er bestaan ook testen om mycelium in leven te houden en zo de natuurlijke eigenschappen van het materiaal te behouden. Zo ontstaan er bouwelementen die luchtzuiveren en nog goed beter isoleren, nadeel is echter dat het materiaal continu gemonitord moet worden om ervoor te zorgen dat het een goede vochtbalans behoudt. Dood mycelium ligt qua sterkte dicht bij de traditionele baksteen, maar kan net als beton via bekisting allerlij vormen gegeven worden, het zal waarschijnlijk veel terug te zien zijn als façade materiaal of als verharding in de openbare ruimte. Levend mycelium is vanuit constructief oogpunt minder sterk. Dit zal eerder gebruikt worden als niet dragende elementen zoals wanden binnen appartementen of als gevelbekleding. Op die manier zijn er verschillende methodes en toepassingen in ontwikkeling en ontstaat er een heel palet aan mogelijkheden, alleen al op basis van mycelium.

Bioskins

Dit is een wat complexer materiaal, voornamelijk omdat de samenstelling ervan bestaat uit vier verschillende grondstoffen, namelijk calcium, pectine, chitine en cellulose. Pectine komt voor in verschillende soorten fruit en cellulose is een van de belangrijkste bouwstenen van planten. Na het winnen van deze materialen worden ze met een 3D printer tot één bioskin geprint. Door heel bewust te kiezen waar in de bioskin welke van deze vier materialen wordt gebruikt, ontstaat er één materiaal met daarbinnen verschillende eigenschappen. Het woord skin is dan ook een letterlijke verwijzing naar de menselijke huid die eveneens verschillende functies herbergt. De muren van een huis bestaan dan uit hetzelfde materiaal als de ramen en het plafond – het loopt allemaal naadloos in elkaar over. Bioskins kunnen een alternatief zijn voor de dunne en transparante elementen in onze gebouwen, maar ze brengen vooral iets totaal nieuws, de kans om te werken met maar één bouwelement dat het totale gebouw beslaat. Bioskins hebben een levensduur van om en nabij twintig jaar en kunnen achteraf opgelost worden in water.

Een belangrijke voorwaarde voor een stad van biobased materialen is dat bouwmaterialen lokaal geproduceerd kunnen worden. Gezien de hoeveelheid fossiele brandstoffen die het wereldwijde transport vergt, is het essentieel om materialen die dagelijks nodig zijn dichtbij te produceren. Omdat biobased materialen planten en dieren als grondstof gebruiken, zijn materialen waar een volk mee bouwt afhankelijk van het lokale klimaat en landschap. Aan het einde van hun ‘leven als object’ kunnen deze materialen dan ook weer zonder problemen aan de lokale natuur teruggegeven worden.

In Nederland kunnen hout, cellulose, biomassa en pectine vooral gehaald worden uit (voedsel)boslandschappen. Chitine, cellulose en calcium kunnen worden gewonnen uit waterlandschappen, namelijk door de oogst van algen en het kweken van vis en schaaldieren. Doordat overal in het Nederlandse landschap bos en water voorkomen, zijn er genoeg mogelijkheden om de nieuwe steden te voorzien van de benodigde grondstoffen. Afhankelijk van het landschap zijn er regionale verschillen tussen welke grondstoffen de overhand hebben, iets wat terug te zien zal zijn in de materiaalkeuze per stad. Doordat er geen specifieke planten of dieren nodig zijn voor de productie van één van deze grondstoffen is het belangrijkste uitgangspunt voor een hoge productie de aanwezigheid van een gebalanceerd ecosysteem. De cyclus van materialen zal centraal staan in de inrichting van de stad. Vervoer van materialen wordt tot een minimum beperkt, waardoor er voldoende ruimte nodig is in en rondom de stad voor grondstoffen om te kunnen groeien. Het is hiervoor belangrijk dat het landschap niet stopt aan de grens van de stad, maar er doorheen loopt. Waar nu veel plaats is voor grote infrastructuurelementen zal de fossielvrije stad ruimte geven aan het landschap. Wijken worden omgeven door een schil van natuur. Bewoners kunnen direct uit deze schil bouwmaterialen oogsten en composterende materialen kunnen er teruggebracht

biobasedbuildingmaterials

classic biobasedmaterials

wood,bamboo,clay,straw, wool,cotton,rammedearth, CLT,ceramics,glass

newbiobasedmaterials

alayerofmicro-organismssurroundedbyaself producedlayerofslime,functioningasa communityitismetaphoricallydiscribedas bacterialcity.

production manydifferenttypesofbiofilmexcist, nearlyeveryspeciesofmicroorganismhave mechanismstoattatchtosurfacesortoeachother. Biofilmscangrowinthemostextreme environments.

products polutionfiltersforwaterandpotentiallyair.

construction biofilmhasitsownmicrobial development,afterinitialattatchmenthumanscan steerwherethebiofilmgrows

biopolymers

calsiumcarbonate acalciumsalt,appearsasawhite powderorcolorlesscrystals. Foundinsedimentaryrockand alreadywidelyusedin construction.

production eggshells,snailshells, seashells.

products usedasaprimary substanceforavarietyofbuilding materials.

construction 3Dprinting

cellulose

themostabundantorganic polymeronearth,itisanimportant structurallcomponantofthecell wallofplants.Cottonfiber representsthepurestnaturalfrom ofcellulose(90%).

production bark,woodorleavesof plants,cotton,algeaetc.

products paper,cellophane, cardboard,biofueletc.

construction 3Dprinting

pectin

aorganicpolymerthathelps bindingcellstogether.mostly foundinthefruitofterrestrial plants.

production pears,apples,plums, orangesandothercitrusfruits. products therearenoproducts fromthismaterialthatare interestingforarchitectureat present.

construction 3Dprinting

chitosan derivedfromchitin,thesecond mostabundantorganicpolymeron earth,naturessolutionfor structuralcomponants.

production cellwallsoffungi, scalesoffishandamphibians, exoskeletonsofinsectsand anthropods products bioplastics,windows, facades,claddingetc. construction

biocompositeskins

biocompositethatcanbe3Dprintedinvariouscompositionsof

products

biolith abiopolymerecompositematerialbasedon chitosan(derivedfromchitin)andbasalticsoils (orotherminiralrichsoils)it'scompressive strenghtisclosetoconcrete,stoneandbrick

products load-bearingstructures,foundations, coreconstruction,facadesetc.

construction 3Dprinting,molding,casting

livingmaterials

biofilm

alayerofmicro-organismssurroundedbyaself producedlayerofslime,functioningasa communityitismetaphoricallydiscribedas

manydifferenttypesofbiofilmexcist, nearlyeveryspeciesofmicroorganismhave mechanismstoattatchtosurfacesortoeachother. Biofilmscangrowinthemostextreme

polutionfiltersforwaterandpotentiallyair. biofilmhasitsownmicrobial development,afterinitialattatchmenthumanscan steerwherethebiofilmgrows

flora

influencingthegrowthofplantstoformbuildingstructures. Todayitalreadyexcistsasconstructionbotany,'arboarchitecture'orbaubotanik.Buildingsthatareconstructed withlivingtrees,theystoreCO2,produceoxygenandalot morepositiveaspectsweconnecttotrees. Thistypeofarchitectureneedsalotoftimetodevelopand hasahightlimitof+/-25meters.Acertainlevelofriskand surpriseisinevitablesincethereisauncontrollabilityofthe naturalgrowthprocess.

production trees products constructionframeworkofabuilding

construction thetechniqueofgraftingisfrequentlyused. Thefirstyearsasupportstructureisneeded,theninthe firstyearsthereisalotofcarefullmonitoringandguidance involved.

chitosan

derivedfromchitin,thesecond mostabundantorganicpolymeron earth,naturessolutionfor structuralcomponants.

cellwallsoffungi, scalesoffishandamphibians, exoskeletonsofinsectsand

bioplastics,windows, facades,claddingetc.

3Dprinting

biolith

abiopolymerecompositematerialbasedon chitosan(derivedfromchitin)andbasalticsoils (orotherminiralrichsoils)it'scompressive strenghtisclosetoconcrete,stoneandbrick

load-bearingstructures,foundations, coreconstruction,facadesetc.

3Dprinting,molding,casting

mycelium

thenetworkofallthethreadsofa fungus.Throughthemyceliumthe fungusabsorbsnutrientsfromits environment.Myceliumplaysavital partinecosystemsfortheirrolein thedecompositionofplant material.

deathmycelium

tocreateafixedbuildingmaterialall biologicalactivityneedstobe terminated.Forthisthemycelium needstobecookedordried.Killingthe livingorganismswithinsothatjustthe structuretheyshapedremains.

production myceliumgrowson substratethatcomposedofwastesuch ascoffee,cardboard,woodchiprice, wheathusks,sawdustetc.

products bricks,cladding,insulation, otherstructuresthatcanbe constructedwithmolds.

construction molding

livingmycelium

itisalsopossibletokeepthemycelium alive,forthisitneedstostaywet.This canbedonebydronesfromthe outsideofthebuilding.Bykeepingthe myceliumaliveitwon'tdecayandyou maintainthenaturalqualitiesofthe material,theproductiswaterresistant andventilatesthebuildingforyou.As longasthemyceliumstayswithinthe mold,thebuildingwillstayinit'soriginal shape,butifyouwantitispossibleto addaroomwithinaweek.

production myceliumgrowson substratethatcomposedofwastesuch ascoffee,cardboard,woodchiprice, wheathusks,sawdustetc.

products bricks,cladding,insulation, otherstructuresthatcanbe constructedwithmolds.

construction molding

worden. Zo wordt de stad van biobased materialen een stad die is dooraderd met landschap.

Tot slot is er een belangrijk element dat biobased materialen bindt, het aspect tijd. Gebouwen van biobased materiaal zijn gemiddeld zo’n 25 jaar als woning te gebruiken. Daarna beginnen de materialen te composteren en is het niet meer veilig om een gebouw bijvoorbeeld als woning te gebruiken. De maatschappij kan op dat moment twee keuzes maken. Blijft het gebouw staan en krijgt het de kans om langzaam te vergaan – als een kathedraal van biodiversiteit, midden in een woonwijk. Of wordt het gebouw afgebroken om de restmaterialen ongestoord in de natuur zelf te laten composteren – zo ontstaat er ruimte voor nieuwe gebouwen of openbare ruimte. Het is aan de ruimtelijk planners van de stad om te bepalen wat er op dat moment nodig is. Wat dit vraagstuk zo uniek maakt in vergelijking met de keuzes waar ruimtelijk planners vandaag voor staan is de verandering in tijd. Doordat gebouwen een kortere levensduur hebben krijgt de keuze een ander gewicht, want wat de gevolgen ook zijn, in geen tijd dient zich weer een kans aan om het anders te doen. De stedenbouw verwerft hierdoor een lichtheid en speelsheid die het tot nu toe nog niet kende, het bevrijdt zich van zijn serieuze imago.

De stad heeft de cadans aangenomen van de cyclus van zijn materialen. Overal is constructie en deconstructie te zien en de bewoners zijn zich hiernaar gaan voegen. Het experiment in bouwen is doorgesijpeld in de levens van de mensen zelf en er ontstaan een nieuwe maatschappij. Het maken van fouten wordt niet meer als iets permanent gezien. Gebouwen gaan aan het einde van hun leven volledig op in de natuur en daarmee verdwijnt ook het gewicht van de keuzes van de voorgaande generatie. Een grote vrijheid is verworven waarin iedereen meewerkt aan het in balans blijven met de natuur. Zo bouwt elke generatie zijn eigen stad.

Sources

• Britt Snellen (2019) Reconnect to our life-giving systems: The potential of biomimicry for urban planning. Geraadpleegd: https://edepot.wur.nl/499617

• Ng Shiwei, Stylianos Dritsas, Javier G. Fernandez (2020) Martian biolith: A bioinspired regolith composite for closed-loop extraterrestrial manufacturing Geraadpleegd: https:// journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0238606

• Prof. Dr.-Ing. Ferdinand Ludwig, Baubotanik, Professur für Green Technologies in Landscape Architecture, Technische Universität München. Geraadpleegd: https://www.ar. tum.de/gtla/forschung/baubotanik/

• Malini Witlox (2019) Wonen we straks in huizen gemaakt van schimmels? Deze ontwerpers denken van wel. Geraadpleegd: https://www.rtlnieuws.nl/economie/life/artikel/4894531/ ddw-dutch-design-week-bouw-duurzaamheid-mycelium

• Bob Hendrikx (2019), Interlink. Geraadpleegd: https://www.bobhendrikx.com/interlink

• Nieuwe Helden (2019), The Growing Pavilion, the next step is biobased. Geraadpleegd: https://stichtingnieuwehelden.nl/project/the-growing-pavilion/

• Mediated Matter Group, Neri Oxman Associate Professor of Media Arts and Sciences, Massachusetts Institute of Technology (MIT). Geraadpleegd: https://www.media.mit.edu/ groups/mediated-matter/overview/

The Post Working City

Maro Lange Architecture

Dienstverlenende en flanerende routes

De infrastructuur van de post fossiele-stad is verdeeld in twee stromen. De snelle infrastructuur; waar data-, energie-, voedsel- en afvalstromen worden getransporteerd. Deze infrastructuur is ontworpen om het menselijk leven op de best mogelijke manier te dienen. Deze snelweg van de toekomst vindt zijn meest efficiënte weg door de stad. Dit betekent vaak dat het onze bestaande straten volgt die zijn gebouwd op de efficiëntie tussen verschillende punten in de stad.

De tweede infrastructuur is de langzame infrastructuur; de menselijke infrastructuur. Dit is een flanerende route die beweegt langs ontdekking en verrassing. Omdat mensen bijna niet meer werken, zijn we veel minder beperkt tot tijd en plaats. We flaneren door de stad. De route onthult nieuwe plekken in de stad die voorheen niet zichtbaar waren; het vormt nieuwe perspectieven voor hoe we een stad kunnen gebruiken.

Nieuwe invullingen in onnodige gebouwen De post fossiele stad zal veel leftover spots hebben. Door de grote vermindering van menselijk werk zijn veel werk-gerelateerde gebouwen onnodig geworden: de belangrijkste vervangers, Artificial intelligance gedreven systemen, nemen veel minder ruimte in beslag. Ook zullen er mensen, die zich voorheen in de stad vestigen voor hun werk, andere plekken buiten de stad vinden. De stad wordt leger.

Anders dan het werk van Constant, die uitging van een nieuwe begin, zullen we in de post-fossiele stad juist de overgebleven lege plekken gebruiken. Lege gebouwen worden getransformeerd tot parken, musea of markten. De mensen die in de stad wonen zullen hier voornamelijk blijven wonen voor dit stadse leven. De nieuwe functies, die veelal gekoppeld zijn aan de openbare ruimte vormen een netwerk van geschakelde functies die de stad collectiever maakt.

Zelf bouwen als een vorm van spelen Ferdinand Cheval bouwde zijn Palais Idéal met stenen die hij vond in zijn omgeving. Wat zou er gebeuren als men dit massaal en collectief zou doen? De stad ontstaat geleidelijk, en zonder vooropgezet plan. Hierdoor is er geen duidelijke hiërarchie maar ontstaan er spontane en verassende ruimten. In deze stad halen we plezier uit trial and error, en hebben we er vertrouwen in dat de collectieve intuïtieve handelingen uit eindelijk tot de ideale leefbare omgeving leiden.

Sommige delen van de nieuwe stad zullen, op deze manier, door bewoner gedreven initiatieven worden ontwikkeld. Nieuwe gebouwen in de stad worden gebouwd tussen oude gebouwen en met materialen die zijn overgebleven. De mens kan door zelf te bouwen zijn eigen identiteit uitdrukken in de bebouwde omgeving. Het bouwen wordt gezien als een vorm van vrijetijdsbesteding, als een vorm van spelen.

Concrete invullingen

De stad zal niet volgens één principe worden her-ingevuld. Er zullen verschillende wijken ontstaat waar anders mee wordt omgegaan. Er zullen wijken zijn, bijvoorbeeld in historische centra, die intact worden gehouden, er zullen wijken zijn die deels bestaat uit nieuwe invullingen en er zullen wijken zijn die volledig worden gevormd door nieuwe vormen van collectieve stedenbouw. Deze wijken ontmoeten elkaar en lopen in elkaar over. Een belangrijk overkoepelend gegeven blijven de infrastructurele verbindingen (dienstverlenende en flanerende) die met elkaar in verbinding moeten blijven.

Op gebouw niveau zullen sommige gebouwen volledig gesloopt worden en betrokken worden bij de openbare ruimte in de vorm van pleinen of parken. Andere gebouwen zullen enkel een open gebroken gevel hebben om de publieke straat naar binnen te trekken.

Het nieuwe middelpunt van de stad Het middelpunt van de stad is een grote hub waar energie, grondstoffen en materialen worden verzameld, opgeslagen en door de stad worden getransporteerd. Om de stad te laten functioneren door automatisering is een goed netwerk, en ook een centrale plek in de stad, benodigd.

Deze plek zal ,anders dan de industrie gebieden die we nu kennen, een veel uitnodigender karakter hebben en de menselijke schaal zoeken.

Een zelf gefabriceerd woonmilieu Binnen dit collectieve stedenbouwkundige nieuwe leven bevinden zich de individuele verhalen. Mensen die een oud kantoorgebouw tot hun nieuwe woonplek hebben getransformeerd. Hoe leven deze mensen? Hoe wordt privé afgewisseld met de collectiviteit? Hoe zien deze woonvormen eruit? Welke architectuur levert dit op? Met deze vragen in het achterhoofd ben ik op onderzoek gegaan in stap 2 van het proces.

Het gebouw huisvest een aantal individuele woningen, collectieve tuinen, collectieve voedselproductie en collectieve binnenruimten waar gekookt, gegeten en gemaakt kan worden.

De gebouwde elementen in het gebouw kenmerken zich door een beperkt en simpel materiaalgebruik, enkel de materialen die zijn overgebleven uit het bestaande gebouw worden gebruikt. Deze zijn met veel aandacht en detaillering bewerkt tot soms sculpturele vormen.

Houten traptreden die verzonken bevestigd zijn in een betonnen wand. De betonnen wand heeft een subtiele goot beindiging om minder massaal te ogen.

Een gebogen stalen railing bevestigd in een betonnen wand. Een lage betonnen wand, met ingefreesde handvat wordt gescheiden van de vloer door een stalen profiel.

Een uitschuifbaar en inklapbare tafel, die flexibiliteit biedt in het gebruik van de woningplattegrond.

Door dichte delen, open delen en semi-open delen die zich afwisselen ontstaan er interessante verschillen in de verscheidenheid tussen private en publieke ruimten.

De lege ruimten in het gebouw kunnen worden opgevuld door groene ruimtes waar samen gekomen kan worden met andere bewoners.

In het gebouw wordt een deel van de lege ruimte ook gebruikt voor voedeselvoorziening. De bewoners kunnen zo op een zelfvoorzienende manier leven.

Zachte materialen vormen een fraai contrast met de harde betonnen vloeren van het bestaande gebouw.

De verschillende bouwonderdelen zijn met veel aandacht voor detaillering bij elkaar gebracht.

The Post Working City

Een samenleving waarin we niet meer werken, creativiteit leidend is voor de positie in de maatschappij en de mens is geëvolueerd tot ‘spelende mens’. Binnen de kaders van onze huidige kapitalistische samenleving een moeilijk voor te stellen realiteit. Anderzijds is in een tijd, waarin de globale klimaatcrisis een allerminst rooskleurige toekomst voorspelt, een totale heroverweging van onze sociaaleconomische structuren zo gek nog niet. In dit essay is onderzocht wat een post-kapitalistisch systeem zou inhouden en welke impact dit heeft op onze samenleving en bebouwde omgeving.

Om de onomkeerbare en fatale veranderingen op het klimaat tegen te gaan moeten we de transitie maken naar een fossielvrije wereld, en snel 1. Om deze enorme omslag te bereiken en vol te houden zullen we de fundering van onze samenleving moeten aanpassen. Ons kapitalistische denkmodel – gedomineerd door consumentisme en een voortdurende economische groei, en dus gebaseerd op een oneindige aanwas van grotendeels fossiele energiebronnen, grondstoffen en producten – is niet langer houdbaar.

We zullen moeten overstappen op een ander economisch systeem. Een systeem wat niet gebaseerd is op voortdurende economische groei geeft ons meer mogelijkheid om deze grote - financieel kostbare - transitie te maken en vol te houden. We hebben een systeem nodig wat niet - gedreven door consumentisme - onze voorraad aan grondstoffen er in een nauwelijks voor te stellen tempo doorheen jaagt. Dit postkapitalistische model zal een enorme impact hebben op onze sociaalmaatschappelijke structuren, demografische tendensen en bebouwde omgeving. Positiever geformuleerd: het geeft ons de mogelijkheid om nieuwe samenlevingen, woonvormen, stedenbouw en architectuur te ontdekken

Impact op onze samenleving

Dat een post-kapitalistisch systeem grote maatschappelijke impact heeft beschrijft Canadees politiek filosoof Nick Srnicek in zijn boek Inventing the FuturePostcapitalism and a World Without Work. Een post-kapitalistisch systeem bestaat volgens hem uit een nagenoeg volledige automatisering van het werkveld en een basisinkomen voor iedereen, met als gevolg een radicaal andere invulling van menselijk werk en vrijetijdsbesteding. De mens houdt zich volgens Srnicek alleen nog bezig met bestuurlijke, sterk cognitieve en creatieve taken. De hoeksteen van dit systeem is een basisinkomen dat volgens steeds meer onderzoeken tal van voordelen met zich meebrengt: minder armoede, minder criminaliteit, minder ziekenhuisbezoeken, betere schoolprestaties en meer gelijkheid tussen mannen, vrouwen en etnische groepen 2 3 4

1: The Independent, Daisy Dunne - Is the climate crisis pushing the world towards a ‘point of no return’?

2: De Correspondent, Rutger Bregman - Is de tijd voor een gegarandeerd basisinkomen nu gekomen?

3: Vox, Dylan Matthews - A guaranteed income for every American would eliminate poverty — and it wouldn’t destroy the economy

4: Bloomberg, Charles Kenny - For Fighting Poverty, Cash Is Surprisingly Effective

Zo’n post-kapitalistische samenleving zorgt volgens Srnicek tevens voor een prettiger en flexibeler leven. Nu hangt een groot deel van onze identiteit, levensstijl en (financiële) mogelijkheden samen met het werk dat we doen. Dit resulteert in een enorme beperktheid in vrijheid en flexibiliteit, die we binnen de kaders van ons huidige kapitalistische systeem vaak niet als zodanig herkennen. De denker Karl Marx, die in de negentiende eeuw al filosofeerde over de rol van de werkende mens, beschreef het als volgt:

‘Het maakt het mogelijk vandaag het één te doen, en morgen het ander. Jagen in de ochtend, vissen in de middag, vee drijven in de avond, discussiëren na het eten, net zoals ik een bewustzijn heb, zonder ooit een jager, visser, herder of criticus te worden’. 5

Het sociale aspect rondom de reductie van werk is volgens Srnicek de belangrijkste maar ook lastigste transformatie. De gedachte dat men moet bijdragen aan de maatschappij door werk, ligt diep in onze cultuur verankerd. Het aanpassen hiervan zal dus een flinke impact hebben op ons sociale stelsel.

Die impact op ons sociale leven – en hoe we zonder werk een bijdrage leveren aan de samenleving – was onderwerp van het meerjarige kunstproject Nieuw-Babylon. Hierin verkende kunstenaar Constant Nieuwenhuis een wereld waar onder invloed van automatisering, menselijk werk niet langer dominant zou zijn. In zijn levenswerk stelde Constant zich een nieuwe leefomgeving voor, vormgegeven door individuele menselijke creativiteit, die boven de bestaande stad werden gebouwd. Hij stelt zich de nieuwe stad voor als een plek waar de mens spelend en reizend door het leven gaat. ‘Nieuw-Babylon is de stad van het spel als levensstijl’, vertelde de kunstenaar in de korte documentaire Eeuw van de Stad ‘Iedereen is er creatief, de één meer, de ander minder. Maar er zijn geen passieve toeschouwers, alleen actieve spelers.’ 6 Creativiteit is de belangrijkste graadmeter voor de positie in de maatschappij in Nieuw-Babylon. Veel van Constants uitgangspunten zijn inspirerend en na meerdere decennia nog steeds bruikbaar voor het denken over de stad van de toekomst. Echter zijn niet alle gedachten toentertijd nog steeds relevant voor de post-fossiele wereld waar we ons in gaan begeven. Zijn kritiek op de steden(bouw) van toen was een belangrijke reden om Nieuw-Babylon op hoge palen op te trekken, om zo de bestaande steden op de aardbodem achter te laten. Als we dit uitgangspunt naar de hedendaagse situatie projecteren, lijkt dit nog allerminst logisch. De bestaande stad heeft naast zijn culturele en nostalgische waarde ook een materialistische waarde: tonnen aan materiaal, die energie en grondstoffen hebben gekost. In een post-fossiele stad waar het winnen van nieuwe

5: Inventing the Future, Postcapitalism and a World Without Work, Nick Srnicek & Alex Williams. Vrij vertaald. 6: Eeuw van de Stad HollandDoc - Simon Vinkenoog interviewt Constant Nieuwenhuijs over Nieuw Babylon

Afbeelding

1.

Een maquette van het Nieuw-babylon van kunstenaar Constant Nieuwenhuis.

grondstoffen en energie tot een minimum beperkt is, kunnen we het ons niet permitteren om bestaande structuren onbenut te laten. In de post-fossiele stad moeten we manieren bedenken om bestaande structuren en grondstoffen zo goed mogelijk in te zetten voor de nieuwe behoeften van de post-fossiele en postkapitalistische samenleving. Deze benadering wordt alleen maar relevanter als we bedenken welke impact het ‘niet meer werken’ heeft op onze bebouwde omgeving.

Principes van de post-werkende stad

In de post-kapitalistische stad – of anders gezegd: ‘post-werkende stad’ – worden kantoorgebouwen, commerciële plinten en bedrijfshallen, maar ook woningen, publieke ruimten, treinstations en snelwegen anders gebruikt. Om deze enorme verandering te verhelderen, is het goed om de uitganspunten van het Congres Internationaux d’Architecture Moderne (CIAM) erbij te pakken. Dit gezelschap van architecten, planners en stedenbouwkundigen ontwikkelde aan het begin van de 20e eeuw vier pijlers waarop hun modernistische ‘Functionele Stad’ gesteld was: wonen, werken, recreatie en infrastructuur.7 Deze pijlers vormen samen de fundering van de stad en zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden. Het wegnemen van de pijler ‘werken’ – zoals in de post-werkende stad het geval zal zijn – heeft directe impact op de andere pijlers, en dus op de fundering van de stad. Ga maar na: we wonen veelal waar we werken, we recreëren als we niet aan het werk zijn werk en de infrastructuur is er primair om ons zo snel mogelijk tussen die drie activiteiten te kunnen verplaatsen. Op het moment dat één van deze pijlers wegvalt moet de fundering van de stad opnieuw ontworpen worden. Dit geeft alle reden om voor de post-werkende stad een nieuwe set aan pijlers te definiëren.

In de post-werkende stad werkt de mens, door vergaande technologische ontwikkelingen, niet of nauwelijks, wat leidt tot een flexibeler en prettiger leven. Haar positie in de maatschappij wordt, net als in het Nieuw-Babylon van Constant, bepaald door de mate van creativiteit. Dit nieuwe leven vindt plaats in de bestaande stad waar ruimten en gebouwen andere invullingen krijgen die beter passen bij de post-fossiele en post-kapitalistische Afbeelding 2.

en verkeersvoorzieningen

CIAM. De functionele stad kenmerkt zich

Een schematische weergave van de optimale relatie tussen hoogbouw

van Cornelis van Eesteren, tussen 1930 en 1947 voorzitter van de

door de duidelijke scheiding tussen functies.

stad van de toekomst. In navolging van CIAM volgt een nieuwe set pijlers, die niet zozeer gaan over functionele indelingen van de stad, maar meer over de manier waarop de stad wordt gebruikt en/of vormgegeven.

Flaneren

Door het wegvallen van het woon-werk verkeer wordt een groot deel van de menselijke infrastructuur beïnvloed. De noodzaak om ons tweemaal per dag zo snel mogelijk van A naar B te bewegen is er niet meer. Dit geeft ons de mogelijkheid om nieuwe manieren van door de stad bewegen te ontdekken. In de post-werkende stad wordt op een ‘flanerende’ manier door de stad bewogen waarin het bewegen door de stad eerder als een activiteit gezien wordt dan een middel om ergens te komen. Deze flanerende routes, die lang niet altijd meer onze bestaande straten volgen, worden gekenmerkt door een schakeling aan collectieve publieke functies als: parken, stadspodia, markten, expositieruimten of speelplaatsen. De lege gebouwen in de stad geven de mogelijkheid om straat, plein, gebouw, dak en binnenterrein te verbinden middels nieuwe publieke invullingen.

Beschutting

Mensen zijn door het wegvallen van werk minder gebonden aan een specifieke plek om te wonen en/of te verblijven. Dit zal leiden tot flexibel en tijdelijk woongedrag. De publieke ruimte fungeert als collectieve woonruimte en private ruimten puur voor beschutting en privacy. Deze mogelijkheid tot privacy is een zeer belangrijk onderdeel van de stad. In een door het collectief overheersend klimaat moet de balans tussen het gemeenschappelijke en het private goed gewaarborgd zijn. Door de grote mate aan publieke collectieve functies kunnen individuele woningen compacter ontworpen worden.

Creativiteit

Om de gemeenschappelijk publieke ruimte en compactere woonomgevingen te realiseren zullen we meer afhankelijk worden voor elkaar. We zullen creatieve oplossingen moeten bedenken voor het delen van ruimten, producten en diensten. Het feit dat we niet meer werken betekent niet dat we ons niet meer inzetten voor de maatschappij. Deze inzet is meer gericht op het direct verlenen van diensten aan anderen. Net als in Nieuw-Babylon is de mate van betrokkenheid, flexibiliteit of creativiteit leidend voor de positie in de maatschappij.

Spelen

Omdat we niet meer werken heeft de mens een vrijer en flexibeler leven. Er komt meer ruimte vrij voor individuele behoeften als zelfontwikkeling, relaties, sport, reizen of ambacht. De menselijke identiteit wordt hiermee een persoonlijker goed. De mate van succes en geluk worden niet langer afgespiegeld aan zakelijke prestaties, maar enkel

aan persoonlijke. De mens wordt de Homo Ludens, de spelende mens, die historicus en antropoloog Johan Huizinga in zijn gelijknamige boek beschrijft.

De spelende mens zal ook zijn stempel drukken op de bebouwde omgeving. De individuele expressie, die een belangrijk onderdeel uitmaakt van de post-werkende stad, is een gevolg van het spelende gedachtegoed. Met de overgebleven materialen uit de onnodige gebouwen zullen mensen nieuwe structuren bouwen. Het bouwen wordt gedreven door ambacht en is een vorm van spelen. Men heeft zo de mogelijkheid om door middel van architectuur zijn of haar persoonlijke identiteit uit te drukken. De stad wordt hierdoor gekenmerkt door spontane en geleidelijk ontstane bouwwerken.

Om de pijlers van deze door de Homo Ludens vormgegeven en gebouwde stad te bewerkstelligen zijn, net als in de hedendaagse stad, regels en uitgangspunten nodig. Deze uitgangspunten zijn primair gericht op het creëren van prettige leefomgevingen passend bij de post-werkende stad, dan wel uitgangspunten die voortkomen uit het post-fossiele tijdperk waarin we ons begeven.

Nawoord: De architectuur van de spelende mens

De architectuur van de post-werkende stad staat niet zo ver weg van hedendaagse architectonische stromingen. Al een aantal decennia wordt er binnen de architectuur gezocht naar stromingen die het hergebruik van materialen en/of circulariteit als belangrijkste uitdrukking hebben. In de post-werkende stad zal er een nieuwe invulling gegeven worden aan die zoektocht.

In de post-fossiele stad zal slechts een beperkt palet aan bouwmaterialen beschikbaar zijn. Veelal de primaire, los te monteren, materialen uit de bestaande structuren zijn geschikt om te hergebruiken. De hernieuwbare materialen die worden gewonnen zijn locatiegebonden en daarmee ook beperkt. Ook is er een organisatorisch orgaan in de stad die de materialen selecteren. Zij bepalen welke materialen geschikt zijn als bouwmaterialen en welke voor andere processen gebruikt kunnen worden.

In de post-werkende stad wordt architectuur gebruikt om persoonlijke expressie uit te drukken. Die persoonlijke expressie kan, in een door tijd en ambacht gedreven gedachtegoed, gezocht worden in aansluitingen tussen materialen of subtiele behandelingen van de materialen zelf. Een subtiele verjonging in de aansluiting tussen betonnen wand en vloer, een verzonken stalen railing in de betonnen wand, stalen kokers als vloerafscheiding die samen een interessant schaduwspel vormen, een perfect afgeronde houten vensterbank. Deze zorgvuldige, bijna obsessieve aandacht voor het materiaal kenmerkt de schoonheid van de architectuur van de toekomst.

Gebruik zoveel mogelijk de overgebleven constructie en/of restmaterialen van bestaande gebouwen om nieuwe structuren of bouwwerken mee te bouwen.

Alternatief: gebruik lokaal geproduceerd hernieuwbaar materiaal.

40% van bestaande lege gebouwen moet ingevuld worden met groenvoorzieningen of dient niet te worden ingevuld. Dit om de leefbaarheid in de stad te waarborgen en tevens de energieconsumptie te reduceren en biodiversiteit te vergroten.

Publieke functies moeten actief de samenwerking zoeken om een gezamenlijk publiek netwerk door te stad te vormen die zonder kosten openbaar te gebruiken is.

De privacy van individuen dient gewaarborgd te worden middels publiek vrije plekken waar mensen beschutting kunnen zoeken.

De belangrijkste bestaande infrastructuur van de stad dient vrij gehouden te worden van nieuwe bouwwerken om snelle infrastructuur voor mensen, energie en grondstoffen mogelijk te maken.

Er zijn naast minimale afmetingen voor ruimten ook maximale afmetingen voor ruimten en de verplichting om bepaalde ruimten te delen, mits voldoende in het gebouw/omgeving aanwezig.

De architectonische expressie kenmerkt zich door persoonlijke invullingen binnen een beperkt pallet aan materialen met de aanmoediging tot aandachtig uitgewerkte, subtiele detaillering. ...

De persoonlijk expressie zorgt voor diversiteit in de architectuur. Het beperkte palet aan materialen voor architectonische eenheid. De aandacht voor het materiaal geeft de kwaliteit en de schoonheid aan de losstaande objecten. Samen kenmerken deze zich tot de nieuwe architectuurstijl die zowel passen bij de nieuwe spelende levensstijl als bij een grondstof en materiaal- bewuste wereld.

• Dunne, D. (2020) The Independent - Is the climate crisis pushing the world towars a ‘point of no return’? Geraadpleegd van: https://www.independent.co.uk/environment/climatechange/climate-change-crisis-tipping-point-world-warm-b1721822.html

• Bregman, R (2020) De Correspondent - Is de tijd voor een gegarandeerd basisinkomen nu gekomen? Geraadpleegd van: https://decorrespondent.nl/9731/is-de-tijd-voor-eengegarandeerd-basisinkomen-nu-gekomen/374108295-e11678d8

• Matthews, D (2014) Vox - A guaranteed income for every American would eliminate poverty - and it wouldn’t destroy the economy. Geraadpleegd van: https://www.vox. com/2014/7/23/5925041/guaranteed-income-basic-poverty-gobry-labor-supply

• Kenny, C (2013) Bloomberg - For Fighting Poverty, Cash Is Suprisingly Effective. Geraadpleegd van: https://www.bloomberg.com/news/articles/2013-06-03/for-fightingpoverty-cash-is-surprisingly-effective

• Srnicek, N & Williams, A (2016) Inventing the Future, Postcapitalism and a World Without Work.

• Eeuw van de Stad HollandDoc - Simon Vinkenoog interviewt Constant Nieuwenhuijs over Nieuw Babylon. Geraadpleegd van: https://www.youtube.com/watch?v=8cWxAIflmfc

• van den Boomen, T (2018) Gebiedsontwikkeling.nu - De toekomst van de stad - aanzet tot een CIAM van de 21ste eeuw; Geraadpleegd van: https://www.gebiedsontwikkeling.nu/ artikelen/de-toekomst-van-de-stad-aanzet-tot-een-ciam-van-de-21ste-eeuw

Rewilding the City

Siân McGrath Architecture

The stop-gap city

A revolution of the city is upon us. As the fossil-fuel era comes to a close, we awaken to new possibilities for a new way of living. There are two aspects of the future on which we are certain: the depletion of the earth’s fossil fuels and rapid societal change.

Change in an inevitable aspect of societal evolution however it is the rate of this expected change which sets it apart from all other pivotal moments in social history. A mass movement away from fossil fuels and towards other means of energy production will exacerbate this already rapid rate of change with heavy implications on the intricate web of social urban structures that form western city communities. Cities, now more than ever, need an increasing degree of fluidity in order to adapt instantly to this quickening pace of change.

Removing fossil fuels from the worldwide equation examines the fragility of diplomatic ties to oil as the forerunner in the global economy. The resulting instability brought about by energy-related global shifts in power will see a rise in geopolitical tensions. Ultimately, the resulting conflict will potentially create a mass displacement of people. To further magnify this problem of displacement, climate change has become an inescapable result of the act of depleting the earth’s fossil fuel sources. Climate refugees will become the norm due to the economic impact of climate-change-induced environmental disasters. The cities of the post fossil fuel era must therefore be prepared for sudden and temporary fluxes in population.

Mass-migration on this scale and more general urban growth resulting from a shift towards a more urban way of living places exuberant pressure on resources and existing infrastructure. Mass movement towards an alternative energy source can be seen as an opportunity to reconfigure the systems within urban societies, giving the future herculean urban machines a chance to thrive.

Replacing widespread fossil-based energy sources with more localised energy production systems will likely be essential. Previously limited by outdated and static systems of infrastructure, energy transfer will become more efficient, responding and adapting to localised demands.

Current advancements in technology have already resulted in innovative technology integration in the daily running of the city in the form of smart cities. The use of smart technologies to manage energy supply and distribution networks is key to the success of the post-fossil city. The post fossil fuel era will likely coincide with an even more advanced technological revolution. Innovations such as the rise of artificial intelligence will be greatly advantageous in reducing energy wate and increasing the efficiency of urban systems.

Decentralisation of power production may result in a subsequent decentralisation of the city. In the megacities and metropolises of the future, placemaking will therefore be essential for returning a sense of identity to newly discovered neighbourhoods. Community and sense of ownership are vital in creating a sense of belonging within the wider vastness of the future city.

Unless the agricultural trade changes, urban expansion at its current rate alone will push up food prices as cities struggle to feed exploding urban population numbers. This will hit the poorest the hardest, destabilising society through extreme inequality. Everybody will need to share ownership of essential resources in order to prevent social segregation. Mass farming, no longer a viable option of food production will have to be replaced with more localised, innovative and efficient food production housed within leftover urban space. Agriculture will be redefined, returning control over food production to communities and neighbourhoods, where everybody will play a role.

As urban populations expand, cities will have to adapt how land is used. Alongside agricultural production in the struggle for available land within our cities, accessibility to green spaces and fresh water sources will compete with an infinite housing demand. Productive green spaces out of necessity, will serve as functional and recreational space. There is the potential for mutual exploitation of naturally occurring ecological systems within these spaces to ensure a more integrated urban/ ecological symbiosis. Hybrid spaces with multifunctional uses will become the norm as neighbourhoods juggle the integration of shifting fluxes of demand within retail, leisure, the workplace and hospitality. Adaptability is key when faced with unpredictability.

Upside-down city

In an attempt to increase diversity and earn ‘green points,’ buildings within the city are often designed with sedum or green roofs. Extra construction is required for this, increasing cost and the need for structure such as steel beams in order to support the weight. This requires energy, and adds to pollution. Although the attempt deserves some merit, is not an effective way to tackle the rapid loss of biodiversity which is ultimately heading towards the extinction of species.

“Without biodiversity, there is no future for humanity.”

- Prof David Macdonald, Oxford University.

Biodiversity is essential to all life, including that of humans. Scientists even claim that the loss of biodiversity is an even bigger threat to human life that climate change. Once a species is extinct, it is gone forever. What if we gave the city back to nature and allow it to dominate the spaces that were once our streets? What if we dug up all the hard paving and concrete surfaces on the ground and put nature back in it’s rightful place? By planting trees and plants on the ground where they belong, they can contribute to more complex and intricate ecosystems, interacting with insects, the soil, delicate bacterial cultures and more, all of which have powerful implications for all circles of life.

If we can enter our buildings from the ground and move upwards, then we can enter out buildings from the top and move downwards. By flipping our cities upside down, the streets are replaced with carpets of green and public city life takes place above. The public realm subsequently takes on a different form, with pockets of space and hubs of activity spanning between, within and on top of buildings.

Water

Although a large proportion of the earth’s surface is covered in water, fresh water sources are becoming an increasingly scarce supply. To exacerbate this problem further, global warming is a main contributor to erratic weather patterns, resulting in droughts and floods in locations with previously stable climates. There are opportunities within the urban realm to capture and store rainwater, simultaneously solving ground-surface flooding and ensuring fresh water is in plentiful supply during extended periods of minimal rainfall. Natural water filtration systems can already be found in nature - why not use them? If we integrate naturally occurring systems into the subterranean construction of our cities and buildings, we can not only capture every last drop of rainwater, but also filter and store it too.

We can take this even further however. Take our reliable friend gravity for example: present everywhere on earth, it will never run out and cannot be corrupted or damaged. Gravity pulls things towards the earth and where there is movement, there is the opportunity for energy transference. If we simply capture water up high and let it fall in a controlled manner, we can potentially use the energy of movement to generate a usable energy source. This is not a new concept (Victorian mills were powered by water wheels for example), just an outdated and forgotten one. Combined with the technological knowledge and power we hold now, nature and technology could come together to form a formidable force.

By nurturing a more symbiotic as opposed to exploitative relationship with nature, we can take advantage of natural systems, further integrating them into the functioning of our daily urban systems. If we take care of nature, nature will take care of us.

The chatty tatty

The development of agriculture changed the way in which humans live. Nomadic hunter-gatherer lifestyles were replaced with more static settlements reliant on farming methods to obtain food. In more recent centuries, as the global population has exploded and we have turned to large-scale farming methods that have been aided through advancements in industry and technology in order to meet demands. Combined with globalisation, this has led to a widespread inequality in food distribution. Fostering a culture of waste and greed for some, while others work endless hours to scrape together one meal a day for their families.

Large-scale farming as a method of food production has also had detrimental effects on the biodiversity of the planet. In fact, only twelve plant species and five animal species are now supposedly responsible for feeding three quarters of the world’s population. Native forests and plants have been systematically cleared for centuries, making way for crop monocultures from which we have become increasingly dependent on. Soils are becoming exhausted and biodiversity numbers are dwindling as a result. The devastating impact that the global demand for palm oil is having on the amazon forest is just one tragic example.

According to experts, it is not enough to simply plant trees and ‘green’ in affected areas, the only way to protect the existing biodiversity from being depleted further is through ‘rewilding’ - returning native species to their rightful homelands and letting nature take over. Removing crop production from the horizontal ground planes surrounding cities will be necessary in order to do this.

Throughout history, agriculture has also played an important role in the shaping of societies. Before the industrial revolution for example, more people lived in rural areas on family-owned farm land. Farming was a part of more people’s daily family life and belonged to a wider collective societal effort. The trade of produce within vibrant marketplaces also provided a place for social exchanges and personal connections. Even trading some eggs for a bag of flour with someone in the next village created the conditions for nurturing of trust and social bonds within and between societies.

The decentralisation of a large portion of food production would shift the control and responsibility back towards individual urban communities. Placing the majority of daily food production back within the boundaries of the city provides opportunity for food production to become a social catalyst once more.

Wee Jimmy’s shoes

The average high street on a Saturday afternoon is usually a bustling hub of activity. It’s centrality to the daily urban life of the neighbourhood is obvious when observing the streams of people weaving in and out of shops, cafes and businesses. “Just pop ping into town” is a common British phrase that has turned the act of running errands on a Saturday into somewhat of a family day out. Taking wee Jimmy for a much-need ed haircut and new school shoes can be coordinated with a quick scour for replace ment lightbulbs and a treat for Aunty Sue in the nail salon. Finish the day with a Mr Whippy on a shopping mall bench and jobs a good ‘un, family fun for all.

Small locally-run businesses have a tendency to be outcompeted by large corpora tions and so the cycle of gross inequality continues both at the community and global level. The high street has evolved from a cluster of butchers, bakers and candle-stick makers into a consumerist’s paradise, heavily driven by a global capitalist agenda. In some towns and cities this has become so extreme that indoor shopping centres and malls have adopted a central role in the social life within urban communities. These privately-owned shopping centres are in some ways adopting the previous roles of public space: teenagers gather around the smoothie bar on a Saturday, on Tuesday mornings parents take their toddlers to socialise in cordoned-off soft-play zones, even the open-atrium food courts provide convenient space for casual lunchtime business meetings.

Public space is a resource that belongs to all members of society. If we reinstate the commons and provide commonly-owned spaces within the city, new hubs of public life will emerge. Turning underused spaces in the city into commons has the potential for multifunctionality. What happens when we remove the power from the global com panies and place it back within the hands of the communities?

The stop-gap city

A revolution of the city is upon us. As the fossil-fuel era comes to a close, we awaken to new possibilities for a new way of living. There are two aspects of the future on which we are certain: the depletion of the earth’s fossil fuels and rapid societal change.

Change in an inevitable aspect of societal evolution however it is the rate of this expected change which sets it apart from all other pivotal moments in social history. A mass movement away from fossil fuels and towards other means of energy production will exacerbate this already rapid rate of change with heavy implications on the intricate web of social urban structures that form western city communities. Cities, now more than ever, need an increasing degree of fluidity in order to adapt instantly to this quickening pace of change.

Removing fossil fuels from the worldwide equation examines the fragility of diplomatic ties to oil as the forerunner in the global economy. The resulting instability brought about by energy-related global shifts in power will see a rise in geopolitical tensions. Ultimately, the resulting conflict will potentially create a mass displacement of people. To further magnify this problem of displacement, climate change has become an inescapable result of the act of depleting the earth’s fossil fuel sources. Climate refugees will become the norm due to the economic impact of climatechange-induced environmental disasters. The cities of the post fossil fuel era must therefore be prepared for sudden and temporary fluxes in population.

Mass-migration on this scale and more general urban growth resulting from a shift towards a more urban way of living places exuberant pressure on resources and existing infrastructure. Mass movement towards an alternative energy source can be seen as an opportunity to reconfigure the systems within urban societies, giving the future herculean urban machines a chance to thrive.

Replacing widespread fossil-based energy sources with more localised energy production systems will likely be essential. Previously limited by outdated and static systems of infrastructure, energy transfer will become more efficient, responding and adapting to localised demands.

Current advancements in technology have already resulted in innovative technology integration in the daily running of the city in the form of smart cities. The use of smart technologies to manage energy supply and distribution networks is key to the success of the post-fossil city. The post fossil fuel era will likely coincide with an even more advanced technological revolution. Innovations such as the rise of artificial intelligence will be greatly advantageous in reducing energy wate and increasing the efficiency of urban systems.

Decentralisation of power production may result in a subsequent decentralisation of the city. In the megacities and metropolises of the future, placemaking will therefore be essential for returning a sense of identity to newly discovered neighbourhoods. Community and sense of ownership are vital in creating a sense of belonging within the wider vastness of the future city.

Unless the agricultural trade changes, urban expansion at its current rate alone will push up food prices as cities struggle to feed exploding urban population numbers. This will hit the poorest the hardest, destabilising society through extreme inequality. Everybody will need to share ownership of essential resources in order to prevent social segregation. Mass farming, no longer a viable option of food production will have to be replaced with more localised, innovative and efficient food production housed within leftover urban space. Agriculture will be redefined, returning control over food production to communities and neighbourhoods, where everybody will play a role.

As urban populations expand, cities will have to adapt how land is used. Alongside agricultural production in the struggle for available land within our cities, accessibility to green spaces and fresh water sources will compete with an infinite housing demand. Productive green spaces out of necessity, will serve as functional and recreational space. There is the potential for mutual exploitation of naturally occurring ecological systems within these spaces to ensure a more integrated urban/ ecological symbiosis. Hybrid spaces with multifunctional uses will become the norm as neighbourhoods juggle the integration of shifting fluxes of demand within retail, leisure, the workplace and hospitality. Adaptability is key when faced with unpredictability.

Civic Symbiosis

A Re-Examination of the Role of Society and Nature in the Post-Fossil Era

When examining a future without fossil fuels, the fragility of the global economy, propped up by fossil fuel production and oil trade, comes to light. Removing fossil fuels from the equation, removes the central support around which so many things hang in a delicate balance; political systems, social structures, global power dynamics. So, what comes next? Without fossil fuels, a civic economy can flourish, enabled by the nurturing of natural resources through the ‘rewilding’ of the city.

Towards a Civic Economy

As can be seen in other pivotal moments in social history, such as the industrial revolution for example, drastic and rapid change often brings about a societal shift in attitudes and social structures. Important decisions concerning the future post-fossil era therefore do not belong to individuals sitting on boards and committees, detached from the actual communities which they represent. The future city belongs to the people that occupy it. Unable to support itself in a world without fossil fuels, the global capitalist economy will make way for a new economy; an economy run by collective community action on a local scale. This new civic economy will demand social involvement throughout every step of the process in designing, structuring and evolving the future city in the post-fossil era.

A fundamental change in public attitude is needed if we want to achieve a reality where the public regulates design instead of a board of committee members. This will require a complete reconfiguration of the structure and political order within our societies. The movement away from capitalist gain driven by a global economy will trigger a shift in priorities, resulting in a deeper recognition of the value of community. De-globalisation will necessitate communities to turn inwards and find solutions within themselves, relying on the creation of localised, community-based urban systems. For example, the evolution of a community-wide zero-waste mentality could help support a civic economy. Additionally, the reality of a zero-waste community could be achieved in part, through the development of localised ‘closed-loop systems’ and an integration of ideas such as ‘re-use’ and ‘adaptability’ into design proposals.

As our dependency on technological advancements is increasing at an unprecedented rate, our daily lives are becoming intertwined with technology to the extent that it is impacting on the way in which we interact with people. Social interaction is being redefined by online social media platforms, gaming worlds and communication applications. Is the meaning of citizenship becoming lost or is it just being redefined?

The integration of technology within our lives is becoming so extensive that the concept of separating ourselves from it at this stage is unimaginable. There is however, opportunity here to exploit such technology by using it to salvage lost community bonds and reinstate the meaning of citizenship. Technological

advancements provide opportunity for connection and social organisation at a speed and scope that was historically unachievable. In other words, people are in a stronger position now to band together and organise themselves as members of a community to bring about real change. Technological advancements grant us the ability to collect, store, process data and draw conclusions at a level of complexity that was previously incomprehensible. Used in the right way, this has the power to revolutionise our cities and communities.

Rewilding the City

Examining the localised, closed-loop and community-based urban systems in detail requires us to reconsider our relationship with nature. Fossil fuels have been created by natural processes and we have selfishly exploited them in order to improve the quality of life for a minority of the world’s population. With the earth’s fossil fuels now nearing depletion, their obscene effect on the planet is becoming increasingly more apparent. If this situation is allowed to continue, the human race will simply not survive. We must therefore embrace a new era of harmonic symbiosis between nature and the city. The integration of daily urban systems with our planet’s natural resources will be necessary to facilitate this. If we take care of nature, nature will take care of us.

In order to nurture a symbiotic relationship with nature and benefit from its resources, we must first address the issue of a rapid decline in biodiversity due to human activity. Green roofs, although applaudable in their efforts, are not enough to stabilise biodiversity numbers. The situation is serious, once a species is extinct it is irreversibly gone forever. Moving forward, the way in which we build needs to restore natural space at ground level. By reinstating nature in its rightful place, it can contribute to larger, intricate ecosystems in the soil. Only by returning the native species to their rightful place can we stabilise biodiversity numbers. We must re-wild the city.

In order to allow nature to flourish we will have to embrace verticality in place of the previously preferred horizontal planes. By minimising the points at which the ‘artificial’ and ‘man-made’ touch the ground, more space is created for nature. While nature dominates the ground plane, public life takes place at a higher level, spanning across the invading dense carpet of green.

Natural Systems - Water, Energy and Food Production

Nature holds many answers to the problems that the post-fossil city faces. Natural systems can be harnessed and integrated into the urban fabric at a local scale. Take water for example; although it occupies a large proportion of the earth’s surface, fresh water supplies are becoming increasingly scarce. Natural layers of sand and rock below the ground surface already act as a natural water filter. What if we harnessed

this and used it on a city-wide scale to capture, filter and store rain water? This simultaneously solves problems relating to flooding and drought. Re-thinking the engineering of our building foundations and structural cores could provide efficient distribution of this fresh water supply to wherever it is needed in the future post-fossil cities. This eliminates the need for complex underground water distribution networks originating from single sources and travelling miles over the expanse of the city. Implementing these systems at a local scale not only increases efficiency but also allows for communities to establish control over them.

With regards to water catchment, collecting water from the rooftops of existing and new buildings also presents the opportunity to use the height as an advantage. As water is captured high and pulled via gravity towards the ground, the energy movement can be captured into a usable energy source. The same movement of water can also achieve the transfer of the excess heat as the by-product of manufacturing processes. With a high latent heat capacity, water can store this heat and transfer it to other areas of the city to help stabilise interior temperatures as and when required. With just one system, fresh water is captured and stored, electricity is generated and excess heat from other processes transferred into a usable source. This system can be integrated into the structural system of new building typologies to enable easy and direct transport and exchange of resources. Structures for water collection define public space, demarcating zones and providing sheltered areas. The systems which the city is built upon therefore also help form the public space and determine architectural typologies.

Food production as it currently stands, poses one of the greatest threats to biodiversity and requires careful reconsideration in the future city. Large scale farming whereby single monocultures are cultivated along expansive horizontal planes invades the space which belongs to a rich diversity of native species. Large scale farming solutions will need to take on a more vertical, densified and efficient form. The ‘artificial’ and the ‘man-made’ must make little impact on the biodiversity blanket of the horizontal ground planes.

Unlike many current urban/ artificial farming methods, the farming structures of the post-fossil city will make use of natural daylight. By using daylight and maintaining a level of transparency within the structures, additional energy for lighting control is avoided. Plants photosynthesise in a natural way using natural daylight as intended by nature. Temperature control can be achieved by capturing infra-red heat from the sun within a double-skinned transparent outer layer. Again, infra-red heat provided by nature (the sun) is harnessed and released in a controlled manner by integrating technological advancements. Temperature and environmental control of artificial farming methods can be achieved with very little waste, using natural resources.

The integration of closed-loop systems into essential urban functions such as farming can also vastly reduce waste by recycling by-products from various points in the process. Scaling up the principles of aquaponics could create opportunity to form an advantageous loop between larger-scale urban farming of plants and sustainable fish farming. Waste and by-products from the plants can provide sustenance for the fish and vice versa. Scaling this closed-loop process up and implementing it on a larger scale across the post-fossil city is one example of how a zero-waste culture of the civic economy can shape the processes within it.

Public Space - The Post-Fossil High Street

The assortment of previously mentioned systems does not only play an important role in providing the post-fossil city with fresh water, energy and food but also in creating public and recreational spaces. There is an affinity between people and water which is particularly noticeable in cities across western Europe. Where there is water and space (whether it be beaches, canals or fountains), you will find people. The multitude of bodies of water within the post-fossil city, whilst providing essential functions, can also be integrated into the public space for recreational use. On the elevated level, the careful placement of water within well-proportioned spaces along with the provision of seating can create interesting public space. On the ground level, with bodies of water adopting a wilder form, hidden within the dense ‘rewilded’ natural growth, the use of boardwalks can create low-impact nature routes that serve as recreational space for time-out from busy city life.

The High Street plays a central role in the public life of a neighbourhood. Not only does it have an important economic function with the presence of shops and businesses etc, it provides a central gathering point and a concentrated zone for social encounters. The removal of streets such as the High Street from ground level will create the need for its replacement and new hubs of public life will subsequently emerge. Breaking away from the globalised capitalist agenda that defines the consumerists’ paradise of the current High Streets, the new civic economy will remove the power from the global companies and place it back within the hands of the communities. The post-fossil High Street will therefore be defined by an eclectic array of local and community-owned businesses directly arising from and adapting to the current needs and trends of the communities that they serve and provide for. The spaces between will form the natural centre for public life, providing a place for meeting, socialising and going about daily city life. The commonly-owned nature of these spaces however shifts ownership of public space back to the communities.

Epilogue: The Position of Architects

Involving communities in the design process, selection of programme and nature of public spaces, increases the likelihood of their occupation within them. The consequential life and vibrancy of this occupation has the strong ability in itself to transform public space. Ownership and involvement also lead to increased safety through a sense of responsibility and social policing. As public space is given back to the commons, our relationship with it changes. This includes architecture which reinterprets and reintegrates public space into its form. The post-fossil city is reinstated as a city not just for the people, but created by the people.

If the city is created by the people, and architects no longer design corporate shells funded by capitalist agenda, then what becomes the role of the architect? Architects, with their unique combination of design intuition, technical training and experience of project coordination still possess valuable and adaptable skill sets that can be beneficial to the community-led design of the post-fossil city. Encouraging creative thought and initiating alternative ideas and solutions could still be a central role of the profession as architects may be needed to help interpret and articulate the ideas of the community. A degree of coordination and management of execution will also be necessary in order to find design solutions that give scope for flexibility within social structures, designing for adaptability and social cohesion. Priorities may shift towards creating social frameworks that allow architecture to fill in around it. Architects will design the stage that enables the social choreography to evolve.

Power City How new technologies shape our future cities

Martynas Solovejus Architecture

The work carried out by the force emitted by burning the fossil fuels has given our civilisation the technological advance that has brought about unseen progress. Yet the entropy created as a side effect of this is threatening to outweigh the initial gains. At one point, however, we have been exposed to the promise of an endless and fumeless energy source. That hope lies within the power emitted by nuclear fussion reaction that has awarded us a vision of a truly different energy paradigm. This project stems from convinction that regardless of initial failures humanity will eventually overcome the nuclear power related issues and embrace its full potential.

First of all, we take the power output of fossil fuels to be the limitation that can only be lifted with the full scale adoption of nulcear power. Unlimited power is the starting point of Power City, and what follows is the technologocial progress. It first enters the city as a revolution in the speed and capacity of the transport infrastructure, making the duration of any travel negligible. As the structure for this ultra fast commute implies the geometry that cannot fit any of the existing grids, it comes as a megastructure above the ground.

Second, as the travel between two points is almost instantaneous, two programatically related spaces no longer need to be spatially aligned. As long as they are interconnected by an instantaneus commute, they can be placed appart and still maintain and intimate physical connection. Power City is held together by the possibility of discontinuous, discrete, juxtapostion of spaces . The organisation of space no longer needs to be based on a grid or a central plan. Instead of maintaining the relationship with the centre all that matters now is every single unit of space and its interaction with the neighbouring and interconnected spaces. An urban tissue with such properties can be generated with the help emergent system such as cellular automata, a discrete computational method which simulates the process of growth by describing a complex system by simple elements following a small set of simple rules. What connects cellular automata to architecture is its potential to generate patterns that can be translated to architectural forms. The key to this kind of computation is that every spatial point it generates is directly determined by its neighbouring points. Unlike in a centralised system, cellular automaton performs a parallel calculation on each space simultaneously. In short, there is no central order. Instead, everything is decided by the smallest parts. The notion of a neighbour becomes key to how we live in these spaces. The spaces generated by cellular automata end up producing gaps that are larger than the physical structure of cellular automata itself. While we live in the structure itself, these gaps become the host of our public life. The system that seems chaotic, almost riot-shaken, is simply being changed from the bottom-up.

Going beyond mere spatial results, the implications for cellular automata and emergent complex systems suggest alternative paradigms for the social organisation of space, that go beyond the dynamics of a centrally planned city. Along with the previously described transportation system, this allows us to imagne a completely decentralised city and its society.

Tranportation ring

In Power City the speed of land travel reaches its physical limits. All land & air-born transportation is replaced by frictionless pod travel supported by vacuum tube systems.

The model presents a transportation ring (red circle) that redirects pods driven by varying magnetic fields. Spike shaped energy transmitters are built on the existing structures to capture wirelessly transferred energy and use it for power-feeding and shaping the magnetic fields inside of the ring. Upon entering pods disengage with the tube and enter a maintained centrifugal field of the ring. Each pod is then coupled with a specific field that redirects it into a tube leading towards its destination.

Not only does the field direct the pods but it also is a space where people or freight load can engage with the field from the ground. That is the only connection that Power City’s megastructure maintains with the ground and the remains of central plan based cities.

City-scale twin thorium reactors and wireless EM energy emitting station Energy is produced by a low-risk low-scale nuclear energy power plants. The generated energy is then distrubuted around Power City with the help of the secondary function of the structure: wireless energy transmission.

Thorium fuel cycle used by the reactors hold an advantage over the commonly used uranium cycle due to significant reduction in waste production and low weaponization potential. International Atomic Energy Agency states: “the thorium option offers the world not only a new sustainable supply of fuel for nuclear power but also one that makes better use of the fuel’s energy content.”

The megastructure.

A fragment of the megastructure that inter-connects all parts of Power City. Elevated structure carries vacuum tubes that host frictionless pod transportation system, and an optical cable at the centre that pulsates a stream of photons that are used for the distribution of information. Perpendicular to the main structure there is a L.A.S.E.R. based data reading & feeding system (red element marks the interaction region).

The structure is wrapped into a metal mesh that provides structural support and works as a wireless energy receiver. It also serves as a Faraday’s cage that shields the sensitive interior of the megastructure from excessive EM radiation. The outside of the structure provides a frame for an architectural intervention. Spaces on the structure can be far apart yet interconnected by almost instantaneous connection. This decentralises Power City and makes an alternative logic of space possible.

Emergent architecture organised by a cellular automaton

The vacuum tubes of the megastructure branches into urban islands that organise their architecture by the principles of cellular automata (CA), a discrete computational method describing a complex system by simple elements following a small set of simple rules. Its spatial organisation is based on the assumption that the whole is greater than the sum of its parts. The key to the computation behind CA architecture is that every spatial point it generates is directly determined by its neighbouring points. This way at the level of architecture Power City is shaped by the relation between its smallest unitis of space (for this project its a 10x10 m volume). This brings about unanticipated complexity of spatial organisation that can no longer be comprehended by the human mind alone.

Cellular automata towers

The model is the result of computational model of cellular automaton, a 3D interpretation of Conway’s Game of Life. The towers form an interconnected archipelago, that branches out of the megastructure..The physical version of the model is built in 1:1000 scale, more detail is revealed in images that follow.

Power City fragments.

Architecture of cellular automata and complex emergent systems

Architecture of Power City is an emergent phenomena, each time it expands it does so by responding to the layout of its nearest neighbours. Each new unit of space is generated following the same set of predefined rules that are always the same, yet  applied to different situations.

At this stage, the project explored cellular automata, a discrete computational method which simulates the process of growth by describing a complex system by simple elements following a small set of simple rules. The key to CA computation that comes from its recursive nature is that all decisions are made locally based on the relation between the point that performs a computation and its all directly connected neighbouring points.

The aim of this is to create a highly environment-responsive modular system that can generate unanticipated spatial complexity that offers an alternative order space form of human habitat. It is important to note that this project only explores a self referential CA, that doesn’t react to the environment outside itself.

The following study employed a number of computational tools that explore the possibilities of using emergent complex systems for the design of a built environment.

Step 1 uses a CA rule named Conway’s Game of Life. First we take 2D canvas consisting of two types of cells described by two rules: it is either ON or OFF. All CA explored by these examples are performing a parallel computation, i.e. where each cell is performing the same initial set or rules at the same time. In the case of Game of Life for every new state of computation each cell looks at all of its 8 surrounding neighbours and sums up the number of cells which are ON. If a cell is OFF and it has exactly 3 neighbors ON, it turns ON as well. Otherwise it stays OFF. If it is already ON and it has 2 or 3 neighbours on, it stays ON. This simple set of rules creates complexity that mimics the patterns of organic life. We create a 3D structure out of this by moving each computational step one unit up the z axis. The generated structure is interpreted as space used for housing. Communal spaces are then generated by the second application of CA.

Step 2 is using CA rules to generate a number of shared spaces (green spheres) each of which is programmed to interact with as many housing units as possible making sure that each housing unit is connected to at least one communal space. This creates an alternative to large public spaces.

Step 3 applies evolutionary solver to each communal space in order to maximise its total internal volume and minimise total external surface, and so optimise the size and structure of these spaces.

Finally, in step 4 we use the Physarum polycephalum slime mold simulation that computes the shortest paths between points, that in our case are the communal spaces, and transportation gates. Turning the simulated paths into physical connections  we end up with the network of interconnected spaces.

Cellular automata towers with the vacuum tube connection for frictionless commute (each cube is 10x10m).

The first row of images depicts step 2: using cellular automata to generate optimal distribution of communal space. The second row shows the surface optimization of each space. The third row shows the combined

CA rules are used to generate shared spaces each of which is programmed to interact with as many housing units as possible making sure that each unit is connected to at least one communal space.

Interpreting Conway’s Game of Life as a three dimensional architectural form. The computation mimics natural processes, and so does the resulting architecture.

Step 4: simulating the connection between the communal spaces and the transportation gates by a mathematical model observed in the growth of Physarum polycephalum, a slime mold, that solves shortest path problems.

1. Communal space, 2. Inside of the private space. 3. Materialisation of communal space generated by the 2nd step CA computation and the facade of living spaces generated by initial CA.

Embracing the titans

How new technologies shape our future cities

“Classical physics has always made an assumption that energy exists mostly in connection to the wheel-shaped form, while the wild side of energy should not manifest. But let us not forget that Greek theology knew two generations of gods. There were Titanic and Olympic realms. Olympism was always under stress from the side of chained titans. Modernity is about unchaining the titanic forces that lay at the ground of the Olympic construction of the world.” - Peter Sloterdijk

Fossil fuels, the black gold of modernity, have turned out to be too destructive. The time of change has come and brought along a new, pure, and superior force of nature –nuclear energy. What we need is embrace this new source of power, and avoid total selfdestruction; and more.

I. Post fossil

Behind the gods of mountain Olympus there stood an expelled generation of Titans, the gods of natural forces. Under the leadership of Kronos, the god of time, they manifested themselves as destructive, all-devouring forces. For centuries the Titans were feared –the ancient Greeks were afraid the banned gods would return with devastating consequences.

But instead of coming back with feelings of revenge, centuries later Christianity reintroduced one of the titans into their holy scriptures. The Christians transformed Atlas, the Titan who was condemned to hold up the celestial heavens for eternity, into St. Christopher who took baby Jesus over a river. With this, both the burden and his role changed drastically. Christianity engaged into compassionate dialogue with Atlas, the titan who was brought into the being, to be our friend.

What this story tells us is that mankind should recognise – and embrace – its contemporary Christophers, our own titans: the innovative technologies with far reaching consequences comparable to the acts of natural phenomena. Instead of fearing them, humanity has to embrace these emerging agents as its allies.

There is a reason for this. With the growing evidence for fossil fuels causing the disintegration of the planetary ecosystem, there is a rising urgency to enter a ‘post fossil age’, by disengaging with the old and befriending the new. We ought to embrace the potential of nuclear energy and the resulting ubiquitous presence of computational technology. The signs of awakening the chained titans that are about to engulf the world with natural disasters make it an imperative to abandon fossil fuels and tame the ‘titans’ standing behind the technologies of nuclear power and computation.

Power City is built around the megastructure that provides the framework for travel and information transfer, emergent  city districts branch out of it. All that leaves the megastructure returns to it via transportation rings.

A vision for humanity that goes full way in embracing the forces of technology – in the form of an organised power output – was expressed in 1964 by the Russian astrophysicist Nikolai Kardashev. He introduced a system to measure civilization’s level of technological advancement based on the amount of energy it is able to use. The scale is ranked into three types. First, a type 1 civilization, a planetary civilization, can use and store all of the energy available on its plane. Second, a type 2 civilization, a stellar civilization, can use and control energy at the scale of its planetary system. Third,a type 3 civilization, also called a galactic civilization – can control energy at the scale of its entire host galaxy.

The world today - where fossil fuels are supplying eighty-six percent of the consumed energy – is not part of Kardashev’s vision of the future. With its relatively low energy output and unaccounted environmental damage, the fossil era is revealed to be something less than civilisational zero: not only is it destroying life on the planet – it is also a primitive and inefficient way of producing energy.

While type 2 civilisation is far out of our sight, a situation with large-scale application of nuclear fusion power would bring us to the threshold of type 1. Global shift to nuclear energy resources would not only help us solve the climate problems but also imply an exponential growth in available energy and as a consequence – unprecedented technological advancement.

Coming back to the metaphor of the titans: it is in the form of nuclear energy and the resulting advancement in computational power that Atlas turns into St Christopher and enters the world. Virtually bottomless flow of energy results in unparalleled dominance of technology that realises a paradigm shift in how we regard the planning, designing and building of cities. This marks the birth of the ‘Power City’.

II. Power City and the new order of space

The post fossil Power City of the future brought along a novel order of space. The arrival of the new allies – nuclear power and high-capacity computation (a simple set of rules that, when executed by a biological system or a computer, reveals a complex output) –has two far reaching implications on the urban form of ‘Power City’: a highly efficient infrastructure and an extremely complex spatial structure.

Firstly, an exponential increase in available energy enables ever-faster travel that makes distance ultimately irrelevant. As the travel infrastructure of Power City becomes more present, the duration – the aspect of travel that shaped the dreams of humanity for centuries – vanishes. The so-called megastructure of our future city enables a door to door commute: there is no more in-between space. What we now experience as a continuous sequence of spaces in reality is a discontinuous, discrete, collection of spaces interrupted by brief moments of commute. Life gets spatially fragmented.

Visiting a grandma no longer implies a familiar fifteen-minute walk down the alley or a three-hour drive through the countryside. Almost like a quantum particle that can simultaneously be on the surface of Earth and the Moon, a human can visit both of their grandmas instantaneously, without any discrimination in travel duration. Paradoxically, the surrounding within a close reach, what we would otherwise call home, or a native city, becomes a globally dispersed collection of sites.

Secondly, the generation of space is based on a cellular automata, a discrete computational method which simulates the process of growth by describing a complex system by simple elements following a small set of simple rules. What connects cellular automata to architecture is its potential to generate patterns that can be translated to architectural forms. Unlike traditional deterministic computational methods where the results become the basis for the following computation, cellular automata behave more like a fractal: instead of deriving results, it continues to apply the initial set of rules recursively, repeatedly, until it achieves some state. Yet, unlike fractals, cellular automata do not behave periodically, meaning it never repeats itself. Many of the digital methods used in architecture are parametric: an initial set of parameters is used to generate a predictable result, while a recursive model, like cellular automata, gives a completely unanticipated outcome.

Power City adopts this spatially unpredictable yet computationally precise architectural form as a natural step that complements the high-speed infrastructure in its effort of space fragmentation. What is the most important for Power City to function is that every unit of space generated by a cellular automaton has a precise spatial ID, essential for a door-to-door commute. This reshapes the way we live and interact with each other, leading to an urban fabric that is completely unrecognisable from outside, yet it holds a highly complex network of human relations within.

II.i The megastructure

Changes in the patterns of motion transform people’s perception of space which requires a new spatial order for the city. This line of argumentation was followed by Japanese architect Kenzo Tange, an influential patron of the Metabolism movement, who reacted to the introduction of the automobile into urban life by proposing ‘A plan for Tokyo 1960’. At the core of the proposal there was a linear megastructure designed to overcome problems caused by continuation of the radial zoning status quo. The urban sprawl was a direct result of old planning principles that failed to recognise and react to the spatial changes that followed the introduction of automobile. Tange’s megastructure was sought to solve the problem of urban sprawl by the means of decentralisation.

Once automobile, train and most of long-distance air traffic get replaced by hyperloop or alternative hyper-fast travel technologies, cities end up no longer understanding

distance and lacking a clear centre. Just like Tange’s vision, Power City recognises the drastic changes in the patterns of motion resulting from a nuclear fusion driven transportation system by introducing a novel configuration of space.

Everything is about uninterrupted motion here: smooth commute and efficient data transfer are the primary functions of the structure. In its physical continuity the megastructure resembles a railway. While Tange assumed a linear structure, ours is shaped around the superposition of two principles: the path of shortest distance, and the trajectory of a body moving in a force field.

The first principle makes sure the sites are connected in the most efficient way. It follows a mathematical model developed by Japanese mathematicians Tero, Kobayashi and Nakagaki that is based on a natural computation observed in the growth of Physarum polycephalum, a slime mold that is able to solve shortest path problems. The second principle bends the slime mold path in a way that accommodates the ultra-fast motion of a human-pod traveling through a force field. This way the parts of this megastructure are shaped like the parabolic trajectory of a particle traveling in a magnetic force field. Fully dependent on continuous power supply the structure itself is not a medium for energy transfer: in order to prevent any disruption in the power supply it is transmitted wirelessly.

As travel takes no time, boundaries fade and cities disintegrate into a collection of sites – islands in a sea of nature. Location is no longer determinant: every site can become an instantaneously accessible global traction point. Without a clear centre, cities defined by clear boundaries cease to exist. The world becomes one dispersed agglomeration.

II.ii. Urban Fabric and cellular automata

The architecture of this dispersed agglomeration will be defined by cellular automata. This technology is based on the assumption that the whole is greater than the sum of its parts. The key to this kind of computation is that every spatial point it generates is directly determined by its neighbouring points. This way, at the level of architecture Power City is shaped by the relation between its smallest parts.

The notion of a neighbour becomes key to how we live in these spaces. The spaces generated by cellular automata end up producing gaps that are larger than the physical structure of cellular automata itself. While we live in the structure itself, these gaps become the host of our public life. It is a communal space that is accessed by the surrounding architecture. These spaces are co-shared by the closest neighbours. It is in this gap that our leisure, work and life outside our home take place. Our door-todoor commute enabled by the megastructure takes place between these communal spaces.

The notion of a neighbour becomes closer to the notion of a tribe. The size and program of each communal space is highly variant. Since distance is no longer important, we choose where to live based not so much on the apartment itself, but on this communal space. We either chose to live or visit a certain place because of the ideas and activities that spread in that community or the activity that takes place within it. As technological advancement makes everything reproducible, freight traffic becomes insignificant in Power City: essential materials and goods are all sourced, printed and distributed locally via its communal spaces.

An important consequence of this is that we no longer encounter crowds, instead, we end up in a much more intimate relationship with each other. Power City has no junk space or ignorant crowds, its space is intimate and meaningful.

Finally, architecture generated by cellular automata takes the final step in decentralisation of space. It creates highly complex urban fabric, where moving around is based on human-machine intuition of space. Several communal spaces might coexist right next to each other and yet the people who live within can never cross each other’s way. Power City hosts a multitude of parallel communities that can coexist in a very close vicinity yet always stay invisible to each other.

III. Epilogue – Consequences of discrete order of space

The ultimate vision of Power City sees a fully physically discrete – or discontinuous –collection of spaces. Space, distance and longing have always been inseparable. Overcoming the distance used to engage us into a challenge that often brought an adventure and meaning. Extended duration of this journey always offered slow and continuous transmutation of the landscape. In Power City, the speed of travel and the absence of interim stations – we hop on the hyperloop right on our doorstep – takes away both the duration and the meaning of travel. All we are left with are the spaces of our final destination.

As the megastructure becomes ubiquitous, we fully disengage with the landscape that lays between the sites. These spaces in-between become a wild alternative. Nature claims back and explodes in diversity. It spreads and reaches the edges of the dispersed sites. As we cannot track the gradual longitudinal transformation of thriving fauna and flora, every forest and meadow that surrounds the megastructure becomes a unique physical experience. At the ground the ‘titans of wilderness’ spread unchained. In stark contrast to the discrete spatial experience inside of the megastructure above, the return of nature offers us an untold adventure in continuous space.

Sources

• Sloterdijk, P., Stiegler B. (2016). Welcome to the Anthropocene | Debate. Retrieved from https://www.youtube.com/watch?v=ETHOqqKluC4&ab_channel=RadboudReflects

• Sloterdijk, P. (2014). Spheres. Volume 2: Globes. Macrospherology. Semiotext(e). The MIT Press, London, England. 104–112.

• Creighton, J. (2016). A Brief Explanation of the Kardashev Scale: How Far Can Humanity Really Advance?, Future.com. Retrieved from https://futurism.com/the-kardashev-scaleof-civilization-types.

• Krawczyk, R. J. (2002) Architectural Interpretation of Cellular Automata. College of Architecture, Illinois Institute of Technology, Chicago, IL, USA. Retrieved from https:// mypages.iit.edu/~krawczyk/rjkga02.pdf

• Zhongje, Lie. Metabolism: Restructuring the Modern City. University of North Carolina at Charlotte. Retrieved from https://www.acsa-arch.org/proceedings/Annual%20Meeting%20 Proceedings/ACSA.AM.95/ACSA.AM.95.120.pdf

• Tero, A., Takagi. S., Nakagaki T., et al. , Rules for Biologically Inspired Adaptive Network Design, Science 327, 439 (2010). Retrieved from https://www.uvm.edu/pdodds/files/papers/others/2010/tero2010a.pdf

City in Balance A new balance between the ecological footprint and the organization of cities

Valerie Smalen Architecture

Floating city model with moveable housing

In the model that you see here I did more research about the environment of the future city. What does our earth look like. The fact is that the water levels keep rising and the city has to adapt to this new environment, a floating city. I found out which shape fits the best, how you enter the city and the connection between water and the footprint. I made a center that works like a crane, so that the city can also move inside.

The turning city model

In this model I tried to research what happens when spaces literally move. That city life is based on time and daytime. Those rooms that are empty and have no function or meaning during the day, can connect to other rooms that need more space. The discovery that I did was that a city also needs empty space because that is already meaningful for a city to create space and time to rest.

The ant nest

The model The turning city model was a city in which the organization literally revolved around connecting spaces. I noticed that this revolving movement entailed complications and did not provide the solution for the compact city system. That’s why in these models, especially the right-hand model above, I show how you can organise a compact city differently. The result was a city in which open spaces play a role in the organization and closed space, so every space acquires meaning and every space contributes to the city.

Venice

In this model I focused more on dimensions. How big is the city? How high are the houses? How is city life? How is a neighborhood socially organized? What happens underneath the city? The model helped me to make this city life image clear for me. Because I now focus more on dimensions and could better design the urban / city / neighbourhood and housing scale.

The floating city

After the Venice model, I started researching what the city means in its surroundings. How can the city cooperate with the environment and what does it bring to the city. The environment in the future in which land will become scarce because we will have to deal with floods due to climate change. That is why the city must be able to survive on water, so that we become independent off the land. We use old abandoned cities to quarry materials. We use the water for transportation, water, food and energy. These problems have become important in order to ultimately get our footprint as low as possible, so that we are not dependent on fossil fuel anymore.

It all started with my fascination with moving cities. These moving cities are described in the book Mortal Engines by Philip Reeve as infinitely moving cities. The idea that as a city you literarly travel as a complete city through the world and so, discover new places, gain knowledge and meet people. This idea appealed to me. So a first idea about the post fossil city was born.

In this post fossil city there is one way of living. As nomads we move around; living is fluid. The layout of the city is in constant flux. In search of raw material, food, water, knowledge, data and social contacts, the city moves around. Heritage and culture are shared on a widespread basis as neighbours change. We take our cities and settlements all over the world. By using places more efficiently taking only what we need, the lifestyle reduces our ecological footprint.

The project is called, City in Balance. It’s about the new balance between our ecological footprint and the design of the future cities. My goal is to make a post fossil city, that by movement can function as an independent city. When we achieve a lifestyle of the minimal footprint, we are capable of living selfsufficiently without fossil fuels. To find out how this city looks, I did a lot of design research by making intuitive models, making drawings, watching movies and doing research by reading. I want to show my design process by doing research with models, in the next following pictures.

In this model I investigated what moves like a clock in a city and what can be streets. For example, can we remove the streets so that the city becomes even more compact. In this model you move through the city via the houses and roofs, both a horizontal movement and vertical movement.

By connecting models you start thinking about the infrastructure and how people move through the city towards other cities.

These models (from left to right) investigate new forms of energy such as: the Moving City, the Grains City, the Algae City, the Underground City, the Electric Generator City and the Water City looking for materials from old abandoned cities

This is a floating self-sufficient city. In the city we live efficiently and to the minimal, to get the smallest footprint. The city moves through the water to create his own energy. The water helps the city to generate electricity and provide food for the complete city.

The city is protected because of her boundaries of the water. To ensure that the city does not expand indefinitely. Therefore facilities stay within reach, so you can do everything in the city by foot. Besides that, the border controls the amount of people in the city.So facilities and service do not run out of products. The products are perfectly based on the amount of people.With these borders the city stays healthy and self-sufficient and is capable to have a minimal footprint lifestyle.

The city is a compact system. The compact city aimed at a relatively high housing density and the mixing of spatial functions in the urban districts. It is based on an efficient transport system through the complete city and a layout of the public space that promotes walking. This would lead to a lower energy consumption, fewer gas emissions, more social interaction on the street and a higher social safety.

Because the city is compact. We have to re-use space efficiently. Therefore space has to be multifunctional, a room must be able to transform easily to create other rooms in the same place. This is very pleasant for the small compact rooms because you do not need the square meter of bedroom the whole day. And when you can transform these square meters to your living room, the room becomes much more pleasant because of the bigger space. The boundaries around the city are also helping with this multifunctional use of space. We can control the temperature inside the boundary, so everything in the city becomes one big space to use for the city.

We not only reuse space, but also material from old cities. To find these cities we move around. We do not depend on a fixed infrastructure, but use the water to be flexible in our route and movement to find and look for things for the city such as: materials, knowledge, data, information and other cities. To develop yourself, learn from each other and grow as humans.

The circumstances will change in the future. Today, 70% of the earth already consists of water. When several parts are submerged by the rising water, we are forced to see if water is not our enemy but our friend.

It is a floating sphere on water to provide the city with energy, food and knowledge. When the weather conditions on the water are too extreme, the city can go under water like a submarine.

FLOATING

The presentation helped me to reflect again and I was a little surprised that I fell back on existing structures because of the intuitive model process. I had still an image in my mind that I could not ‘catch’ in the models somehow.

So I started to make a big drawing, to try a different way of expressing my ideas of the floating city. It helped me to create other types of houses and a organization of streets.

Stad in balans Een nieuw evenwicht tussen de ecologsche footprint en de inrichting van steden

Noordelijke kuststreek, de 25ste van mei

Het is 2180, een nieuwe dag in de drijvende post-fossiele stad. De golven slaan hard tegen de sterke façade van de stad, die nu al een week langs de noordelijke kust vaart om energie op te wekken om de stad draaiende te houden. Tijdens de reis wordt kennis opgedaan, en voedsel gevonden. Uit de verlaten oude steden onder de waterspiegel worden bouwmaterialen gedolven. Het leven in de stad voelt veilig, door de sterke vorm, bestand tegen weer en wind. Vele wegen verbinden de verschillende wijken – afstanden zijn kort en op loopafstand, waardoor auto’s overbodig zijn. De wijken bestaan uit compacte woonruimtes waar jongeren, ouderen en gezinnen door elkaar heen wonen – en zo elkaar helpen en ondersteunen. Er wordt samen gekookt, er zijn collectieve bibliotheken en gedeelde wasruimtes. Door te delen, te verplaatsen en her te gebruiken houdt de drijvende, compacte en zelfvoorzienende stad de ecologische footprint laag. ...

Een nieuw evenwicht tussen de ecologische footprint en de inrichting van steden De hier beschreven drijvende stad toont een blik op een toekomst waarin de voorraad van fossiele brandstoffen is opgebruikt. Ondanks dat we regelmatig voor een dergelijk dystopisch toekomstbeeld worden gewaarschuwd, is een wereld zonder fossiele brandstoffen maar moeilijk voor te stellen. Ga maar na, ons hele leven is er op gestoeld. Ze vormen onze belangrijkste energiebron, maar worden ook gebruikt voor talloze producten die wij dagelijks consumeren. Zoals de gesealde producten uit de koelkast. Maar ook de tandenborstel, de fiets, het kookstel, een stoel – wie goed kijkt, ziet het overal.

Er is een methode om ons fossiele-brandstofverbruik te meten. Volgens deze methode wordt het gehele maakproces van een product omgezet in een oppervlakte dat nodig is om dit product te maken. Deze oppervlakte wordt de ecologische footprint (of voetafdruk) genoemd. Het is letterlijk de afdruk die per persoon op de aarde wordt ingenomen.

Een te hoge footprint is onwenselijk omdat anders de aarde te klein wordt voor onze levensstijl – en met name impact die onze manier van leven heeft op de planeet. Het is dus van belang dat in de steden van de toekomst een lagere footprint geldt zodat we op deze aardbol kunnen blijven leven. Bij het verbruik van fossiele brandstoffen wordt de footprint vele malen hoger omdat de uitstoot en het effect hiervan groot is voor de aarde. In een toekomst zonder fossiele grondstoffen, is er geen andere keuze dan onze manier van leven drastisch te veranderen. En te leven met een lagere footprint. Zodra de leefstijl van de minimale footprint wordt nageleefd, kan de nieuwe post-fossiele stad zelfstandig functioneren en is het niet meer afhankelijk van fossiele brandstoffen.

De toekomst van de minimale footprint stad De Verenigde Naties publiceerde in juli 2019 een artikel waarin is onderzocht hoe een lage footprint wordt bereikt. Volgens de VN zijn er vier manieren om onze footprint te minimaliseren: alternatieve energiebronnen, duurzame vormen van voedselproductie, het beperken van de bevolkingsomvang en een andere organisatie van steden.

Die laatste omvat veel en bevat zelfs kansen om de andere drie in positieve zin te beïnvloeden. Een andere organisatie van steden kan ons ruimtegebruik verminderen maar ook onze manieren van verplaatsen – met bijbehorende infrastructuur –voorgoed veranderen. Het voedselpatroon met hierin ons consumptiegedrag moet worden aanpast. De productie zal in het meest ideale geval zelfvoorzienend moeten worden. De bevolkingsgrootte op onze aarde speelt hierin een rol. Zodra een stad te groot wordt kunnen faciliteiten niet meer zelfvoorzienend zijn.

Om deze vier sleutelwoorden te tackelen, zijn een brede blik en veranderingsbereidheid cruciaal. Steden moeten anders georganiseerd, gepland en ontworpen worden. Deze grote veranderingen krijgen vorm in drie principes die ervoor zorgen dat de footprint van de toekomstige stad zo klein mogelijk is.

Drie principes voor de post-fossiele stad Deze principes zijn de fundering van het anders organiseren van de post-fossiele stad: verplaatsing over water, een compacte stad en een zelfvoorzienende stad.

HET EERSTE PRINCIPE is dat de post-fossiele stad zich kan VERPLAATSEN OVER WATER . Er zijn drie hoofdredenen waarom verplaatsing helpt bij het verlagen van de footprint. De verplaatsing zorgt voor energie opwekken, het vinden van grondstoffen en het leggen van contact met andere steden.

De fossiele brandstoffen leveren in de toekomst geen energie meer op, dus het is hoog tijd voor nieuwe vormen van energiewinning – en dan met name uit water. Ten eerste kunnen zeestromingen worden omgezet in energie door de natuurlijke temperatuurverschillen in het water. Warmte wordt uit het water gehaald en wordt gebruikt om tijdens koude periodes de gebouwen in de stad op te warmen. Deze vorm van energie uit temperatuurverschillen wordt thermische energie genoemd. De tweede manier is door het zoutgehalte in het water. Door zeewater te ontzilten voor drinkwater komt energie vrij. Door de watermassa’s te scheiden, door een membraan, kan zowel direct als indirect elektriciteit gewonnen worden. Daar wordt zodoende een druk opgebouwd die benut kan worden als energiebron, dit proces heet osmose. De derde manier is om energie te winnen uit de beweging van water. Stromend water brengt turbines in beweging. Deze turbines bevinden zich aan de façade van de stad. Net als bij een fietsdynamo zet een generator die draaibewegingen om in stroom. Doordat de stad zich onder water kan verplaatsen, zoals een onderzeeër, genereert het dag en nacht onderwater energie.

Naast energie, verplaatst de stad zich om materialen, die de stad zelf niet produceert, uit de verlaten steden te halen. De onderwater gelopen steden zijn verlaten doordat het waterniveau de afgelopen jaren is gestegen en blijft stijgen. De stad steekt vijftig meter uit het water om contact te maken met andere steden. De steden wisselen onderling grondstoffen uit en handelen met elkaar in voedsel, kennis en data, om zich te blijven ontwikkelen in het verder verlagen van de footprint.

HET TWEEDE PRINCIPE is dat de post-fossiele stad COMPACT IS IN RUIMTEGEBRUIK . Verdichting en implementeren van nieuwe transport wordt gezien als de oplossingen voor het verlagen van de ecologische footprint en CO 2 . Het zorgt voor een compacte stad en dat voorzieningen dichtbij zijn.

De compacte stad heeft een diameter van 250 meter. Het zorgt ervoor dat afstanden te voet kunnen worden afgelegd zodat er geen gebruik nodig is van voertuigen. De stad heeft een grote vertakte infrastructuur die alle wijken en werkgebieden met elkaar verbindt. Door de gefixeerde ronde vorm groeit de stad niet in omvang, als bescherming om de afstanden te voet te kunnen blijven afleggen.

Het delen van ruimte levert veel ruimte op. In de stad worden kleine ruimtes aan elkaar gekoppeld zoals tuinen die een gemeenschappelijk park vormen. De gemeenschappelijke ruimtes dragen bij aan de sociale cohesie in de stad. Een wijk heeft gedeelde ruimtes zoals een keuken, wasruimte en gedeelde elektrische voorzieningen om het energieverbruik laag te houden.

Door de compacte stad moet er efficiënt omgegaan worden met de vierkante meters, dit wordt bereikt door beweging. De beweging vindt plaatst in het infrastructuur netwerk en in de woningen zelf. De ruimtes in de woningen worden aangepast door de flexibiliteit in ruimte en meubels, zodat de vierkante meters zelf ingezet worden waar men wilt. Zoals de slaapkamer die overdag niet gebruikt wordt, deze meters worden gebruikt in de woonkamer. Flexibiliteit is in een compacte woning een uitkomst, omdat de woningruimte optimaal gebruikt wordt.

HET DERDE PRINCIPE

is dat de post-fossiele stad ZELFVOORZIEND is. Zoals gezegd, wekt de post-fossiele stad door verplaatsing over water zelf energie op. Maar ook op andere vlakken is de stad zelfvoorzienend.

Ten eerste door zoveel mogelijk producten zelf te produceren. Het importeren van producten, zorgt voor een hoge footprint. In de minimale footprint stad gaan deze zoveel mogelijk vervangen worden door duurzame en lokale producten. De drijvende stad produceert voedsel in het water, zoals zeedieren, algen en zeewieren. Het drinkwater wordt verkregen door zeewater te ontzilten.

Ten tweede, door het winnen van energie komt veel warmte vrij. De energie wordt gebruikt om de stad op te warmen en de lage temperatuur uit het water wordt gebruikt om de stad te koelen, hierdoor is de stad energieneutraal. Het verbruikt evenveel energie als dat er opgewekt wordt.

Ten derde, de bouw is een grote bron van een hoge footprint door hoge uitstoot en onnodig verbruik. De huizen in de stad zijn gebouwd van gevonden en hergebruikte materialen. Er is geen bouwafval omdat de materialen afbreekbaar zijn. De materialen leveren hierdoor geen vervuilende uitstoot en zorgt ervoor dat er gezond en veilig in de stad geleefd kan worden.

Het belangrijkste en laatste punt is, dat zelfvoorzienend zijn een mindset is. De huidige maatschappij is gericht op consumeren in grote getalen. Steden zijn gewend geraakt om het hele jaar door in het bezit te zijn van allerlei variërende producten. Terwijl dit overbodig is en er veel wordt weggegooid. Deze post-fossiele stad produceert voedsel en energie gebaseerd op het aantal inwoners. Hierdoor is er geen afval en overproductie.

Nawoord – De eerste stap

In dit essay is een nieuwe organisatie van de stad voorgesteld: drijvend, compact en zelfvoorzienend. Een stedelijke inrichting waarin de lage footprint centraal staat. Maar met deze stedenbouw van de toekomst wordt vooral ingespeeld op een verre postfossiele toekomst, omdat dan een lage footprint hoe dan ook nodig zal zijn. Dit is deels ironisch, want eigenlijk is vandaag de dag al de omslag naar een lagere footprint cruciaal. Het is helaas al jaren een gegeven, dat we teveel verbruiken dan onze aardbol aankan. Maar kunnen we lessen trekken uit de stad van de toekomst om vandaag al te beginnen met het zetten van de eerste stap naar een lagere footprint. Op een kleine schaal zijn er al veel manieren om de footprint te verlagen. Zoals de productie van voedsel en andere goederen dichtbij en lokaal – alleen al het wegvallen het transport zorgt dat de uitstoot van CO 2 daalt. Minder afval helpt ook, deels door apparaten langer te gebruiken en materialen te hergebruiken. En door het te scheiden, zodat het kan worden gerecycled.

De drijvende post-fossiele stad zal werkelijkheid worden als we onze footprint niet drastisch gaan verkleinen. Als we samen onze huidige leefstijl aanpassen, zijn de nieuwe post-fossiele steden niet nodig.

• United Nations Climate Change, artikel ‘Fossil Fuels Are Biggest Part of Global Ecological Footprint’ gepubliceerd op 29 juli 2019

• Holland boven Amsterdam, artikel ‘Energie uit water: zes verbluffende manieren om water te gebruiken als energiebron?’ geschreven door Pieter Bergmeijer, Tidal Testing Centre en Fred Gardner, Teamwork

• Volkskrant, geschreven door Deze steden dreigen de strijd met de stijgende zeespiegel te verliezen Ben van Raaij, Semina Ajrović en Mirjam Leunissen | Datavisualisatie: Titus Knegtel 29 november 2019

• Lezing 24 november 2020, AIA-Lezing door Lars van Hoften (UN Studio)

• Extreme verdichting - Kansen in extreme verdichting, sociaal, economisch en duurzaam vlak

• Voor de wereld van morgen, Oceanix City: de drijvende stad van de toekomst Vergeet ruimtekolonisatie op Mars, in de toekomst wonen we op zee, gepubliceerd op 16 april 2019.

• Footprint Network, The Science of Sustainability

• Planbureau voor de Leefomgeving, De Nederlandse voetafdruk op de wereld, Mark van Oorschot, Trudy Rood, Edward Vixseboxse, Harry Wilting en Stefan van der Esch, 2012

Reflections

Short reflections per project

The post-fossil city of Miks Berzins is inspired by the film The Matrix. People live –albeit voluntarily – in pods in which they produce energy with their bodies to keep the world running. In essence, humanity spends its time dreaming, but this is experienced as real life. Each home consists of a collection of pods that can be hung up like ‘articles of clothing’. Each home is, however, a simple five-by-five module, but can have the size of a palace. Any experience or space can be conjured up with a pod, so that the module house feels endless. People can also decide to live outside the pod. Floor Hendrickx builds cities from living materials. The assumption is that humanity will be able to manipulate plant growth in the future. As a result of this, buildings arise of which the floors and walls are made up of living organisms. This has advantages because buildings can ‘repair’ themselves in the event of damage. But it also has consequences for architecture, urbanism and design in a general sense. It is interesting, of course, that the landscape becomes the determining factor for the urbanisation opportunities. One subsoil is not like the other and it means that some plants – and therefore some buildings – thrive in one place and not in the other. The unanswered questions therefore remain: what does such a self-designing world look like? Which rules do must and can we impose on urbanism? What is the cultural dimension of this assignment and what are the structural possibilities? What does this world of organic building mean for the challenges in terms of energy transition, circularity and climate adaptation?

Maro Lange allows humans to ‘play’. Inspired by Constant Nieuwenhuys’ ‘New Babylon’, he foresees a world in which sufficient energy is available, in which robots work for us and in which the global population has fallen to such an extent that the city is empty. Humans live in environments where you can seek out a new house every day. In that condition, humans become endlessly creative without exception and avidly start building. They use materials from other homes for that, saw pieces out of walls and floors, combine homes and demolish them elsewhere. ‘I build, therefore I exist’, should be the motto. It is unclear what preceded the future of this do-it-yourself building boom, but it is clear that it was devised by an architect.

Siân McGrath explores a striking paradox. A radical infrastructure is needed to build the city of the future, but urban life itself remains small, local and self-sufficient. As the basis for her urban design, Siân examined how our society and economy will turn out be a ‘civic society’ in a distant future – where city dwellers and communities will find solutions themselves, relying on the creation of local, collective urban systems for water storage, waste recycling, food production and energy systems. Despite the

focus on small scale, community spirit and self-organisation, Siân does not eschew the use of technology. In her view, technological progress provides opportunities for connection and social organisation when used correctly. It can offer the opportunity to collect and process data and to draw conclusions at a level of complexity that was previously incomprehensible.

In Martynas Solovejus’ picture of the future, there is an excess of energy due to nuclear reactors. Buildings and cities ‘build’ themselves through cleverly thought-out computer algorithms. It leads to an intriguing and sometimes unpredictable (and therefore exciting) collection of towers that are sometimes interconnected. The world of Solovejus connects dystopian landscapes with hopeful storytelling at the level of parametric architecture.

Valerie Smalen examines cities that move. They are self-sufficient and the people who inhabit these travelling cities, are responsible themselves ‘on board’ for water, food and energy. Her main hypothesis is that it should be possible to ensure that urban spaces are never left unused. That is what she designs ring-shaped series of architectural spaces that can turn in relation to each other, because of which new combinations arise. Based on this ring-shaped city – where space is therefore never wasted – we end up in a world where cities like spherical structures permanently float in the global oceanic current. These ‘balls’ behave like icebergs, of which 90 percent is located underwater. Only the top of the ball sticks out above sea level. City dwellers can lap up sun and fresh air there.

Credits Students

This book reflects on a third year cross disciplairy studio at the Amsterdam Academy of Architecture.

Miks Berzins

Floor Hendrickx

Maro Lange Siân McGrath Martynas Solovejus Valerie Smalen

Eric Frijters

Mark Hendriks David Kloet

Peter Pelzer (guest lecturer) Gregory Jennie (maquette photos) Markus Appenzeller Jan-Richard Kikkert Hanneke Kijne

Mark Hendriks Klaas de Jong

GigaPrint

Creative Commons, 2021. This license allows reusers to copy and distribute the material in any medium or format in unadapted form only, for noncommercial purposes only, and only so long as attribution is given to the creator.