Pasaules iedzīvotāju skaitam līdz šī gadsimta beigām pietuvojoties 11 miljardiem, politikas veidotāji lauza galvas par to, kā attīstīt pilsētas. Taču ko tas nozīmēs būvniecības nozarei?
2022. gada aprīlī ANO galvenajā mītnē Ņujorkā (ASV) tika prezentēti eleganti datorizēti attēli, kuros redzama virkne bioloģisko iežu šūnu, kas katra ir paredzēta enerģijas un atkritumu uzglabāšanai, kā arī lauksaimniecībai un zivju audzēšanai.
Tā piemēram, Okeāniksa ir Korejas pilsētas Pusanas krastā peldošs no masīvām baltām sešstūra platformām veidots komplekss, kurā ietilpst ekoloģiskās mājas, veikali, biroji un sabiedriskās telpas, sevi dēvē par nākotnes pilsētu.
Projekts ir veidots līdzīgi Octopod no bērnu seriāla “Oktonauti” virsūdens versijai, un tajā paredzēta vieta 12 000 iedzīvotāju un apmeklētāju uz trim savstarpēji savienotām platformām, kas aptver 6,3 hektārus. Galu galā to varētu paplašināt līdz vairāk nekā 20 platformām, kurās uzturēties būtu iespējams 100 000 cilvēkiem.
Uzņēmums Oceanix, kuru dibinājis bijušais Franču Polinēzijas tūrisma ministrs Marks Kolinss Čens un bijusī Apvienoto Nāciju Organizācijas amatpersona Itai Madamombe, norāda, ka projekta sākotnējais posms tiks pabeigts līdz 2025. gadam un izmaksās 200 miljonus ASV dolāru, tieši laikā Pusanas piedāvājumam rīkot izstādi World Expo 2030.
Ar Apvienoto Nāciju Organizācijas ilgtspējīgas attīstības nodaļas, ANO Habitat un Pusanas Metropolitēna atbalstu, Oceanix veido prototipu, tostarp aeroponisko lauksaimniecību (augu audzēšanas procesu, kurā izmanto tikai ūdeni un barības vielas), ūdens ieguvi un tikai gājēju celiņus, ko uzņēmums cer plašā mērogā replicēt piekrastes pilsētās visā pasaulē.
“Mūsdienu daudzveidīgās pilsētu teritorijas saskaras ar jauniem un pieaugošiem draudiem, tostarp klimata pārmaiņu un pieaugošās nevienlīdzības dēļ,” saka ANO ģenerālsekretāra vietniece Amina Mohameda. “Peldošās pilsētas var būt daļa no mūsu atbildes.”
Kas būs futūristiskā pilsētā?
“Mūsu pieeja attīstībai un vides ilgtspējībai pilsētās ir nopietni jāpārstrādā, lai tā atbilstu šodienas un rītdienas izaicinājumiem,” viņa saka. “Mēs dzīvojam laikā, kad vairs nevaram turpināt būvēt pilsētas tā, kā tika uzcelta Ņujorka vai Nairobi.
“Mums ir jābūvē pilsētas ar risinājumiem zemu emisiju attīstībai – palielinot drošu un ar elektrību darbināmu sabiedriskā transporta risinājumu skaitu un mainot to tīklu pret tīras enerģijas risinājumiem. Mums ir jābūvē pilsētas cilvēkiem, nevis automašīnām. Un mums ir jābūvē pilsētas, zinot, ka tās būs ar klimatu saistītu tādu risku frontes līnijās kā no jūras līmeņa celšanās līdz vētrām.”
Protams, strauji augošā pasaules iedzīvotāju skaita problēmas apvienojumā ar pieaugošo spiedienu samazināt oglekļa emisijas un vēlmi pārdomāt pēcpandēmijas dzīvesveidu mudina politiķus, NVO un arhitektus rūpīgi pārdomāt, kā mēs dzīvojam, strādājam, patērējam un pārvietojamies pilsētās, no kurām daudzām būs nepieciešami līdzīgi radikāli risinājumi.
Apvienoto Nāciju Organizācija prognozē, ka pasaules iedzīvotāju skaits pieaugs no šodien esošajiem aptuveni 7,8 miljardiem cilvēku līdz 9,7 miljardiem 2050. gadā, un 2100. gadā tas varētu sasniegt gandrīz 11 miljardus.
Pilsētās dzīvojošo iedzīvotāju proporcijas. Apvienoto Nāciju Organizācija prognozē, ka Āfrikas pilsētu iedzīvotāju skaits strauji pieaugs.
Paredzams, ka lielākā daļa šī pieauguma notiks pilsētās. Mūsdienās 55% pasaules iedzīvotāju dzīvo pilsētu teritorijās, un liela daļa no šī skaita nāk no attīstītajām valstīm. Paredzams, ka pilsētu teritorijās dzīvojošo īpatsvars līdz 2050. gadam pieaugs līdz 68%, saskaņā ar ANO datiem, veidojot vēl 2,5 miljardus cilvēku.
Problēma, kas saistīta ar arvien vairāk cilvēku ietilpināšanu arvien lielākās metropolēs, nav jauna. Piemēram, pēdējo divu gadsimtu laikā Ņujorkas iedzīvotāju skaits ir pieaudzis no nedaudz vairāk nekā 100 000 1820. gadā līdz vairāk nekā 5 miljoniem 1920. gadā, bet 2020. gadā sasniedza aptuveni 8,8 miljonus. Vēl dramatiskāk ir tas, ka Mehiko iedzīvotāju skaits ir pieaudzis no 3,3 miljoniem 1950. gadā līdz vairāk nekā 21 miljonam līdz 2020. gadam.
Kas ir pasaules lielākā pilsēta?
Lai pielāgotos strauji pieaugošajam iedzīvotāju skaitam, mūsdienu pilsētas sākotnēji ir izpletušās uz āru un pēc tam augušas uz augšu. Ņujorka, lielākā pilsēta pasaulē pēc platības, kopumā aizņem 12 093 kvadrātkilometrus, un šobrīd tajā atrodas arī aptuveni 300 debesskrāpju – ēkas, kuru augstums pārsniedz 150 metrus.
Ja pašreizējās tendences turpināsies, divdesmit pirmā gadsimta pilsētu centri ļoti atšķirsies no mūsdienu mega-pilsētām.
Pēdējā gadsimta laikā pilsētas ir dramatiski izaugušas. 1950. gadā Ņujorka bija pasaules lielākā lielpilsēta ar 7,9 miljoniem iedzīvotāju. Tai sekoja Čikāga Ilinoisas štatā ar 3,6 miljoniem iedzīvotāju. Mūsdienās Tokija Japānā tiek uzskatīta par pasaules lielāko pilsētu ar aptuveni 37 miljoniem iedzīvotāju. Otrajā vietā ir Deli Indijā, kurā dzīvo aptuveni 32 miljoni iedzīvotāju.
Pētnieki prognozē, ka līdz 2100. gadam pasaule būs mājvieta jaunai ultra-mega pilsētu grupai, daudzas no kurām atradīsies uz dienvidiem no Sahāras Āfrikā un kuru iedzīvotāju skaits būs vairāk nekā divas reizes lielāks nekā šodien.
Saskaņā ar Pasaules Pilsētu institūta datiem, līdz 2100. gadam Lagosa Nigērijā būs pasaulē lielākā pilsēta ar 88,3 miljoniem iedzīvotāju, salīdzinot ar aptuveni 20 miljoniem šodien. Paredzams, ka Kinšasā Kongo Demokrātiskajā Republikā iedzīvotāju skaits pieaugs no 17 miljoniem šodien, sasniedzot 83,5 miljonus iedzīvotāju un padarot to par otro lielāko.
Āfrikas iedzīvotāju skaits pieaug straujāk nekā jebkurā citā kontinentā, un afrikāņi pārceļas uz pilsētām ātrāk nekā cilvēki citur, īpaši uz dienvidiem no Sahāras. Pasaules Banka prognozē, ka līdz 2100. gadam Āfrikā atradīsies 13 no pasaules lielākajām pilsētu teritorijām, pretstatā šodien esošajām divām.
Līdz ar straujo izaugsmi rodas lielas iespējas. Daudzās Āfrikas pilsētās iedzīvotāju skaits katru gadu pieaug par tūkstošiem, un tur ir simtiem kvadrātjūdžu graustu un neformālu mājokļu, kas parasti tiek būvēti bez asfaltētiem ceļiem, kanalizācijas pieslēgumiem, dzeramā ūdens un citiem pakalpojumiem. Oriģinālo iekārtu ražotāju, darbuzņēmēju un materiālu ražotāju iespējas Āfrikā ir milzīgas.
Pasaules Banka lēš, ka pašlaik 60% Āfrikas pilsētnieku dzīvo neoficiālās un neplānotās apmetnēs. ANO saka, ka aptuveni 40% pilsētu iedzīvotāju uz dienvidiem no Sahāras Āfrikā nav piekļuves elektrībai.
Pasaules straujāk augošās pilsētas
“Augošām pilsētām ir nepieciešami ievērojami ieguldījumi infrastruktūrā, lai tās turpinātu paplašināties pašreizējā tempā,” saka Daniels Daulings, partneris uzņēmumā PwC. “Mēs esam aprēķinājuši, ka nākamajos 10 gados vien globālajā infrastruktūrā ieguldīsim 78 triljonus ASV dolāru, lai atbalstītu šo pieaugumu.”
“Ņujorkai, Pekinai, Šanhajai un Londonai būs nepieciešami 8 triljoni ASV dolāru investīcijām infrastruktūrā, un visai droši ir tas, ka dienvidos no Sahāras Āfrikā deficīts ir novērtēts par zemu, un šīs infrastruktūras finansēšana var būt nopietnas galvassāpes valsts un vietējām valdībām” viņš piebilst.
Pilsētu amatpersonām, kas cīnās ar daudzajām grūtībām pārvaldīt lielākoties nedokumentētu pilsētu iedzīvotājus politiskās nestabilitātes apstākļos, to var būt vieglāk pateikt, nekā izdarīt. Mckinsey lēš, ka pašlaik 80% no Āfrikā ierosinātajiem infrastruktūras projektiem nekad nav pārsnieguši plānošanas posmu un tikai 10% saņem nepieciešamo finansējumu, lai tiktu turpināti.
Tomēr izdevumi lieliem infrastruktūras projektiem pieaug. Deloitte lēš, ka tēriņi lielajiem projektiem visā kontinentā 2021. gadā sasniedza 521 miljardu ASV dolāru, kas ir gandrīz par 300 miljardiem dolāru vairāk nekā 2013. gadā.
Liela daļa no Āfrikā izvērsto megaprojektu pieauguma ir saistīta ar Ķīnas valdības iniciatīvu (Belt and Road Initiative), kuras rezultātā Ķīnas nauda (un parādi) miljardiem dolāru apmērā ir ieplūduši, lai finansētu lielas iniciatīvas, kas parasti tiek īstenotas, piešķirot to izpildi Ķīnas darbuzņēmējiem.
Tomēr eksperti uztraucas, ka pašreizējā pilsētu pieauguma modeļa atkārtošana nav ilgtspējīga. Pilsētu izplešanās rada satiksmes sastrēgumus un pārmērīgu paļaušanos uz automašīnām, kā arī veicina nevienlīdzību.
Daudzstāvu ēkas, vienlaikus radot augstāku pilsētas blīvuma līmeni, satur milzīgu daudzumu oglekļa betonā un tēraudā, kas nepieciešams to celtniecībai.
Mūsdienu pilsētas ir galvenais klimata pārmaiņu veicinātājs. Saskaņā ar ANO Habitat datiem pilsētas patērē 78% no pasaules enerģijas un rada vairāk nekā 60% no siltumnīcefekta gāzu emisijām, tomēr veido mazāk nekā 2% no Zemes virsmas.
Pilsētu varas iestādes drošības apsvērumu un augstās oglekļa pēdas dēļ sāk ierobežot dažu augstu tērauda karkasa ēku skaita pieaugumu. Videi draudzīgi arhitekti visā pasaulē jau sen ir aicinājuši aizliegt debesskrāpjus, kas būvēti tikai no stikla, jo to dzesēšana ir pārāk dārga.
Vai debesskrāpji attīstās?
Uzņēmums Skidmore Owings & Merrill ir izstrādājis “Urban Sequoias” (Urbānās sekvojas), kas, pēc tā domām, varētu katru gadu no atmosfēras izvadīt 1000 tonnas oglekļa.
2019. gadā toreizējais Ņujorkas mērs Bils de Blasio solīja pilsētā ieviest tiesību aktus, piemērojot jaunas enerģijas kodeksa prasības kā priekšnoteikumu būvatļauju saņemšanai, kas, viņaprāt, apgrūtinātu enerģiju patērējošu stikla un tērauda konstrukciju izveidi.
2021. gadā Ķīnas valdība pieņēma jaunu likumu, kas ierobežo tiesības mazākām pilsētām visā valstī būvēt superaugstus debesskrāpjus, kuru augstums pārsniedz 250 m, un stingri ierobežo tādu debesskrāpju celtniecību, kuru augstums pārsniedz 150 m, lai apkarotu "iedomības projektus" un samazinātu enerģijas patēriņu.
Tā vietā eksperti sagaida, ka arhitekti un būvniecības komandas izmantos jaunas tehnoloģijas, piemēram, ēku informācijas modelēšanu (BIM) un būvniecību ārpus objekta.
“Būtiski, ka tehnoloģijas var palīdzēt paātrināt projektus, kas ir galvenais ieguvums nozarē, kurā trūkst prasmju un ir liels pieprasījums pēc attīstības,” saka Džeimss Čemberss, programmatūras uzņēmuma Bluebeam ASV reģionālais direktors.
“Lieliski panākumi tiek gūti jaunu būvmateriālu un metožu, piemēram, viedbetona, inženierijas kokmateriālu un 3D drukāto konstrukciju jomā,” viņš piebilst. “Arvien vairāk tiek izmantota arī ārpustelpu lietošana, sākot no iepriekš samontētiem komponentiem līdz pilnībā modulāriem risinājumiem.”
Viens no veidiem, kā arhitekti mēģina būvēt ilgtspējīgas augstceltnes, ir torņu izmantošana, kas celti no koncentrētiem kokmateriālu izstrādājumiem, kurus dažkārt jokojot sauc par “saplākšņu debesskrāpjiem”.
Tie ir izgatavoti, salīmējot kaltētas laminētas koka sloksnes kopā 90 grādu leņķī un saspiežot tās zem spiediena, lai iegūtu vielu, kas, pēc inženieru domām, pārspēj tēraudu un betonu stiprību ugunsizturības un ilgtspējības ziņā. Pasaulē augstākā koka ēka Mjøstårnet tika pabeigta Norvēģijas pilsētā Brumanundalā pēc attīstītāja AB Invest pasūtījuma 2019. gadā, un to veica norvēģu darbuzņēmējs Hent.
Mjøstårnet tornis Brumanundalā, Norvēģijā, ir pasaulē augstākā koka ēka.
Kā padarīt pilsētas ilgtspējīgas?
Kopš tā laika ir pabeigti vairāki koka torņi, tostarp 24 stāvu HoHo celtne Vīnē, Austrijā un 19 stāvu Terrance House Kanādā, kā arī 25 stāvu Ascent tornis Viskonsīnā, ASV.
“Tas ir patiesi iedvesmojoši redzēt milzīgo interesi par šo ēku visā pasaulē,” saka Rūne Abrahamsens, izpilddirektors uzņēmumā Moelven Limtre, kas ir kompleksais apakšuzņēmējs projektā, kas piegādāja CLT (krusteniski laminētās koka loksnes). “Nākotnē ir lielas prasības pēc ilgtspējīgiem risinājumiem, un Mjøstårnet tagad ir pasaulē augstākais šāda veida paraugs.”
Čikāgā bāzēta arhitektūras firma Skidmore Owings & Merrill iet vēl tālāk. Pagājušā gada COP 26 izstādē tā atklāja plānus radīt augstceltnes, kas būvētas, izmantojot oglekli absorbējošus materiālus, kas satur augus un aļģes un ir izstrādātas, lai radītu “skursteņa efektu”, kas absorbētu oglekli no gaisa.
Nodēvēts par “Urban Sequoias”, tas lepojas ar to, ka šie torņi, no kuriem neviens gan vēl nav uzbūvēts, katru gadu spētu no atmosfēras izvadīt līdz pat 1000 tonnām oglekļa.
“Šis risinājums ļauj mums sākt no nulles, lai piegādātu oglekli absorbējošas ēkas, palielinot oglekļa daudzumu, kas laika gaitā tiek izvadīts no atmosfēras,” saka Kents Džeksons, partneris uzņēmumā SOM.
“Pēc 60 gadiem šis modelis absorbētu līdz pat 400% vairāk oglekļa, nekā tas būtu varējis izdalīt būvniecības laikā.”
Kāpēc 3D printēšana varētu būt nākotne
Saliekamās ēkas celtniecībā tiek izmantotas vairāk nekā gadsimtu. Tomēr tehnoloģiju attīstība, jo īpaši 3D printēšanas jomā, nozīmē, ka celtniekiem ir iespējams izveidot komponentus vai pat pilnus mājokļus, bieži vien dažu stundu laikā, iesaistot daudz mazāk cilvēku, nekā tas parasti būtu nepieciešams.
Holcim apgalvo, ka tā kopuzņēmums 14Trees esot izveidojis Āfrikā pirmo 3D printēto māju.
Lai gan 3D drukāšanas tehnoloģija joprojām ir sākumstadijā, tā strauji attīstās, ražotāji Ķīnā, Dubaijā, ASV un Eiropā veido mājokļus un biroja komplektus, kas, viņuprāt, ir nākotnes modeļi.
Pagājušajā gadā cementa ražotājs Holcim paziņoja, ka esot parakstījis līgumu par 52 vienību pieejamu mājokļu projektu Kenijā, kas esot līdz šim lielākais šāds līgums Āfrikas kopuzņēmuma 14Trees ietvaros. Holcim saka, ka tas esot uzlabojis savu tehnoloģiju, ļaujot izveidot nesošās sienas un piešķirot tām strukturālu funkciju.
Dubaijas pašvaldība pat ir apsolījusi, ka līdz 2030. gadam aptuveni ceturtā daļa no visām jaunajām ēkām tiks izgatavotas, izmantojot šo tehnoloģiju.
Izstrādātāji saka, ka process, kurā parasti ietilpst milzīgas robota rokas izmantošana, kas uzsmērē cementa, kaļķakmens vai pat otrreizēji pārstrādāta stikla slāņus ar saistvielu vienu virs otra un pēc tam atstāj iegūto struktūru sacietēt, varētu mainīt līdzšinējo kārtību, nodrošinot funkcionālu mājokli par pieņemamu cenu strauji augošajos apgabalos.
NASA pat ir paziņojusi par plāniem izmantot 3D drukāšanu, lai celtu ēkas uz Mēness, izmantojot Mēness augsni.
“Paredzams, ka līdz 2030. gadam, ņemot vērā mūsdienu straujo urbanizāciju, vairāk nekā trīs miljardiem cilvēku būs nepieciešami mājokļi par pieņemamu cenu. Šī problēma ir visakūtākā Āfrikā, un tādās valstīs kā Kenija jau tagad saskaras ar divu miljonu māju trūkumu,” saka Jans Dženišs, Holcim izpilddirektors.
“Izvietojot 3D drukāšanu, mēs varam novērst šo infrastruktūras trūkumu plašā mērogā, lai paaugstinātu dzīves līmeni visiem.”
Pašlaik nav zināms, vai 3D drukāšana būs atbilde vai pat daļa no atbildes. Ir zināms, ka mainīsies pasaules lielāko pilsētu ģeogrāfiskie apgabali, kā arī tajās esošās ēkas. Abi šie fakti sniedz reālu iespēju tiem, kas strādā būvniecības nozarē.
