Creëer een leefbare en gezonde omgeving voor stedelingen, waarbij je ervoor zorgt dat een stad zichzelf op duurzame wijze kan voeden. Dat was de opdracht van de tweede editie van de Urban Greenhouse Challenge, die in augustus eindigde met de aankondiging van de winnaars. De drie winnaars, Team Bagua, Team KAS en TeAMSpirit, delen hun ervaringen tijdens de challenge, waarbij ze een stedelijke kas in Dongguan, China, moesten ontwerpen.
Chinees symbolisme
Gabriel Malaquin en Olivia Manzart zijn twee van de teamleden van Team Bagua, die als eerste eindigde in de challenge. "We wilden de Chinese landbouwgeschiedenis en cultuur meenemen in ons ontwerp. We moeten de tuinbouw zo gaan vormgeven dat er minder impact is op het milieu en Dao heeft ons geïnspireerd om de sterke punten van de traditionele landbouw te combineren met innovatie en technologie. Dao vertegenwoordigt het belang van flow en flexibiliteit en we zijn ervan overtuigd dat dit de sleutel is tot lokale oplossingen voor urban farming," beschrijven ze de inspiratie achter hun concept.
Team Bagua
"Wat kan een van de volgende wonderen van Dongguan beter vertegenwoordigen dan een populair Chinees symbool? Als we denken aan een Chinees symbool, dan denken we aan Bagua. Dit is een belangrijk onderdeel van Taoïsme. Het bestaat uit acht verschillende aardse en goddelijke elementen om dualiteit weer te geven en vertegenwoordigt het belang van flow en flexibiliteit."
"Toen we over het symbool hoorden en de betekenis ervan, waren we van mening dat dit erg overeenkwam met wat wij wilden creëren. Van ons verlangen om zowel technologie als traditionele technieken te gebruiken, tot de behoefte om circulariteit in energie en afvalstromen te creëren. We hebben ons project vormgegeven naar de betekenis van het symbool, vandaar de naam Bagua."
Concept van team Bagua
De winnaars van de derde plaats, TeAMSpirit, vond ook inspiratie in de Chinese mythologie, ook al kwam bij hun het ontwerp eerder tot stand dan de symboliek. Hun schildpadontwerp springt zeker in het oog, maar het ontwerp had in eerste instantie niet deze vorm, legt teamlid Annie Berendsen uit. "We begonnen eerst met de verschillende functies die we in gedachten hadden: openbare ruimte, gewasproductie en onderzoek. Hiervoor hadden we een open ruimte op de begane grond, een grote dome en een vierkant stuk.
Na de eerste ontwerpfase hebben we ons gebouw in 3D geprint. Toen we ons model gingen laten zien, kregen we steeds weer de opmerking dat het op een schildpad leek. We wisten als team eerst niet wat we hiervan moesten denken, maar gelukkig vertelden onze twee Chinese leden de symboliek daarvan in de Chinese mythologie. Toen zagen we hoe relevant die schildpad was voor ons concept. Ze leggen uit dat de schildpad staat voor wijsheid, duurzaamheid en een lang leven, wat perfect weergeeft wat we willen bereiken met onze veerkrachtige kas. Zo heeft de schildpad ons gevonden!"
TeAMSpirit
Circulariteit
Een belangrijke factor in het ontwerp van Team Bagua was circulariteit. "Het toevoegen van meststoffen en percolaten leidt tot grote milieuproblemen in de huidige tuinbouwsector. Onze oplossing was om alle voedingsvereisten voor de gewassen op locatie te produceren," leggen Gabriel en Olivia uit. "We transformeren lokaal tuinbouwafval en huishoudelijk organisch afval in substraat van hoge kwaliteit en voedingsstofoplossingen, door middel van een biovergister. Ons kasontwerp optimaliseert het gebruik van zonlicht voor de teelt van gewassen, om de behoefte aan niet-hernieuwbare energie voor ledbelichting te verminderen. Met behulp van nieuwe zonnepanelen en een biovergister kan Bagua een aanzienlijk deel van de benodigde energie van het gebouw produceren."
Concept van Team Bagua
Vanuit bouwkundig perspectief gebruiken ze materialen die aan bepaalde eisen voldoen, waarmee de circulariteit in het gebouw gewaarborgd kan worden. "We wilden bijvoorbeeld dat de materialen lokaal worden geproduceerd. Ze moeten licht in gewicht zijn en een hoge weerstand hebben, zodat er zo weinig mogelijk materiaal en fundering nodig is om het gebouw te ondersteunen."
Bouwkundige uitdagingen
Als we het over bouwkundige aspecten hebben dan is het combineren van voedselproductie met een gemeenschapscentrum een recept voor verschillende uitdagingen. Voor Team Bagua lag de grootste uitdaging in het ontwerpen van een project dat een efficiënte productie van kwalitatieve voedselproducten combineerde met ruimtes voor sociale interacties en onderwijs. "Daarnaast wilden we gebruik maken van lokale bronnen en materialen en was het ook een uitdaging om een gebouw te ontwerpen met een lage impact op het milieu," zeggen Gabriel en Olivia. "Dongguan (China) was de locatie van het project. We moesten dus in een totaal andere geografische en culturele omgeving werken als waar de meeste teamleden vandaan komen. Daarnaast bestond ons team uit een zeer diverse groep mensen, wat ons hoofdconcept versterkte: Bagua, de Taoïstische filosofie over aanpassen. Met het project hebben we beoogd niet alleen aanpassingen te doen aan de lokale omgeving, maar ook aan de verschillende activiteiten en behoeftes. Daarom stellen we een flexibel gebouw voor met ruimtes die voor meerdere toepassingen kunnen worden ingezet en in de loop van de tijd kunnen worden ontwikkeld of aangepast aan een nieuwe toepassing als daar behoefte aan ontstaat."
Team KAS, het team dat op de tweede plaats eindigde, heeft in hun ontwerp de nadruk gelegd op twee belangrijke zaken: uniciteit en winstgevendheid. "Uiteraard zijn duurzaamheid en circulariteit overwogen en meegenomen als basis, maar we wilden iets creëren wat haalbaar en realistisch is. De gegeven ruimte voor het indoor voedselproductiesysteem is beperkt. Daarom was het voor ons logisch om te kiezen voor substraatteelt en aeroponics," vertelt Kyungchun Kim on namens het team.
In het begin hebben ze andere keuzes overwogen zoals kruiden, medicinale planten en microgroenten. "Maar volgens onze berekeningen waren deze keuzes niet genoeg om zelfs na 10 jaar een break-even-punt te bereiken met de initiële investeringen."
Na een serie overleggen kozen ze daarom voor alternatieve opties met gewassen van hoge waarde, zoals ginseng en dragonfruit.
Team KAS
Omdat de locatie van de challenge was verdeeld in twee grote gebieden, de bouwlocatie en het te bebouwen land, had het totale gebied van de challenge een oppervlakte van 30.000 m2. Het merendeel hiervan is voor de tuinbouw en op dat stuk mag voor minder dan 5% gebouwd worden. "Het zou een enorme gemiste kans zijn om niets te telen op dit stuk land," zegt Kyungchan. "Om de totale winst te optimaliseren (met teelt op dit stuk land) hebben we de gebouwhoogte verlaagd (zodat het gebouw het zonlicht niet zou tegenhouden) en hebben we een gevarieerd teeltsysteem geïmplementeerd voor een jaarronde productie. We hebben ook een opvouwbare kas ontwikkeld die overal op het te bebouwen land kan worden ingezet en waarmee we onze gewassen kunnen beschermen tegen het strenge klimaat van Dongguan."
Het ontwerp van TeAMSpirit kreeg de bijnaam 'de Schildpad'
Voor TeAMSpirit was een van de grootste uitdagingen het samenvoegen van de verschillende activiteiten en ideeën die het team had. "Omdat we zoveel verschillende mensen in ons team hebben, had iedereen andere ideeën over het gebouw, van innovatieve aquaponics-systemen tot duurzame gebouwmaterialen en circulariteitssystemen. Het was een uitdaging om al deze ideeën samen te voegen in een functioneel concept, maar het was ook heel lonend proces."
Steun van coaches
Tijdens de challenge moesten de teams een aantal belangrijke uitdagingen oplossen om ervoor te zorgen dat ze voldeden aan de eisen voor sociale en economische duurzaamheid van het project. Gelukkig kregen ze daarbij hulp van de coaches. "We zijn een team van 10 studenten. Zelfs met de beste intenties ter wereld zouden we niet kunnen voldoen aan de belangrijkste doelstellingen en criteria van de challenge zonder de hulp van de coaches," vertellen Gabriel en Olivia. "We hebben gesproken met mensen die al tientallen jaren in de sector werkzaam zijn en daarin werden we geconfronteerd met dezelfde zorgen. Het is een gecompliceerd proces om alle aspecten in een kas op te nemen, maar het werd makkelijker door de hulp van de professionals. De coaches stuurden ons in de juiste richting of gaven ons constructieve feedback over nieuwe technologieën en ideeën. De coaches zorgden er bijvoorbeeld voor dat onze ideeën geen premature concepten waren en werden ondersteund door bewijs. Hierdoor kregen we meer zelfvertrouwen en wisten we dat we op onze ideeën konden vertrouwen."
Kyungchun ondersteunt dit: "het was geweldig om samen te werken met al de coaches. Overleggen met hen waren elke keer weer eyeopener en ze hebben ons echt geholpen telkens weer vanuit een praktisch perspectief te kijken. Als onze stellingen werden gevalideerd door de experts en coaches waren we opgelucht. Dit was een enorme stimulans om ons een weg te banen door de COVID-19-tijd."
Een blik op het project van team KAS. Het gebouw werd ontwikkeld op basis van de Lingnan-stijl. Het voegt het omringende landschap op een aantrekkelijke manier samen met de indoor voedselproductie.
Thomas (Zhuzi Ye), een ander teamlid van team KAS, voegt eraan toe dat "we dankzij het krachtige sociale netwerk van WUR in contact zijn gekomen met experts die echte veteranen zijn in deze sector. Ze hebben hele specifieke en constructieve feedback gegeven over ons voorstel. Ze hebben uitgebreid antwoord gegeven op onze vragen tijdens overleggen met onze coaches. Hun professionele houding en manier van denken maakte me duidelijk dat er nog steeds een gat is tussen de kennis die ik op school heb opgedaan en wat er nodig is in de sector. Daarnaast zorgt hun enthousiasme om ons te helpen ervoor dat ik goede hoop heb voor deze sector."
Een kijkje in 'de Schildpad' van TeAMSpirit
TeAMSpirit heeft ook veel begeleiding en feedback ontvangen van de verschillende coaches en experts, zoals teamlid Tearlach Barden ook zegt. "Allereerst bracht onze coach Alexander Laarman ons in contact met relevante experts in de academische gebieden, die we nodig hadden voor de challenge. Met het advies van de experts konden we de interdisciplinariteit van de challenge aan en konden we subteams samenstellen. Binnen het subteam voor de plantproductie konden we bijvoorbeeld samenwerken met Parus en een optimaal belichtingsschema samenstellen dat past bij onze multiseizoenskas."
Betrokkenheid van de lokale gemeenschap
Als winnaars van de eerste prijs zijn Gabriel en Olivia ontzettend blij dat de urban farm Bagua in het Marina Center Agricultural Park gebouwd zal gaan worden in Dongguan, China (CAP-project). Ze wachten nu op meer informatie over de volgende stappen.
De Bagua zal niet alleen een plaats zijn voor voedselproductie. Het is ontworpen als bezienswaardigheid voor sociale integratie en diversiteit, waardoor Olivia en Gabriel hopen dat investeerders ook aangetrokken zullen worden om deel te nemen aan het project.
De urban farm Bagua
In het project wordt samengewerkt met scholen, zodat kinderen en jongeren leren waar hun voeding vandaan komt en ze een onderdeel kunnen worden van de grote voedseltransformatie. "We willen mensen enthousiasmeren voor nieuwe tuinbouwoplossingen, door hen belangrijke en betekenisvolle vaardigheden te leren en het imago van telers in China te verbeteren," vertellen ze. Op deze manier beoogt team Bagua om het gat tussen de rijkere en armere bevolkingsgroepen in Dongguan te overbruggen.
Met de Bagua-app proberen ze de volgende generatie ook te enthousiasmeren voor de tuinbouw. De app leert mensen over de uitdagingen waar telers mee te maken hebben en is interactief en interessant. Door middel van het Bagua Prospective Producers Program willen ze de volgende generatie inspireren om betrokken te raken bij de tuinbouw.
Bagua heeft ook een variëteit aan programma's voor de lokale gemeenschap, of het nu gaat om kooklessen, een gemeenschappelijke tuin, sportlessen of eten in een 0 KM-restaurant. Door voedselafval naar Bagua te brengen of door vrijwilliger te worden, kunnen consumenten punten verdienen, die ze kunnen gebruiken om producten te kopen in de fruit- en groentewinkel. Dit is nog een manier om de voedselonzekerheid te verminderen en de meest kansarme mensen in Dongguan te helpen.
Kijkje in de kas van team Bagua aan de binnenkant
Team KAS heeft ook geprobeerd de lokale gemeenschap te betrekken bij hun project, vertelt Kyungchun: "We hebben bijvoorbeeld een lidmaatschaps-app gecreëerd, waarmee leden actief aan het productiesysteem kunnen deelnemen, kunnen zien wat we doen en zelfs kunnen stemmen welke producten we moeten telen. We hebben ook activiteiten op locatie, zodat lokale mensen gerechten kunnen proeven die met onze producten zijn gemaakt, ze het productiesysteem kunnen bezichtigen en meer informatie kunnen krijgen over de nieuwe en toekomstige teeltmethodes in het educatieprogramma."
TeAMSpirit heeft een ander beloningssysteem bedacht. Tearlach: "Onze 'Living Lab' verbindt aandeelhouders, onderzoekers en de lokale gemeenschap met elkaar. Deze samenwerking wordt ook aangemoedigd door onze 'Turtle Eggs'-valuta: een valutasysteem die de inwoners van Dongguan aanmoedigt om groen afval in te leveren, zodat dit omgezet kan worden in biogas en energie. De 'turtle eggs' die mensen hiervoor ontvangen, kunnen weer worden ingezet om kortingen te krijgen bij andere lokale, duurzame bedrijven."
De toekomst van de voedselproductie
De projectontwerpen voor de locatie in Dongguan kunnen gezien worden als blauwdruk voor de toekomst van de voedselproductie. "We moeten de tuinbouw veranderen, zodat er minder impact is op het milieu," volgens Olivia en Gabriel. "Klimaatveranderingen zorgen voor aanzienlijke uitdagingen voor de toekomst van de tuinbouwsector en het voeden van een groeiende stedelijke bevolking. De voedselproductie moet veel meer circulair worden en er moet meer gebruik worden gemaakt van lokale bronnen. Met een circulaire economie zijn we ervan overtuigd dat we een lokaler voedselproductiesysteem kunnen creëren dat winstgevender is, minder impact heeft op het milieu en het algemene welzijn verbetert.
Urban farming zal de teelt in volle grond niet vervangen, maar speelt wel een belangrijke rol in het duurzamer voeden van een groeiende stedelijke bevolking. Naar onze mening moeten urban farming en de bedrijven die in volle grond telen samenwerken om bestaande praktijken te veranderen en zo de bodemerosie te verminderen, waterbeheer te verbeteren, waterverontreiniging door fosfor en stikstof te verminderen en uiteindelijk de impact van de tuinbouw op het milieu te verminderen."
COVID-19 heeft ook de noodzaak voor een lokale, betaalbare voedselproductie benadrukt volgens Olivia en Gabriel. Daarom hebben ze geprobeerd het systeem van de kas zo gesloten mogelijk te houden, zodat er geen ziektes binnen kunnen komen. "We kunnen voedsel telen zonder gewasbeschermingsmiddelen; mensen zijn bezorgd over kwaliteit en voedselveiligheid. Met een semi-gesloten kas kunnen we producten telen van de hoogste kwaliteit, veilig en goedkoper, zodat ze ook beschikbaar zijn voor andere bevolkingsgroepen dan alleen de rijke. We wilden niet alleen veilig en gezond voedsel telen, maar het ook betaalbaar maken."
Kyungchun is het ermee eens en stelt dat de toekomst van de voedselproductie gevaar loopt. "Westerse landen, zoals Nederland, zijn heel vooruitstrevend en investeren in de toekomst van de voedselproductie, maar dat zijn er maar enkele. Veel landen hebben niet de kennis, vaardigheden, bronnen en infrastructuur om dit ook te doen. Innovatie is heel erg belangrijk, maar de implementatie ervan ook. Daarom is het cruciaal dat onze generatie gaat nadenken over andere manieren van voedselvoorziening. Deze uitdaging was voor mij een belangrijk punt om op een praktische manier na te denken en ik ben blij dat ik veel gelijkgestemden heb gevonden in dit project."
Thomas voegt eraan toe dat er nog altijd veel ruimte is voor verbetering in het voedselproductiesysteem. "De vraag vanuit de markt voor de kwantiteit en kwaliteit van voedsel neemt voortdurend toe. Maar er wordt al een tijd gekeken naar manieren om oplossingen te vinden voor de belangrijkste problemen. Het gebruiken van informatietechnologieën zoals big data, AI en IOT in de voedselproductie en het optimaliseren van het energieverbruik (zoals kunstmatige belichting) zijn baanbrekende innovaties die in de nabije toekomst binnen handbereik zijn."
Team KAS concept art
Tearlach denkt dat de voedselproductie in de toekomst ook veel meer weg zal bewegen van gecentraliseerde toeleveringsketens en terug zal keren naar lokale gemeenschappen. "Alhoewel deze stelling een paar maanden geleden nog vreemd in de oren klonk, hoop en geloof ik dat de gevolgen van de pandemie hebben laten zien dat een systeem zoals dit van vitaal belang is," zegt hij. "In plaats van ons geteelde voedsel te transporteren over grote afstanden, waarbij ook nog eens miljoenen tonnen koolstofdioxide vrijkomen, kunnen we misschien kleine stukken land ter beschikking stellen aan innovatieve teeltmethoden. Dat kunnen bijvoorbeeld kassen zijn waarin gebruik wordt gemaakt van betrouwbare tuinbouwtechnologieën, zoals vertical farms of aquaponics-systemen, zodat er veel meer voedsel beschikbaar is voor de gemeenschappen in de regio eromheen. In een ideale situatie zijn deze gesloten systemen het begin van een natuurlijker ecosysteem dat meer in balans is."
Het project van TeAMSpirit
Sectoren binnen de sector
Uiteindelijk is het einde van de Urban Greenhouse Challenge'2 pas het begin voor veel van de deelnemers. "Door het project zijn we enthousiast geraakt over de toekomstige mogelijkheden binnen de stedelijke tuinbouwsector. Velen van ons hebben interesse in het werken voor bedrijven die de tuinbouwsector naar een volgend niveau tillen," deelt Olivia. Zij gaat haar eigen teeltbedrijf beginnen en wil de belangrijkste concepten van Bagua implementeren in een kas op passieve zonne-energie waarin ze microgroenten wil telen.
"We zijn ervan overtuigd dat een van de sleutels tot een duurzame en gezonde toekomst ligt in de voedselzekerheid en beschikbaarheid in stedelijke gebieden. Wij en een aantal teamleden zouden heel graag deelnemen aan dit soort projecten in de toekomst. We horen graag van bedrijven die dit soort projecten hebben."
Het ontwerp van Team Bagua heeft de kaart van China opgenomen in de gemeenschapstuin rondom het gebouw
Kyungchun en zijn team werken ook aan het verder ontwikkelen van een aantal ideeën uit hun project. "We zien de waarde van onze creaties en weten dat we kunnen bijdragen aan de toekomst van de tuinbouwsector. Ik werk aan het creëren van twee nieuwe teams voor twee verschillende projecten. Ik vond de energie en creativiteit die ontstond tijdens dit project heel inspirerend en ik heb er bovenal ook veel van geleerd. Hopelijk kom ik nog eens terug in HortiDaily voor een interview over een ander project."
De leden van TeAMSpirit zijn enthousiast om in de sector aan het werk te gaan, vertelt Tearlach. "We denken nu na over onze volgende stappen en bekijken hoe het framework van ons concept eventueel ergens anders kan worden toegepast. De ruimte buiten het gebouw was bijvoorbeeld bedoeld voor goedkope, betrouwbare teeltmethodes. Deze kunnen ook op een algemenere manier worden toegepast dan met de innovatieve technologieën waar wij vanuit zijn gegaan. Het is daarom voor mij persoonlijk een doel om dit idee verder uit te werken en mogelijk een algemeen framework te creëren waarin de betrouwbaarheid van traditionele teeltmethoden wordt gecombineerd met innovatieve, goedkope praktijken. Dit kan belangrijk zijn voor kansarme gemeenschappen als de kennis van de lokale mensen wordt ingezet voor inheemse planten en hen wordt geleerd hoe ze deze kennis kunnen inzetten met nieuwe technologieën."
Voor meer informatie:
Team Bagua
Gabriel Malaquin
malaquin.gab@gmail.com
Olivia Manzart
oliviamanzart@gmail.com
Team KAS
Kyungchun Kim
kyungchun.kim@wur.nl
TeAMSpirit
Tearlach Barden
tearlachbarden37@gmail.com
www.instagram.com/teamspirit_ug