Hva er en flytende by og hva skal vi med det?

Blogginnlegg skrevet av Vegard Øgård Aksnes og Hagbart Skage Alsos.

Flere steder i verden påvirkes av havnivåstigning som følge av klimaendringer. Dette fører til mindre tilgjengelig areal i områder som allerede er tett befolket.

80% av arealet på Maldivene er mindre enn 1 meter over havnivå og møter allerede utfordringer på grunn av havnivåstigning. Global oppvarming vil føre til at havnivåstigning blir en stor utfordring i de nærmeste tiårene, ikke bare for øystater som Maldivene, men også for store verdensbyer som Miami, Shanghai og Bangkok.

Plassmangel kan også være en utfordring i områder som er mindre påvirket av havnivåstigning, slik som i Norge. Sjønære tomter er attraktive for både bolig- og næringsformål og tomteprisene presses opp. Flytende byer, flytende byområder eller annen flytende infrastruktur kan være attraktive løsninger på ulike arealutfordringer langs kysten.

En flytende by kan være så mangt. I ulike media har det blitt lansert flere konseptskisser for hele selvforsynte byer langt til havs, og med flere titalls tusen innbyggere. Det er fremdeles et stykke frem i tid til vi ser slike bykonsept bli realisert. Et flytende byområde i tilknytning til en eksisterende by er mer aktuelt, og er noe vi allerede ser flere steder i verden. Slike flytende byområder kan innpasses slik at du knapt merker at du oppholder deg på en flytende konstruksjon. De kan minne om Grilstad i Trondheim eller Tjuvholmen i Oslo.

Flytende boliger finnes flere steder i verden. Flytende Uros-øyene i Titicacasjøen i Peru, flytende landsbyer i Kambodsja og flytende hus i Storbritannia er ulike eksempler. Nederland har også lang erfaring med flytende boliger i form av kanalbåter og lektere, men har nylig beveget seg mot større flytende bygninger. I 2021 åpnet «FOR – Floating Office Rotterdam», et tre etasjers flytende kontorbygg som blant annet huser Global Center on Adaptation[1]. FOR er en energipositiv bygning, det vil si at den produserer mer energi enn den forbruker, og er bygget i tre på et flytende betongfundament. Bygget måtte designes slik at det kunne bygges i flere deler og transporteres til Rotterdam via elver. Adkomst for besøkende er via en gangbro. Rotterdam sentrum ligger litt inne i landet, så FOR ligger skjermet for bølger.

Singapore, og Busan i Korea er andre eksempler. Også her er det mye folk, lite landareal og relativt rolige farvann. I Singapore har SINTEF vært involvert i utviklingen av flytende enheter for utvidelse av havnen[2]. I Busan i Korea er det planlagt et større flytende byområde med byggestart i 2023[3]. Området er beregnet for bolig, forskning og turisme.

Hva med Norge?

Norske byer er foreløpig lite utsatt for havnivåstigning, men på grunn av arealpress og høye tomtepriser nær sjøen, er det allikevel aktuelt med flytende byområder eller flytende infrastruktur. Et eksempel er Sørenga utenfor Operaen i Oslo. Det er riktignok ikke et boligområde, men et flytende rekreasjonsområde som fylles med mennesker hver sommer. Fordelen med dette er at vi frigjøre landareal. Det er også andre eksempler på økt bruk av flytende konstruksjoner som en del av byutvikling eller til rekreasjon. Både Trondheim og Oslo har flytende badstuer og det finnes flytende ferieboliger til leie f.eks. på Helgelandskysten. En annen mulighet, som ikke nødvendigvis er knyttet til byutvikling, er flytende havner eller terminaler. En havn kan utvides med flytende moduler. Da kan man gi en havn nye funksjoner uten at man nødvendigvis må sprenge og fylle strandsonen med permanente masser. Dette gir også en fleksibilitet slik at man for eksempel kan lage en ny cruiseterminal eller tilrettelegge for energilagring uten å gjøre permanente inngrep i kystsonen.

Et annet eksempel er knyttet til utbygging av havvind. Norske myndigheter har som mål å tildele 30 GW med havvind innen 2040. Med dagens turbinstørrelse tilsvarer dette 2000 vindturbiner, og de fleste av disse vil være flytende. Til dette trengs det arealer til fabrikasjon av understell i stål eller betong, og til sammenstilling av understell, tårn og turbin. Norge vil ha behov for både verft og havnearealer for en slik storstilt utbygging. Flytende enheter kan spille en viktig rolle under både produksjon og sammenstilling.

Fabrikasjon, transport og utfordringer

Store flytende konstruksjoner er ikke noe nytt. Flytende plattformer til havs fungerer for så vidt allerede som små byer. Det nye er at det skal bygges samfunn eller andre funksjoner som tidligere har vært på land. Vi ser for oss modulære enheter som kobles sammen til større kontinuerlige enheter. Hvordan slike enheter vil se ut og hvordan de vil bygges avhenger av hvor de skal ligge, hvordan vær og klima er, og en hel rekke andre faktorer.

Per nå finnes det en del planer og ideer fra det moderate til det spektakulære. Det moderate er naturligvis lettere å bygge. Modularitet er et nøkkelord. Modulære konstruksjoner vil være lettere å standardisere, lettere å bygge og lettere å sammenstille. Du kan også ha flere moduler med ulike funksjoner. Vi ser for oss moduler av trekanter, firkanter eller sekskanter. Tenk bare på hvordan geometri skal henge sammen, for eksempel sekskantene i en bikube. Dersom du skal begynne en plass, er det naturlig å tenke seg flytende enheter bygget i betong eller stål og som ikke er større enn at de får plass i en tørrdokk. Vi må tilpasse oss begrensningene til eksisterende verft. Etter bygging av fundamentmodulene må disse transporteres fra verftet til stedet hvor de skal ligge og deretter forankres. De ulike fundamentmodulene kan så settes sammen til den ønskelige konfigurasjonen. Deretter bygger vi direkte på de flytende fundamentene. Transportfasen kan være ganske utfordrende. Her kan vi møte på dårligere vær og større bølger enn på stedet hvor den flytende byen til slutt skal ligge.

Konstruksjonene må selvsagt utformes slik at de flyter og er stabile. De må bygges slik at de ikke beveger seg særlig   i bølger, slik at det blir behagelig å oppholde seg der. Vi må også sørge for at modulene ikke slites fra hverandre, eller at fortøyningssystemet ryker slik at konstruksjonen driver av gårde. En fordel med flytende enheter er at vi slipper å fylle på med løsmasser i strandsonen, men slike konstruksjoner vil også påvirke miljøet. For hva skjer egentlig med miljøet i havet når vi sperrer for lys, stenger overflaten og kanskje også har en konstruksjon som lager lyd? Utbygging av infrastruktur både til lands og til vanns vil påvirke naturen og miljøet. Vi snakker mer og mer om naturmangfoldkrisen i tillegg til klimakrisen og bevisstheten rundt påvirkning på naturmangfold er sterkt økende når vi snakker om bygging av konstruksjoner i havet. Påvirkning på livet i havet må adresseres allerede i en tidlig designfase og kanskje kan slike konstruksjoner også stimulere til økt liv i havet? Dette trenges det mer kunnskap om.

Aktiviteter i SINTEF Ocean

I SINTEF Ocean har vi ulike aktiviteter knyttet til flytende byområder og flytende kystinfrastruktur. SFI BLUES er et senter for forskningsdrevet innovasjon, hvor vi forsker på fremtidens flytende konstruksjoner med tanke på ulike anvendelser. Byutvikling er en slik anvendelse. I SFI BLUES jobber vi tverrfaglig, sammen med andre forskningsmiljø, og med viktige industripartnere. I SINTEF Ocean har vi også trukket frem flytende kystinfrastruktur som ett av åtte prioriterte forskningsområder.

Vi er gode på ting som flyter. Ekspertisen vår ligger i å kunne beskrive hvordan bølger, vind og strøm påvirker en flytende konstruksjon. Hvordan beveger den seg? Hvor mye må forankringssystemet tåle? Hvor store krefter blir det i koblingspunktene mellom de ulike modulene? Vi bruker både håndberegninger, numeriske simuleringer og skalerte eksperimenter i hydrodynamiske laboratorier. Noe av det vi vil jobbe med i 2023 er å øke forståelsen av hvordan man kan koble sammen flere flytende moduler. Blant annet vil vi sannsynligvis teste et slikt modulært system i Havbassenget på Tyholt i Trondheim i løpet av året.

Selv om de marintekniske utfordringene med flytende byområder og flytende kystinfrastruktur er viktige, er det viktig å minne om at dersom man skal bygge en flytende by, vil man trenge svært mye kompetanse i tillegg. Design og bygging av slike konstruksjoner er flerfaglige utfordringer som vil kreve både ingeniører, arkitekter, byplanleggere, økologer og mange andre fagfolk. Norge har kompetansen som trengs for å kunne ta i bruk flytende byområder og flytende kystinfrastruktur også i Norge.

Hør podcasten Smart forklart med tema «flytende byer» her:

Referanser:

[1] https://www.powerhouse-company.com/floating-office-rotterdam

[2] https://www.sintef.no/en/latest-news/2017/norway-to-help-singapore-with-floating-urban-devel/

[3] https://oceanix.com/busan/