Claustrofobie in kleur

Delta 18, 22 mei 2008, wetenschap

Claustrofobie in kleur

De eerste promovendus van Bouwkunde na de brand was dr.ir. Arthur van Bilsen. Hij had het gebied tussen de wiskunde en de stedenbouw verkend en kwam daarbij met verrassende resultaten.

De plattegrond die Van Bilsen toont is een bijzondere. De kleuren geven niet de aard of het belang van de straten en stegen weer, maar de mate waarin een wandelaar zich opgesloten voelt door de stedelijke omgeving. Die beleving is niet het resultaat van buurtenquêtes, maar van wiskundige analyses. Analyses die andere onderzoekers volgens een lid van de promotiecommissie dertig jaar lang uit de weg zijn gegaan. Ir. Arthur van Bilsen, in 2002 afgestudeerd als technisch natuurkundige in Twente, schrikt niet van dubbele integralen en van bladzijden vol formules. Donderdag 15 mei promoveerde hij bij prof.dr. Paul Drewe, hoogleraar ruimtelijke planning bij Bouwkunde.

In 2003 maakte Van Bilsen de overstap van natuurkunde naar stedenbouw bij dr. Ina Klaassen (ruimtelijke planning). Zij had een subsidie gekregen van NWO en STW voor haar onderzoek naar een wetenschappelijke basis voor stedenbouw en ruimtelijke ordening. De jonge ingenieur kreeg een even vrije als moeilijke opdracht: zoek uit wat wiskunde kan bijdragen aan de ontwikkeling van wetenschappelijke kennis over ruimtelijke planning en stedenbouw.

Achterliggend is de constatering dat gebouwde omgevingen vaak heel anders uitpakken dan gepland (aldus architectuurcriticus en wiskundige prof. Nikos Salingaros, tevens lid van de promotiecommissie). Dat is nauwelijks verrassend voor de complexe systemen die steden zijn, bestaand uit verkeersstromen, sociale en economische subsystemen in onderlinge samenhang.

Een van de wiskundige invalshoeken die Van Bilsen koos, was die van de zichtlijnen in de gebouwde omgeving. Hij analyseert ‘isovisten’ die hij losjes aanduidt als ‘alles wat je vanuit een bepaald punt kunt zien.’ Stedenbouwkundigen komen vaak niet verder dan zichtlijnen te gebruiken als richtlijn bij de stedelijke inrichting.

Van Bilsen gebruikt wiskundige technieken (met volop integraalrekening) om het gezichtsveld vanuit een bepaald punt te analyseren. Hoe kleiner de gemiddelde afstand tot de gebouwde omgeving, hoe hoger de berekende waarde en hoe roder de kleur in de plattegrond. Claustrofobie in kleur. Salingaros schrijft hierover: “Arthur presenteert een manier om ruimtelijke volumes te berekenen die bruikbaar zijn bij het ontwerp. Het eindresultaat is een gedeeltelijk begrip van de ruimtelijke stedenbouw, gestoeld op een formidabel wiskundig apparaat.”

Een ander voorbeeld van de wiskundige kijk op de stad is de opvatting van de stad als een evoluerend organisme. Van Bilsen wil weten wat het evolutionair algoritme kan betekenen voor het ontwerpen, bouwen en gebruiken van de gebouwde omgeving. Steden zullen zich moeten aanpassen aan sterkere verkeersstromen en veranderend gebruik van de stad. Daarom vindt Salingaros een evolutionaire benadering urgent nodig. In zijn reactie op het proefschrift, schrijft Salingaros: “Arthur heeft het evolutionaire proces succesvol toegepast, zonder de beperkingen uit de praktijk uit het oog te verliezen.”

Van Bilsen werkt inmiddels als onderzoeker bij de faculteit Techniek, Bestuur en Management.

Arthur van Bilsen: ‘Mathematical Explorations in Urban and Regional Design’, 15 mei 2008.

De kleuren geven niet de aard of het belang van de straten en stegen weer, maar de mate waarin een wandelaar zich opgesloten voelt door de stedelijke omgeving.

++

zie ook website TU