Udostępnij

Koniec betonu. W przyszłości będziemy mieszkać w żywych budynkach

22.06.2021

Beton to zło konieczne. Tak przynajmniej mogło wydawać się do niedawna. Nowe trendy w budownictwie dają nadzieję na podważenie dominacji tego materiału i radykalny zwrot w kierunku natury. Najbardziej futurystyczne koncepcje przewidują, że w przyszłości będziemy mieszkać w żywych budynkach – w dosłownym tego słowa znaczeniu.

Budownictwo to jeden z najbardziej szkodliwych dla środowiska sektorów gospodarki. Jak wyliczyła brytyjska organizacja pozarządowa Waste & Resources Action Programme (WRAP), branża budowlana generuje 33 proc. odpadów i wykorzystuje 60 proc. materiałów „konsumowanych” na Wyspach. Można przypuszczać, że w innych krajach Zachodu proporcje są zbliżone.

To problem, który ewidentnie wymaga rozwiązania. Bardziej restrykcyjne przepisy nie załatwią jednak sprawy. Potrzebna jest zmiana filozofii projektowania. Takie założenie leży u podstaw coraz liczniejszych inicjatyw skupionych wokół idei „żywych budynków” (ang. living buildings). W niektórych przypadkach to określenie odnosi się do bardziej ambitnych modeli budownictwa ekologicznego. W innych – rozumiane jest całkiem dosłownie.

Biotechnologia w służbie budownictwa, czyli jak ożywić martwe budynki

W 2019 r. naukowcy z uniwersytetów w Newcastle i Northumbria uruchomili centrum badawcze o nazwie Hub for Biotechnology in the Built Environment (HBBE). To pierwsze tego typu przedsięwzięcie, mające na celu badanie możliwości zastosowania biotechnologii w budownictwie. Ambicją twórców HBBE jest projektowanie budynków w taki sposób, by uczynić je częścią natury. W ich zamierzeniu domy przyszłości mają nie tylko składać się z naturalnych materiałów. Mają też być żywe w dosłownym sensie tego słowa. Prof. Martyn Dade-Robertson, jeden z dyrektorów HBBE, wskazał pięć cech charakterystycznych dla żywych organizmów, którymi będą odznaczać się „living buildings”, wznoszone z zastosowaniem zdobyczy biotechnologii.

Żywe budynki będą rosły

Na razie rośnie przekrój materiałów wykorzystywanych we współczesnym budownictwie. Wiele z nich to wracające do łask surowce naturalne, jak drewno, słoma, glina czy paździerz konopny, podbijający rynek w formie materiału o wpadającej w ucho nazwie hempcrete. Jednak naukowcy pracują nad bardziej innowacyjnymi, a zarazem „bardziej żywymi” technologiami. W lipcu 2019 r. na łamach „Scientific American” ukazała się publikacja, w której jako materiał przyszłości zaprezentowana została… grzybnia. Jak wynika z artykułu, za pomocą regulacji temperatury powietrza, wilgotności czy stężenia dwutlenku węgla, ze strzępków plechy będzie można tworzyć materiały przeznaczone do produkcji opakowań. Rozwiązanie będzie też wykorzystane w przemyśle tekstylnym, a nawet budownictwie. Co więcej, tego typu budowle powstają już dziś. Przykładem Hy-Fi – 13-metrowa instalacja wzniesiona w Nowym Jorku, składająca się z „grzybowych” cegieł.

Znacznie bardziej ambitny wydaje się rozwijany przez NASA projekt z zakresu mikoarchitektury (gr. mycos = grzyb). Zakłada on możliwość tworzenia habitatów zdolnych do samodzielnej reprodukcji.

Żywe budynki będą miały zdolność „samoleczenia”

Budynki z betonu są wytrzymałe, ale nie nieskończenie wytrzymałe. A to dlatego, że z mieszanki cementu i kruszywa powstają materiały podatne na pęknięcia i kruszenie. Woda przenikająca przez tworzące się w ten sposób szczeliny powoduje korozję zbrojeń, co dodatkowo narusza stabilność i trwałość struktury. Proces wydaje się nieodwracalny, a przynajmniej wydawał się taki do niedawna. Z tego powodu od pewnego czasu naukowcy poszukują rozwiązań umożliwiających samodzielną rewitalizację betonowych konstrukcji. Jedna z metod została opracowana przez ekspertów z Uniwersytetu Technicznego w Delfcie – i opiera się na wykorzystaniu żywych organizmów. Naukowcy „przyprawili” składniki betonu endosporami bakterii (formy spoczynkowe pozwalające drobnoustrojom na przetrwanie w niesprzyjających warunkach). Gdy z powodu pęknięć woda zacznie przenikać przez szczeliny, mikroorganizmy przebudzą się do życia zaczną wytwarzać drobinki kalcytu – skałotwórczego materiału, który uszczelni konstrukcję i „uzdrowi” budynek.

Żywe budynki będą oddychać

Współczesne budynki mieszkalne są z reguły dobrze izolowane i uszczelniane na szereg sposobów w trosce o energooszczędność oraz komfort cieplny mieszkańców. Przepływ powietrza zapewniają w nich systemy wentylacyjne i okna. Co jednak, gdyby „wymianę gazów” mogły zapewniać również ściany? Nie z powodu nieszczelności, ale za sprawą wykorzystania do tego celu odpowiednich technologii. Grupa inżynierów z MIT pod kierownictwem prof. Hiroshi Ishii stworzyła materiały zdolne zmieniać swój kształt pod wpływem kontaktu z wodą.

Rozwiązanie oparte jest na lateksie, ale zawiera również przetrwalniki bakterii (podobnie jak „bakteryjny” beton). Wynalazek powstał z myślą o rynku tekstylnym – tworzone w ten sposób tkaniny mogą zmieniać rozmiar pod wpływem kontaktu z ludzkim potem. Jednak zespół prof. Martyna Dade-Robertsona podejmuje próbę przeniesienia tej metody na grunt budownictwa. Naukowcy chcą stworzyć membrany, które pozwoliłyby budynkom odparowywać nadmierną wilgoć. Rozwiązanie miałoby zapewne większy sens w krajach tropikalnych, ale również w naszej strefie klimatycznej mogłoby zdać egzamin w cieplejszych porach roku.

Żywe budynki będą mieć własny układ odpornościowy

Przestrzeń wokół nas roi się od mikroorganizmów: bakterii, wirusów, grzybów. Drobnoustroje zamieszkują również powierzchnie i zakamarki naszych mieszkań. Nawet tych, których lokatorzy nadużywają detergentów w pogoni za mylnie pojętą czystością, przypłacając to niekiedy rozwojem alergii. (W kwestii szkodliwości domowej „chemii” odsyłamy do tekstu o lotnych związkach organicznych). A przecież sami w dużym stopniu składamy się z mikroorganizmów. Musimy więc nauczyć się z nimi żyć w symbiozie, dbając o odporność i właściwy skład mikroflory swojego ciała. Okazuje się jednak, że dobre relacje z bakteriami można przenieść również na grunt mieszkaniowy. Badacze z kilku brytyjskich instytucji, m.in. Bartlett School of Architecture i University College London, pracują nad bioreceptywnymi materiałami, które mogą sprzyjać namnażaniu się korzystnej dla ludzkiego zdrowia flory bakteryjnej, a zarazem ograniczać rozprzestrzenianie się szkodliwych patogenów. W przyszłości tego typu powierzchnie mogą znaleźć zastosowanie m.in. w naszych kuchniach czy łazienkach. Być może znajdą się także w szpitalach, hamując rozwój tzw. superbakterii.

Żywe budynki będą miały układ pokarmowy

„Klasyczne” budynki pochłaniają mnóstwo energii i generują – za sprawą ich mieszkańców – mnóstwo odpadów. Nad rozwiązaniem problemu pracuje wielu naukowców i projektantów. Jedna z koncepcji, rozwijana w ramach projektu „Living Architecture”, przewiduje stworzenie mikrobiologicznych ogniw paliwowych (opartych na mikroorganizmach), które będą przetwarzały domowe odpady i ścieki na energię elektryczną w stworzonym do tego celu bioreaktorze. W wariancie jeszcze bardziej ambitnym ogniwa mają być wbudowane w ściany, stając się żywym elementem konstrukcji budowlanej. Ścieki byłyby wchłaniane przez „biocegły” lub „biopustaki” i rozkładane przez żyjące w nich bakterie. Podczas tego procesu dochodziłoby do konwersji energii chemicznej na elektryczną, która zasilałaby budynek.

Część opisanych pomysłów może brzmieć aż nadto futurystycznie, ale tak zazwyczaj bywa z rewolucyjnymi koncepcjami. Kto wie, być może za kilkanaście lat wielu z nas będzie mieszkać w oddychających domach z grzyba, współtworzonych przez pożyteczne bakterie, które nie tylko zadbają o nasze zdrowie, ale dodatkowo wyprodukują nam prąd.

Zdjęcie: Shutterstock/jgolby

Autor

Przemysław Ćwik

Dziennikarz, autor, redaktor. Pisze przede wszystkim o zdrowiu. Publikował m.in. w Onet.pl i Coolturze.

Udostępnij

Zobacz także

Wspierają nas

Partnerzy portalu

Partner cyklu "Miasta Przyszłości"

Partner cyklu "Żyj wolniej"

Partner naukowy

Bartosz Kwiatkowski

Dyrektor Frank Bold, absolwent prawa Uniwersytetu Jagiellońskiego, wiceprezes Polskiego Instytutu Praw Człowieka i Biznesu, ekspert prawny polskich i międzynarodowych organizacji pozarządowych.

Patrycja Satora

Menedżerka organizacji pozarządowych z ponad 15 letnim stażem – doświadczona koordynatorka projektów, specjalistka ds. kontaktów z kluczowymi klientami, menadżerka ds. rozwoju oraz PR i Public Affairs.

Joanna Urbaniec

Dziennikarka, fotografik, działaczka społeczna. Od 2010 związana z grupą medialną Polska Press, publikuje m.in. w Gazecie Krakowskiej i Dzienniku Polskim. Absolwentka Krakowskiej Szkoła Filmowej, laureatka nagród filmowych, dwukrotnie wyróżniona nagrodą Dziennikarz Małopolski.

Przemysław Błaszczyk

Dziennikarz i reporter z 15-letnim doświadczeniem. Obecnie reporter radia RMF MAXX specjalizujący się w tematach miejskich i lokalnych. Od kilku lat aktywnie angażujący się także w tematykę ochrony środowiska.

Hubert Bułgajewski

Ekspert ds. zmian klimatu, specjalizujący się dziedzinie problematyki regionu arktycznego. Współpracował z redakcjami „Ziemia na rozdrożu” i „Nauka o klimacie”. Autor wielu tekstów poświęconych problemom środowiskowym na świecie i globalnemu ociepleniu. Od 2013 roku prowadzi bloga pt. ” Arktyczny Lód”, na którym znajdują się raporty poświęcone zmianom zachodzącym w Arktyce.

Jacek Baraniak

Absolwent Uniwersytetu Wrocławskiego na kierunku Ochrony Środowiska jako specjalista ds. ekologii i ochrony szaty roślinnej. Członek Pracowni na Rzecz Wszystkich Istot i Klubu Przyrodników oraz administrator grupy facebookowej Antropogeniczne zmiany klimatu i środowiska naturalnego i prowadzący blog „Klimat Ziemi”.

Martyna Jabłońska

Koordynatorka projektu, specjalistka Google Ads. Zajmuje się administacyjną stroną organizacji, współpracą pomiędzy organizacjami, grantami, tłumaczeniami, reklamą.

Przemysław Ćwik

Dziennikarz, autor, redaktor. Pisze przede wszystkim o zdrowiu. Publikował m.in. w Onet.pl i Coolturze.

Karolina Gawlik

Dziennikarka i trenerka komunikacji, publikowała m.in. w Onecie i „Gazecie Krakowskiej”. W tekstach i filmach opowiada o Ziemi i jej mieszkańcach. Autorka krótkiego dokumentu „Świat do naprawy”, cyklu na YT „Można Inaczej” i Kręgów Pieśni „Cztery Żywioły”. Łączy naukowe i duchowe podejście do zagadnień kryzysu klimatycznego.

Jakub Jędrak

Członek Polskiego Alarmu Smogowego i Warszawy Bez Smogu. Z wykształcenia fizyk, zajmuje się przede wszystkim popularyzacją wiedzy na temat wpływu zanieczyszczeń powietrza na zdrowie ludzkie.

Klaudia Urban

Z wykształcenia mgr ochrony środowiska. Od 2020 r. redaktor Odpowiedzialnego Inwestora, dla którego pisze głównie o energetyce, górnictwie, zielonych inwestycjach i gospodarce odpadami. Zainteresowania: szeroko pojęta ochrona przyrody; prywatnie wielbicielka Wrocławia, filmów wojennych, literatury i poezji.

Maciej Fijak

Redaktor naczelny SmogLabu. Z portalem związany od 2021 r. Autor kilkuset artykułów, krakus, działacz społeczny. Pisze o zrównoważonych miastach, zaangażowanym społeczeństwie i ekologii.

Sebastian Medoń

Z wykształcenia socjolog. Interesuje się klimatem, powietrzem i energetyką – widzianymi z różnych perspektyw. Dla SmogLabu śledzi bieżące wydarzenia, przede wszystkim ze świata nauki.

Tomasz Borejza

Zastępca redaktora naczelnego SmogLabu. Dziennikarz naukowy. Wcześniej/czasami także m.in. w: Onet.pl, Przekroju, Tygodniku Przegląd, Coolturze, prasie lokalnej oraz branżowej.