Michael Pawlyn: A természet zsenialitásának használata az építészetben

Néhány gyors példával szeretném kezdeni. Ezek szövőmirigyek egy pók potrohán. Hat különböző selymet termelnek, amik egy szállá fonódnak össze, erősebbé, mint bármely szál, amit az emberek valaha is gyártottak. Ehhez legközelebb az aramid szállal jutottunk. És hogy azt megcsináljuk, extrém hőmérséklet, extrém nyomás, és rengeteg szennyezés kell. És mégis, a pókok képesek előállítani szobahőmérsékleten és normál nyomáson, a nyersanyagaik pedig döglött legyek és víz. Ez arra mutat, hogy van még mit tanulnunk. Ez a bogár észreveszi az erdőtüzet 80 kilométerről. Ez a hatótáv nagyjából 10 000-szer több, mint az emberek tűzjelzőié. És ráadásul neki nincs szüksége egy kábelre, ami összeköti egy fosszilis anyagokat égető erőművel.

Ez a két példa érzékelteti, mire képes a biomimikri. Ha meg tudjuk tanulni azt, amire a természet képes, Tízszeres, százszoros, talán ezerszeres megtakarításokat érhetünk el a nyersanyag- és energiafelhasználásban. Ha haladni akarunk a fenntarthatósági forradalomban, akkor három nagy változást kell elérnünk. Elsőként, radikális változást az erőforrás-hatékonyságban. Másodszor váltást a lineáris, pazarló, szennyező erőforrás-felhasználásról a zárt hurok modellre. És harmadszor a váltást a fosszilis energiahordozókról a napenergiára. És mindháromhoz, azt hiszem, a biomimikriben van sok szükséges megoldás.

Tekinthetünk úgy a természetre, mint egy nagy termékkatalógusra, ahol a termékek 3.8 milliárd éves kutatási és fejlesztési folyamat eredményei. És tekintve a befektetés mértékét, logikus lenne használni. Ezért beszélek pár projektről, melyek körüljárták ezeket az ötleteket. Kezdjük az erőforrás-hatékonyság radikális emelésével. Amikor az Éden Projekten dolgoztunk, egy hatalmas üvegházat kellett építenünk egy olyan területen, ami nemhogy szabálytalan volt, de folyamatosan változott, mert még mindig bányászták. Pokoli kihívás volt, és konkrétan biológiai példákból merítettünk ötleteket. Így például a szappanbuborék volt, ami az épület alakjában segített, hogy működjön a végső talajszinttől függetlenül. A pollenszemek, radioláriák és szénatomok tanulmányozása vezetett a leghatékonyabb strukturális megoldáshoz, hatszögek és ötszögek használatával.

Következő lépésként maximalizálni akartuk a hatszögek méretét. Hogy ezt megtehessük, alternatívát kellett találnunk az üvegre, mert annak igencsak korlátozott a mérete. És a természetben sok példa van nagyon hatékony megoldásokra nyomás alatti membránokkal. Ezért elkezdtük megvizsgálni az ETFE nevű anyagot. Ez egy nagy erősségű polimer. És azt csinálod, hogy összeraksz három réteget, az élek mentén összehegeszted, majd felfújod. Az a nagyszerű ebben a cuccban, hogy az üvegnél nagyjából hétszer nagyobbat tudsz belőle csinálni. És a súlya csak egy százaléka a duplafalú üvegnek. Szóval százszoros megtakarítást jelentett. És az tapasztaltuk, hogy egy pozitív ciklusba kerültünk, ahol egyik áttörés a másikhoz vezetett. Ilyen óriási, könnyű párnákkal, sokkal kevesebb acél kellett. A kevesebb acél miatt több fényt engedett be, ami kevesebb fűtést jelentett telente. És a csökkentett összsúly a szuperstruktúrában nagy megtakarításokat hozott az alapozásnál. A teljes projekt végére kiszámítottuk, hogy a szuperstruktúra súlya konkrétan kevesebb volt, mint az épületben lévő levegő súlya.

Ezért azt hiszem, hogy az Éden Projekt egy elég jó példa arra, hogy a biológiából vett ötletek az erőforrás-hatékonyság radikális emelkedéséhez vezethetnek -- ugyanazon funkció megtartása mellett a befektetett erőforrás töredékével. És konkrétan rengeteg példa van a természetben, ami hasonló megoldásokhoz vezethet. Szóval például kifejleszthetnénk szuperhatékony tetőszerkezeteket az órási amazonaszi vízililiomokra alapozva, egész épületeket csigahéjakra alapozva, vagy növénysejtek ihlette szuperkönnyű hidakat. A szépség és hatékonyság egész világa vár itt felfedezésre, a természetet mint tervezőeszközt használva.

Most a lineárisról zárt rendszerre való áttérésről beszélnék. Az erőforrásokat általában úgy használjuk, hogy kivonjuk őket, átalakítjuk rövid életű termékekké, majd kidobjuk őket. A természet nagyon másként működik. Az ökoszisztémákban az egyik szervezet szemete egy másik tápanyaga lesz abban a rendszerben. És vannak példák projektekre, amik szándékosan másolni próbálják az ökoszisztémákat. Az egyik kedvencem a Graham Wiles-féle Kartonból Kaviár Projekt. A területükön van egy csomó bolt és étterem ami sok ételmaradékot, karton- és műanyaghulladékot termel. Ez a szemétlerakóba került. Na most az igazán okos rész az, amit a kartonhulladékkal csináltak. És csak elmesélem ezt az animációt.

Szóval fizettek nekik, hogy elhozzák az éttermekből. Ekkor felaprították a kartont és eladták lovardáknak, mint almot. Amikor mocskos lett, megint fizettek nekik, hogy elvigyék. Ezt gilisztás komposztálórendszerbe tették, amiből sok kukac lett, amit szibériai tokokkal etettek, ami kaviárt termel, amit újra eladtak az éttermeknek. Tehát egy lineáris folyamatot egy zárt rendszerré alakítottak, ami végül több értéket termelt. Graham Wiles egyre több és több elemet adott ehhez, amivel szennyező folyamatokat értéktermelővé változtatott. Csakúgy, mint a természetes rendszereknek, melyeknek idővel növekszik a rugalmassága és változatossága, ennek a projektnek is az a lényege, hogy a lehetőségek száma egyre emelkedik. És tudom, hogy ez cikornyás példa, de azt hiszem, hogy az ötlet egészen radikális, mert azt sugallja, hogy átalakíthatunk egy nagy problémát, a hulladékot, egy óriási lehetőséggé.

Főleg városokban - megnézhetnénk egész városok anyagcseréjét, és kereshetnénk ezekat a lehetőségeket. És ezt tesszük a következő projektben, amiről beszélni fogok, a Mobius Projektben, ahol megpróbálunk összehozni több tevékenységet egyetlen épületben, hogy az egyik szemete a másik tápanyaga lehessen. És az elemek, amikről beszélek: először is, van egy étterem egy működő növényházban, olyasmi, mint az amszterdami De Kas. Aztán van egy anaerob emésztő, ami elintézi a környék lebontható hulladékát, meleget állítva elő a növényháznak, és elektromosságot, amit visszatáplálunk a hálózatba. Van egy víztisztító rendszerünk, ami szennyvízből tiszta vizet csinál, a szilárd részekből pedig energiát állít elő kizárólag növények és mikroorganizmusok segítségével. Van egy haltenyészetünk, amit a konyhai zöldséghulladékkal és a komposztból származó férgekkel etetünk, a halakat aztán visszaadva az étteremnek. Szintén van egy kávézónk, ahol a kávézaccon gombákat termeszthetünk.

Szóval látható, hogy összehozunk élelmiszer-, energia-, víz- és hulladékrendszereket egyetlen épületben. És csak a vicc kedvéért egy körforgalomba javasoltuk, London belvárosában, ami jelenleg csak a szemet bántja. Páran talán felismeritek. És csak egy kis tervezéssel, átalakíthatunk egy forgalom által uralt területet nyílt területté az emberek számára, ami összekapcsolja az embereket az étellel és átalakítja a hulladékot zárt rendszerű lehetőségekké.

Az utolsó projekt amiről beszélni szeretnék a Szahara Erdő Projekt, amin most dolgozunk. Lehet, hogy néhányotokat meglep, de a sivatag nagy része nemrég még erdő volt. Például mikor Julius Caesar megérkezett Észak-Afrikába, óriási területeket borított cédrus- és cipruserdő. És a földi élet alakulásában a szárazföld növények általi benépesítése volt az, ami segített létrehozni azt a kellemes klímát, amit most élvezünk. Ennek a fordítottja is igaz. Minél több növényzetet veszítünk, annál nagyobb az esélye a felgyorsult klímaváltozásnak, ami további elsivatagosodáshoz vezet. Ez az animáció megmutatja a fotoszintézis aktivitását néhány éven keresztül. És amint látható, a sivatagok határán egészen sokat változik. Ez felveti a kérdést, hogy beavatkozhatunk-e a határtulajdonságokba, hogy megállítsuk, vagy akár visszafordítsuk a sivatagosodást.

És ha megnézünk néhány élőlényt, ami sivatagi életmódet alakított ki, a vízhiányhoz való alkalmazkodás lenyűgöző példáira bukkanunk. Ez a namíbiai páragyűjtő bogár, és kifejlesztette a módszert, amellyel a saját vizét gyűjtheti a sivatagban. Úgy csinálja, hogy éjjel jön elő, felmászik egy dűne tetejére, és mivel matt fekete, képes hőt sugározni az éjszakai égbe, és ezáltal jobban lehűlni, mint a környezete. Ezért mikor a tenger felől nedves szellő fúj, vízcseppek csapódnak le a bogár páncélján. Kicsivel napkelte előtt felemeli a páncélját, a szájába csorgatja a vizet, iszik egy jót és elrejtőzik a nap további részére. És a találékonyság, ha nevezhetjük annak, ennél tovább is tart. Mert ha közelről megnézed a bogár páncélját, sok kis dudor van rajta. Ezek a dudorok hidrofilek: vonzzák a vizet. Közöttük viaszos felület van, ami taszítja a vizet. És ennek a hatása az, hogy a dudorokon cseppek kezdenek formálódni, kis, gömb alakú gyöngyökben, ami miatt sokkal mozgékonyabbak, mintha egy vékony rétegben terülnének el a bogár teljes páncélján. Tehát ha csak egy kis víz is van a levegőben, akkor is nagyon hatékonyan tudja azt begyűjteni és a szájába vezetni. Lenyűgöző példája az alkalmazkodásnak egy erőforrásokban szűkölködő környezetben -- és ebben az értelemben nagyon releváns a következő évek, évtizedek kihívásai szempontjából.

Most a Sósvíz Növényházat feltaláló fickóval dolgozunk. Ez egy növényház, ami száraz, parti területekre van kitalálva, és úgy működik, hogy van egy egész falnyi párologtató rács, amire tengervizet szivárogtatunk. Így a rajta átfújó szél felvesz egy csomó nedvességet, és lehűl közben. Szóval bent a levegő hűvös és nedves, ami azt jelenti, hogy a növényeknek is kevesebb víz kell. Majd a növényház hátulján sok pára édesvízzé csapódik le a bogáréval gyakorlatilag egyező folyamat során. És arra jöttek rá, hogy az első Sósvíz Növényház több vizet termelt, mint ami a bent lévő növényeknek kellett. Így nekiláttak a felesleget szétlocsolni a környező területen. Ennek és a megemelkedett párának a hatása meglehetősen drámai volt a környezö területen. Ez a kép az átadás napján készült, és alig egy év múlva már így nézett ki. Olyan, mintha egy zöld tintapaca szivárogna az épületből meddő területet biológiailag produktívvá változtatva - és ebben az értelemben túlhaladja a fenntartható modellt, és egyenesen helyreállító modellt hoz létre.

Úgyhogy nagyon lelkesek voltuk, hogy felnagyítsuk és biomimikri ötleteket alkalmazva maximalizáljuk az előnyöket. És amikor a természetről van szó, gyakran arra gondolsz, hogy az egész a versengésről szól. Pedig érett ökoszisztémákban ugyanakkora eséllyel találsz példát a szimbiotikus kapcsolatokra. Tehát fontos biomimikri alapelv, hogy módot találjunk a technológiák összehangolására szimbiotikus csokrokban. A technológia, amelynél megállapodtunk, és ideális partner a Sósvíz Növényházhoz is, a koncentrált napenergia, ami napkövető tükrökkel fókuszálja a nap melegét, hogy elektromosságot hozzon létre. Hogy éreztessem a CSP lehetőségeit, gondolj bele, hogy tízezerszer több energiát kapunk a naptól évente, mint amit bármilyen formában elhasználunk - tízezerszer. Szóval az energiaproblémáink nem megoldhatatlanok. Leleményesség kérdése. És az együttműködések, amikről beszélek: először is mindkét technológia jól működik forró, napos sivatagokban. A CSP-nek desztillált vízre van szüksége. A Sósvíz Növényház pont ezt állítja elő. A CSP sok hulladékhőt termel. Ezzel módunk lesz több tengervizet párologtatni és fokozni a helyreállító hatást. És végül a tükrök alatti árnyékban, mindenféle növényt termeszthetünk, ami nem bírná a közvetlen napfényt. Tehát így néz ki a rendszer. Az az alapötlet, hogy egy hosszú sövényt építsünk növényházakból a széllel szemben. Bizonyos távolságonként koncentrált naperőművek lesznek.

Páran talán elgondolkodtatok, mit csinálunk a sóval. És a biomimikrivel, ha van egy rosszul kihasznált erőforrásod, nem arra gondolsz, "Hogyan fogom ezt kidobni?" hanem arra "Mit adhatok a rendszerhez, hogy több értéket termeljek?" És mint kiderült, a különböző fázisokban különböző dolgok válnak ki. Mikor tengervizet párologtatsz, az első dolog, ami kikristályosodik, a kalcium-karbonát. És lerakódik a párologtatókon - ezt mutatja a bal oldali kép - fokozatosan beburkolja a kalcium-karbonát. Tehát egy idő után foghatjuk, és könnyű építőelemként használhatjuk. És ha belegondolsz, ez a szén a légkörből került a tengerbe és onnan bezárjuk egy építménybe.

A következő a nátrium-klorid. Ezt is építőanyaggá préselhetjük, ahogy itt tették. Ez egy bolíviai hotel. Aztán mindenféle vegyületeket és elemeket vonhatunk ki, mint a foszfátokat, amiket a sivatagba kell visszajuttatnunk, hogy trágyázzuk. A periódusos rendszer nagyjából minden eleme megtalálható a tengervízben. Tehát lehetségesnek kell lennie, hogy olyan értékes elemeket vonjunk ki, mint például a lítium, nagy teljesítményű akkumulátorokhoz. És a Perzsa-öböl egyes részein a tengervíz sótartalma folyamatosan növekszik a sótalanító üzemek hulladékvizétől. Összeomlással fenyegetve az ökoszisztémát. Nos, mi akár hasznosíthatnánk is a hulladékvizet. Elpárologtathatnánk fokozva a helyreállító hatást és kinyerve a sót, átalakítva egy égető problémát egy nagy lehetőséggé. Valójában a Szahara Erdő Projekt egy modell, hogyan gyárthatunk szénsemleges ételt, és bőséges energiát a bolygó legszárazabb részein, miközben visszafordítjuk az elsivatagosodást.

Hogy visszatérjek az elején említett kihívásokra: radikális növekedés az erőforrás hatékonyságban, hurkok zárása és egy nap alapú gazdaság. Nem csak lehetségesek, de szükségszerűek is. És szilárdan hiszem, hogy a természet tanulmányozása sok problémára megoldást ad. De talán a legfontosabb, amit ez a gondolkodás nyújt, a pozitív hozzáállás a fenntartható fejlődéshez. Túlságosan sok a negatív beszéd a környezetünkkel kapcsolatban. De itt együttműködésről, bőségről és optimalizálásról van szó. És ez nagyon fontos.

Antoine de Saint-Exupery egyszer azt mondta, "Ha egy flottányi hajót akarsz építeni, nem üldögélsz az ácsmunkáról beszélve. Nem, vágyat kell gyújtanod az emberek lelkében a távoli partok iránt." És ez az, amit tennünk kell, legyünk tehát pozitívak, és haladjunk az innováció talán legizgalmasabb időszakában.

Köszönöm.

(Taps)