Традиционные постройки были созданы для защиты от дикого мира. Но мир изменился. Нам необходимо развивать более устойчивые отношения с окружающей средой, и полупроницаемая архитектура позволяет нам это сделать.
Традиционные здания предназначены для защиты от дикого мира, где с одной стороны мы в безопасности, а с другой - наши отходы. Архитекторы долгое время полагались на «твердые» материалы, такие как каменная кладка, алюминий и стекло, специально выбранные для предотвращения проникновения внешней среды. Непроницаемость была и остается главной целью.
Пришло время переосмыслить этот подход. Наша нынешняя застроенная среда растрачивает слишком много пресной воды и других жизненно важных ресурсов и выбрасывает в окружающую среду слишком много ядовитых веществ. Чтобы развивать более устойчивые отношения с миром природы, нам нужно разрешить химический обмен, который происходит в наших жилых помещениях, а также между внутренним и внешним миром. Нам нужно принять проницаемость.
До наступления современности определенное количество внешнего мира всегда просачивалось в наши жилые помещения, проникая через осыпающуюся кирпичную кладку, сломанные пломбы и открытые окна и двери. Однако с быстрым ростом промышленных городов в середине 19 века загрязнение, перенаселенность и болезни создали новые внешние угрозы. Выходом из положения стал более жесткий контроль над нашей средой обитания, в результате чего здания превратились в настоящие барьеры.
Современные «конверты» зданий изолируют наши жилые и рабочие помещения в невиданной ранее степени. Во многих офисах уже невозможно открывать окна вручную, чтобы впустить ветерок. Автоматизированные системы кондиционирования воздуха (часто реагирующие только на датчики и программное обеспечение) выбрасывают летнюю жару в раскаленные дорожки, усиливая эффект городского теплового острова и увеличивая риски для здоровья, связанные с жарой. Такие здания игнорируют обмен веществ, который является динамической опорой живых систем.
В 1970-х годах экологи Джон и Нэнси Джек Тодд и Уильям МакЛарни основали Институт новой алхимии - ныне Зеленый центр на Кейп-Код в Массачусетсе - чтобы переосмыслить строительные пространства как часть самоподдерживающейся человеческой экосистема. Такие пространства не были бы герметично закрыты, а скорее открыты для потока природных элементов. Исследовательский институт экспериментировал с интеграцией ряда устойчивых систем, таких как солнечная энергия, органическое сельское хозяйство, аквакультура и проектирование биоубежищ, которые шли рука об руку с проницаемостью этих жилых помещений. Их результаты указали многообещающий путь вперед.
Включение проницаемости в архитектуру начинается с композиции здания. За последние 20 лет инженеры разработали органические строительные материалы с различной степенью проницаемости. Mycotecture - архитектурные строительные блоки, образованные из волокнистого материала корней грибов, такие же прочные, как бетон, и такие же изоляционные, как стекловолокно. Кирпичи BioMASON построены микроорганизмами; они не нуждаются в обжиге и так же прочны, как традиционная кладка. Биопластики производятся бактериями с использованием биогаза со свалок и очистных сооружений. Поскольку они не производятся из нефти, биопластики имеют меньший углеродный след. Подобно дереву, они «выращиваются» для существования.
Пронизанные пространствами, эти «мягкие» материалы допускают совершенно другой набор геометрий, структурных свойств и эффектов, чем это возможно при традиционном строительстве. Башня Hy-Fi Дэвида Бенджамина, построенная из мицелиевых (грибных) кирпичей, намекает на огромный потенциал. Тем не менее, даже когда современные строители используют новые органические материалы, они обычно обращаются с ними так, чтобы они создавали «жесткие» интерфейсы с окружающей средой.
Полная проницаемость открывает широкие экологические и экологические возможности. Полупроницаемую керамику, в частности, можно обработать, чтобы получить поверхности, связывающие биопленки, большие скоординированные колонии бактерий или других микроорганизмов. Биопленки можно вырастить, чтобы они приобрели полупроводниковые свойства, подобные солнечным элементам или компьютерным схемам. При обработке марганцем биопленки могут стать фильтрами, регулирующими поступление воздуха и воды в здание.
Строители начинают изучать возможности стратегического размещения «жестких» и «мягких» интерфейсов внутри структуры, чтобы регулировать доставку ресурсов и органическую реакцию на эти входные данные. Например, дом BIQ в Гамбурге имеет фасад из тонкостенных резервуаров, наполненных микроводорослями. Водоросли собирают солнечный свет и углекислый газ и производят биомассу, которую можно использовать для выработки электроэнергии. Полупрозрачные живые резервуары также регулируют температуру здания, поглощая больше солнечного света по мере увеличения биомассы. В этом случае стекло резервуаров непроницаемо для воды, но пропускает солнечный свет - иная проницаемость, которая имеет решающее значение для органического обмена внутри фасада.
Проект «Живая архитектура» (LIAR), финансируемый, в частности, Европейским Союзом, представляет собой плодотворную попытку создать витрины полупроницаемого дизайна. Например, проект направлен на превращение ванных комнат, кухонь и коммерческих помещений в экологически чувствительные и продуктивные объекты. Секции стен в помещениях заменены биореакторами, автономными микробными системами. Одним из типов биореактора является топливный элемент, в котором содержатся анаэробные бактерии для производства электроэнергии и чистой воды. Другой - фотобиореактор из водорослей, который производит биомассу для топлива или пищи. Третий тип - это синтетический биореактор, который может производить спирт или другие материалы на растительной основе.
Стены биореактора достаточно прочны, чтобы образовывать внутренние перегородки, но они также являются активной, функциональной частью жизни внутри здания. Они могут перерабатывать моющие средства из бытовых сточных вод, производить удобрения для сада и синтезировать новые биоразлагаемые моющие средства - только из сточных вод, углекислого газа и солнечного света. Будущие биореакторы также смогут генерировать биолюминесцентное освещение, производить пищевые добавки, богатые питательными веществами, и удалять из питьевой воды проблемные соединения, имитирующие эстроген, такие как полихлорированные бифенилы (ПХД). В коммерческих помещениях живые стены могут перерабатывать воду, удобрять зеленые крыши и очищать воздух, чтобы сделать интерьеры зданий более здоровыми и более похожими на естественную среду.
Проект LIAR все еще находится на стадии прототипа. Количественные входы и выходы еще официально не установлены. Но руководители проекта рассчитывают увидеть интегрированные стеновые системы биореакторов в реальных домах в течение следующих 10 лет.
Жесткие инертные интерфейсы вряд ли устареют в ближайшее время. Реальное влияние живой архитектуры будет состоять в том, чтобы представить новую палитру структурных и функциональных систем, которые изменят наше представление об устойчивости и управлении ресурсами в искусственной среде. В частности, проект LIAR поднимает возможность нового, активного отношения к природным процессам.
Мы могли бы разработать новые способы общения с живым миром физически, биологически, механически и даже электрически. Разрушение барьера между внутренним и внешним позволит нам управлять потоком жизненно важных ресурсов, таких как вода и минералы. Конечным результатом станет своего рода искусственный метаболизм для наших домов, коммерческих помещений и городов - давно назревшее осознание более этичных и симбиотических отношений между искусственным и природным мирами.
Рэйчел Армстронг