Строить вместе с природой: мицелиевые кирпичи и другие биоматериалы, которые могут изменить архитектуру
Мицелиевые кирпичи выращивают из грибов и сельскохозяйственных отходов, а затем высушивают, превращая в лёгкие теплоизоляционные блоки с минимальным углеродным следом. Вместе с конопляным бетоном, бамбуком и другими биоматериалами они открывают будущее, в котором здания выращивают, а не производят. Рассказываем об их преимуществах, применении и нынешних ограничениях.
Содержание
Главное:
- Мицелиевые кирпичи — устойчивый строительный материал на основе грибницы, который служит экологичной альтернативой традиционным материалам.
- Растительные материалы, такие как конопля и солома, хранят углерод, который растения поглотили из воздуха во время роста.
- Эти материалы можно производить на месте, что снижает выбросы от транспортировки и поддерживает местную экономику.
- Мицелиевые кирпичи обладают естественными теплоизоляционными свойствами, которые могут повысить энергоэффективность зданий.
- Развитие биоматериалов стимулирует инновации в архитектуре и вдохновляет на новые проекты и строительные технологии.
Что такое мицелий
Мицелий — вегетативная часть гриба: плотная сеть тонких нитей, которые называются гифами. Большая его часть скрыта в почве, в старой древесине и в лесной подстилке, где он разлагает отмершие растительные остатки и возвращает питательные вещества в круговорот. Эти нити связывают рыхлый материал в плотный мат, и именно эта способность скреплять делает мицелий интересным для строителей. Представьте его как природный клей, который растёт сам.
Биология мицелия
Мицелий питается, выделяя ферменты, которые расщепляют органику, а затем всасывая питательные вещества. Он хорошо растёт на дешёвых субстратах: кукурузных стеблях, опилках, костре конопли и других остатках урожая. Чтобы получить блоки, производители набивают засеянный субстрат в формы, несколько дней держат его в тёплом, тёмном и влажном месте и дают гифам заполнить все пустоты. В природе тот же процесс помогает формировать здоровую почву.
Роль мицелия в экологичном строительстве
В строительстве мицелий оправдан тем, что превращает отходы в полезный продукт при низких температурах. Для обожжённого кирпича и цемента нужны печи с очень высокой температурой, а мицелиевые блоки просто растут при комнатной температуре, после чего их сушат или прогревают, чтобы остановить рост. Поэтому их углеродный след гораздо меньше, чем у бетона или обожжённого кирпича. В конце срока службы необработанные мицелиевые блоки можно измельчить и компостировать.
Преимущества не ограничиваются самим материалом. Мицелиевые композиты лёгкие и пористые, поэтому неплохо утепляют — примерно на уровне многих волокнистых теплоизоляционных плит, — а при контакте с огнём скорее обугливаются, чем плавятся. Кроме того, в них нет нефтяных компонентов, которые входят во многие пены и клеи, что снижает зависимость от вредных химикатов и поддерживает экономику замкнутого цикла. Если вам важны качество воздуха в доме и судьба здания после сноса, это реальные преимущества, которые стоит учитывать.
Преимущества мицелиевых кирпичей
Мицелиевые кирпичи сочетают полезные качества: они лёгкие, утепляют, поглощают звук и могут принимать почти любую форму, которую позволяет пресс-форма. Некоторые исследовательские группы также изучают блоки с живым мицелием, способные затягивать мелкие трещины, но эти работы пока экспериментальные. Вот как они проявляют себя в экологичности и прочности — двух вопросах, которые большинство владельцев домов задают первыми.
Экологические преимущества
С точки зрения экологичности мицелиевые кирпичи выделяются тем, что они биоразлагаемые и требуют минимума энергии при производстве. Поскольку субстратом служат сельскохозяйственные отходы, они уменьшают объём мусора на полигонах и поддерживают экономику замкнутого цикла. Выбирая мицелиевые кирпичи, вы помогаете снизить выбросы парниковых газов и сделать планету здоровее.
Прочность и долговечность
В вопросе прочности нужны реалистичные ожидания. Мицелиевые кирпичи гораздо слабее на сжатие, чем бетон или обожжённая глина, поэтому сегодня их не используют сами по себе как несущие стены. Лучше всего они работают как заполнение каркаса из дерева или стали, как утеплитель или как внутренние перегородки и акустические панели. Относитесь к ним как к жёсткой теплоизоляционной плите, а не как к конструкционному блоку, — и вы используете их правильно.
Долговечность зависит прежде всего от того, удастся ли сохранить их сухими. Как соломенные блоки и другие натуральные материалы, мицелий может впитывать воду и разрушаться, если долго остаётся влажным, поэтому ему нужны хороший вынос кровли, паропроницаемая штукатурка или облицовка и защита от грунтовой влаги. Мицелиевые композиты скорее обугливаются, чем свободно горят, но там, где этого требуют местные строительные нормы, им всё равно нужна огнезащитная отделка. Прежде чем строить, запросите у поставщика результаты испытаний.
Другие биоматериалы в архитектуре
Биоматериалы коренным образом меняют архитектурный ландшафт, предлагая экологичные альтернативы с минимальным воздействием на окружающую среду. Наряду с мицелием впечатляющие преимущества в строительстве дают такие материалы, как конопляный бетон и переработанный пластик. Подробнее о роли мицелия — в статье От грибов к фундаментам: мицелий в строительстве.
Конопляный бетон (хемпкрит)
Конопляный бетон — это смесь костры конопли (древесной сердцевины стебля), вяжущего на основе извести и воды. Он лёгкий, хорошо утепляет, огнестойкий и часто считается материалом с отрицательным углеродным балансом (углеродно-отрицательный), потому что конопля хранит углерод, а известь при твердении постепенно снова поглощает CO2. Конопляный бетон также выравнивает влажность в помещении. Как и мицелий, он не несущий, поэтому его укладывают вокруг деревянного каркаса, и перед оштукатуриванием ему нужно сохнуть несколько недель.
Переработанный пластик
Переработанный пластик не относится к биоматериалам, но заслуживает места в этом разговоре, потому что не даёт отходам попасть на свалку и поддерживает экономику замкнутого цикла. Его используют в террасной доске и заборах, черепице, утеплителях и композитных плитах. Пластиковая доска не гниёт и не требует окраски, поэтому подходит для уличных проектов с минимальным уходом, но на длинных пролётах может провисать, так что соблюдайте шаг лаг, указанный производителем.
Изделия из переработанного пластика могут имитировать деревянные доски, тротуарную плитку и черепицу и при этом гораздо лучше дерева переносят влагу. Если использовать их вместо новых материалов, можно уменьшить углеродный след проекта, особенно на улице, где они заменяют пропитанную древесину. Проверяйте на этикетке долю вторичного сырья — у разных марок она сильно различается — и оставляйте температурные зазоры, указанные производителем: пластиковые доски сильнее дерева меняют размер при перепадах температуры.
Инновационное применение биоматериалов
Инновационные способы применения биоматериалов раскрывают их потенциал для революции в строительстве. От мицелиевых кирпичей до органической теплоизоляции из растений — эти материалы дают экологичные варианты для ваших архитектурных проектов. Дополнительные сведения — в статье Природные решения: 6 лучших строительных материалов из мицелия. Проектировщики всё чаще используют эти ресурсы, обещающие меньший углеродный след и лучшую адаптацию к разным климатическим условиям.
Примеры экологичного проектирования
Реальные проекты пока невелики, но показывают, на что способны эти материалы. Вот основные способы, которыми мицелий и другие биоматериалы уже испытывались в построенных объектах.
- Павильон Hy-Fi: временная башня из мицелиевых блоков, построенная студией The Living у музея MoMA PS1 в Нью-Йорке в 2014 году и затем отправленная в компост.
- Акустические панели: мицелиевые панели для стен и потолков уже продаются для офисов и жилых домов, где поглощают звук вместо пенопласта.
- Утепление и заполнение: мицелиевые композиты испытывали как утеплитель стен внутри деревянного каркаса, где они остаются сухими и не несут нагрузки.
- Система зелёной кровли: растительные субстраты и натуральные волокна на зелёных кровлях замедляют сток дождевой воды и помогают сохранять кровлю прохладной.
Будущие тенденции биоархитектуры
Тенденции биоархитектуры прокладывают путь к более умным и экологичным зданиям. Рынок будут определять такие материалы, как мицелий и растительные композиты, а движущей силой станут достижения нанотехнологий и биотехнологий. По мере ужесточения требований к экологичности стоит ожидать роста совместного проектирования, при котором архитекторы, учёные и экологи вместе создают устойчивые сооружения, гармонирующие с окружающей средой.
Трудности и ограничения
Хотя мицелиевые кирпичи и другие биоматериалы открывают захватывающие возможности, они сталкиваются и с серьёзными трудностями и ограничениями, которые необходимо преодолеть. Главные препятствия — долговечность по сравнению с традиционными материалами, восприятие рынком и масштабируемость производства.
Восприятие рынком
Несмотря на экологические преимущества, восприятие рынком остаётся барьером. Многие архитекторы и строители не спешат использовать мицелиевые кирпичи из-за незнакомства с ними и опасений по поводу их характеристик и долговечности. Информирование отрасли о преимуществах биоматериалов крайне важно для их более широкого внедрения.
Масштабируемость производства
Наращивание производства мицелиевых кирпичей связано с логистическими трудностями. Нынешние технологии часто кустарные и мелкосерийные, поэтому не подходят для крупных строительных проектов. Это узкое место ограничивает возможность удовлетворить спрос и в полной мере использовать потенциал рынка.
Чтобы масштабировать производство, нужны инвестиции в технологии и инфраструктуру. Например, автоматизированные методы выращивания позволили бы эффективнее производить мицелиевые кирпичи в больших объёмах. Такие инновации, как оптимизированные условия роста или биореакторы, могут значительно сократить сроки и стоимость производства и сделать эти материалы конкурентоспособнее традиционных. По мере развития отрасли партнёрство исследователей и производителей может обеспечить устойчивый рост выпуска биоматериалов и расширить их доступность на строительном рынке.
Будущее строительства вместе с природой
Будущее архитектуры — в умении органично вписываться в экосистему, используя такие биоматериалы, как мицелиевые кирпичи и переработанная биомасса. Эта эволюция знаменует переход от традиционных материалов к более экологичному подходу, при котором здания не только минимизируют воздействие на природу, но и приносят пользу окружающей среде. По мере развития технологий и исследований появятся инновационные решения, улучшающие и характеристики, и эстетику архитектурных проектов.
Возможный эффект для окружающей среды
Более широкое использование биоматериалов может уменьшить количество углерода, заключённого в новых зданиях, снижая выбросы парниковых газов при производстве и превращая сельскохозяйственные отходы в полезные продукты. Конопля, бамбук и древесина накапливают углерод во время роста, а быстрорастущие культуры можно высаживать заново каждый год или раз в несколько лет. Со временем это может изменить подход к строительству домов и привести к застройке с меньшим углеродным следом.
Внедрение биоматериалов в массовое строительство
Чтобы внедрить биоматериалы в массовое строительство, нужно переосмыслить методы проектирования и принять новые нормы, поощряющие экологичность. Принятие правил, поддерживающих материалы биологического происхождения, вместе с образовательными программами для архитекторов и строителей облегчит этот переход. Совместные усилия всех участников — производителей, проектировщиков и законодателей — помогут продвигать инновации и практическое применение этих материалов в отрасли.
На практике более широкое применение означает возможность для аккуратных экспериментов в рамках правил. Если вы хотите использовать эти материалы в собственном доме, заранее обратитесь в местный орган, выдающий разрешения на строительство, запросите у поставщиков данные испытаний на огнестойкость, влагостойкость и теплоизоляцию и начните с малорискованных применений — внутренних панелей или утепления. Хорошо задокументированные проекты укрепляют доверие, а льготы для экологичного строительства с низкоуглеродными материалами могут помочь мицелию и другим биоматериалам стать нормой, а не исключением.
Калькулятор воплощённого углерода
Сравните углеродный след строительства дома из разных конструкционных материалов.
В завершение
В конечном счёте мицелиевые кирпичи и другие биоматериалы не заменят бетон и сталь в одночасье, но уже сейчас оправданы как утеплитель, внутренние панели и заполнение каркаса. Там, где они хорошо работают, они уменьшают воздействие вашего дома на окружающую среду и приносят в интерьер натуральные фактуры. Начинайте с малого, берегите их от влаги и работайте со строителями, которые знают эти материалы. Тогда ваш следующий проект будет одновременно практичным и бережным к планете.
Частые вопросы
В: Что такое мицелиевые кирпичи и как их делают?
О: Мицелиевые кирпичи — строительный материал, созданный на основе грибницы, то есть мицелия. Их изготавливают, смешивая сельскохозяйственные отходы с мицелием, который разрастается и связывает материалы между собой. Когда смесь полностью сформируется, её подвергают термической обработке, чтобы остановить рост и получить прочный продукт.
В: Каковы экологические преимущества биоматериалов, таких как мицелий, в строительстве?
О: Биоматериалы, такие как мицелий, возобновляемы, биоразлагаемы и имеют меньший углеродный след, чем традиционные строительные материалы. Они помогают сократить отходы за счёт использования побочных продуктов сельского хозяйства и могут связывать углерод в процессе роста, способствуя экологичному строительству.
В: Как мицелиевые кирпичи соотносятся с традиционными материалами по прочности и теплоизоляции?
О: Мицелиевые кирпичи лёгкие и хорошо держат тепло, но они намного слабее керамического кирпича или бетона, поэтому не являются несущими. Сегодня их используют для утепления, акустических панелей, внутренних перегородок и временных построек, защищая от влаги и непогоды. Для несущих стен сочетайте их с каркасом из дерева, стали или кладки.
Примерьте натуральную отделку на 3D-моделях с помощью 3D-конфигуратора материалов.
Похожие статьи
