Bærekraft uten lover

Bærekraftige løsninger, slik begrepet brukes innenfor arkitekturfeltet i dag, er ikke et resultat av en bevisst innsats fra en moden designbevegelse. I stedet har de blitt formet reaktivt, som et svar på de industrielle, teknologiske og politiske parameterne vi kaller ”økologiske”, og som først og fremst dreier seg om å spare materielle ressurser. Det vil si at bygningene som får merkelappen ”bærekraftig” forbruker mindre energi, bruker færre ressurser og har et lavt CO2-utslipp. Men selv om vi forsøker å ta den lange heller enn den korteste veien til miljømessig utarming, fortsetter vi en utvikling som karakteriseres av ressursforbruk. Og vi er så fanget inn i denne formen for industriell tankegang av vi ikke kan se den mulige betydningen av arkitekturens rolle i et mye større miljømessig bilde – nemlig muligheten for å bruke et økologisk paradigme for å styre de materielle utvekslingene som flyter gjennom byene våre.

Materiell flyt

Flyten av materie gjennom urbane miljøer representerer faktisk bare en liten del av den globale materialutvekslingen som skjer daglig i levende systemer som hav, jord og regnskoger. Naturlige nettverk tilrettelegger for denne flyten, gjennom miljøsykluser som baserer seg på en mye større ”reserve” av kreativitet enn det vi finner i våre menneskeskapte urbane omgivelser. Ifølge Jane Bennett, har fysisk materie potensial for aktive roller som i ulik grad kan forme menneskelige omstendigheter. Dett er en materialkarakteristikk som ikke er anerkjent innenfor en industriell tankegang.¹ Mitt perspektiv er at for å utvikle en designtilnærming for en virkelig økologisk arkitekturpraksis, hvor fysisk materie kan bli en aktiv kraft, må vi tenke mye bredere rundt yteevnen til og den iboende kreativiteten i materialene vi bruker. Vi må også vurdere hvordan vi kan bruke disse materielle ”kreftene” til å forme strømmer av global materialutveksling, slik at menneskehetens utviklingsprosesser kan gi et meningsfullt bidrag til biosfæren. 

Inerte materialer og industriell organisering  

Arkitektur representerer menneskenes tilstedeværelse i naturlige systemer, og arkitekturens økologiske ambisjon, å integrere menneskelige samfunn i naturen, har en lang historie. Gjennom tidene har arkitekter søkt inspirasjon i naturen for å kunne alliere seg med den naturlige verdens utrolige kreativitet. Trær, for eksempel, er blitt formet etter menneskenes behov: folk har brukt uthulte baobab-trær som fengsler, og bygget broer ved å flette sammen levende trerøtter. Antonio Gaudi gjorde kreativ bruk av naturlige materialer i sin sublime kirke, La Sagrada Familia i Barcelona, ved å utnytte leirens kjemiske egenskaper og tyngdekraftens fysiske prinsipper til å skape de skulpturelle fundamentene for katedralen, som i likhet med naturen fremdeles er under konstruksjon. Et annet eksempel er Thomas Heatherwicks ”Seed Cathedral”, vist på Expo i Shanghai i 2010, som hadde plantefrø oppbevart i tuppen av syv meter lange akrylstenger; et ambisiøst prosjekt som tenkte seg arkitekturen som et arkiv for biodiversitet. 

Hvert av disse forsøkene på samhandling med naturen er basert på et filosofisk syn på virkeligheten, og denne filosofiens materielle uttrykk. I praksis blir arkitekturens økologiske ambisjoner likevel begrenset av de inerte materialene og industrielle byggemåtene som dominerer i urbane miljøer, og som bokstavelig talt er organisert for å produsere ”maskiner å bo i”. Problemet med industrialiseringen er ikke bare et manisk objektfokus, men at dens statiske materialitet skaper ugjennomtrengelige skiller mellom ting, heller enn å forbinde dem. 

Våt teknologi

På 1960-tallet utforsket Gordon Pask og Stafford Beer en annen form for arkitektonisk materialitet i sine cybernetiske eksperimenter, hvor de brukte biologiske og kjemiske systemer. Vitenskapen som lå til grunn for denne ”våte” teknologien var imidlertid ikke avansert nok til at eksperimentene deres kunne utvikle seg til arkitektonisk innovasjon. Interessant nok så Martin Heidegger på teknologi som en avdekkende prosess heller enn et instrument eller et objekt å manipulere. I historisk sammenheng har kjemi vært kjernepunktet i en bestemt form for oppdagelse – forvandlingen av inert materie til levende materie. 

I løpet av de siste 20 årene har syntetisk biologi, som bygger og formgir med levende systemer, utviklet en teknologi som gjør oss i stand til å jobbe med disse ”forvandlingsprinsippene”, hvor en ting bokstavelig talt kan bli en annen. For eksempel ble Traube-cellen oppdaget av vinhandleren Moritz Traube i 1867.² Traube var interessert i å skape ”kunstige planter” ved å legge en saltkrystall i en svak oppløsning av tanniner. Den uorganiske membranen i denne ”våte” teknologien vokser, ved at systemet kontinuerlig blir ødelagt og reparert ettersom vannet passerer gjennom membranen. 

Hvis den ”våte” teknologien skal blomstre i urbane omgivelser er det imidlertid behov for en annen form for infrastruktur, en som er veldig annerledes enn strukturene som i dag støtter funksjonene til maskiner og datamaskiner. Den formen for infrastruktur som støtter kjemiske teknologier er elementære systemer, som inkluderer luft, jord og vann. De er følsomme overfor ulike miljømessige forhold, og kan endre atferd etter sine omgivelser. For eksempel vil våt teknologi oppføre seg annerledes i Italia enn i Norge, ettersom systemenes yteevne ville variere med årstidene, og bli påvirket av lokale mikroklimaer. At infrastrukturen er viktig når det gjelder å optimalisere kjemiske resultater har man funnet bevis for i fossilt materiale, hvor en spredt, vannførende infrastruktur hjalp enkle planter med å binde store mengder karbon.³ Ikke-blomstrende planter kunne dermed utvikle seg til blomstrende planter, noe som ga opphav til den biodiversiteten vi ser i regnskogene i dag. Materialiteten i en økologisk arkitektur som er basert på slike elementære systemer må ha den samme elementære infrastrukturen som levende systemer, som finnes i mange ulike skalaer for å opprettholde livet på denne planeten – fra interaksjonen mellom mikrober til den geologiske produksjonen av ulike jordlag.

Biologiske realiteter

Den universelle infrastrukturen i de levende prosessene som opprettholder våre økosystemer gir opphav til spørsmålet om ”hvem” vi egentlig utformer arkitektur for. Tradisjonelt blir menneskekroppen betraktet som en atskilt struktur, men de siste årene har genetisk analyse og mikrobiologi oppdaget at bakterier og virus er vevd sammen med vårt genom, og at 90 % av cellene i kroppen vår er bakterieceller. Hver av oss bærer rundt på rundt tre kilo bakterieceller, som er mye mindre enn våre egne. En artikkel i The Economist oppsummerte nylig hvordan bakteriene påvirker kroppene våre: de endrer humøret vårt, hjelper oss med å fordøye maten, utgjør deler av immunsystemet vårt og forsterker hudens beskyttende funksjon. Når bakteriesystemene våre ikke virker som de skal, blir vi ulykkelige og syke.⁴

BioBE-prosjektet ved University of Oregon, ledet av TEDs seniorforsker i 2012, Jessica Green, forsker på hvilken påvirkning bakterier har på rommene vi bor i, og bakteriologen Simon Park ved University of Surrey ser på urban kryptobiologi som en indikator på miljøers helsetilstand.⁵ Arbeidet deres viser at våre urbane miljøer ikke er de inerte, rene rommene som modernismen tegnet, men levende økosystemer hvor ulike aktører samhandler. For å gripe inn i disse systemene med våre teknologi, må vi jobbe med dem på helt andre måter enn slik vi bruker maskiner. Min forskning undersøker hvordan levende ”våte” teknologier kan hjelpe oss med å utvikle designprinsipper for å integrere det bygde miljøet og naturlig økologi på en ikke-mekanisk måte – både ved å styre det som allerede eksisterer, og ved å introdusere ”levende teknologier” i det bygde miljøet. 

Livlig materie

I løpet av de siste tre årene har jeg brukt en ”våt” teknologi-modell kalt Bütschli-systemet for å utforske noen av disse designmulighetene.⁶ Når olivenolje blir tilsatt alkalisk vann, produserer Bütschli-systemet små dråper som viser en bemerkelsesverdig livaktig oppførsel – selv om de ikke har noen DNA som styrer dem. Bütschli-dråper kan bevege seg rundt i miljøet sitt, de kan sanse det, og ser ut til å kommunisere kjemisk med hverandre; de danner kjemiske filmer og kan til og med endre atferd på populasjonsnivå.⁷ Det viktige ved dette systemet er at det er et virkelig eksempel på ekstremt livlig materie, som ikke er biologisk, men som likevel kan ”programmeres” til å distribuere materialer i tid og rom på en livaktig måte. For eksempel er det mulig å bruke dette systemet for å produsere magnetiske strukturer ved å bruke dråpen som en bærer.⁸ Denne teknologien gir et utgangspunkt for å utforske hvordan det er mulig å produsere eller ”dyrke” økologisk arkitektur.

”Hylozoic Ground”, et samarbeid med arkitekten Philip Beesley, integrerte smart, levende kjemi i en cybernetisk struktur.⁹ I denne installasjonen modifiserte jeg denne millimeterskala teknologien, slik at publikum kunne se det som skjedde med det blotte øye. Den kjemiske teknologien responderte på menneskers tilstedeværelse, og på miljøet, ved å fiksere små mengder karbondioksid og forvandle dem til krystaller med sterke farger, kalt karbonater. Dette kjemiske systemet kan sammenlignes med et sensorisk system som kunne lukte eller smake karbondioksid, på en lignende måte som vårt eget nervesystem.¹⁰

Andre arbeider omfatter utviklingen av en alge-bioreaktor, i samarbeid med Sustainable Now Technologies, hvor algestammer som ikke er genmodifiserte høstes lokalt for sine ulike egenskaper og dyrkes i en infrastruktur av ”makrofluider”, som organiserer næringsstoffene som flyter gjennom et levende system. Algene bruker karbondioksid og sollys for å lage biodiesel og organisk materie, som kan omdannes til papir eller brukes som gjødsel på det grønne taket til bygningen hvor reaktoren befinner seg. Siden denne teknologien er spesifikk i forhold til de lokale omgivelsene, ville man bruke andre algestammer i Norge enn i Storbritannia eller i California. Denne bioreaktoren skal stå ferdig i 2014, under det grønne taket til arkitektskolen ved University of Greenwich.

Venezia: Gjenoppbygging gjennom tilvekst

Venezia er bygget på et fundament av trepæler som stadig synker dypere ned i det myke deltamudderet. Plans for a Future Venice ser for seg en lagunehage som er utformet for å hindre byen i å synke. En form for kjemisk programmert, smart olje/vann dråpe-teknologi kunne brukes, basert på en dråpe som beveger seg vekk fra solen, inn mot byens mørklagte fundamenter. Når de hviler, aktiverer disse dråpene en annen kjemisk reaksjon, og bygger skjellaktige kalsiumstrukturer av oppløste mineraler og karbondioksid i vannet, og produserer et kalksteinaktig materiale. 

Over tid gjør denne tilveksten at et kunstig rev vokser frem, som formes av aktiviteten i byen ettersom forurensing, reflektert lys og mineraler sprer seg i vannveiene. Selv om dette prosjektet fremdeles er på skissestadiet, har prinsippet med å lage skall rundt dråper i lagunevannet blitt testet i samarbeid med Red Bull og en gruppe arkitektstudenter i Venezia.

Det skjer i dag en fantastisk utvikling innenfor feltet syntetisk biologi, og fremtiden for økologisk arkitektur er ekstremt lovende. For å få mest mulig ut av disse biologiene, vil vi først trenge å utvikle nødvendig infrastruktur, og endre vår tilnærming til problemløsning fra å være basert på et industrielt paradigme til et virkelig komplekst økologisk paradigme. Økologisk arkitektur må være basert på designprinsipper som betrakter den materielle verden på en annen måte, der ikke-menneskelig materie har en annen og mye mer potent status enn det som er tilfelle innenfor industrielle rammeverk. Ved å anerkjenne den iboende ”kraften” i den materielle verden, kan en økologisk arkitektur etter hvert komme til å produsere tiltak som fungerer på samme måte som naturen selv, og som kan samarbeide med våre lokale økologier. Dermed kan det bli mulig å endre det paradigmet som menneskelig utvikling i dag er basert på, slik at svaret på hvordan vi skal reparere en ødelagt økologi vil være å lage arkitektur.