På den grønne terskelen
Den funksjonalistiske bevegelsen i den første delen av dette århundre søkte inspirasjon til sin arkitektur i maskinen. Teknologien skulle være et middel til å løfte folk ut av fattigdom og usunne omgivelser. Med sin beundring for maskinens logikk propaganderte Le Corbusier i 20- og 30-årene for at huset skulle være en maskin til å bo i. På grunn av tidens tillit til de tilsynelatende grenseløse teknologiske mulighetene som lå foran menneskeheten, hadde denne formuleringen en positiv klang. Men i dag hersker tvilen.
Det kan synes som om vi nå er på vei fra en mekanisk, teknisk tenkemåte inn i en økologisk, biologisk referanseramme, og at en arkitektur som springer ut av dette synet, er i ferd med å bli utviklet. Ikke fordi arkitektene søker nye referanserammer, men fordi de ytre betingelsene endrer seg. Den menneskelige aktivitet er så stor at den butter mot naturens begrensninger. Vi innser at hus, eller byer for den saks skyld, snarere bør betraktes som organismer i klodens økosystem enn som maskiner. Dette kan bety et like viktig skifte i arkitekturen som funksjonalismens gjennombrudd. Vi står på terskelen til den grønne teknologi.
Industrialisme og vekst 1850-1950
Mye av vårt ideologiske arvegods og våre referanserammer når vi planlegger og bygger i vår del av verden, har vi med oss fra den industrielle revolusjonen. Crystal Palace i London, 1851 tegnet og konstruert av gartneren Joseph Paxton, kan stå som et symbol på dette. Prosjektet var noe av det ypperste innen byggekunst på den tiden, og ble stående som et symbol på menneskenes evne til å legge under seg naturen ved å ta kull og jernmalm ut av grunnen og med disse råvarene skape dette storslagne, kunstig klimatiserte rom. Troen på en teknologi som skulle legge under seg naturen og bringe oss ut av fattigdommen, var sterk. I forlengelsen av dette kan vi se Buckminster Fullers prosjekt som skulle overdekke Manhattans midtre del for å etablere et kunstig miljø, uavhengig av vær og vind og menneskenes egen forurensning.
- I perioden 1850 til 1950 ble verdens befolkning fordoblet.
- Verdens befolkning var i 1850 ca. 1,2 milliarder mennesker.
- Verdens befolkning var i 1950 ca. 2,5 milliarder mennesker.
Vekstens grenser øynes
Det mentale vendepunktet i troen på en uendelig vekst kom omtrent samtidig med de første bemannede romferdene. Pussig nok var det Buckminster Fuller som formulerte slagordet om Jorden som et romskip; et romskip med et lukket system der alle gasser, væsker og faste stoffer resirkuleres i evige kretsløp med solen som energikilde. Romfarerne var de første som så Jorden som en begrenset klode utenfra, i et perspektiv som visualiserte begrensningene og bidro til å øke forståelsen for de økologiske sammenhenger. Framsynte industriledere og politikere i Romaklubben så grensene, og ga ut sin omdiskuterte rapport «Vekstens grenser» på 70-tallet. De pekte på et misforhold mellom jordens ressurser, ressursenes fordeling og en voksende befolkning. Parallelt med dette kom det ut en rekke populærvitenskapelige bøker som reiste de samme problemstillingene. Mange hadde tidligere hevdet lignende synspunkter, men først nå syntes det som om det var mulig å vinne gehør som monnet.
- Verdens befolkning 1970 var ca. 3,6 milliarder mennesker.
Men urbaniseringen fortsetter
Til tross for en gryende bevissthet om at Jorden beveger seg gjennom universet som et romskip med begrensede ressurser, fortsetter befolkningsveksten og urbaniseringen. Forandringene i innbyggertallet i verdens fem største byer kan illustrere hastigheten.
År 1950:
- New York 12,3 millioner innbyggere
- London 8,7 millioner innbyggere
- Tokyo 6,7 millioner innbyggere
- Paris 5,4 millioner innbyggere
- Shanghai 5,3 millioner innbyggere
År 1980:
- Tokyo 16,9 millioner innbyggere
- New York 15,6 millioner innbyggere
- Mexico City 14,5 millioner innbyggere
- Sao Paulo 12,1 millioner innbyggere
- Shanghai 11,7 millioner innbyggere
År 2000 (antatt):
- Mexico City 25,6 millioner innbyggere
- Sao Paulo 22,1 millioner innbyggere
- Tokyo 19,0 millioner innbyggere
- Shanghai 17,0 millioner innbyggere
- New York 16,8 millioner innbyggere
Verdens befolkning i 1997 er nesten 5,8 milliarder mennesker.
Naturområdene krymper
Byene eter seg fortsatt utover landskapet. Nye bygninger og anlegg reiser seg. Bilismen legger store arealer under fast dekke. Naturens prosesser strupes, også i den tredje verden. Skoger og myrområder forsvinner. Buffersoner, biologiske produksjonsarealer og mange dyrearter forsvinner. Naturen fungerer ikke lenger som resipient for alle våre avfallsstoffer. Storbyene i alle verdensdeler vokser som tepper utover i omgivelsene. 1800-tallets mekaniske teknologi er på kollisjonskurs med klodens eget økologiske maskineri.
I disse dager overskrides en grense: Over halvparten av verdens befolkning bor nå i byer.
Huset som en organisme
Bevisstheten om begrensningene i klodens økosystem ser ut til langsomt å påvirke de fleste områder, selv om tregheten i 1800-tallets mekaniske verdensbilde lar en rekke fenomener fortsette som før. Også innen byggevirksomheten registrerer vi et ønske om å være mer i pakt med naturens prosesser. Bærekraftig bygging og arkitektur begynner å komme på dagsordenen i byggebransjen. Noen arkitekter forsøker å nærme seg økologisk tilpasning ved å bygge sine hus av materialer som ligner naturens, eller de etterligner naturens myke former og betegner dette som organisk arkitektur. Men slike grep har lite med økologisk forståelse å gjøre.
En by eller et bygg skal kunne regulere sin temperatur, puste, spise, drikke og utskille væsker og faste stoffer. Det går usynlige forbindelseslinjer fra et hus eller en by helt ut til de stedene der maten, drikken, materialene og energien kommer fra. Det går også usynlige forbindelseslinjer fra en by eller et bygg helt ut til de stedene der avfallsstoffene havner. Dette er utgangspunktet for den arkitekturen som skal innordne seg de økologiske kretsløp. Det handler om å liste seg inn i de naturlige prosesser som allerede er til stede, og det er nødvendig å være observant på naturens egne funksjoner og kretsløp:
- energibalansen
- luftkretsløpet
- vannkretsløpet
- stoffenes kretsløp.
Arkitekturen og energibalansen
For livet på jordkloden er det helt avgjørende at det er en balanse mellom innstrålt energi fra sola og varmetapet ut til verdensrommet. Ellers ville vi ikke hatt levelige betingelser. En tilsvarende balanse må også finnes i våre byggverk. Utfordringen ligger ikke bare i å bruke minst mulig energi, men først og fremst i å bruke minst mulig ikke-fornybar energi. Passive energisparetiltak krever aktiv bruk av bygningsfysiske vurderinger. Valg av plassering i terrenget og valg av planløsninger, utforming og materialvalg i bebyggelsen innvirker gjensidig på hverandre. Et energimessig forsvarlig bygg trenger ikke nødvendigvis å være kompakt med et minst mulig forhold mellom overflate og volum, og trenger ikke nødvendigvis å ha små lysåpninger.
En helhetlig vurdering av passive tiltak må ta hensyn til en rekke faktorer. Konsekvensen av de ulike fasaders orientering for varmebalansen bør vurderes i forhold til byggets volum, alternative tekniske løsninger og den ønskede bruken. Noen ganger kan et langt og smalt hus være hensiktsmessig, andre ganger et dypt og kompakt. Byggets planløsning bør vurderes ut fra muligheten for å dele bygget inn i temperatursoner med ulike krav til innetemperaturen. Byggets termiske masse kan utnyttes bevisst til å minske varmetap om natten og overoppheting om dagen. Ny vindus- og glassteknologi med forbedret isoleringsevne og nye transparente former for isolasjon gir mulighet for bruk av større vindusarealer som kan slippe inn mer dagslys og dermed redusere strømbehovet.
En rekke aktive tiltak vil bli vanligere, også på våre breddegrader. Solfangere med luft eller vann som varmemedium er blitt handelsvare, men er foreløpig bare konkurransedyktige til produksjon av varmt bruksvann i Norge. Slike solfangere bør integreres i ytterhudens konstruksjon som erstatning for et annet kledningsmateriale, istedenfor å henges utenpå som kostbart ekstrautstyr. Strømproduserende solceller brukes allerede i et stort omfang på norske hytter. Prisene er på vei nedover, og internasjonalt er det store forhåpninger om en mindre kostbar teknologi på dette feltet. En løsning der eiere av solpaneler i overskuddsperioder selger strøm til el-verkene, kan være interessant.
I Danmark har de moderne vindmøllene blitt et stadig vanligere syn, og Danmark er en ledende internasjonal storprodusent på dette feltet. I Sverige har de moderne vedovnene blitt perfeksjonert, med nesten fullstendig forbrenning. Bioenergi er i bruk også i storskalaanlegg.
Nå bruker vi i vårt land høyenergi i form av elektrisk strøm både til belysning, koking, husholdningsmaskiner, oppvarming og eventuell romavkjøling. Men med et bærekraftig perspektiv på varmebalansen vil vi måtte skille mellom lavenergiformer som er tilstrekkelig for å bringe innetemperaturen noen få grader høyere, og høyenergiformer som er nødvendig for å koke mat og skaffe kunstig lys.
Arkitekturen og åndedrettet
Etter noen årtier med tette hus og et stadig økende ventilasjonsbehov ser det ut til at bygningenes åndedrett har voldt stadig større besvær. I kjølvannet av den mekaniske ventilasjonen har det fulgt både ubehag og sykdommer. De moderne bygg omslutter menneskene som kuvøser, men teknikken har sjelden fungert slik den var forutsatt. Til tross for at det i en periode var snakk om VVS-løsninger som representerte opp til 40% av byggekostnadene.
I pakt med de grønne strømningene og en forståelse for å innordne seg i den økologiske helheten kommer ønsket om en naturligere og enklere ventilasjon opp igjen. Forsøk med dynamisk ventilasjon og isolasjon har blitt gjennomført i begrenset omfang. Ullike grader av naturlig ventilasjon prøves nå ut i en rekke større bygg over hele verden. Det er en økende tendens til å bygge sunnere hus med materialer som gir et minimum av skadelig gassemisjon, og som dermed er enklere å ventilere.
Arkitekturen og væskebalansen
At bruksvann fra mennesker og industri ikke absorberes på en naturlig måte i klodens resirkuleringssystem, synes stadig tydeligere. Tilgangen på rent vann er et økende problem globalt sett. Kloakkene tynnes ut med spylevann fra vannklosettene og med gråvann. Deretter tynnes de ytterligere ut med overvann fra tak, plasser og veier før vannet slippes ut i
naturen etter en begrenset renseprosess. Men naturen har begrensninger som resipient. Utslippene må ledes inn i kretsløpet igjen. Dette blir lettere hvis vi hindrer at de ulike vannkvalitetene blir blandet, og tar i bruk vannbesparende toalettyper der urin og ekskrementer ikke blandes. Overvann bør gå som bekker på overflaten. Bekker og elver bør ikke lukkes. Gråvann kan renses gjennom konstruert våtmark (rotsoneanlegg). Det finnes i dag både kunnskaper, teknologi og erfaring til å sette slike tiltak i verk.
Presset på vannkildene kan minskes ved at renset gråvann eller takvann brukes til formål der renhetskravet ikke er så stort. Det er bare godt og vel 20% av husholdningenes totale vannforbruk som går til matlaging og oppvask, og dermed krever vann av høyeste renhetsgrad.
Arkitekturen og stoffbalansen
Det erkjennes etter hvert allment at klodens ressurser ikke er uuttømmelige, og at naturen ikke kan assimilere alle faste avfallsstoffer like raskt som de vrakes. Konsentrasjon av gifter og uønsket materiale har hopet seg opp. Disse stoffene bør ledes inn i kretsløpet igjen. Mange av dem kan skifte rolle fra å være avfall til å bli ressurser.
Kildesortering av husholdningsavfall blir etter hvert vanlig, men også i byggeprosessen ligger det store muligheter til minsking av avfallet. Senere års prosjekter innen byggebransjen har vist at det er mulig å redusere 60% av byggavfallet ved bevisste innkjøpsrutiner, kildesortering og gjenvinning. Videre har det vist seg at bygninger kan rives på en slik måte at materialer og komponenter i stor utstrekning kan brukes om igjen. Enkelte materialer kan dessuten males opp og brukes i ny form til andre formål. Nye bygg kan konstrueres på en slik måte at de lett kan demonteres og sorteres. Bilprodusentene er allerede i ferd med å gjennomføre et slikt prinsipp.
Forskningsinstitutter i en rekke land har utført undersøkelser for å tallfeste den totale energibruken for de enkelte byggematerialer. Disse undersøkelsene har fulgt materialenes gang gjennom fasene: utvinning, transport, bygging, nedriving og til betryggende deponering. Denne «vugge til grav»- tankegangen er etterhvert blitt et begrep som er godt kjent i byggebransjen, men den blir ofte glemt eller oversett i hverdagens praksis.
Den grønne terskelen
Betrakter man i dag den internasjonale byggevirksomheten, er det stadig flere innen byggebransjen som bestreber seg på å tenke bærekraftig. Innflytelsesrike arkitektkontorer som for noen år siden prosjekterte uten tanke på de økologiske konsekvenser, arbeider i dag med utstrakt bruk av solenergi og naturlig ventilasjon. Men dersom man skal ta dette skrittet fullt ut, må man forlate den mekaniske betraktningsmåten som innebærer forestillingen om at naturen er fiendtlig og farlig, og at vi derfor må overvinne den med teknisk makt. Det kan nå være på tide å slutte fred med naturen, og tre stille over terskelen til den grønne arkitekturen.
On the green treshold
Article by Bjørn Larsen
The functionalist movement of the early part of this century sought its architectural inspiration in the machine. Technology was to be the way and the means to lift people out of poverty and an unsatisfactory environment. In his admiration of the machine, during the 20´s and 30´s, Le Corbusier proposed that the house should be a machine for living in, and, because of the then time´s faith in the apparently limitless bounds of technology, such creeds were greeted positively. Today this is met with more suspicion.
It looks now as if we are departing from a mechanical-technical way of thinking and are moving towards ecological-biological terms of reference. An architecture which springs from this point of view is well under way to being developed. Not because architecture needs new frameworks, but because the world within which it exists, is changing. Human activity is so great that it impinges on the borders of nature. We admit that houses, or even towns for that matter, should be seen as being organisms within the earth´s ecological system rather than as machines. This can preclude a change in architecture just as great as that of functionalism. We stand on the threshold of green technology.
Industrialism and growth 1850-1950
When we plan and build our part of the world much of our ideological heritage, and many of our parameters for the frameworks we lay to ground, stem from the industrial revolution. Joseph Paxton´s Crystal Palace, London 1851, stands as a symbol of this period. The project was at the forefront of the art of building and proclaimed man´s ability to dominate nature by taking iron and coal from the earth, and by forming them, to enclose nature in an artificially acclimatised space. Faith in a technology which would lead us out of
poverty and give us control of nature was strong. In similar vein was Buckminster Fuller´s proposal to cover Manhattan´s central area with a geodesic dome thereby creating a controllable environment independent of wind, rain and man´s own pollution.
In the period of 1850-1950 the world´s population doubled.
The world population in 1850 was approx. 1,2 billion.
The world population in 1950 was approx. 2,5 billion.
The limit of growth in sight
The mental barrier for belief in limitless growth came almost simultaneously with man´s first manned spacecraft. Ironically it was Buckminster Fuller who first coined the phrase of Earth being a spaceship; a spaceship with a closed environment where all gases, liquids and raw materials were recirculated in an eternal cyclus with the sun as the energy source. Astronauts were the first to view Earth from without as a limited world. It was this visual perspective which contributed to increasing our understanding of ecological limitations and interconnectivity. Farseeing leaders of industry and politics of the Rome club saw these boundaries and issued their paper «The limits of growth» in the 1970´s. They drew attention to the imbalance of Earth´s resources, the distribution of these resources and the increase in human population. Parallel with this came a series of popular scientific books which raised the same questions, and although many had previously raised the same issues, it now became apparent that it was possible to win recognition with such views.
The world population in 1970 was 3.6 billion.
Urbanisation continues
Despite a dawning awareness that the world is moving through space like a ship with limited resources, the population continues to grow and urbanisation increases. The change in the population of the world´s five largest towns illustrates this:
Year: 1950 Population:
- New York 12,3 billion
- London 8,7 billion
- Tokyo 6,7 billion
- Paris 5,4 billion
- Shanghai 5,3 billion
Year: 1980 Population:
- Tokyo 16.9 billion
- New York 15,6 billion
- Mexico City 14,5 billion
- Sao Paulo 12,1 billion
- Shanghai 11,7 billion
Year: 2000 (estimated) Population:
- Mexico City 25,6 billion
- Sao Paulo 22.1 billion
- Tokyo 19.0 billion
- Shanghai 17,0 billion
- New York 16.8 billion
World population in 1997 is estimated to be 5.8 billion.
Nature shrinks
Urbanisation continues to eat the landscape. New buildings and complexes grow. Vehicular demands continue to lay new areas of nature under hard landscape. Nature´s process is strangled, even in the third world. Forests and swamps disappear. Buffer zones, biologically productive areas and many forms of animal life disappear. Nature ceases to become a recipient of all our refuse. Cities and towns in all parts of the globe grow like a carpet over their surroundings. The mechanical technology of the 1800´s is on a collision course with Earth´s own ecological machinery.
A new milestone is reached; over half the population of Earth now live in towns.
The house as an organism
The appreciation of the limitations of the planet´s eco-system seems to be pervading and influencing most areas, even if the slowness of the 1800´s mechanical viewpoint permits a few of these phenomena to exist as before. We can note a desire to be in tune with natural processes even in the building industry. Sustainable building and architecture are beginning to become daily issues. Some architects endeavour to meet these requirements by building their houses with materials which resemble those of nature, or that resemble nature´s soft lines and call this organic architecture. Such expressions have however little to do with the understanding of ecology.
A town or a building should be able to regulate its temperature, be able to breathe, eat, drink and be able to process unwanted liquid and solid waste materials. There are invisible lines between a house or a town to those places where food, drink, materials and energy come from. There is also an invisible connection to those places where the refuse lies. This is the starting point for the architecture which is suited to the ecological system. It deals with the ability to creep up to and approach the natural processes which already exist, and it is essential that we observe and respect nature’s own functions and life force cycles:
- energy balance
- air system cycle
- water system cycle
- material system cycle.
Architecture and energy balance
Life on Earth is completely dependent upon the fact that there is a balance between the incoming energy from the Sun and the heat loss out in the space, otherwise we wouldn´t have the opportunity for life. A similar balance must also be found for our built environment. The challenge lies not only in using least possible energy, but first and foremost, in using least possible non-renewable energy. Passive energy savings require an active use of the physical nature of the building and an analysis of the determinating factors. Choices such as the building´s orientation on the site, form, design and function and choice of materials are factors which interact with each other. An energy conscious building does not necessarily need to be compact with an optimum relationship between volume and surface, and it does not necessarily have to have small light openings.
A total evaluation of passive design measures must take into consideration a whole series of factors. The consequence of the orientation of the façades vis-á-vis the heat balance should be considered in relationship to the built volume, alternative technical solutions and the proposed use and function of the building. The appropriate solution may sometimes be a long, small house; whilst at other times and places it should be deep and compact. The building´s plan solution must be evaluated from the point of view of temperature zones within. The building´s thermal mass can then be used to reduce heat loss during the night and to preclude overheating in the daytime. New window and glass technology, with improved thermal values and new transparent forms of insulation, give rise to the possibility of larger areas of window, and by increasing the amount of daylight thereby reduce the electrical demand.
A whole range of active measures will be more commonplace, even at our location on the globe. Solar panels with water and air as the conductive mediums are to be found as off-the-shelf goods. However, in Norway these are presently only competetive in the area of warm water production. Solar collectors such as these should be incorporated in the outer skin of the construction as a substitution for other forms of cladding instead of being hung on the outside as an expensive addition.
The costs of electricity producing solar panels are becoming less and there is great hope internationally that the costs of this, and similar, technology will be reduced even further. It is not unforeseeable that surplus power from these installations could be sold to central power distributors when not in direct use themselves.
Modern windmill parks in Denmark are continually a more common sight, and Denmark has become a leading international light in this field of expertise. In Sweden modern timber burning ovens have been perfected. These burn almost 100% of the fuels and bio-energy is now also in use in large scale plants.
Architecture and respiration
After some decades of hermetically sealed buildings and a continuously increasing demand for ventilation, it seems that the ability, or non-ability, of a building to breathe has resulted in continually deeper ramifications. In the slipwinds of mechanical ventilation both sickness and discomfort have followed. Modern buildings embrace people like incubators. This building technique has seldom functioned as planned; even though there was a period, not so long ago, where the mechanical and electrical installation represented some 40% of the total building costs.
Hand in hand with the green wave and an understanding that we must fit in with the ecological totality, there is an increasing demand to revitalise natural and simple ventilation. Trials with dymanic ventilation and insulation have been carried out in a limited way, and internationally, and in several larger complexes, different levels of natural ventilation are being tested. There is an increased demand to build healthy buildings, with materials which emit fewer gases and are therefore easier to ventilate.
Arcitecture and liquid balance
The fact that soiled water from people and industry is not absorbed in a natural way into the planet´s recirculation system is becoming increasingly apparent. The availability of clean water is an increasing global problem. Soiled water from toilets is diluted with waste water from household use, thereafter it is further diluted with surface water from roof, road and open spaces. It is then released in nature following a limited cleaning process. Nature has its limitations as a recipient, and these outslips must be led back into the eco-system. This process would be simpler if we prevented the dissimilar polutants from mixing and if we used water saving toilets where urine and excrement were not mixed. Surface water should be led as surface water in becks and canals. Streams and rivers should not be covered. Grey water can be cleaned by means of constructed wetland. State of the art knowledge and technology, combined with years of experience, exist in order to be able to set out solutions tailormade to resolve such problems.
The demand on our water resources can be reduced if waste and surface water can be used where reduced quality of the product is acceptable. It is only some 20% of a household´s total water usage which requires the use of pure water.
Architecture and material balance
There is general recognition of the fact that our planet´s resources are not inexhaustible, and that nature cannot assimilate all the waste materials as fast as they are produced. Concentrations of poisons and undesirable materials have heaped up. These materials should be led back into the eco-system once more, many of them can have alternative uses other than that of refuse and waste.
Sorting and recycling of household waste will after a while become usual, as will the waste produced by the building industry, herein lies great potential. Recent surveys in the building industry show that it is possible to reduce wastage by some 60% merely by employing more conscious buying routines, sorting and recycling. It has further been shown that buildings can be demolished in such a way as to facilitate the reuse of materials and components. Certain materials can be crushed and used again in other forms. New buildings can be constructed in ways which would allow for easy demolition and sorting of the elements. The motor industry has already come a long way in utilisation of these principles.
Research establishments in several countries have carried out a number of studies in order to establish the total energy use of certain building materials. These studies have followed the life cycle of various materials; acquisition and development of the raw material, transport, erection, demolition and safe storage of the waste result. This «birth to grave» thinking has become well known in the building industry, however, it is all too often forgotten in its transition into everyday practice.
The green treshold
There are more and more in the international building industry today who are preoccupied with the thought of a sustainable building cycle. Influential architectural practices, which would not have considered such issues a few years ago, now work towards the incorporation of solar energy and natural ventilation and the due consideration of ecological consequences. If we are to accept this fully, we must depart from mechanical thought considering nature to be dangerous and hostile, and so we must tame it with technological power. It could be that now is the time to live in peace with nature and to pass quietly over the threshold to green architecture.