כאן יצמח בניין
בניינים שאפשר לגדל כמו צמחים, ערים שמזכירות את נרניה, קירות שמסתגלים לסביבה ובתים שמתקנים את עצמם זה לא מדע בדיוני, אלא חוד החנית של ענף הבנייה והארכיטקטורה. הרעיונות האלה, שכבר מיושמים בשטח, עשויים לא רק לשנות את ערי העתיד, אלא גם להציל את ונציה השוקעת
תהייה "ארכיטקטורה או מהפכה?" מיוחסת לארכיטקט הצרפתי-שוויצרי לה-קורבוזייה, ועליה היתה לו תשובה נחרצת: "אפשר לוותר על המהפכה". אבל נדמה שקורבוזייה טעה: הבנאים והארכיטקטים של ימינו יודעים שהמהפכה בדרך. היא מתחילה בגדול, דרך מבני ענק שהם ערים של ממש, ובעתיד היא תשתמש בטכנולוגיות בנייה של מדע בדיוני - כגון חומרים שמגדלים בניינים וקירות שמובילים מים ואור, ואפילו מביעים את מחשבותיהם של הדיירים.
המהפכה לא תיעצר שם, והיא תכלול בניינים שמתחזקים את עצמם - החל בייצור עצמי של אנרגיה וכלה בתיקונים ממש - ועל הדרך, אם ישחק לה המזל, ייתכן שהארכיטקטורה אפילו תציל את העולם מעצמו.
צמחי בניינים
"לכל הבניינים שנבנים כיום יש דבר אחד במשותף: הם משתמשים בטכנולוגיות שמקורן בתקופה הוויקטוריאנית, שהשתנו מאז רק במעט", כך פוסקת רייצ'ל ארמסטרונג, תפוח האדמה הלוהט והסקסי של עולם הארכיטקטורה העכשווי. לארמסטרונג אין תיק עבודות שכולל אצטדיוני כדורגל בסין או גורדי שחקים בדובאי. מה שכן יש לה זה מוח חריף, דוקטורט ברפואה, תואר בארכיטקטורה ודמיון של סופרת מדע בדיוני. את הכישורים האלה היא רותמת לחזון ארכיטקטוני יוצא דופן: ארכיטקטורה חיה ונושמת.
ארמסטרונג מונה את הרעות החולות של שיטת הבנייה הקיימת: תבניות ותוכניות מיושנות, ייצור תעשייתי שכמעט לא השתנה ב־120 השנים האחרונות וצוותי עבודה של בנאים וקבלנים.
מה רע בזה?
"כל השיטות האלה לוקחות אנרגיה מהסביבה ומשתמשות בה כדי ליצור לנו בתים ומבנים", היא משיבה בשיחת טלפון מלונדון. "זו לא ארכיטקטורה בת־קיימא. אני מאמינה שארכיטקטורה בת־קיימא יכולה להתקיים רק על ידי חיבור הארכיטקטורה שלנו לטבע, ולא על ידי הפרדתה ממנו".
לשם כך ארמסטרונג מפתחת אבני בניין מסוג חדש לחלוטין, כאלה שעושות שימוש בתהליך של מטבוליזם כדי לגדול. "מעניין אותי במיוחד לשלב תהליכים מטבוליים בתוך הארכיטקטורה", אומרת ארמסטרונג. עם משרד הארכיטקטים של ניל ספילר, בשיתוף צוות בינלאומי של מדענים, היא מנסה לייצר חומרים "שיאפשרו לנו לגדל בניינים בדיוק כפי שאנחנו מגדלים צמחים - רק בצורה מדויקת יותר".
הפרוטוסלים והדמיה של היווצרות הגיר בוונציה. שיפוץ של הסביבה האקולוגית
התחום החלוצי הזה של ארכיטקטורה אורגניזמית טומן בחובו שינוי מהותי של תפיסת העולם. בשעה שהגישה הוויקטוריאנית השלטת פועלת מלמעלה למטה - כלומר, קודם כל מחליטים על צורת המבנה ואז מאלצים את החומרים הזמינים להישמע לדרישות, ארכיטקטורה אורגניזמית עובדת מלמטה למעלה: קודם כל בוחנים את הטכנולוגיות הקיימות ואת השפעתן על החומרים השונים, ורק אחר כך יוצרים מהן מבנה.
הניסוי שארמסטרונג מבצעת כיום בוונציה הוא משמעותי ביותר לעתידה של הארכיטקטורה האורגניזמית: "אנחנו מפתחים תאי בסיס שאותם אפשר לתכנת בכמה צורות", היא מספרת. "שם ממוקד עיקר המאמץ שלנו, ואם נצליח, אנחנו יכולים למעשה להציל את ונציה מהשקיעה הבלתי נמנעת שלה במים". תאי הבסיס, או כפי שהיא מכנה אותם "פרוטוסלים", תוכנתו לספוח פחמן דו־חמצני מהסביבה ולהפוך אותו לאבן גיר. התאים, הנמשכים לאזורים החשוכים במים, מתלפפים סביב יסודות העץ של העיר, שם הם גדלים ומתרבים מעצמם, ויוצרים מעטפת של אבן גיר סביב עמודי העץ.
על הנייר, תהליך הצמיחה הזה אמור להימשך עד שכל העיר תתרומם מעל לקו המים הקיים. אפשר להפסיק אותו לפי הצורך, ובפועל נוצרים יסודות חדשים לכל העיר.
האדריכלית רייצ'ל ארמסטרונג: "אנחנו מנסים כרגע ליצור אב־טיפוס לפנס רחוב שעובד על בקטריות המתקיימות על דגים מסוימים. כל תאורת הרחוב שלנו תוכל להיות בקטריאלית" צילום: Robert Leslie
"הבדיקה והפיתוח של התהליך ייקחו לנו שנים", היא מודה, "אבל כשהתהליך יתרחש, הוא יספוג כמויות עצומות של פחמן דו־חמצני מזהם מהאוויר, וייצור ריף של אבן גיר שימשוך בתורו דגה וצורות חיים ימיות. זה לא רק שיפוץ פוטנציאלי ליסודות של ונציה, אלא גם שיפוץ פוטנציאלי לסביבה האקולוגית של העיר. בעיניי, זאת ארכיטקטורה שמחברת את העיר לעולם הטבעי שבו היא נתונה".
החזון של ארמסטרונג הוא פשוט: היא רוצה שבבוא היום נתבונן בבניינים ולא נדע אם הם נוצרו בתהליך טבעי או מלאכותי. "לפרוטוסלים יש את היכולת להגשים את זה. אנחנו צריכים פשוט להשתמש בידע שלנו בכימיה כדי ליצור אבני בניין שניתנות לתכנות לפי הצורך. מעבר לעובדה שתהליכי הבנייה שלנו יהפכו לירוקים ולברי־קיימא, נוכל גם להשתמש במגוון עצום של יישומים שהטבע מציע לנו.
"נוכל, למשל, ליצור תאי בניין המשילים את עורם ומגדלים עור חדש. דמיין, למשל, קיר חיצוני של בניין הסובל מנזקי מזג האוויר, אבל מסוגל גם לתקן את עצמו אחת לתקופה. אנחנו מנסים כרגע ליצור אב־טיפוס לפנס רחוב שעובד על בקטריות פוספריות המתקיימות על דגים מסוימים. כל תאורת הרחוב הלילית שלנו תוכל להיהפך בעתיד לבקטריאלית".
ארמסטרונג גם עובדת על פתרון לבעיית האקלים, או לפחות לחלק ממנה. לפי משנתה, פליטות הפחמן הדו־חמצני שלנו יכולות להיהפך לקישוט דקורטיבי על חזיתות הבתים בעיר. לטענתה, "התהליך שבו אנחנו משתמשים בוונציה - יצירת גיר מפחמן דו־חמצני - יכול לשנות גם את חזיתות הבתים שלנו ולהעניק להן ציפוי שנראה כמו שכבת קרה קפואה או שלג".
בעזרת חוקרים מהקולג' של לונדון, ארמסטרונג מנסה לפתח תרסיס שייצור בדיוק את האפקט הזה. "התרסיס מגיב לתחמוצת הפחמן שבאוויר וכך נוצרת פנינה בצורת טיפה. כעבור כמה ימים, הטיפות האלה נהפכות לשכבה קריסטלית דמוית קרחון. כל העיר תיראה כמו נרניה", היא מבטיחה.
לתקשר דרך קירות
אם הארכיטקטורה של ארמסטרונג מבוססת על אורגניזמים שלמים, הרי שמעטפות הבניין של פרופ' פיליז קלאסן מאוניברסיטת ריירסון (Ryerson) שבטורונטו דומות מאוד לעורות חיים ונושמים.
קלאסן עשתה שימוש בחומרים מתקדמים כדי לפתח סדרה של מעטפות לבניינים המסוגלות לחוש, לתקשר ולהגיב לתנאי הסביבה. בין השאר, היא הציגה אב־טיפוס למעטפת חיצונית שמגיבה ללחות, לגשם, לחום ולשאר תנאי מזג אוויר על ידי שינוי בפני השטח שלה. מלבד זאת, היא הציגה קירות המסוגלים לשנות את צבעם ואת והשקיפות שלהם בהתאם לתנאי מזג האוויר בחוץ.
סן פרננסיקו ב-2018 לפי משרד הארכיטקטים האמריקאי Iwamotoscott. עיר של אצות
"כשאנחנו חושבים על ארכיטקטורה", מסבירה קלאסן, "אנחנו חושבים על בניינים העשויים לבנים, מתכת או בטון ונועדו לעמוד בפני פגעי הטבע, אלא שהידע הנוכחי שלנו מאפשר לנו לשנות מהותית את האופן שבו אנחנו בונים מבנים. במקום שהם יעמדו כאנדרטאות מול הטבע, הם יכולים לתקשר עם סביבתם במגוון דרכים ולהשתמש בתנאים הסביבתיים המשתנים. "אין סיבה, למשל, שקיר המוליך מי גשם לא ישתמש באנרגיית הפגיעה או הזרימה של המים כדי לייצר ממנה אנרגיה לתפעול הבניין, בעוד שקיר שני יכול לספוג את מי הגשמים ולהוליך אותם לשימוש חוזר. הטכנולוגיות כבר קיימות, ומה שאנחנו מנסים לעשות זה לרתום אותן להנדסת החומרים המשמשים לבנייה".
כיוון נוסף שאותו חוקרת הפרופסור מטורונטו הוא מעטפות שיכולות להעניק למבנה תמיכה בעת רעידות אדמה, או כאלה המסוגלות לעמוד ברוחות טורנדו עזות במיוחד. "לא מן הנמנע שמעטפות כאלה ישנו את התפיסה האסתטית שלנו לגבי ארכיטקטורה. בעולם של שינויים אקלימיים מהירים, ייתכן שהפונקציונליות של טכנולוגיות מסוג זה תהיה חשובה יותר מהאסתטיקה שלהן", מעריכה קלאסן. "מה שבטוח הוא שאנחנו צריכים לחזק בשיח הארכיטקטוני שלנו את חשיבות התפקוד של הבניין על חשבון הצורה שלו. בואו ניתן לתפקוד להכתיב את הצורה".
בטון מתמטי
גם את פרופ' פרנץ יוזף אולם מאוניברסיטת MIT שבמסצ'וסטס מעניין מאוד התפקוד, בעיקר זה של הבטון. זה שני עשורים שפרופ' אולם חוקר את תהליך ההידרדרות של הבטון, חומר הבנייה הנפוץ בעולם.
לבטון מיוחסים 5%–8% מפליטת הפחמן הדו־חמצני על פני כדור הארץ (כדי ליצרו נדרשות כמויות אדירות של אנרגיה, ותוך כדי הייצור הוא פולט פחמן דו־חמצני), אך זו רק סיבה אחת מדוע הבטון רחוק מלהיות חומר הבנייה המושלם. סיבה נוספת היא שהבטון מתחיל להידרדר כעבור עשור או שניים - בעיקר כשמדובר במבנים גדולים שמופעל עליהם לחץ, כגון גשרים.
"גבעות סין", מבנה של משרד הארכיטקטים MVRDV המיועד ל־100 אלף איש
למה זה קורה לבטון? עד חודש יוני האחרון לא היתה לאיש תשובה, אלא שאז פרסם פרופ' אולם את המחקר שלו, שתלה את הסיבה לאי־יציבות הבטון בסידור הנאנו־חלקיקי שלו. "אמנם איננו יכולים לעצור את ההידרדרות של הבטון", קבע הפרופסור במאמר שפרסם, "אבל אנחנו כן יכולים להאט אותה".
וכשפרופ' אולם אומר להאט, הוא מתכוון להאטה של מאות ואולי אף אלפי שנים. לכך עתידה להיות השפעה עצומה על תעשיית הבנייה כולה, וכמובן גם על איכות הסביבה. "בטכנולוגיה הנוכחית של חיזוק בטון", מסביר אולם, "אם ניקח, לדוגמה, פח אשפה רדיואקטיבי, הבטון יכול לשמור על מבנהו למשך 100 שנה. לעומת זאת, עם בטון מסוג UHD שאותו אנו מפתחים כיום במעבדה, אותו הפח יכול להחזיק מעמד עד 16 אלף שנה, בגלל חיזוק הבטון ברמה הנאנו־חלקיקית שלו".
מחקר נוסף בנאנו־ארכיטקטורה נערך בימים אלה ביוון על ידי אוניברסיטת לידס. מכון הנאנו של האוניברסיטה מנסה לייצר בית שמסוגל לתקן את עצמו במקרה של רעידות אדמה. פרופ' טרי ווילקינס מוביל צוות מחקר שייצר פולימר בעל יכולות מרשימות: בעת רעידת אדמה או לחץ יוצא דופן אחר על קירות הבית, הפולימר נהפך לנוזל הזורם אל הסדקים בקירות ואל יסודות המבנה, ומתקשה. בפועל, המבנה "מרפא" את עצמו.
לניסוי הזה יש פן מעניין נוסף: בקירות משולבות תגיות ובהן שלל חיישנים - לחום, לחץ, רעידות, תנועה, לחות והימצאות גזים שונים. המידע שאוספות התגיות משמש מערכת התראה לדיירים ולבניין. במקרה של הצטברות גז או רטיבות באחד הקירות, המערכת תתריע על כך בפני הדיירים - מה שיכול לא רק לחסוך כסף, אלא להציל חיים ממש. השימוש החשוב ביותר של התגיות הוא בעת רעידת אדמה: אם המבנה יתמוטט, הן ימשיכו לשדר למחלצים מידע על מיקומם של ניצולים מתחת להריסות.
יוצרים משק אוטרקי
איך שלא מסתכלים על זה, רוב המאמצים של ענף הבנייה והארכיטקטורה מתרכזים בתחום הגנת הסביבה, ויש בזה היגיון רב. הבניינים שאנו בונים הם מזהמים לא קטנים, הן בתהליך הבנייה והן לאחריו. ההבנה שיש סוף למשאבי כדור הארץ מוצאת את תומכיה הנלהבים ביותר דווקא בקרב ארכיטקטים. זה מתחיל ברמת יחידת הדיור הבודדת ומסתיים בערים שלמות.
משרד הארכיטקטים האמריקאי Iwamotoscott זכה בתחרות שמדמיינת את סן פרנסיסקו ב־2108: עיר של מגדלים ובהם אצות שגדלות במפרץ ושממירות את מי האוקיינוס למימן, כאשר המימן משמש את תושבי העיר להפקת כל צורכי האנרגיה שלהם - כולל דלק עבור רחפות אישיות. המגדלים, המתנשאים כמו קקטוסים, גם יודעים לחלץ מים מתוקים מהערפל שעולה מהמפרץ.
מי שחושב שמדובר בחזון עתידני, צודק - אבל רק במעט. בפיליפס כבר עובדים על פרויקט Habitat 2020 המיועד למגה־ערים שבסין. הפרויקט יוצר עירוב נבון בין טכנולוגיות אלקטרוניות וביולוגיות המיושמת לתוך עור של בניין שבנייתו אמורה להתחיל ב־2020. עיקרו של הפרויקט הוא ממברנה בין סביבת הפנים לחוץ, שתספוג אלמנטים חיוניים כגון אור, מים, אוויר ואנרגיה.
הממברנה אמורה לטהר את המרכיבים ולספק אותם לפי צורכי הדיירים. כך יוגשם בסופו של דבר חלומו של כל אנרכיסט - יצירה של משק אוטרקי.
