Biomimik inom arkitekturen hjälper byggbranschen och andra sektorer

Världen är full av modern teknik, men ingenjörer och designers drar sig inte heller för att hämta inspiration från naturen och använda biomimik för att göra byggbranschen och andra sektorer mer effektiva och hållbara
Share on facebook
Share on linkedin
Share on twitter
Share on email

Vad är biomimik?

Biomimik handlar om att ta de bästa egenskaperna hos den flora och fauna som omger oss och omvandla till produkter och tekniker som kan göra våra liv bättre. Det som får djur och växter att frodas kan utnyttjas för att få byggnader och maskiner att fungera mer effektivt.

Människor har intresserat sig för att härma naturen i århundraden. I den grekiska mytologin försökte den unge Ikaros med hjälp av fjädrar fästa med vax på armarna flyga som en fågel. Han ville fly från en grotta högt uppe på en klippa över havet, där han hade suttit fängslad tillsammans med sin far, uppfinnaren Daidalos.  

Tyvärr fick pojkens liv ett klibbigt slut. Han struntade i sin fars vädjan att inte flyga för nära solen. Vaxet som höll fast vingarna på armarna smälte, fjädrarna blåste bort och Ikaros störtade mot sin undergång.

Berättelsen om Ikaros är bara en legend, men den illustrerar ett tidigt försök att använda naturens värld som förebild för mänskliga prestationer. Senare, på 1500-talet, ritade Leonardo da Vinci en flygmaskin som tydligt efterliknade en fågel. Maskinens förhållande mellan kraft och tyngd innebar dock att piloten måste ha haft svårt att få den att lyfta. Mer än 500 år senare använder ingenjörer fortfarande naturen som inspirationskälla, men med betydligt större genomslagskraft.

Moderna exempel på biomimik

Leonardo da Vinci var före sin tid, men idag finns det oräkneliga exempel på teknik som bygger på biomimik. Fråga bara knölvalen.

Mannen med det passande namnet Frank Fish är en amerikansk professor i biologi som har upptäckt att knölarna – som kallas tuberkler – på framkanten av en knölvals bröstfenor hjälper valen att göra tvära vändningar när den jagar föda. Man kan säga att de fungerar som aerodynamiska kraftförstärkare. 

I senare tester har man använt modifierade versioner av valens ”teknik” på vindkraftverk, fläktar och skeppsroder för att göra dem ännu mer aerodynamiska. Det har till och med föreslagits att man genom att tillverka flygplansvingar med liknande knölar skulle kunna höja flygsäkerheten och minska bränslekostnaderna genom att ta bort de kontrollytor som behövs för att ändra planets stallegenskaper.

Biomimisk arkitektur: Gherkin-byggnaden

Det finns många andra exempel på biomimik inom arkitekturen. Ett exempel från byggbranschen är biomimiken i den så kallade Gherkin (”gurkan”) i London, även känd som 30 St Mary Axe.

Formen till trots är Gherkin inte inspirerad av en grönsak. Det är istället den utvändiga, vävliknande konstruktionen som efterliknar den som finns på havssvampen venus blomsterkorg och som får luften att flöda runt byggnadens utsida. Arkitekten Norman Foster använde den här egenskapen för att driva ett naturligt ventilationssystem i kombination med stora luftintag i markplan, vilket minskade behovet av luftkonditionering med hela 50 %. 

I Zimbabwe designades samtidigt en annan konstruktion som bygger på vad våra vänner djuren sysslar med när vi inte ser dem. Shoppingcentret Eastgate designades med ventilationsteknik inspirerad av de stora högar som byggs av termiter.

De här högarna – som kan vara flera meter höga – fungerar som ett slags ventilationsenheter för termiterna som bor under dem och använder ett unikt luftflödessystem som energimedvetna designers tyckte var intressant.

Mick Pearce, arkitekten bakom shoppingcentret Eastgate, ritade byggnaden med naturlig ventilation och kylning och undvek på så sätt de höga kostnader som annars är förknippade med temperaturstyrning i en kontorsbyggnad av glas.

Plast av mycel, ett underverk

Grönsakerna är också en del av ekvationen. Londonbaserade Biohm har utvecklat en isoleringspanel för byggnader som är konstruerad av mycel, det vill säga svampars trådliknande rotstruktur. 

Företaget hävdar att isoleringspaneler tillverkade av mycel har bättre termiska egenskaper och brandsäkerhet än rivalerna utan mycel, och att de dessutom är mer hållbara tack vare att mycelet konsumerar organiskt och syntetiskt avfall som annars skulle gå till deponi.

På annat håll har forskare vid University of Cambridge utvecklat en plastliknande film av sojaprotein som härmar egenskaperna hos spindelsilke – ett av naturens starkaste material.

Enligt universitetet lyckades forskarna få fram samma konstruktion som i spindelsilke med hjälp av sojaproteinisolat. ”Eftersom alla proteiner består av polypeptidkedjor kan vi under rätt förhållanden få växtproteiner att bygga upp sig själva precis som spindelsilke”, säger professor Tuomas Knowles på Yusuf Hamied Department of Chemistry vid University of Cambridge.

Kanske borde design baserad på biomimik användas i större utsträckning i byggbranschen, och för ingenjörsprojekt i allmänhet, men investerarna tycks ha en viss motvilja mot att engagera sig.

Hindras de biomimiska innovationerna av tröga investerare?  

Michael Pawlyn, grundare av Exploration Architecture – ett företag i London som arbetar med biomimisk arkitektur – har sagt till Institute of Mechanical Engineering att en del av problemet med biomimik inom arkitekturen handlar om logistiken – och kostnaderna – som är förknippade med att forska om och utveckla potentiella resultat. 

”Biomimisk innovation har vissa fördelar jämfört med andra metoder. Den främsta fördelen är att biomimiken bygger på idéer som redan har visat sig fungera i naturen. Men många av de idéer som tas fram kräver ordentlig forskning och utveckling, och det kan vara svårt inom ramen för ett konventionellt projekt”, säger han.

”Det andra stora hindret är att vi ofta kan föreslå lösningar som är mycket bättre på lång sikt – miljömässigt, ekonomiskt och socialt – men som är något dyrare på kort sikt.

Troligen kommer det här motståndet att minska när samhällets olika ansträngningar för att öka effektiviteten och hållbarheten – i synnerhet i den byggda miljön – tar fart som svar på uppmaningarna om att bekämpa klimatförändringarnas effekter.

Arkitekter ritar utrymmen för välmående och helande