Byggnadsmaterialens miljöpåverkan 

De flesta av våra läsare har nog hört att den byggda miljön ansvarar för en avsevärd andel av koldioxidutsläppen i världen.  

Enligt World Green Building Council bidrar byggnader med en dryg tredjedel (39 %) av de globala energirelaterade koldioxidutsläppen. Av dem kommer 28 % från driftaspekten – den energi som krävs dagligen för att värma upp, kyla ner och generera kraft till en byggnad – medan återstående 11 % härrör från de material som används och levereras för att bygga. 

Att använda mer miljövänliga byggmetoder och minska byggnadernas påverkan på världen har länge varit angelägna frågor för branschen. Med resurserna sträckta till bristningsgränsen har det blivit allt viktigare att hitta effektiva och hållbara sätt att anskaffa viktiga material. 

Utöver de uppenbara exemplen, som snabbväxande virke, forskas det allt mer kring hur man kan uppnå högre hållbarhetsnivåer vad gäller byggmaterial. Många ser ”levande byggnadsmaterial” som en tänkbar lösning. 

Vad är levande byggnadsmaterial? 

Låt oss börja med att definiera ”levande byggnadsmaterial”, eftersom det finns olika sätt att se på ämnet.

De flesta av oss känner till ”gröna väggar”, där växter odlas på sidan av en byggnad, eller ”levande tak”, där ett lager av vegetation planteras på ett tak.  

Hur mycket vegetation som kan användas beror på bärförmågan hos väggen eller taket under den. Men båda kan absorbera fukt – och koldioxid – ur atmosfären, kyla ner byggnaden och ge insekter en fristad. De är dessutom snygga att se på. 

Även om de här lösningarna är effektiva upp till en viss punkt, är deras omfattning begränsad. Där begreppet levande byggmaterial blir riktigt spännande är inom området regenerering – material som kan reparera sig själva och till och med växa. 

Den här teknologin är för närvarande experimentell, men om den lyckas uppfylla sitt löfte kan avkastningen från levande byggmaterial bli betydande. 

Exempel på levande byggmaterial 

Självläkande betong 

Ta till exempel det forskarteam på University of Bath i Storbritannien som utvecklar landets första ”smarta betong”, genom att använda inkapslade bakterier för att skapa strukturer som på egen hand kan läka och reparera sprickor och defekter. 

Enligt professor Kevin Paine vid universitetets institution för arkitektur och anläggningsteknik spenderas ungefär hälften av Storbritanniens byggbudget på att reparera befintliga material. Det handlar främst om betong, eftersom det är det material som byggteam använder mest av. 

”Den stora fördelen med självläkande betong är att den reparerar sig själv på plats”, säger han.  

Enligt Kevins forskningskollega Susanne Gebhard, som är universitetslektor i biologi och biokemi vid universitetet, kan bakterier som tillsätts till betongen producera kalciumkarbonat – kalk – medan de växer.  

När bakterierna tar sig ner i sprickor i betongen fyller de resulterande kalciumkristallerna igen och förseglar tomrummen. 

Byggnader av bakterier? 

Samtidigt håller ett forskarteam i USA med ledning av Wil Srubar, docent i arkitektteknik och materialvetenskap vid University of Colorado i Boulder, på att utforska potentialen för ”levande byggnader”. 

“Föreställ dig arkitekter som använder genetiska verktyg för att koda in en byggnads arkitektur direkt i organismers DNA”, säger Wil. ”De kan sedan odla fram byggnader som är självreparerande, interagerar med sina invånare och anpassar sig till miljön.” 

Wil Srubars team använde fotosyntetiska cyanobakterier för att odla ett strukturellt byggmaterial – och de höll materialet vid liv. 

”Istället för att släppa ut koldioxid använder cyanobakterier koldioxid och solljus för att växa, och under rätt förhållanden skapar de biocement. [Det här] utnyttjade vi för att binda samman sandpartiklar och skapa en levande tegelsten” säger han. 

Forskarna gick längre än så. Genom att hålla cyanobakterierna vid liv lyckades de framställa tegelstenar som växte.  

Wil berättar: ”Vi tog en levande tegelsten, delade den på mitten och fick två hela tegelstenar att växa från halvorna. De två hela tegelstenarna växte till fyra, och fyra växte till åtta. Istället för att skapa en tegelsten i taget utnyttjade vi bakteriernas exponentiella tillväxt för att odla många tegelstenar samtidigt, vilket demonstrerar en helt ny metod för att tillverka material.” 

Vilka är utmaningarna med att använda levande byggnadsmaterial? 

Den forskning som pågår i Bath, Boulder och på andra ställen är spännande, men den är fortfarande långt ifrån att kunna erbjuda lösningar som kan rullas ut i tillräckligt hög grad för att vara användbara för byggsektorn just nu. 

Wil Srubar förklarar att området för konstruerade levande byggmaterial är ”i sin linda”, och exempel på utmaningar är ”kostnader, testning, certifiering och uppskalning av produktionen”.

Han lyfter även fram en annan fråga: konsumenternas acceptans. ”Byggbranschen har till exempel en negativ uppfattning om levande organismer. Tänk mögel, spindlar, myror och termiter. Vi hoppas kunna förändra den uppfattningen.”  

Forskare som arbetar med levande material måste också ta itu med frågor kring säkerhet och biokontaminering, säger han. 

Och medan forskarna arbetar för att utveckla mer hållbara och responsiva material som ”levande tegelstenar”, riktar andra in sig på hur man kan förhindra att byggnader gör sina invånare sjuka. 

Kan levande material hjälpa till att lösa ”sjuka hus-syndromet”? 

Enligt den amerikanska miljöskyddsmyndigheten, Environmental Protection Agency, beskriver termen ”sjuka hus-syndromet” (Sick Building Syndrome eller SBS) ”situationer där byggnadens invånare upplever akuta effekter i fråga om hälsa och välbefinnande som verkar vara kopplade till hur mycket tid de har tillbringat i en byggnad, men där ingen specifik sjukdom eller orsak kan identifieras”.

Enligt Storbritanniens hälso- och sjukvårdsmyndighet, National Health Service, är den vanliga orsaken till SBS i kontorsbyggnader dålig ventilation eller dåligt underhållna luftkonditioneringssystem, följt av damm, rök, ångor eller tygfibrer i luften, starkt eller flimrande ljus, problem med rengöringen och kontorsutrymmets layout, till exempel trängsel bland skrivborden. 

Medan användningen av mekanisk luftcirkulationsteknik har spelat en viss roll för att skapa SBS genom åren, använder man i många nya projekt naturlig luftcirkulation och frisk luft i högre utsträckning för att förbättra invånarnas välbefinnande. 

Och i nybyggda hem, där inbäddade kemikalier kan påverka invånarna, ökar användningen av specialiserade dekorativa färger som inte innehåller flyktiga organiska ämnen, vilket är goda nyheter för människor med astma och andra allergier. 

Oavsett om det handlar om att utforska metoder för att framställa byggmaterial som är självläkande och därmed inte behöver kostsamma reparationer, eller att skapa hälsosammare utrymmen så att invånarna kan leva hälsosammare liv, håller byggbranschen och tusentals forskare världen över på att utveckla nya teknologier för att skapa en bättre byggd miljö nu och i framtiden.