המעטפת שיודעת למצמץ מול השמש
כמו עלי כותרת של פרח שנפתחים ונסגרים בתגובה לתנאים הסביבתיים, כך פוליאז' (Pho’liage) חזית מבנה ביומימטית, יוצרת מערכת יעילה המגיבה לשינויים בעוצמת הקרינה של השמש ומצליחה להגן על המבנה מפני התחממות יתר. תגובת מעטפת המבנה היא פסיבית - לא דורשת שום אנרגיה - התכונות הפיזיקליות הטמונות בחומר מכתיבות את שינוי צורת החזית.
סטיבן ווייר (Steven Ware) בעל תואר באדריכלות וביולוגיה ושותף במשרד האדריכלים ArtBuild ועמיתים נוספים התמקדו בפיתוח החזית הביו-מימטית תוך שימוש בחומרים חכמים ובעיצובים המחקים את התנהגות הצמחים ליצירת יעילות אנרגיה מוגברת בבניינים. באמצעות מדע החומר, תכנון פרמטרי והשראה ביומימטית, נפתחות דרכים חדשות לפתרונות חסכוניים גם מבחינת הייצור שלהם וגם מבחינת התחזוקה. Pho’liage, ArtBuild Architects, 2017, © Paul Koslowski, Courtesy ArtBuild Architects
וויר מגדיר את היעילות של מעטפת המבנה על פי הפרמטר של השקעת אנרגיה לעומת חיסכון באנרגיה. כשמרבית הוצאת האנרגיה במבנה קשורה לקירור ולחימום החללים הפנימיים, וייר החל לחקור את עולם הצמחים מתוך אמונה שמעטפת המבנה המושלמת צריכה לחקות את המאפיינים של ממברנות חיות, שהתפתחו כדי לספק תכונות ספציפיות לאורגניזם המארח. לדבריו, המעטפות צריכות להיות "תגובתיות" כלומר להיענות לתנאי הסביבה החיצוניים והפנימיים. הן צריכות להיות סלקטיביות בחדירות שלהן לאור, חום ואוויר. הן צריכות להיות עשויות מחומרים שתורמים ומועילים למעגל החיים של הבניין. ומובן שהן צריכות למצוא חן מבחינת הרגישות האסתטית שלנו.
"כדי שהמעטפת תהיה אפקטיבית, ההגנה הסולארית צריכה להיות דינמית - לספק הצללה כשצריך, לספק חימום כשצריך. הצללה מקובעת לא יעילה. הצללה אקטיבית עובדת טוב, אבל לעיתים קרובות דורשת שימוש באנרגיה ובתחזוקה רבה. אנחנו צריכים לפנות אל הטכנולוגיה הפשוטה בכל הקשור למערכות הצללה אקטיביות, משום שאנחנו צריכים להביא בחשבון את טביעת כף הרגל הפחמנית של המערכות האלו, החל משלב הייצור דרך שלב התחזוקה ועד לשלב השימוש החוזר." וויר ועמיתיו מסתכלים על עיצוב החזית כעל מרכיב אינטגרלי בביטוי המטאפורה של בניין כאורגניזם חי ולא כמכונה מקובעת. "החזית, בדומה לעור שלנו, היא ממשק עם העולם החיצון," וויר מסכם.
Pho’liage, ArtBuild Architects, 2017, © Paul Koslowski, Courtesy ArtBuild Architects
מעטפת שיכולה גם לייצר חשמל
מלבד הגנה על המבנה, החזית פורצת הדרך מצליחה להתגבר גם על בעיות טכניות הקשורות פעמים רבות ליצור רכיבי חזית מעוקלת ולרגישות קורוזיה במעטפת החיצונית. אב הטיפוס האחרון של הפוליאז' כולל גם אלמנטים פוטו-וולטאיים (PV) שמאפשרים הפקה של אנרגיה מתחדשת. השימוש במערכות הצללה אדפטיביות הכוללות תת-אלמנטים פוטו-וולטאיים יכול לתרום להפחתת הביקוש לאנרגיה של בניינים, ולסייע בפתרון בעיות שנוצרו בגלל שינויי האקלים המאתגרים ובגלל זיהום האוויר. השילוב עשוי להפחית את דרישת אנרגיית החימום בחורף ובקיץ להגן על החזית מפני התחממות יתר ולהפוך את עודפי אנרגיית השמש לחשמל ירוק.
"אנחנו צריכים ליישב בין ביצועי הטכנולוגיה הגבוהה - מה שנראה כמו התכלית הטבעית לבין ההבנה המתרחבת שלנו לגבי דרישות הבנייה לבין ייצור בטכנולוגיה נמוכה. זה לא שולל תחכום טכני בשום אופן, זוהי גישה המשלבת את החסכנות של הטבע עם רמה יוצאת דופן של אינטליגנציה יישומית."
Pho’liage, ArtBuild Architects, 2017, © Paul Koslowski, Courtesy ArtBuild Architects
לאחד בין אתיקה לאסתטיקה
גם לאחר פריצת הדרך הזו, וייר שמנהל את תחום הפיתוח והיישום של עקרונות עיצוב ביו-אדפטיביים, ממשיך לחפש דרכים חדשות לאיחוד בין אתיקה ואסתטיקה. המעבדה – שמשתפת פעולה עם ביולוגים, אנשי אקדמיה, תעשיינים וקבוצות מחקר - בוחנת מושגים ביו-מימטיים שאפשר להעבירם לפרקטיקה של בנייה רגילה. וייר, שהיה בין החלוצים והתומכים בבניית בנייני עץ המוניים, היה אחראי על עשרות פרויקטים ברחבי אירופה שהפכו לאבני דרך משמעותיות במאמצים להפחתת ייצור הפחמן של תעשיית הבנייה.
הטבעי מול הטיפוח המלאכותי
לאחרונה המשרד סיים את הבנייה של בניין בלוקסמבורג שבו החזית מציגה רמה של שקיפות שכמעט לא מושגת במוסכמות של היום. העור של המבנה שקוף וגמיש יחסית – כך שאפשר לתפוס את יסודות המבנה שמתחת ולקבל את התחושה של הגוונים החמים הפנימיים. הבניין מגיב לסביבתו, התריסים מתנהגים כמו ריסים כאשר הבניין ממצמץ מול השמש.
"ההקשר הוא קריטי. אם נחזור שוב למטאפורה של הבניין 'החי', אנחנו מעצבים מבנים עם דנ"א קהילתי מסוים אבל אנחנו מתאימים אותם משמעותית לסביבה הספציפית שלהם, גם מבחינה אקולוגית וגם מבחינה תרבותית. קיים וויכוח על הטבעי מול הטיפוח המלאכותי, ואנחנו מאמינים שבניין צריך להתייחס לשני האספקטים האלו." וויר מוסיף.
החמנייה מפורסמת בתכונת ההליוטרופיזם (סיבוב של איברי הצמח בהתאם לזווית קרני השמש). האיברים המבצעים הליוטרופיזם הם ניצן התפרחת והעלים העליונים, העוקבים אחר תנועת השמש עד לשלב שבו הקרקפת נפתחת ומתחילה לפרוח. מתוך ויקיפדיה
כתבות נוספות
