Dr. Anna Sandak, vodja raziskovalne skupine za modifikacijo lesa v InnoRenew CoE, je soavtorica pred kratkim objavljene znanstvene monografije Bio-based Building Skin (Stavbni ovoji iz materialov biotskega izvora).  Pri knjigi so sodelovali še dr. Andreja Kutnar, direktorica InnoRenew CoE, raziskovalec v InnoRenew CoE dr. Jakub Sandak in dr. Marcin Brzezicki s poljske Univerze za znanost in tehnologijo v Vroclavu.

Naravni materiali iz biotskih virov (biomateriali) so trajnostni in vsestranski, pri pripravi fasad pa jih zaradi pomanjkljivega znanja pogosto neustrezno uporabljamo. S knjigo Bio-based Building Skin si prizadevamo to spremeniti in pri tem širšemu občinstvu – arhitektom, inženirjem, oblikovalcem in podjetnikom – predati tehnično znanje in okoljsko ozaveščenost o oblikovanju, uporabi in lastnostih ter delovanju biomaterialov za fasadne sisteme.

Fasadni sistemi so sestavni del zgradb. So kot »koža« – meja med zunanjim okoljem in notranjostjo. Lahko jih oblikujemo in gradimo tako, da z njimi stavbe dobijo privlačnejšo podobo, postanejo energetsko učinkovitejše, se dobro vklapljajo v okolje in se nanj odzivajo, na uporabnike pa delujejo restorativno. Fasadne obloge, zasnovane na materialih iz biotskih virov, ponujajo obetavno alternativo pri gradnji novih objektov pa tudi pri renovacijah in rekonstrukcijah obstoječih objektov, saj ravno zaradi biomaterialov pozitivno vplivajo na zdravje in trajnost v grajenemu okolju.

Z dr. Anno Sandak smo se pogovarjali o njeni knjigi in jo med drugim vprašali tudi o tem, kako razmišlja o biomaterialih in kje vidi vlogo InnoRenew CoE v tehnologiji, ki temelji na obnovljivih materialih.

V knjigi se ozrete v zgodovino in pripovedujete o tem, da so fasade na osnovi biotskih materialov v preteklosti uporabljali pogosto, v bližnji preteklosti pa so »padle v nemilost«. Ali so znanstveniki in arhitekti uvideli, da so bili fasadni sistemi iz biomaterialov koristni in da bi torej morali resno razmisliti o tem, da jih ponovno pogosteje uporabijo v grajenem okolju?

Les in drugi materiali biotskega izvora so med prvimi gradbenimi materiali v zgodovini gradenj, danes pa jih, zaradi intenzivnega razvoja v zadnjih letih, dojemamo kot ene najbolj inovativnih. Vsi arhitekti žal niso seznanjeni z možnostmi, ki jih prinaša uporaba biomaterialov, izobraževanje o leseni gradnji pa je precej omejeno. Z uporabo biomaterialov v gradbenih elementih in izdelkih lahko tradicionalne koncepte gradnje premaknemo v smer zelene arhitekture.

Tudi če pri gradnji združimo različne naravne materiale, običajno pričarajo dobro vidno podobo, pa čeprav imajo različne vzorce in oblike. Biomateriali zato dajejo vtis, da jih lahko uporabimo v vsakršnemu kontekstu.

In pravzaprav to tudi drži! Kot gradbeni material se materiali biotskega izvora zelo dobro ujemajo s splošnim konceptom zmanjševanja količine odpadkov, ki temelji na paradigmi »zmanjšaj – ponovno uporabi – recikliraj«. Arhitektom omogočajo snovanje reprezentativnih zgradb, ki uporabnikom obenem prinašajo udobje,  zanesljivo in učinkovito delovanje stavbe in estetski užitek.

Dejavnosti InnoRenew CoE so osredotočene na dve ključni področji: modifikacijo lesa in restorativno okoljsko in ergonomsko oblikovanje (ang. »restorative environmental and ergonomic design« – REED). Kaj vas kot strokovnjakinjo za modifikacijo lesa navdušuje pri uporabi materialov iz biotskih virov?

Niti dva kosa lesa si med seboj nista enaka in noben drug gradbeni material ni tako pristen in naraven. Les se odziva na spremembe okolja, ki ga obdaja, zato spreminja svoje lastnosti. Te spremembe so avtonomne in ne potrebujejo nobenih nadzornih mehanizmov. Najbolj vznemirljiva je možnost, da bi te mehanizme izkoristili in jih uporabili v skladu z našimi hotenji.

Z modifikacijo lahko lesu z različnimi procesi izboljšamo karakteristike in vplivamo na njegovo površino, na celotno prostornino ali na oboje. Danes poznamo in uporabljamo že številne metode modifikacije, vendar je še veliko stvari, ki jih moramo dognati. Pri iskanju novih rešitev za modifikacijo lesa me najbolj navdušuje uporaba biomimikrije in bioinspiracije. Druga dva vidika, ki ju poskušamo raziskati v okviru naše skupine, sta razumevanje hierarhične strukture lesa (in drugih biomaterialov) in uporaba računalniškega modeliranja pri oblikovanju novih funkcionalnih biomaterialov.

Katere zdravstvene težave in arhitekturne izzive lahko rešujemo z uporabo biomaterialov v konceptu REED?

Biomateriali omogočajo tovarniško (pred)izdelavo in hitro vgradnjo izdelkov. Zaradi ugodnega razmerja med težo in nosilnostjo omogočajo postavitev večnadstropnih konstrukcij, hkrati pa zagotavljajo izjemno oblikovalsko svobodo. Poleg tega imajo zato, ker so obnovljivi viri in omogočajo kaskadno uporabo, majhen vpliv na okolje. Pri predelavi lesa kot gradbenega materiala porabimo le okoli 10 odstotkov energije, potrebne za proizvodnjo enakovredne količine jekla!

Druga pomembna prednost pa je njihova naravnost in zmožnost, da, po načelih biofiličnega oblikovanja, ljudi spet povežejo z naravnim okoljem.

Kaj je gradbenikom in raziskovalcem na področju materialov najbolj zanimivo pri fasadnih sistemih, izdelanih iz biomaterialov?

Nobenega drugega materiala ni mogoče uporabiti na tako raznolike načine kot les. Les je izjemno vsestranski material, estetsko očarljiv, hkrati pa ga je mogoče v celoti reciklirati. Še vedno je veliko stvari, ki jih je treba raziskati in izboljšati, kar po mojem mnenju prinaša zanimiv znanstveni izziv za prihodnost.

Ali lahko navedete nekaj primerov že obstoječih fasad, ki so narejene iz biomaterialov, in pojasnite, zakaj so (ali pa niso) uspešni?

V knjigi, posebej v četrtem poglavju, smo zbrali primere, za katere upamo, da bodo navdihnili naslednjo generacijo arhitektov. Želeli smo pokazati, kako so zgradbe povezane s stanovalci, in raziskati, kaj motivira arhitekte pri procesu oblikovanja.

Pomembno je, da je grajeno okolje trajnostno, varno, udobno in tudi lepo, saj večina ljudi večino svojega časa preživi v pisarnah, tovarnah ali domovih. Zlasti cenim projekte Renza Piana, njegov inovativni pristop pri ponovnem odkrivanju lesa kot gradbenega materiala.

Se pri uporabi fasad z materiali biotskega izvora pojavljajo določeni dvomi ali pomisleki? Zakaj jih ne uporabljamo pogosteje?

Obstaja splošno prepričanje, da tisti les in drugi biomateriali, ki se uporabljajo za fasade, potrebujejo posebno in stalno vzdrževanje. V resnici pa moramo vse ovoje stavb ne glede na material čistiti, obnavljati in menjavati, kadar je to potrebno. Če opazujete visoke steklene stavbe, hitro lahko ugotovite, da jih čistijo večino časa.

Strinjam se, da je za ustrezno vgradnjo materialov iz biotskih virov potrebno posebno znanje, vendar obstaja vrsta novih materialov, med katerimi je tudi modificirani les, ki se odlično obnesejo celo v zahtevnih okoliščinah. Zato menim, da je ključno, da za vsak primer uporabe material skrbno in pravilno izberemo.

Kakšno vlogo naj bi po vašem mnenju imeli materiali iz biotskih virov za fasadne sisteme v naslednjih letih? Kaj lahko pričakujemo v obdobju naslednjih petih letih glede tehnologije in kako bo skupina za modifikacijo lesa v InnoRenew CoE pomagala pri oblikovanju, razvoju in uporabi fasad iz biomaterialov?

Želim si, da bi tudi z materiali biotskega izvora lahko sledili trendom aktivnih in adaptivnih fasadnih sistemov. To pomeni, da bi z dodatno funkcionalnostjo dosegli, da fasada ne bi bila zgolj fizična pregrada med notranjimi prostori in zunanjim okoljem.

Adaptivni fasadni sistemi namreč omogočajo nadzorovanje učinkovitosti izolacije, izmenjave toplote s sevanjem, izkoriščanje dnevne svetlobe, solarnega senčenja, nadzorovanje vlažnosti, prezračevanja in zbiranja energije. To lahko dosežemo z razvojem novih materialov in verjamem, da vir za navdih pri tem lahko poiščemo v naravi. Pravzaprav lahko že ugotovimo, da je »manj materiala, več oblikovanja« tisto, kar nam glede gradnje sporoča narava.

Upam, da bomo v InnoRenew CoE znali ustvariti nove biomateriale, jih tudi uspešno vpeljali v gradbeništvo in s tem, ne nazadnje, bodočim uporabnikom zagotovili udobje in dobro počutje.

Bio-based Building Skin je prosto dostopna knjiga, objavljena pri založbi Springer v zbirki Okoljski odtisi in ekooblikovanje izdelkov in postopkov (Environmental Footprints and Eco-design of Products and Processes). Lahko jo naročite po spletu ali pa si jo naložite na tej povezavi.