Az építőipar digitalizációjáról sok szó esik a szakmai fórumokon, hiszen a mesterséges intelligencia, a 3D-nyomtatás vagy éppen a felhőalapú szoftverek hatásai valóban óriásiak. Ugyanakkor, ha visszalépünk egyet a folyamatban az anyagválasztáshoz, láthatjuk, hogy ezen a téren is zajlik az élet. Egyrészt a meglévő anyagok új formáit kísérletezik ki a laborokban, másrészt olyan természetes anyagokkal próbálkoznak, amelyek hallatán valószínűleg kikerekedne az egyszeri megrendelő szeme. Nézzünk most szét a forradalmi építőanyagok között!
Beton, beton és beton!
Az innováció akkor indul virágzásnak, amikor megállunk, szemlélődünk, majd megkérdőjelezzük és újragondoljuk a körülöttünk lévő világot. Ezt tette a Prometheus Materials is, amikor egy ősi és roppant széles körben elterjedt építőanyag, a beton gyártásán töprengett el. Manapság a beton, mint a globális CO₂-kibocsátás jelentős részéért felelős anyag, csaknem közellenségnek számít: becslések szerint egymaga felel a világ éves CO₂-kibocsátásának mintegy 8%-áért, naponta 11 millió tonna szén-dioxidot pumpál a légkörbe, és a világ éves ipari vízfelhasználásának 9%-át adja.
Igazán nem akarjuk tovább borzolni a kedélyeket, de a világ épületállománya 2060-ra várhatóan megduplázódik, ami 36 éven keresztül minden egyes hónapban egy New York-méretű város felépítésének felel meg. Vagyis jobb lenne valahogy megszelídíteni a betont, mert már azzal is sokat nyerhetünk, ha csak kicsit kevésbé szennyezően állítjuk elő.
Furcsa módon az újításhoz az USA Védelmi Minisztériuma is kellett, amely fenntartható és könnyen hozzáférhető nyersanyagokat keresett erőforrás-hiányos környezetben történő építkezésekhez. A coloradói Boulder Egyetem négy professzora öt éven át dolgozott ki egy új eljárást, amely a természetet utánozza, és mikroalgákat használ építőanyagként. Vagyis ahelyett, hogy egy új nyersanyagot hoztak volna létre, inkább termesztettek egyet. A professzorok és a mostani igazgató, Loren Burnett együtt alapították meg a Prometheus Materials céget.
De miről is van szó? A természetes vizekben előforduló mikroalgákat a bioreaktorokban diódákkal klorofill termelésére serkentik. A tápanyagokkal és természetes összetevőkkel átitatott víz elősegíti a kalcium-karbonát képződését az ún. biomineralizáció révén. A folyamat a kagylók és a korallzátonyok keletkezéséhez hasonlít, de sikerült annyira felgyorsítani, amivel a rendkívül hatékony, karbonmentes biocementgyártás alapanyagává vált.
Ez a folyamat elkerüli a hagyományos cement gyártásával és szállításával járó szén-dioxid-intenzív műveleteket, megköti a mikroalgákból és a biomineralizációból származó beépített karbont, ráadásul a gyártás során felhasznált víz szinte teljes egészében visszakerül a földbe. Mindezeken felül a Prometheus beton számos paraméterében jobb a hagyományos társánál: mintegy 15–20%-kal könnyebb, a hajlítószilárdsága három–négyszer, a kötésszilárdsága háromszor nagyobb. Közben a nyomószilárdsága is vetekszik a hagyományos betonéval, összességében pedig ezekkel a mutatókkal bizonyos felhasználási módoknál csökken az acél megerősítés szükségessége.
Jobbak az új beton akusztikai tulajdonságai is, de mindenekelőtt hőszigetelés terén kiemelkedő: a hagyományos betonhoz képest 90%-kal csökkenti a hőátbocsátást, így mérsékli a karbonkibocsátást az üzemeltetés során. A vállalat gyártási és biotechnológiai létesítményekkel is rendelkezik, ahol jelenleg a karbonmentes biocement és biobeton termékeit finomítja. Azért, hogy valóban hatással legyen a globális CO₂-kibocsátás csökkentésére, a cég változatos termékcsalád kidolgozásán fáradozik.
Van már gyakorlati példa is: a 2023-as Chicagói Építészeti Biennále megnyitóján a világhírű Skidmore, Owings & Merrill (SOM) építésziroda mutatta be a Prometheusszal együtt fejlesztett Bio-Block ™ Spiralt. A SOM egy spirális installációt tervezett a bioblokkokból a Fulton Market kerületbe. Az építmény egyes tégláinak elforgatásával feltárták azok szerkezetét, egyben demonstrálták a téglaépítés egyszerűségét és sokoldalúságát. Egyes kiválasztott projektekhez máris elérhető az anyag, fenntartható alternatívát kínálva az építkezéseken általánosan elterjedt beton falazóelemeknek.
És még mindig a beton
Számos más kísérlet is folyik a betonnal, említsük meg az ausztrál RMIT University kutatását, amelyben a betonkészítéshez használt homok 15%-a helyett hőkezelés utáni zaccot kevertek az anyagba. A zaccot a kísérletek során 350 és 500 fok közötti hőmérsékletekre melegítették, hogy egy faszénhez hasonló anyag, a bioszén keletkezzen. Végül azt találták, hogy a betonkeveréshez a legjobb a 350 fokon kiégetett kávémaradvány. Eredetileg a munkahelyeken megmaradt, kidobásra szánt kávézacc hasznosításán gondolkodtak, de a módszernek további két nagy előnye is lehet.
Az egyik nyilvánvalóan az, hogy erősebb lesz tőle a beton, miután a (hőkezelt) zacc megköti a nedvességet, így meggátolja a beton kiszáradását, és megelőzi a mikrorepedések kialakulását. A másik előny, hogy az építkezésekhez használható homok fogytán van, olyannyira, hogy 2050-re teljesen eltűnhet a Föld felszínéről, így sokat számít, ha egy részét meg lehet spórolni. Mennyiségileg a zacc kevés: Ausztráliában évente 72 millió tonna betont állítanak elő, amihez közel 29 millió tonna homok szükséges, míg az összes rendelkezésre álló zaccból 22 500 tonna adalékanyagot lehetne előállítani. Ugyanakkor mégsem kell teljesen lemondani róla, a kutatók máris tárgyalnak helyi önkormányzatokkal a lehetséges jövőbeli felhasználásról, például járdák építéséhez.
A turnézó bioház
Mikroalgák és kávé – két természetes anyag, nem véletlenül. Az új építőanyagok kutatásának jelentős része a biológiai alapú, az életciklusuk végén a természetnek visszaadható anyagokra irányul. A sajátos műfaj sajátos szereplője az „Exploded View Beyond Building”(EVBB)nevű modulház, amely Németalföld különböző pontjain bukkan fel. Szerepelt már Eindhovenben és Amszterdamban, legutóbb pedig a belgiumi Westerlo Kamp C kiállításán csodálhatták meg a látogatók. Azért turnézik a ház, mert küldetése van, pontosabban a házat megalkotó Biobased Creations stúdiónak. Az EVBB több mint 100 természetes építőanyagból áll, ami máris elérhető, vagy a közeljövőben az lesz.
Könnyítendő az eligazodást a hatalmas felhozatalban, a Biobased Creations a honlapján létrehozott egy adatbázist, ahol témakörökre (föld, víz, gomba, baktérium, növények, élelmiszer) lebontva részletesen bemutatja a házban található rengeteg anyagot. Például a baktériumalapú zuhanyfüggönynél bemutatják, hogy miből készül, milyen eljárással, milyen összetevőkkel, milyen műszaki paraméterei vannak, hogyan alkalmazható, tömeggyártásra alkalmas-e satöbbi. Majd így tovább minden anyagot részletesen bemutatnak. A nagy felhozatalból most kiválasztottunk néhány anyagot, ami rámutat a jövőbeli lehetőségeinkre.
Deszka tengeri moszatból
A tengeri moszat gyorsan nő, nem igényel friss vizet, földet, műtrágyát vagy növényvédő szereket, miközben CO₂-t köt meg. A Seaweed pedig az MDF-hez vagy a forgácslaphoz hasonló anyag fa- és papírfeldolgozó iparból származó maradékokból, amelynek a természetes kötőanyagát magából a tengeri moszatból nyerik ki. A kész deszkát szükség esetén „lakkozhatják” is, vagyis elláthatják a szintén az Északi-tengerből gyűjtött moszat kivonatából készített fényes bevonattal. A hínárpanelek belső falakhoz, akusztikai, szigetelő- és tűzálló burkolatokhoz, valamint bútorokhoz használhatók.
Akusztikai lapok gombából
A Mogu Acoustic csempe egy tanúsított termék, amelyet textilipari pamutmaradványokon kiválasztott micélium (a gomba vegetatív része) fermentálásával hoznak létre. Ráadásul nem egy sík csempéről, hanem afféle „térplasztikáról” van szó, amit a kiváló hangelnyelés érdekében terveztek ilyenre. Négy különböző formában készül, hogy mindenféle környezetbe illeszkedjen, és saját, könnyen felszerelhető, csavarmentes rögzítési rendszerrel rendelkezik. A micéliumot olyan értéktelen maradványokon (pamutszálak, kenderszárak) tenyésztik, amelyeket egyébként kidobnának.
Először sterilizálják a pamutmaradványokat, majd beoltják micéliummal zsákokban, hogy lehetővé tegyék a megfelelő növekedést és a teljes kolonizációt. Utána a frissen termesztett anyagot ledarálják és erre a célra kialakított formákba helyezik, ahol a micélium tovább növekszik, amíg el nem éri a kívánt sűrűséget/alakot. Miután a növekedési folyamat befejeződött, a termékeket lassan kiszárítják és finiselik. A keletkező termék 100%-ban körkörös és biológiailag lebomló, miután nem használnak hozzá sem kőolajalapú kötőanyagokat, sem műanyagokat, sem formaldehidet.
Csempe tejfehérjéből és tojáshéjból
Hollandiában az élelmiszer-pazarlási listán előkelő helyen állnak a tejtermékek. Sebastian Guzman Olmos megtalálta a módját annak, hogy a kazeint – egy gyakori tejfehérjét – és a növényi maradványokat csempévé dolgozza fel: burgonyakeményítőből készült kötőanyaggal és fűrészporral összekeverve őket komposztálható kazein biorostlemezt hoz létre. Más utat jár be a tojás: mielőtt bedobozolják őket, kiszűrik a szennyeződött, sérült, hibás példányokat.
A kidobásra ítélt tojások bármiféle adalékanyag nélkül hőformázhatók bioplasztikká. A tojásfehérjét 70°C-on dehidratálják (ez 15 órát vesz igénybe), majd porítják. Ezt a port összekeverik a tojáshéjjal, és 195°C-on, 30 tonna nyomáson formába préselik. Egy tárgyat 40 perc alatt lehet a kívánt formába préselni – jellemzően tál vagy váza készül belőle, de világítórendszerrel és csempével is kísérleteznek már. Ezeket a termékeket kizárólag tojásból állítják elő bármiféle adalékanyag nélkül, mivel a tojásfehérjében lévő albumin hő és nyomás hatására megkötődik.
Ez a jövő útja!
Az adatbázis számos eleme még csak kísérleti fázisban tart, másfelől találhatunk megvásárolható minősített építőanyagokat is. De ha pusztán az anyagok mennyiségét és sokféleségét nézzük, látható, hogy komolyan lehet számolni a bioalapú építéssel.
A fenntartható építés mint iparág tehát kilépett már a gyerekcipőből: az EVBB ház építésében mintegy 150 partner segített a kezdetektől fogva, köztük az iparágban világszerte ismert cégek is. A fenti adatbázis ismeretében pedig érthetővé válik a turnézó modulház alkotóinak lelkesedése, miután az „az anyagok potenciálisan végtelen áramlását” mutatja be a tervező Pascal Leboucq szavaival élve.
Fotók: Biobased Creations Facebook-oldal. A cikk megjelent az Ingatlan Évkönyv 2023/2024 kiadványban – Kiadó: Az Év Irodája Kft., ingatlan.com csoport
