Az éghajlatváltozás, korunk rideg valósága, elkerülhetetlen árnyékot vet bolygónkra. Mivel az üvegházhatást okozó gázok, például a szén-dioxid (CO2) légköri koncentrációja folyamatosan emelkedik, az emberiségnek nem csupán enyhítenie kell ezt a globális jelenséget, hanem aktívan küzdenie is kell ellene.

Az épített környezet, amely a globális szén-dioxid-kibocsátás mintegy 39%-áért felelős, jelentős szerepet játszik ebben a küzdelemben. Megoldást kereshetünk-e az építészeti innovációkban ? Tervezhetünk-e olyan építőanyagokat, amelyek aktívan hozzájárulnak a légszennyezés vagy a szén-dioxid szintjének csökkentéséhez ?

kapcsolódó cikkek

• A biotechnológiai fejlődés a fenntartható építőanyagok terén
• A szén-dioxid-kibocsátás minimalizált jövőjének megteremtése és a Párizsi Megállapodás céljainak megvalósítása
• A környezettudatosságot és a fenntarthatóságot ösztönző, jövőbe mutató építészeti víziók

Ez a cikk a „szennyezésellenes építészet” újonnan kialakulóban lévő területét vizsgálja, ahol a jövő építményei segíthetnek megtisztítani a belélegzett levegőt és megkötni a CO2-t a légkörből.

A szén-dioxid-leválasztó építészethez vezető út

Az épületek mint a környezetjavítás eszközei nem új keletű koncepció. A zöld építészet, amelyet az energiahatékonyság, az újrahasznosított anyagok és a fenntartható rendszerek beépítése jellemez, az elmúlt évtizedekben egyre nagyobb teret nyert. A környezetszennyezés-ellenes építészet azonban egy lépéssel továbbviszi ezt az ethoszt, és elsődleges célja olyan építőanyagok tervezése, amelyek aktívan csökkentik a szennyező anyagok kibocsátását vagy megkötik a szenet.

A bioalapú anyagok, nevezetesen a „kenderbeton” (a kender növény fás magjából és mészalapú kötőanyagból nyert biokompozit anyag) bevezetése ígéretes utat mutatott. A kenderbeton a növekedési ciklusa során megköti a szenet, és ezt az építőanyagként való élettartama alatt is folytatja. Hasonlóképpen, a mesterséges faanyag is egyre nagyobb figyelmet kap, mivel képes jelentős mennyiségű szenet megkötni az épületekben való felhasználás időtartamára.

Még radikálisabb a „szén-dioxid-leválasztó beton” kifejlesztése és alkalmazása, amely egy olyan innováció, amely az ásványi karbonizációnak nevezett kémiai folyamatot (a szén-dioxid és az ásványi anyagok reakciója stabil, szilárd anyaggá alakul) használja ki a CO2 megkötésére.

Ez az anyag, hasonlóan a növényekhez, amelyeket gyakran figyelmen kívül hagyunk, a gyártási fázisban és egész élettartama alatt CO2-t és más szennyezőanyagokat fogyaszt, és ezzel építményeinket gyakorlatilag „városi erdőkké” változtatja.

A koncepciótól a valóságig – A technológia és a tervezés metszéspontja

Az anyagfejlesztés önmagában azonban nem jelenti a teljes választ. A környezetszennyezés-ellenes építészetben rejlő lehetőségek valódi kiaknázásához a tervezőknek meg kell érteniük és maximalizálniuk kell ezen anyagok kölcsönhatását az épített környezet más elemeivel, például a passzív napenergia-tervezéssel, a hatékony szellőztető rendszerekkel és a zöld infrastruktúrával.

A fejlett számítógépes modellezési eszközök és az épületinformációs modellezés (BIM) bevezetése lehetővé teszi ezen kölcsönhatások optimalizálását, biztosítva, hogy az épület a terveknek megfelelően működjön.

Az egyik áttörés a horizonton a fotokatalitikus bevonatok kifejlesztése. Ha ezeket a bevonatokat az épületek felületére viszik fel, és napfénynek teszik ki őket, elősegítik a fotokatalízisnek nevezett folyamatot, amelynek során a levegőben lévő szennyező anyagok kevésbé káros anyagokká bomlanak le.

Tanulmányok szerint egy fotokatalitikus bevonattal kezelt épület olyan szennyezéscsökkentő hatással bírhat, mintha több száz fát ültetnénk.

A nanotechnológia egy másik, jelentős lehetőségeket rejtő terület. A kutatók például vizsgálják a nanoméretű titán-dioxid (a titán természetben előforduló oxidja) építőanyagokban való felhasználását a szennyező anyagok lebontására, hasonlóan a fotokatalitikus bevonatokhoz.

Milyen felhasználási lehetőségei vannak a titán-dioxidnak az építészetben ?

A titán-dioxid egyik legígéretesebb építészeti alkalmazása a fotokatalitikus tulajdonságain múlik. A fotokatalízis olyan jelenség, amikor egy anyag elnyeli a fényt (a katalizátort), és kémiai reakciókat indít el. A titán-dioxid esetében, amikor ultraibolya (UV) fénynek van kitéve, olyan reakciókat serkent, amelyek képesek lebontani és semlegesíteni bizonyos szerves és szervetlen anyagokat.

Ennek a tulajdonságnak a gyakorlati alkalmazása az „öntisztuló” felületek létrehozása. Titándioxiddal bevonva az épületek homlokzatai képesek lebontani az idővel felhalmozódó szennyeződéseket és koszt, így minimális karbantartás mellett megőrizhetik esztétikumukat.

Ennél is fontosabb, hogy ez a fotokatalitikus folyamat képes lebontani a légköri szennyező anyagokat, például a nitrogén-oxidokat (NOx) és az illékony szerves vegyületeket (VOC), és kevésbé káros anyagokká alakítani őket. Következésképpen a titán-dioxiddal bevont épületek aktívan hozzájárulhatnak a városi környezet légszennyezésének csökkentéséhez. A „szmogevő” épületek koncepciója világszerte egyre nagyobb teret nyer, mivel a városok a rossz levegőminőséggel küzdenek.

Hőszabályozás és energiahatékonyság

A légtisztításon túl a titán-dioxidnak energiahatékonysági alkalmazásai is vannak. Magas albedója (a napsugárzás diffúz visszaverődésének mérőszáma a teljes napsugárzásból, amelyet egy csillagászati test kap) kiváló anyaggá teszi a napfényt visszaverő, „hűvös” tetőkhöz.

A tetőbevonatokban használva a titán-dioxid több napfényt képes visszaverni és kevesebb hőt képes elnyelni, mint a hagyományos tetőfedő anyagok, ezáltal csökkentve az épületbe jutó hő mennyiségét. Ez alacsonyabb hűtési költségeket, kisebb energiafogyasztást és a városi hőszigethatás mérséklését eredményezi (az a jelenség, amikor a városi vagy nagyvárosi területek az emberi tevékenység miatt jelentősen melegebbek, mint a környező vidéki területek).

Az UV-sugárzás szabályozása

A titán-dioxid UV-sugárzást elnyelő képessége, amely jól ismert a fényvédő alkalmazásokban, az építészetben is kihasználható. A titán-dioxid üvegbe való beépítésével az építészek csökkenthetik az épületbe jutó káros UV-sugárzás mennyiségét anélkül, hogy a látható fényt jelentősen csökkentenék. Ez a megközelítés segíthet olyan terek kialakításában, amelyek természetes fényben fürdenek, de védve vannak az UV-sugárzás káros hatásaitól.

Antimikrobiális alkalmazások

Tekintettel arra, hogy a közterületeken jelenleg nagy hangsúlyt fektetnek az egészségre és a higiéniára, a titán-dioxid antimikrobiális tulajdonságai egyre fontosabbá váltak. UV-fénnyel aktiválva a titán-dioxid képes különböző baktériumokat, vírusokat és más káros mikroorganizmusokat elpusztítani, így alkalmas anyag az egészségügyi létesítmények, iskolák, tömegközlekedési rendszerek és más közösségi területek nagy érintkezési felületének kialakítására.

A titán-dioxid jövője az építészetben

Tekintettel ezekre a képességekre, a titán-dioxid szerepe az építészetben bővülni fog. Azonban, mint minden technológiai fejlesztésnél, a titán-dioxid életciklusának hatásait is figyelembe kell venni, beleértve a kitermelést, a gyártást és az életciklus végén történő ártalmatlanítást, hogy alkalmazása valóban fenntartható legyen.

Továbbá fel kell ismernünk, hogy bár a titán-dioxid elősegítheti a tisztább és egészségesebb környezetet, ez csak egy darabja a tágabb fenntarthatósági kirakós játéknak. Használatának inkább ki kell egészítenie, mintsem helyettesítenie az alacsony szén-dioxid-kibocsátású, rugalmas és élhető városok megvalósítására irányuló egyéb stratégiákat.

A sürgető környezeti kihívásokkal szemben az olyan innovációk, mint a titán-dioxid, értékes lehetőségeket kínálnak az építészeti gyakorlat újradefiniálására, és egy lépéssel közelebb visznek minket egy olyan jövő felé, amelyben épületeink és városaink aktívan hozzájárulnak a bolygó és lakói egészségéhez és jólétéhez.

Az előttünk álló kihívások

A környezetszennyezés elleni építészet jelentős ígéretei ellenére továbbra is vannak kihívások. A költségek jelentős akadályt jelentenek, mivel számos ilyen anyag és technológia a fejlesztés korai szakaszában van, és még nem versenyképes a hagyományos anyagokkal.

Emellett technikai nehézségeket is le kell küzdeni. A betonban történő ásványi karbonizálás folyamata például jelentős energiabefektetést igényel. A teljes szénmérleget (azaz a kibocsátott és a megkötött szén-dioxid teljes mennyiségét) gondosan elemezni kell annak biztosítása érdekében, hogy az új eljárások ne súlyosbítsák véletlenül azt a problémát, amelyet meg akarnak oldani.

A valódi változás érdekében továbbá az ipari szabványoknak és az építési szabályzatoknak e technológiai fejlesztésekkel párhuzamosan kell fejlődniük. Ez a kirakós játék gyakran figyelmen kívül hagyott, de kulcsfontosságú része. A szabályozások és szabványok ösztönözhetik vagy akadályozhatják az innovációt, és politikáinknak elő kell segíteniük e technológiák elfogadását.

A szén-dioxid-negatív jövő felé „építkezve”

Az épületek aktív szerepet kell játszani a légszennyezés és a szén-dioxid szint csökkentésében, és ez nem csupán inspiráló, hanem kritikusan szükséges is. Ez magában foglalja azt a szimbiózis kapcsolatot, amelynek az alkotásaink és a természeti környezet között kell fennállnia.

Bár a kihívások továbbra is fennállnak, a tudomány, a technológia és a tervezés konvergenciája, valamint a társadalmi és szabályozási változások a szén-dioxid-negatív jövő felé vezethetnek bennünket.

A környezetszennyezés-ellenes építészet a fenntarthatóság felé tett evolúciós ugrásunkat szimbolizálja, egy olyan világot, ahol már nem csak elveszünk a környezetünkből, hanem folyamatos adok-kapok viszonyban vagyunk vele. Régóta törekszünk arra, hogy alkalmazkodjunk környezetünkhöz; itt az ideje, hogy környezetünk is élvezze építészeti törekvéseink előnyeit.

Ma egy új korszak küszöbén állunk. Rajtunk múlik, hogy előrelépjünk és megragadjuk a benne rejlő lehetőségeket. A kollektív akarat és a leleményesség összeolvadásával újrarajzolhatjuk az építészeti tervezés határait, és újradefiniálhatjuk a bolygónkkal való kapcsolatunkat.