Fremtidens huse er levende

Beton er en klimasynder

Da historien om bønnestagen blev nedfældet første gang for 300 år siden, var de fleste byggematerialer hentet direkte i naturen: marksten til fundamenter, tømmer til bærende konstruktioner og tagbeklædning af strå, græs eller træ.

Når huset var udtjent, kunne det skilles ad og mange af delene bruges igen til et andet hus. I dag ser det anderledes ud.

Moderne bygninger skal være tætte, velisolerede, stærke og vedligeholdelsesfrie, og derfor er strå og marksten udfaset. I stedet foretrækker byggebranchen fabriksfremstillede, ensartede materialer som mineraluld, plast og beton, som nok lever op til bygningsreglementet, men som har andre ulemper.

Den helt store synder er beton, som består af grus og cement og i dag bruges i næsten alle bygninger. Cement er kalksten og ler, som er knust og brændt ved 1400 °C – en proces, der udleder enorme mængder af drivhusgasser.

I alt 1500 millioner tons kuldioxid hvert år, eller omkring otte procent af menneskehedens samlede udledning, stammer fra cementproduktion, som dermed bidrager væsentligt til klimaforandringerne. Det er mere end udledningen fra samtlige af klodens kulkraftværker.

Og når betonen én gang har været brugt, kan den reelt kun bruges som fyld under asfalten, når nye veje anlægges. Og det kræver endda enormt meget tid og energi at knuse betonen til formålet.

For andre udbredte byggematerialer ser miljøregnskabet ikke meget bedre ud: Mens fremstillingen af 1 ton cement udleder omkring 200-400 kg CO₂, så kan det koste 2-3 tons af gassen at fremstille 1 ton stål og op til 3-4 tons for 1 ton isolering af flamingo.

Bygninger er ofte konstrueret til at skulle holde i 100 år, og for at kunne opføre et hus med så lang en levetid hurtigt og billigt vælger arkitekter og ingeniører oftest netop disse kendte syntetiske materialer. Men nu er nye og mere miljøvenlige organiske materialer på vej ind i byggebranchen.

Træ gemmer på kuldioxid

Et oplagt første skridt for bygningsingeniørerne er at puste nyt liv i de materialer, som blev udkonkurreret af beton – fx træ. For det første udleder fremstilling af byggematerialer i træ kun minimale mængder CO₂. Og mens træet vokser i skoven, optager det kuldioxiden, der først frigives, når træet brændes eller rådner.

En limtræsbjælke på 1 ton koster eksempelvis 100 kg CO₂ at fremstille, men træet har undervejs optaget hele 1700 kg af det klimaskadelige kulstof. Til sammenligning koster det omkring 2-3 tons CO₂ at fremstille en stålbjælke på 1 ton, og den optager ikke noget. Dermed er forskellen på at bruge en 1-tons bjælke af limtræ og en tilsvarende bjælke bestående af stål omkring 4 tons drivhusgasser.

Samtidig er træ fleksibelt, nemt at arbejde med og meget stærkt i forhold til sin vægt, og disse egenskaber har fået ingeniører til at erstatte beton med træ i moderne bygninger.

Et eksempel er kollegiebyggeriet Brock Commons Tallwood House i Vancouver, Canada. Den 18 etager høje bygning indeholder stål i tagkonstruktionen og beton i fundamentet samt trappe- og elevatorskakter, men konstruktionen er primært af træ.

Etageadskillelserne er fremstillet af krydslamineret tømmer, altså kraftige sammenlimede bjælker. Søjlerne mellem etagerne er af limtræ, som er lettere og stærkere end stål, og alt i alt har valget af træ frem for beton sparet en CO₂-udledning på ca. 2400 tons.

Som en sidegevinst giver træet en god akustik og et behageligt indeklima, fordi det kan optage og afgive fugt.

Kollegiebyggeriet var verdens højeste hus af træ, da det blev indviet i 2017, men siden er rekorden slået af det 85 meter høje Mjøstårnet i Brumunddal i Norge, hvor træ ligeledes er det primære byggemateriale.

Svamp i byggeriet

Med etagebyggerier som det canadiske og det norske har ingeniører bevist, at træ kan erstatte beton, men endnu er bygningerne langt fra Hans’ bønnestage. Det koster stadig energi at transportere træet fra skoven til storbyen, og stammerne skal stadig bearbejdes til tømmer eller finer, så forskere arbejder på at tage skridtet videre: De vil få byggematerialer til at vokse frem helt af sig selv.

Og byggematerialet er noget, de fleste husejere for alt i verden normalt vil undgå: svamp. Ikke frugten – paddehatten – men myceliet, svampens “stamme” og “rødder”, som almindeligvis vokser nede i jorden eller inde i væggen hos den ulykkelige husejer.

Et mycelium består af et net af lange tråde kaldet hyfer, som er helt ned til 1/100 af en millimeter i diameter – en tiendedel af et hovedhår – og som optager næring fra omgivelserne.

Hos nogle svampearter kan myceliet blive gigantisk. I Canada har biologer fundet et mycelium med en diameter på mere end 3 km.

Når mycelier bruges som byggemateriale, begynder processen med blot en lille stump hyfer. Første trin er at få det til at vokse. Det kan fx ske ved at fodre det med biologisk affald fra landbrug eller fødevareproduktion, som myceliet optager næring fra.

Når rodnettet af hyfer har vokset sig til den ønskede form og størrelse, bliver det varmet op. Dermed tørrer svampen ud og dør, ligesom et træ dør, når det fældes, og nøjagtig ligesom træværk skal svampematerialet også behandles for ikke at forvitre.

En færdig mycelieblok er let – den vejer ca. 1/50 af en tilsvarende betonblok – uhyre stærk og samtidig varmeisolerende, fordi den indeholder meget luft pr. kubikmeter, så den kan både bruges til bærende konstruktioner og som isoleringsmateriale.

Mycelium bruges allerede industrielt i fremstilling af emballage, hvor det kan erstatte fx pap, skumgummi og spånplade. Det stødabsorberende materiale kan dyrkes, så det passer præcist til eksempelvis en vinflaske, og når varen er fremme hos modtageren, kan emballagen blot smides på kompostbunken.

Før vi ser mycelium spire på byggepladsen, mangler ingeniørerne stadig at overvinde nogle udfordringer. Det døde mycelium har fx en tendens til at optage fugt og blive blødt, så kemikere forsøger at udvikle nye overfladebehandlinger. Det er også usikkert, om materialet ændrer egenskaber, som tiden går, eller om det kan forventes at forblive stort set uforandret gennem 100 år.

Til gengæld ved forskerne med sikkerhed, at materialet er langt mere miljøvenligt end huse af beton og isolering af mineraluld, for fremstillingen udleder næsten ingen CO₂, og mycelie-byggematerialer er – nøjagtig som vinflaskens emballage – fuldstændig biologisk nedbrydelige.

Huse skal vokse på Mars

Der vil formentlig kun gå nogle få år, før mycelium bliver tilgængeligt i byggemarkedet, for svampematerialerne passer perfekt til behovet for mere miljøvenligt byggeri.

Det amerikanske forsvars forskningsenhed DARPA udvikler selvhelende myceliestrukturer. Samtidig har den statslige amerikanske National Science Foundation udpeget levende materialer som et af de fire vigtige indsatsområder for videnskaben i de kommende år.

Det mest udbredte certifikat på bygningers brug af bæredygtige, levende og genbrugelige materialer hedder Living Building Challenge.

Antallet af bygninger, som deltager, er gået fra ca. 50 i 2010 til over 500 i 2019, og virksomheder fra den svenske byggegigant Skanska til techfirmaet Google støtter projektet. For de virksomheder, som først lancerer konkurrencedygtigt svampemateriale, venter altså et voksende marked.

De første produkter, som vi kommer til at se i nye huse, bliver miljøvenlige isoleringsplader, der kan erstatte mineraluld. Og selvom byggebranchen er konservativ, kan mycelie-byggesten om 10-15 år være lige så udbredte, som mursten og beton er i dag.

Engang i fremtiden kan biologiske byggematerialer meget vel blive de mest udbredte på Jorden – og måske mere end det. NASA har fået øjnene op for, at materialet kan bruges til baser på Månen eller Mars, og netop det skal en gruppe forskere på NASA Ames Research Center virkeliggøre.

Planen er, at astronauter skal medbringe en lille smule mycelium ombord på rumskibet. Når de kommer frem til en fjern klode, kan myceliet næres af medbragte cyanobakterier, der via fotosyntese vokser hurtigt ved hjælp af lys. På kort tid kan de rumrejsende dermed skabe både mursten og møbler på destinationen i stedet for at slæbe tungt udstyr med hjemme fra Jorden.

Mens ingeniører rundtomkring i verden arbejder på “døde” materialer, som er skabt af mycelium, så tager en forskergruppe fra bl.a. Holland, Danmark og England skridtet videre. I december 2019 fremsatte de en vision for, hvordan fremtidens byer ikke blot kan bestå af statiske svampemursten, men udgøres af materialer, som altid vokser, forandres, vedligeholder sig selv og tilpasser sig beboernes behov.

Mycelier kan løse en lang række opgaver, fordi de fx kan være stive, fleksible, bløde, hårde, elektrisk ledende eller isolerende alt efter behov. Hvis en bygning bliver beskadiget, kan den reparere sig selv, og tilbygninger kan klares ved, at myceliet aktiveres og vokser videre.

Svampemateriale kan ifølge forskerne også bruges til tekniske installationer som eksempelvis selvreparerende vandforsyning, og dermed vil utætte vandrør høre fortiden til.

Sådan en levende by af svampe vil kunne forhindre udledningen af millioner af tons CO₂. Snart mangler vi blot en kæmpe og en guldskat, før fortællingen om Hans og bønnestagen kan blive til virkelighed.