Framtidens hus er levende

Betong er en klimasynder

Da historien om bønnestengelen ble skrevet ned første gang for 300 år siden, var de fleste bygningsmaterialene hentet rett fra naturen: stein til grunnmur, tømmer til bærende konstruksjoner og takkledning av strå, gress eller treverk.

Når huset var utslitt, kunne det skilles fra hverandre, og mange av delene kunne brukes på nytt i et annet hus. I dag ser det annerledes ut.

Moderne bygninger skal være tette, godt isolerte, sterke og vedlikeholdsfrie, og derfor er strå og steiner faset ut. I stedet foretrekker byggebransjen ensartede materialer som mineralull, plast og betong, som nok lever opp til bygningsreglementet, men som har andre ulemper.

Den helt store synderen er betong, som består av sand og sement og i dag brukes i nesten alle bygninger. Sement er kalkstein og leire som er knust og brent ved 1400 °C – en prosess som slipper ut enorme mengder av drivhusgasser.

I alt 1500 millioner tonn karbondioksid hvert år, eller omkring åtte prosent av menneskehetens samlede utslipp, stammer fra sementproduksjon, som dermed bidrar vesentlig til klimaendringene. Det er mer enn utslippet fra alle klodens kullkraftverk.

Og når betongen har blitt brukt én gang, kan den i praksis bare brukes som fyll under asfalten når man anlegger nye veier. Og det krever faktisk enormt mye tid og energi å knuse betongen til det formålet.

For andre vanlige bygningsmaterialer ser miljøregnskapet faktisk nesten like ille ut: Mens produksjonen av 1 tonn sement slipper ut omkring 200–400 kilo CO2, så kan det koste 2–3 tonn av gassen å produsere 1 tonn stål og opptil 3–4 tonn for 1 tonn isolasjonsmateriale.

Bygninger er ofte konstruert til å skulle holde i 100 år, og for å kunne oppføre et hus med en så lang levetid raskt og billig velger arkitekter og ingeniører som regel nettopp disse kjente syntetiske materialene. Men nå er nye og mer miljøvennlige organiske materialer på vei inn i byggebransjen.

Trær lagrer karbondioksid

Et opplagt første skritt for bygningsingeniørene er å blåse nytt liv i de materialene som ble utkonkurrert av betong – for eksempel trevirke. For det første slipper produksjon av bygningsmaterialer i treverk bare ut minimale mengder CO2. Og mens treet vokser i skogen, tar det opp karbondioksid, som først slippes ut når treet brennes eller råtner.

En bjelke på 1 tonn koster for eksempel 100 kilo CO2 å produsere, men treet har underveis opptatt hele 1700 kilo av det klimaskadelige karbonet. Til sammenligning koster det omkring 2–3 tonn CO2 å produsere en stålbjelke på 1 tonn, og den tar ikke opp noe. Dermed er forskjellen på å bruke en bjelke av tre og en bjelke som stål omkring 4 tonn drivhusgass, hvis begge veier ett tonn.

Samtidig er tre fleksibelt, lett å arbeide med og veldig sterkt i forhold til vekten, og disse egenskapene har fått ingeniører til å erstatte betong med tre i moderne bygninger.

Et godt eksempel på dette er bygningen Brock Commons Tallwood House i Vancouver i Canada. Denne hele 18 etasjer høye bygningen inneholder stål i takkonstruksjonen og betong i fundamentet samt trappe- og heissjakter, men konstruksjonen er først og fremst av tre.

Etasjeskillene er produsert av krysslaminert tømmer, altså kraftige sammenlimte bjelker. Søylene mellom etasjene er av limtre, som er lettere enn stål, og alt i alt har valget av tre i stedet for betong spart et CO2-utslipp på om lag 2400 tonn.

Som en sidegevinst gir treet en god akustikk og et behagelig inneklima fordi det kan ta opp og avgi luftfuktighet.

Bygningen var verdens høyeste hus av tre da det ble innviet i 2017, men senere er rekorden slått av det 85 meter høye Mjøstårnet i Brumunddal, der treverk også er det primære bygningsmaterialet.

Sopp i bygg

Med blokker som det kanadiske og det norske har ingeniører bevist at tre kan erstatte betong, men bygningene er fortsatt et godt stykke fra bønnestengelen til Hans. Det koster fortsatt energi å transportere treet fra skogen til storbyen, og stammene må fortsatt bearbeides til tømmer eller finer, så forskere arbeider for å ta ett skritt videre: De vil få bygningsmaterialer til å vokse fram helt av seg selv.

Og bygningsmaterialet er noe de fleste huseierne for alt i verden normalt vil unngå: sopp. Ikke fruktlegemet som vi plukker, men mycelen, soppens «stamme» og «røtter», som vanligvis vokser nede i bakken eller inne i veggen hos ulykkelige huseiere.

Et mycel består av et nett av tråder som kalles hyfer, som er helt ned til 1/100 av en millimeter i diameter – en tiendedel av et hodehår – og som tar opp næring fra omgivelsene.

Hos noen arter kan mycelet bli gigantisk. I Canada har biologer funnet et mycel med en diameter på mer enn 3 kilometer.

Når myceler brukes som bygningsmateriale, begynner prosessen med bare en liten stump. Første trinn er å få det til å vokse. Det kan for eksempel skje ved å fôre det med biologisk avfall fra landbruk eller matvareproduksjon, som mycelet tar opp næring fra.

Når rotnettet av hyfer har vokst seg til den ønskede formen og størrelsen, blir det varmet opp. Dermed tørker soppen ut og dør, slik et tre dør når det felles, og soppmaterialet må også behandles for ikke å forvitre.

En ferdig mycelblokk er lett – den veier om lag 1/50 av en tilsvarende betongblokk – uhyre sterk og samtidig varmeisolerende, fordi den inneholder mye luft per kubikkmeter, slik at den kan både brukes til bærende konstruksjoner og som isoleringsmateriale.

Mycel bruke allerede industrielt i produksjon av emballasje, der det kan erstatte for eksempel papp, skumgummi og sponplater. Det støtabsorberende materialet kan dyrkes slik at det passer presist til for eksempel en vinflaske, og når varen er framme hos mottakeren, kan emballasjen bare kastes på komposthaugen.

Før vi vil se mycel spire på byggeplassen, må ingeniørene overvinne noen utfordringer. Det døde mycelet har for eksempel en tendens til å ta opp fuktighet og bli bløt, så kjemikere forsøker å utvikle nye overflatebehandlinger.

Det er også usikkert om materialet endrer egenskaper med tiden, eller om det kan forventes å forbli stort sett uforandret gjennom 100 år. Til gjengjeld vet forskerne med sikkerhet at materialet er mye mer miljøvennlig enn hus av betong og isolering av mineralull, for produksjonen slipper nesten ikke ut CO2, og mycel-materialer er – nøyaktig som vinflaskens emballasje – helt biologisk nedbrytbart.

Hus skal vokse på Mars

Det vil antagelig bare gå noen få år før mycel blir tilgjengelig i byggemarkedet, for soppmaterialene passer perfekt til behovet for mer miljøvennlig bygg.

Det amerikanske forsvarets forskningsenhet DARPA utvikler selvhelende mycelstrukturer. Samtidig har den statlige amerikanske National Science Foundation utpekt levende materialer som et av de fire viktige innsatsområdene for vitenskapen i de kommende årene.

Det mest utbredte sertifikatet i bygningers bruk av bærekraftige, levende og gjenbrukbare materialer heter Living Building Challenge.

Antallet bygninger som deltar, har gått fra om lag 50 i 2010 til over 500 i 2019, og bedrifter fra den svenske bygge­giganten Skanska til teknologifirmaet Google støtter prosjektet. For de bedriftene som først lanserer konkurransedyktig soppmateriale, venter altså et voksende marked.

De første produktene som vi kommer til å se i nye hus, blir miljøvennlige isoleringsplater som kan erstatte mineralull. Og selv om byggebransjen er konservativ, kan mycel-byggesteiner om 10–15 år være like utbredte som murstein og betong er i dag.

En gang i framtiden kan biologiske bygningsmaterialer godt bli de mest utbredte på jorden – og kanskje mer enn det. Nasa har fått øynene opp for at materialet kan brukes til baser på månen eller Mars, og nettopp det skal en gruppe forskere fra NASA Ames Research Center virkeliggjøre.

Planen er at astronauter skal ta med litt mycel om bord på romskipet. Når de kommer fram til en fjern klode, kan mycelet få næring av medbrakte cyanobakterier som via fotosyntese vokser raskt ved hjelp av lys. På kort tid kan de romreisende dermed skape både mursteiner og møbler på reisemålet i stedet for å slepe med seg tungt utstyr fra jorden.

Mens ingeniører rundt omkring i verden arbeider med «døde» materialer som er skapt av mycel, så tar en forskergruppe fra blant annet Nederland, Danmark og England skrittet videre. I desember 2019 framsatte de en visjon for hvordan framtidens byer ikke bare kan bestå av statiske soppmursteiner, men utgjøres av materialer som alltid vokser, forandres, vedlikeholder seg selv og tilpasser seg beboernes behov.

Myceler kan løse en lang rekke oppgaver fordi de for eksempel kan være stive, fleksible, myke, harde, elektrisk ledende eller isolerende alt etter behov. Hvis en bygning blir skadet, kan den reparere seg selv, og påbygg kan etableres ved at mycelet aktiveres og vokser videre.

Soppmateriale kan ifølge forskerne også brukes til tekniske installasjoner som for eksempel selvreparerende vannforsyning, og dermed vil utette vannrør høre til fortiden.

En slik levende by av sopper vil kunne forhindre utslippet av millioner av tonn CO2. Snart mangler vi bare en kjempe og en gullskatt før fortellingen om Hans og bønnestengelen kan bli til virkelighet.