零碳科技:可固碳、再生的3D打印藍藻建筑

作為第 19 屆威尼斯國際建筑雙年展的一部分,Living Room Collective 在加拿大館展示了一個名為“Picoplanktonics (浮游生物)”的裝置。該項目特別適用于對生物基材料、可持續建筑和再生設計實踐感興趣的建筑師、室內設計師和景觀建筑師。
(注:2025年5月10日至11月23日,第19屆威尼斯國際建筑雙年展在威尼斯的賈爾迪尼(Giardini)和軍械庫(Arsenale)場館舉行。第19屆威尼斯國際建筑雙年展由聯合國教科文組織歐洲科學與文化區域局、威尼斯市政府、沙特阿拉伯埃爾奧拉皇家委員會聯合主辦。本屆雙年展以 “智能、自然、人工、集體” (Intelligens. Natural. Artificial. Collective. )為主題,聚焦氣候變化與技術創新背景下的建筑實踐,吸引全球66個國家逾750名建筑師參與。威尼斯國際建筑雙年展始辦于1895年,是全球歷史最悠久、影響力最大的建筑盛會之一。)

The Living Room Collective 由建筑師、科學家、藝術家和教育工作者組成,他們在建筑、生物學和數字制造技術的交叉領域工作。由加拿大建筑師和生物設計師 Andrea Shin Ling 領導,核心團隊成員包括 Nicholas Hoban、Vincent Hui 和 Clayton Lee。該集體尋求通過開發基于自然系統的設計方法和流程來擺脫采掘式生產模式。

機器人生物制造平臺,蘇黎世聯邦理工學院,2024 年

展館中的“浮游生物”結構是使用蘇黎世聯邦理工學院開發的新型生物制造平臺制造的。該系統能夠打印建筑規模的有生命材料,代表了可持續建筑技術的重大進步。其結果是已知最大的由有生命的材料組成的建筑裝置。在加拿大館內,展覽空間經過調整以適應藍藻的生物需求,仔細校準光線、濕度和溫度,讓這些生物在整個展覽期間茁壯成長。

“浮游生物”體現了生態優先的設計理念,將古老的生物過程與現代制造方法相結合。它被認為是一項正在進行的再生建筑實驗,強調人類、建筑環境和生物體之間的互惠關系。

“浮游生物”展示了一種與自然系統和諧相處的未來主義材料方法。這些結構并不是惰性的——它們會隨著時間的推移而生長、茁壯成長,甚至衰落。需要現場的看護人在整個展覽期間照顧它們的生活條件,強調長期管理和維護在這種生態設計方法中的作用。這一概念通過將生態關懷和管理直接嵌入到建筑環境中,改變了傳統的建筑理念。它預示著一個未來,建筑可以為地球健康做出積極貢獻,而不僅僅是最大限度地減少傷害。
該項目最終試圖挑戰建筑和材料生產的傳統范式。它不僅關注人類的生存,還探索了包括更廣泛的生態系統在內的復原力模式,重新構想建筑如何在地球內部運作并促進地球恢復。

受加拿大藝術委員會委托,“浮游生物”經歷了四年的研究和開發。它得到了包括蘇黎世聯邦理工學院、多倫多大學和多倫多城市大學在內的領先機構的支持。通過強調生命系統與技術創新之間的協同作用,“浮游生物”為植根于可持續性、循環性和生態整合的未來建筑和材料實踐提供了強大的藍圖。
2023年12月13日,Environmental Defense Fund(美國環保協會),EDF完成《海藻制品分析》報告。報告通過對海藻制品的全生命周期分析,更好地評估了海藻制品真正的環境影響,為如何讓海藻最大限度地發揮氣候效益提供決策依據。
日常生活中,較為普及的海藻制品——海苔,讓人們嘗到了“海的味道”,同時對環境產生了積極影響,發揮著海藻的氣候效益。
我們日常食用的海帶、紫菜、裙帶菜都屬于海藻。海藻是海洋藻類的總稱,類似植物,有葉綠素,不開花結果,沒有根、莖、葉、種子,是光合自養型生物,缺少維管束和胚等構造。廣義上,海藻包括了海洋微藻和大型海藻。大型海藻能構成水下森林,而小、微型海藻,有些只有幾微米,在顯微鏡下才能看到。

浮游生物固碳示意圖
海藻能夠通過光合作用固定二氧化碳,將無機碳轉化為有機碳;海藻從海水中吸收硝酸鹽、磷酸鹽等,表層水堿度升高,水中二氧化碳分壓降低。這兩個過程促使海洋與空氣界面兩側的二氧化碳分壓差加大,促進大氣中二氧化碳向海水中轉移,從而使海水吸收更多的二氧化碳。

大型海藻以惰性溶解有機碳形式貢獻長久碳匯(圖片來源:青島生物能源與過程研究所)
利用海洋生物吸收大氣中的二氧化碳,并將其固定在海洋中的過程、活動和機制,即為藍碳。與綠色碳匯等其他碳匯相比,藍碳具有固碳量大、效率高、儲存時間長等特點。森林、草原等陸地生態系統碳匯儲存周期最長只有幾十年,而藍色碳匯可長達數百年甚至上千年。
素材來源:友綠網,ArchDaily、加拿大藝術委員會、青島生物能源與過程研究所、美國環保協會等
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