אם עוד יש לכם איזשהו ספק בנוגע לתפקידו של ענף הבנייה במשבר האקלים העולמי, נהפוך זאת לרשמי עבורכם: מדי שנה נוצקים כ-30 מיליארד טון של בטון ברחבי העולם, שהייצור והשינוע שלהם אחראיים על לפחות שמונה אחוזים מפליטות הפחמן לאטמוספירה. גידול האוכלוסייה ותנופת הבנייה המאסיבית בערים רק מגבירים את הדרישה לבטון הזול והפשוט להכנה, ונראה שלמרות המודעות הגוברת להשפעה השלילית של התחום, מעגל הבלהות לא מצליח להישבר. נכון, קיימים לא מעט פרויקטים של אדריכלות מתחשבת בסביבה, אך עיקרם קשור בטכנולוגיות חדשניות לייצור ותיעול אנרגיה. למעשה, נראה שהאנושות עוד לא הצליחה למצוא תחליפים לבסיס, לחומרי הבנייה המזהמים ובראשם הבטון.
11 צפייה בגלריה
הדפסת אובייקט מאדמה באוניברסיטת וירג'יניה
(צילום: Ehsan Baharlou, University of Virginia)
ניסיונות ראשוניים וחלוציים מתחילים לצוץ ברחבי העולם. דוגמה מעניינת לכך היא קבוצת חוקרים מאוניברסיטת וירג'יניה (UVA) שהכריזו לאחרונה על פיתוח של סדרת אובייקטים גיאומטריים שהודפסו בתלת ממד מאדמה, המאפשרים לצמחים לגדול עליהם בחופשיות. אחד מהם הוא קיר אדמה נמוך שהודפס בין שני קרשי עץ. מדובר אמנם באובייקטים קטנים למדי, אך מעניין לדמיין מה יוליד מחקר עתידי בשיטה זו, וכיצד היא תשתלב בענף האדריכלות והבנייה.
בעולם כבר קיימים מבנים שהודפסו בתלת ממד, אך מרביתם עשויים מבטון. החוקר אהסאן בהארלו (Ehsan Baharlou) מבית הספר לאדריכלות באוניברסיטת וירג'יניה, הסביר את אחת הסיבות מאחורי הבחירה להדפיס דווקא חומר אורגני כמו אדמה. "עברנו ל'דיו' המבוסס על אדמה כדי להפיק יתרונות נוספים מייצור מעגלי ומקיים", הוא אמר. "מדובר באדמה מקומית וצמחים מקומיים מעורבבים עם מים, כך שאם התוצר לא באיכות הנכונה או שאין בו צורך, אפשר להשתמש בו מחדש במצבור הבא של ה'דיו'. בנוסף, החשמל היחיד שההדפסה הזו צורכת היא כדי להזיז את החומר ולהפעיל את המשאבה בזמן ההדפסה".
לא צריך להרחיק עד וירג'יניה כדי להתוודע להדפסת תלת ממד באדמה, וגם בישראל נעשה ניסיון מרתק בנושא. בפרויקט "להצמיח אדריכלות" שהשתתף בשבוע העיצוב האחרון בירושלים, הוצגה לקהל הדפסה בזמן אמת של אובייקטים מאדמה משולבת עם זרעים. בתחילת אותו שבוע, האובייקטים שתוכננו במחשב והודפסו באמצעות זרוע רובוטית היו עירומים מצמחייה. ככל שהימים חלפו הזרעים נבטו ומילאו את האדמה בשורשים, והאובייקטים קיבלו "חיים" משלהם.
מאחורי הפרויקט הייחודי עומדת האדריכלית נוף נתנזון שמתמחה בייצור דיגיטלי, ביחד עם שבעה סטודנטים מבצלאל: נעה זרמתי, עדי סגל, אלישבע גיליס, דני פרידמן, רבקה פרטוק, גיתית לינקר, אור נעים וליאון הידלגו. "הפרויקט התחיל מקורס שלימדתי על הדפסות תלת ממד של חומרים מיוחדים. הסטודנטים הצליחו להדפיס אובייקטים מג'ל על בסיס מים, משולבים עם כל מיני חומרים מייצבים וזרעים בתוכו. הזרעים נבטו והצמיחו שורשים, הג'ל הזין אותם במים אבל אחרי שבועיים בערך הם התחילו לנבול", מספרת נתנזון. "לקראת שבוע העיצוב רצינו להציג את הפרויקט הזה. חשבנו לעשות משהו חדש בקנה מידה גדול וממש לייצר חומר בנייה. היה ברור שצריך לעבור מג'ל לאדמה כדי לייצר מבנה שיוכל להחזיק".
מקור השראה נוסף לדברי נתנזון היה שיטת הבנייה בבוץ, כשהפרויקט שהוצג בשבוע העיצוב מהווה לדעתה מעין גרסה עכשווית לטכנולוגיה העתיקה. "בבנייה בבוץ משתמשים הרבה פעמים בקש כחומר מייצב. רצינו שהשורשים שיצמחו יהיו במקום הקש, וכשהם יגדלו בתוך המבנה הם יחזקו אותו".
לטובת ההדפסה נבחרה אדמה מירושלים ומספר סוגים של צמחים מקומיים כמו חיטה, ראשד וצנוניות, שצמחו לאחר חודש מתוך המבנה. הצוות יצר סוגים שונים של מבנים מעוגלים וישרים בקנה מידה בינוני. "רצינו לייצר אובייקטים בעובי קיר של בניין. עשינו ניסיונות למלא את הקיר כדי שיהיה מוצק, וגם ניסיונות לחסוך בחומר באמצעות הדפסת דוגמה גאומטרית שתייצב את הקיר מבלי שיקרוס. כשהקיר חלול זה נותן לצמחים מקום לגדול בפנים", מסבירה נתנזון.
עבודת שורשים
קיימות בעולם דוגמאות בודדות למבנים בגודל אמיתי שהודפסו מאדמה. אחד מהם הוא פרויקט TECLA של קבוצת WASP האיטלקית ו-Mario Cucinella Architects – מבנה בגודל 60 מ"ר מורכב משתי כיפות מחוברות. עם זאת, לא קיים אף מבנה שהודפס מאדמה משולבת זרעים שצומחים בתוכו וממנו, וזאת אחת מהסיבות שבגללן הפרויקט "להצמיח אדריכלות" כה מיוחד ופורץ דרך. עם השקתו, הפרויקט עורר הדים גם בחו"ל, וסוקר במגזיני עיצוב ואדריכלות נחשבים כמו Design Boom ו-Archdaily. האחרון אפילו הכתיר את הפרויקט כ"עתיד של עולם האדריכלות".
למרות החשש שהשורשים עלולים לגרום לעיוות החומר, כפי שלעיתים הם שוברים מדרכות בעיר למשל, נתנזון טוענת שזהו דווקא מקור הכוח של הפרויקט. "השארנו חלק מהאובייקטים להתייבש והפסקנו להשקות אותם ידנית. כשפירקנו אותם ללבנים, גילינו שהשורשים התייבשו והפסיקו לצמוח. אפשר היה ממש לראות איך הם משתלבים בתוך האדמה ומחזקים אותה. דווקא במקומות שאליהם הם לא הספיקו לצמוח התחילו להיווצר סדקים".
הפרויקט הוא תוצר של עבודה אינטנסיבית שנמשכה לאורך שלושה חודשים, במהלכם נדרשו היוצרים למצוא את המתכון הטוב ביותר לתהליך. את המתכון המדויק לתרכובת נתנזון לא חושפת, אך לדבריה "הוא מכיל כל מיני סוגי אדמה בריכוזים שיוצרים אווריריות מצד אחד ומצד שני יכולת התקשות לחומר יציב. בנוסף, החומר היה צריך להיות גם מספיק נוזלי כדי שיוכל לעבוד דרך המשאבה".
לגדל בניין: צפו בהדפסת מבנים מאדמה בתלת ממד
(מעצבי הפרויקט "להצמיח אדריכלות")
נתנזון מספרת שזה לא האתגר היחיד שנתקלו בו במהלך תכנון הפרויקט. "אין מדפסת תלת ממד לאדמה עם זרעים, אז במקביל היינו צריכים לתכנן את מכונת ההדפסה, שזאת למעשה זרוע רובוטית שחיברנו אליה מכונת טיח, מעין משאבה שמזינה את הזרוע הרובוטית שבתוכה צינור. הזרוע עצמה זזה לפי מסלול שקבענו במחשב".
הפוטנציאל הכלכלי
כאמור, מדובר במחקר ראשוני מאוד, וישנן הרבה שאלות שטרם ניתנה עליהן תשובה. "יש עוד הרבה עבודה", מסכימה נתנזון. "עוד יש לבחון את החוזק של החומר ואת העמידות שלו בפני כפיפה ומתיחה (כוחות שפועלים על מבנים. ש"פ), לראות איך הוא מתנהג לאורך חודשים, ולהבין האם ובאיזה שלב כדאי לייבש אותו. צריך לבחון איך אפשר לצפות מראש את ההתנהגות של השורשים, איזה צמחים עובדים יותר ואילו פחות, ומה העונות העדיפות ליצור בהן את המבנים".
האדריכלית מציינת אתגר נוסף שנוכח גם בפרויקט הישראלי וגם באמריקני – אתגר הקונסטרוקציה. "בווירג'יניה הדפיסו את החומר בין שני מוטות עץ שמחזיקים אותו, ואנחנו הצלחנו לעלות לגובה של מטר בהדפסות אחת על השנייה בלי צורך בקונסטרוקציה נוספת. האתגר המרכזי הוא עד כמה גבוה אפשר לעלות? איך זה יחזיק? האם השורשים יעזרו לנו או יעכבו אותנו?".
אל שלל השאלות תוכלו לצרף גם את נושא הצנרת, חדרי רחצה, היתכנות מערכות חשמל והתמודדות עם מזיקים, אך למרות כל אלה נתנזון משוכנעת שמדובר בטכנולוגיה עם פוטנציאל רב, במיוחד כשמשבר האקלים והצורך להחליף חומרים ושיטות בנייה מזהמות כל כך דחוף. אחת מהיתרונות שהיא מציינת הוא האפשרות להדפיס מחומרים מקומיים, עניין שעשוי לחסוך עלויות שינוע יקרות ואת כמות הדלק שנפלטת כתוצאה מהם. יתרון כלכלי נוסף טמון בעובדה שהזרוע הרובוטית יכולה להחליף כוח עבודה יקר. "כדי לייצר קיר מעוגל בבטון למשל, צריך תבנית מיוחדת ועובדים מיומנים, וזאת עבודה יקרה מאוד. לרובוט לא משנה אם הוא מדפיס קו ישר או מעוקל". עוד יתרונות שיכולים להיות לשיטה הם הפחתת הטמפרטורות בסביבה הבנויה בזכות הצמחייה וקידום החקלאות העירונית.
יש כבר "שחקנים" ראשונים בשוק שמזהים את הפוטנציאל שנתנזון מדברת עליו, כמו למשל חברת הנדל"ן רוגובין שתמכה בפרויקט, אולי במטרה שיום אחד תוכל לשלב את הטכנולוגיה בבניינים שהיא מייצרת. בעקבות ההצלחה בשבוע העיצוב, נתנזון משתפת בפנייה מפתיעה ומרגשת ממשרדו של האדריכל הבריטי זוכה הפריצקר נורמן פוסטר, בין המשרדים המשפיעים והחשובים בסצנת האדריכלות העולמית. "יש להם ספריית חומרים ממש גדולה עם מאות חומרים חדשניים. הם ביקשו מאיתנו שנדפיס ונשלח להם אובייקטים חדשים, והם הולכים לגדל את החומר הזה אצלם".
"משבר האקלים הוא המשימה שלנו"
המחקר העולמי בתחום הדפסת האדמה וחומרים אורגניים נוספים נמצא עדיין בחיתוליו, אבל נתנזון סבורה שלא רחוק היום בו טכנולוגיות שכאלה יהיו חלק בלתי נפרד מהאדריכלות שלנו. "אני חושבת שנתחיל לראות יישומים של זה בפרקטיקה האדריכלית תוך שנים ספורות, פחות מעשור. ההתחממות הגלובאלית זה דחוף עכשיו. יש צורך למצוא פתרון בשנים הקרובות, כבר אין זמן".
"אני חושבת שנתחיל לראות יישומים של זה בפרקטיקה האדריכלית תוך שנים ספורות, פחות מעשור. ההתחממות הגלובאלית זה דחוף עכשיו. יש צורך למצוא פתרון בשנים הקרובות, כבר אין זמן"
האדריכל יהושע גוטמן, ממשרד "גוטמן אסיף אדריכלים" וראש מחלקת עיצוב פנים, מבנה וסביבה בשנקר, מסכים איתה. "אני חושב שזה הנושא שמעצבים ואדריכלים צריכים להתעסק אך ורק בו, ממש ככה. אנחנו כבר יודעים לבנות בניינים, לתכנן ערים ולעצב חללים, אבל אנחנו לא יודעים מה הצעד הבא בנוגע למשבר האקלים. אם לכל דור יש משימה - כמו שבשנות החמישים הדור הראשון בישראל היה צריך לבנות את המדינה - מציאת פתרונות למשבר האקלים זאת המשימה שלנו".
לטענתו של גוטמן, מחזור חומרים או תקנים מחמירים לבנייה ירוקה פשוט לא מספיקים בסיטואציה הנוכחית, וצריך לעשות פעולות רדיקליות יותר ולמצוא שיטות חדשות שמשלבות בין טכנולוגיה ואקולוגיה, כמו למשל הדפסת אדמה. "נקודת המוצא שלי היא שלא נבנה בתי בוץ, זה לא פתרון שיכול לעבוד עם שמונה מיליארד בני אדם. אבל אנחנו צריכים לייצר פתרונות רדיקליים כמעט בכל הפעילות שלנו: החל מהאופן שבו אנחנו מפעילים את 'המפלצות' האלו עם אנרגיות אלטרנטיביות, ועד איך אנחנו בונים אותן, מתחזקים אותן ושומרים עליהן מחום וקור".
גוטמן ונתנזון משערים שהיישום הראשון של הדפסת אדמה בתלת ממד יהיה בחומרי הבנייה המוכרים, כמו בלוקים או אריחים למשל. "אני חושבת שיהיה קל יותר לייצר חלקים ולהרכיב אותם מאשר להדפיס מבנה שלם אחד, אבל גם זה לא רחוק מאוד", היא אומרת. אמנם קשה עדיין לקבוע מה יהיו השימושים הראשונים של שיטה זו, אך הפוטנציאל של הדפסת תלת ממד לטובת יצירת דיור בר השגה כבר ברור – בעיקר בשל העלויות הנמוכות שלו והחיסכון בכוח אדם בהשוואה לבנייה מסורתית.
העתיד הוא מודפס
הדרך מעולם המחקר והאקדמיה אל עולם הנדל"ן נראית רחוקה, אך גוטמן משער שבעתיד הקרוב לא תהיה ברירה אלא לגרום לטכנולוגיית ההדפסה באדמה לקרום עוד וגידים במרחב הבנוי. "בסוף יתחיל לפעול פה יצר הישרדותי", הוא אומר. "עד שאנשים לא ירגישו חום של חמישים מעלות צלזיוס על הבשר שלהם הם לא יבינו לגמרי את משבר האקלים. יזמים פועלים ממקום הישרדותי יותר מהאקדמיה, שפועלת ממקום נינוח יותר, ואני חושב שהרבה פעמים פתרונות מגיעים דווקא מהשוק, כי הם צריכים פתרון עכשיו. השילובים בין האקדמיה והשוק הפרטי הם שיביאו את השינוי. הפעולה האתית תבוא מהאקדמיה והפעולה ההישרדותית תבוא מהשוק".
"בסוף יתחיל לפעול פה יצר הישרדותי. עד שאנשים לא ירגישו חום של חמישים מעלות צלזיוס על הבשר שלהם הם לא יבינו לגמרי את משבר האקלים"
אם כך, הדפסה באדמה עם זרעים היא לא דבר בדיוני, וכנראה שבשנים הקרובות ניתקל בטכנולוגיה זו בחיינו. גוטמן ונתנזון מציינים שלא מדובר בחומר האורגני היחיד שאפשר להדפיסו, ואולי יום אחד יחליף את הבטון. "מגוון החומרים אינסופי. אפשר להדפיס היום אובייקטים מחומרים כמו קליפות ביצים, קליפות גרעינים, תמרים ואפילו פטריות".
על מנת ששילוב חומרים אורגניים באדריכלות אכן יתממש, לדעת גוטמן לא נחוצה רק יכולת טכנולוגית גבוהה אלא גם שינוי תפיסתי מהיסוד. "אנחנו חיים באיזושהי תפיסה קיומית שאנחנו מנצלים את הטבע לטובתנו, אבל זה לא יכול להמשיך. אחד הפתרונות למשבר הוא שנתחיל לחיות בסימביוזה עם הטבע. אני לא יודע אם הטכנולוגיות החדשות האלו יהיו רק 'מוצר מדף' או אולי משהו שפשוט גדל וצומח על בניינים ומייצר מערכת אקולוגית מסוימת, ונותן לטבע לעשות את שלו. קשה לדמיין את זה כי זה עדיין בחיתולים, אבל באיזושהי צורה תצטרך להיות סימביוזה ביננו לטבע".
