Budynek BIQ w Hamburgu to nie tylko inspirujący przykład zaawansowanej architektury, ale również pionierskie rozwiązanie w zakresie zrównoważonej technologii. Wykorzystuje procesy biologiczne mikroorganizmów – w tym przypadku alg. Zlokalizowany w jednej z najbardziej nowoczesnych dzielnic miasta, BIQ działa jako autonomiczne źródło ciepła i energii. Dzięki swojej „żywej” fasadzie – serii bioreaktorów, w których żyją i rozwijają się algi. Postaram się wytłumaczyć, jak działa budynek BIQ. Jakie inspiracje nim kierowały oraz jakie wyzwania i sukcesy niosła ze sobą ta wyjątkowa konstrukcja.
Biomimikra – inspiracja naturą w budownictwie
Biomimikra, czyli naśladowanie rozwiązań biologicznych w inżynierii, zyskała na popularności jako podejście przyjazne środowisku. Rozwiązanie zwiększające efektywność zasobów oraz minimalizujące ślad węglowy. W przypadku budynku BIQ architekci i inżynierowie inspirowali się fotosyntezą alg. Proces, w którym mikroorganizmy pochłaniają dwutlenek węgla i wodę, aby wytworzyć energię, oddając przy tym tlen do atmosfery. Takie podejście otwiera nowe możliwości produkcji energii w zrównoważony sposób.
Jak algi produkują energię dla budynku?
Fasada BIQ to rozbudowany system bioreaktorów przypominający płaskie akwaria, które są wypełnione wodą i jednokomórkowymi algami. Każdy z 129 bioreaktorów mieści w sobie duże ilości glonów. Żywe organizmy, które rosną w szybkim tempie i podwajają swoją objętość kilka razy dziennie. Algi potrzebują jedynie światła słonecznego, dwutlenku węgla oraz substancji odżywczych – takich jak fosfor i azot – aby przeprowadzać fotosyntezę. Gdy poziom biomasy w bioreaktorach osiąga określoną wartość, część glonów jest oddzielana i przekazywana do specjalnego pomieszczenia technicznego. Następnie przechodzi proces fermentacji, z którego powstaje biogaz.
Proces fermentacji i produkcja biogazu
Oddzielone algi poddaje się fermentacji, czyli rozkładowi biologicznemu, który przekształca je w biogaz – mieszaninę metanu i dwutlenku węgla, która zasila budynek. W ten sposób BIQ pozyskuje czystą energię na ogrzewanie i zasilanie mieszkań. Dzięki temu procesowi, budynek nie wymaga zewnętrznych dostaw energii i pozostaje praktycznie samowystarczalny. Oprócz biogazu, algi wytwarzają także tlen, który uwalnia się do atmosfery, co dodatkowo poprawia jakość powietrza w okolicy.
Bioreaktory jako system cieniowania i regulacji temperatury
Bioreaktory spełniają także rolę inteligentnych żaluzji, które automatycznie dostosowują się do natężenia światła. W miesiącach letnich panele wypełnione algami pochłaniają energię słoneczną, zapobiegając przegrzaniu wnętrz, co zmniejsza potrzebę klimatyzacji. Badania wykazały, że budynki wyposażone w fasady bioreaktorów mają niższą temperaturę wewnętrzną niż te bez tego typu instalacji. To zastosowanie sprawia, że BIQ jest jednocześnie nowoczesnym budynkiem mieszkalnym i kompletnym systemem mikroklimatycznym.
Trudności i rozwój technologii glonów
Chociaż BIQ był rewolucyjny, w trakcie pierwszych lat funkcjonowania nie obyło się bez wyzwań. W 2014 roku, niedługo po oddaniu budynku do użytku, pojawiły się pierwsze problemy – z biegiem czasu zaczęły spadać właściwości materiałowe reaktorów. Aby utrzymać równowagę w układzie alg, system musiał przejść gruntowną modernizację, w tym m.in. oczyszczenie reaktorów i wymianę części instalacji. Problemy techniczne nie ominęły też finansowej strony projektu. Na szczęście wsparcie finansowe ze strony niemieckiej inicjatywy badawczej „Zukunft Bau” pozwoliło na naprawy i usprawnienia.
Podczas modernizacji w 2016 roku dodano nowe funkcje, w tym system fermentacji ścieków komunalnych, który dodatkowo zwiększa produkcję biogazu. Dla mieszkańców BIQ to wyższy poziom niezależności energetycznej natomiast dla architektów stanowi dowód na to, że nawet skomplikowane projekty są skalowalne i dostosowywane do potrzeb.
Zamknięty obieg węgla i znaczenie ekologiczne
Jednym z kluczowych założeń budynku BIQ jest zamknięty obieg węgla. Dzięki temu dwutlenek węgla, który genruje się w procesie spalania biogazu jest odzyskiwany i ponownie wykorzystywany do zasilania alg. Dzięki temu nie dostaje się on do atmosfery, redukując emisję szkodliwych gazów i wspierając ochronę klimatu. Taki system mógłby stać się inspiracją do projektowania budynków przyszłości w dużych miastach, które mają ograniczyć swój wpływ na środowisko i walczyć ze smogiem. BIQ tworzy przykład miasta, które w niedalekiej przyszłości może być autonomiczne energetycznie.
Wpływ BIQ na rozwój biomimikry i przyszłość budownictwa
Od czasu ukończenia projektu BIQ, biomimikra stała się istotnym trendem w architekturze na całym świecie. Architekci i inżynierowie inspirują się naturą, aby rozwijać systemy, które pozwolą zredukować zużycie energii i ograniczyć emisję gazów cieplarnianych. W wielu miejscach pojawiły się budynki, które stosują podobne rozwiązania – na przykład Eastgate Centre w Zimbabwe, inspirowany konstrukcją termitów, które potrafią utrzymać stałą temperaturę dzięki naturalnym systemom wentylacji.
Z kolei Wuhan New Energy Center w Chinach to imponujący wieżowiec zaprojektowany na kształt lilii wodnej. Dach tej „lilii” jest w pełni pokryty panelami słonecznymi, a zbierana deszczówka zasila system chłodzenia. To przykłady budynków, które, podobnie jak BIQ, łączą zaawansowaną technologię z prostymi rozwiązaniami inspirowanymi naturą.
Przyszłość architektury zrównoważonej
Budynek BIQ stanowi dowód na to, że nowoczesna architektura może być nie tylko innowacyjna, ale także ekologiczna i samowystarczalna. Choć jego budowa i utrzymanie wymagały dużych nakładów finansowych i technologicznych, efekty, które udało się osiągnąć, otwierają nowe możliwości w budownictwie. Dzięki badaniom nad materiałami i procesami biologicznymi, architektura przyszłości może przejść znaczną ewolucję, gdzie budynki będą nie tylko miejscem do życia, ale także źródłem energii i poprawy jakości powietrza.
Podsumowanie
Budynek BIQ to przełomowy projekt, który stawia na naturę i technologię jako harmonijne źródło energii. Jego fasada działa jak mini-ekosystem, który zapewnia ciepło, energię, ochronę przed przegrzaniem oraz tworzy zamknięty obieg węgla. Dzięki rozwiązaniom zastosowanym w BIQ, budynki przyszłości mogą być nie tylko funkcjonalne, ale także ekologiczne i samowystarczalne energetycznie.
Czytaj również:
