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Quelle: АrсhDаilу

Natur und Technik: Wände, die Pflanzen wachsen lassen

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Die Beziehung zwischen Architektur und Natur ist komplex. Wenn wir einerseits Freude daran haben, die Natur in unserem Zuhause als Kunst einzurahmen; Andererseits versuchen wir in unseren Mauern und Bauwerken unbedingt zu vermeiden, dass störende „echte“ Natur durch Wurzeln und Blätter beschädigt wird. Gleichzeitig nutzen wir Gründächer, vertikale Gärten und Blumenkästen, um Städte der Natur näher zu bringen und das Wohlbefinden der Menschen zu verbessern; wir bauen aber auch Gebäude mit Materialien, die völlig losgelöst von Fauna und Flora sind. Auch wenn die Weiterentwicklung von Biomaterialien und neuen Technologien dies allmählich ändert, sollten wir uns dennoch fragen, ob die Strukturen und Gebäude, die wir bewohnen, von der sie umgebenden Natur getrennt werden müssen. Diese Frage führte Forscher der University of Virginia (UVA) dazu, geometrisch komplexe 3D-gedruckte Bodenstrukturen zu entwickeln, auf denen Pflanzen frei wachsen können.

Das Team entwickelte eine Methode für den 3D-Druck mit biobasierten Materialien, die Zirkularität in den Prozess einbezog. Anstelle von herkömmlichen Beton- oder Kunststoffmaterialien ist das verwendete Rohmaterial die Erde selbst und lokale Pflanzen, die mit Wasser gemischt und in den Drucker eingesetzt werden, um Wände und Strukturen zu bilden. Durch die Kombination von Geschwindigkeit, Kosteneffizienz und geringem Energiebedarf mit lokal gewonnenen biobasierten Materialien kann sich der Prozess der additiven Fertigung weiterentwickeln und 3D-gedruckte Strukturen schaffen, die vollständig biologisch abbaubar sind und am Ende ihrer Nutzungsdauer auf die Erde zurückkehren .

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Das Team bestand aus Ji Ma, Assistenzprofessorin für Naturwissenschaften und Materialtechnik an der School of Engineering and Applied Science der UVA; David Carr, Forschungsprofessor an der Abteilung für Umweltwissenschaften der UVA; und Ehsan Baharlou, Assistenzprofessor an der UVA School of Architecture, sowie Spencer Barnes, Student an der Universität. Barnes führte Experimente mit den förderlichsten Mischungen für den Druck durch, und zwar durch zwei Ansätze: Drucken von Erde und Samen in aufeinanderfolgenden Schichten oder Mischen von Samen mit der Erde vor dem Drucken. Beide Ansätze funktionierten gut.

Wie Ji Ma in diesem von der Universität veröffentlichten Artikel betont, „neigt 3D-gedruckter Boden dazu, Wasser schneller zu verlieren und hält das Wasser, das er hat, fester im Griff“, sagte Ma. „Da der 3D-Druck die Umgebung der Pflanze trockener macht, müssen wir Pflanzen einbeziehen, die trockeneres Klima mögen. Wir glauben, dass dies der Fall ist, weil der Boden verdichtet wird. Wenn die Erde durch die Düse gedrückt wird, werden Luftblasen herausgedrückt. Wenn der Boden Luftblasen verliert, hält er das Wasser fester.“

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David Carr wiederum war dafür verantwortlich, die ideale Zusammensetzung des Bodens für den Druck und die förderlichsten Pflanzenarten zu finden. Diese Erkenntnisse würden sicherstellen, dass die Pflanzen innerhalb der Struktur gedeihen könnten und der Boden organisches Material ansammeln und notwendige Nährstoffe sammeln könnte. Er schlug Pflanzen vor, die natürlicherweise in Gebieten wachsen, die an den äußeren Grenzen des Lebens zu liegen scheinen – einheimische Pflanzen, die praktisch auf nackten Felsen wachsen. Die ausgewählte Art war Sedum (Fetthenne), die üblicherweise für Gründächer verwendet wird. Die Physiologie dieser Art ähnelt der des Kaktus und sie kann mit sehr wenig Wasser überleben und sogar bis zu einem gewissen Grad austrocknen, um sich zu erholen.

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Das Team veröffentlichte seine ersten Ergebnisse Anfang dieses Jahres in der Veröffentlichung mit dem Titel 3D Printing of Ecologically Active Soil Structures. Die Forschung rund um die Technologie wurde fortgesetzt, und die nächsten Schritte umfassen Formulierungen für Bodentinte für größere Strukturen mit mindestens einem Boden, um Probleme wie Bodenbruch bei größeren Spannungen vorherzusehen. Darüber hinaus haben Forscher auch mit verschiedenen Schichten innerhalb einer Wandplatte experimentiert, um die Innenwand zu isolieren und die Feuchtigkeit der Außenwand aufrechtzuerhalten. Obwohl dies nur ein Anfang ist, kann es ein Schritt sein, um die Natur näher an der menschlichen Fertigung zu halten.

Quelle: АrсhDаilу

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