Zeven

Nu iedereen thuis zit en meer tijd heeft, brengen we vanuit ORGA jullie graag een zevenluik van longreads over biobased, circulariteit en houtarchitectuur. Het getal zeven representeert rust, voltooiing en overgaan naar een hoger niveau. Het wordt gekoppeld aan de rustdag na het proces van creatie en het zich losmaken van het materiële niveau of het leven van alledag. Dat is nu wel passend…

Bovendien wordt in elk numeriek systeem in de oudheid naar het getal zeven verwezen en in veel religies is het een heilig getal. De Pythagoreëers noemden het getal zeven een volmaakt getal omdat het uit drie en vier was samengesteld: de driehoek (verbonden met drie-eenheid van de geest) en het vierkant (verbonden met de  vier elementen van de materiële wereld). “Septos” betekent in het Grieks heilig en goddelijk. Plato zei zelfs dat op de zevende dag de ziel van de aarde ontstond.

Tenslotte is zeven ook het getal van natuurlijke cycli die we op allerlei vlakken kunnen zien: in de muziek, in de kleuren en de elementenleer maar ook in het leven van een mens kunnen we deze zevenjarige fasen herkennen.

De komende tijd voorzien we u iedere week van leesvoer in de vorm van een longread over duurzame architectuur. In dit tweede deel verkennen we de ideeën van Charles Darwin die de natuurlijke evolutie als de ultieme architect zag.


Darwin als architect

Er zijn weinig mensen die bomen niet fascinerend vinden. Iedereen is er wel eens in geklommen, heeft aan de bast gevoeld, aan een tak gehangen of een blad geplukt. Iedereen kent de geur van mos op de stam of van de vochtige boslucht na een regenbui. Iedereen werd wel eens gefascineerd door de kleuren in de herfst of de compositie, de vormen en de grootsheid. Iedereen keek wel een nieuwsgierig naar de vogels en beestjes van het ecosysteem.

De imposante Angel Oak in Charleston, South Carolina is naar schatting 450 tot 500 jaar oud. De boom is 20 meter hoog en werpt een schaduw van 1600 vierkante meter.

Je zou kunnen stellen dat bomen de mooiste voorbeelden zijn van hoe de natuur bouwt. Het zijn uitstekende architecten en constructeurs en vormen zichzelf tot de mooiste composities met efficiënte draagconstructies. Tevens zijn ze extreem bedreven in recycling, energieopwekking, waterkringlopen en circulariteit.

Een boom is echter, in tegenstelling tot architectuur, geen kunstvorm. Wat we wel gerust kunnen stellen is dat het een perfecte manier van bouwen is. Of beter een benadering de perfecte manier van bouwen. De evolutie is immers nooit klaar met het werk. De natuur blijft altijd zoeken naar aanpassingen en oplossingen om de optimale situatie te creëren om te overleven onder continue wisselende omstandigheden.

Darwin’s voorspelling

De bouw en uiterlijk van dieren zijn puur en alleen ontstaan uit evolutionaire selectiedruk. De ene richting gaf een grotere overlevingskans dan de andere. De evolutie wordt vaak uitgedrukt in een boom, waarbij de stam zich steeds verder vertakt. Dat is onjuist, het suggereert immers dat de evolutie steeds verder uitgroeit. Het is eerder dat de evolutie alle kanten uitgaat. Iedere mutatie in een genenreeks had: of geen effect, of een dodelijk effect, of een betere overlevingskans-effect, afhankelijk van de continu veranderende omgeving.

Charles Darwin, gefotografeerd door Julia Margaret Cameron in 1868

De selectiedruk kon ook zorgen voor extremen, vaak door co-evolutie. Daar zijn prachtige voorbeelden van: zoals de Angraecum sesquipedale, ook wel bekend als de Darwin orchidee. Deze orchidee uit Madagascar heeft een wel 30 cm lang spoor en het was lange tijd een raadsel hoe de plant bestoven kon worden. Toen Darwin deze orchidee onder ogen kreeg, kwam hij tot de conclusie dat er wel een insect moest zijn met een tong van 35 cm. De orchidee kon immers alleen bestoven worden door een insect en zou zonder het bestaan van een dergelijk insect niet kunnen overleven. Deze theorie werd belachelijk gemaakt omdat men niet geloofde dat er een mot zou bestaan met een tong van 35 centimeter. Uiteindelijk werd na de dood van Darwin in 1903 een dergelijke mot ontdekt: de Xanthopan morganii praedicta. De voorspelling van Darwin was dus uitgekomen en het verhaal gaat dat de naam van de mot daarom de aanvulling Praedicta kreeg: ‘voorspeld’.

De voorspelde mot in actie
Poison Frog Very Poisonous Animal With Warning Colors Phyllobates Terribilis Colombia Amazon Rainforest Toxic Amphibian

De pijlgifkikkers uit het Amazone regenwoud behoren tot de meest giftige dieren op de aardbol. Een miniscuul kikkertje draagt genoeg gif met zich mee om tientallen volwassen mensen te doden. De gouden pijlgifkikker is kampioen: één beestje heeft genoeg gif voor 27 mensen… Waarom zouden deze beestjes in godsnaam zo giftig moeten zijn?

De felle kleuren waarschuwen hongerige dieren die hoger in de voedselketen staan voor de giftige aard van hun beoogde prooi

Het bleek dat tegelijk met deze kikkersoort een slangensoort co-evolueerde met immuniteit tegen het kikkergif. Daardoor ontstond er een soort wapenwedloop tussen deze twee natuurlijke vijanden. De gifkikkertjes met net wat meer gif overleefden en dat gold ook voor de slangen met net wat meer immuniteit. Deze eeuwenlange evolutionaire strijd zorgde voor het bestaan van deze extreem giftige, maar ook erg mooie diertjes.

Natuur als leermeester

De meest functionele, de meest efficiënte en de meest economische manier geeft de beste overlevingskansen. Rudimentaire onderdelen verdwijnen door de selectiedruk. Kostbare energie en grondstoffen worden niet verspild, sterker nog, ongebruikte grondstoffen worden teruggehaald en anders gebruikt. De natuurlijke elementen bepalen de kaders waarin gebouwd moet worden: zwaartekracht, massa, krachtlijnen en de overige natuurwetten.

Op vele terreinen kijken wetenschappers en uitvinders reeds naar de manier hoe de natuur de problemen oplost. Natura artis magistra: de natuur is de leermeesteres der kunsten. Op elk vlak leert men van de natuur. Voorbeelden te over. De eerste gliders werden van de vleermuis afgekeken. Klittenband is uitgevonden door de Zwitserse ingenieur George de Mestral, die na een wandeling door het Alpenlandschap klitten aantrof op zijn kleren en zijn hond. Europeanen blijken beter bestand tegen aids dan andere wereldburgers door de Europese pestepidemieën.

Kijken we meer naar bouwtechnieken zien we dat termieten gebruik maken van natuurlijke luchtstromingen en dat zij hun heuvels zo plat maken om zo min mogelijk zon te vangen. Het resultaat is dat er binnen nauwelijks temperatuurverschillen te meten zijn, terwijl buiten een temperatuurverschil tussen dag en nacht is van wel 40 graden. Daardoor groeien de schimmels in hun heuvels optimaal en vormen hun voedsel.

Bijen bouwen hun bijenraat, bestaande uit zeshoeken, met zo min mogelijk materiaal, alle cellen delen immers al hun wanden en vloeren en hebben bovendien geen ‘dode’ hoeken. Door hun vorm kunnen krachten zich maximaal verspreiden, waardoor de raten grote stabiliteit geven en winddruk, maar ook een klap van een beer beter kunnen opvangen.

Tenslotte vermindert een honingraat ook nog turbulentie. Een honingraat bestaat uit veel kleine buisjes die de turbulentie doden omdat er geen grote wervelingen in een kleine buis kunnen ontstaan. Evolutie zorgt met haar selectiedruk dat minder sterk gebouwde nesten sneuvelen. Charles Darwin beschreef de honingraat als een technisch meesterwerk dat absoluut perfect is in het besparen van arbeid en was.

Is niet een van de meest elementaire vragen die een architect zichzelf zou moeten stellen waarom hij of zij niet meer tracht te bouwen zoals de evolutie dat doet? De architect zou de evolutie moeten waarderen, haar oplossingen zijn lovenswaardig: meest efficiënt, 100% circulair, geen verspilling, perfect gemaakt voor haar functie en bovendien afgestemd op de specifieke locatie.

Modulor

Natuurlijk zijn er veel architecten die gekeken hebben naar de natuur en evolutie en in vele gevallen betrof het verhoudingen: Fibonacci-reek of de Gulden Snede. Een van de bekendste voorbeelden is natuurlijk LeCorbusier met zijn Modulor uit 1948. Hij wilde met een wiskundige benadering van de menselijke maat een schaal opstellen van architectonische proporties, afgestemd op de maten van een mens. De maten gaven een waardenreeks, waarbij de onderlinge verhoudingen gebaseerd waren op de gulden snede.

Le Modulor
Le Modulor van de Franse modernist Le Corbusier

Vitruvius had daar ook reeds een poging naar gedaan. Indien je deze waardenreeks toepaste in de maatvoering van je architectuur, was dit, vanwege de natuurlijke uitgangspunten de volmaakte architectuur. De reden dat dergelijke maatvoering en waardenreeksen eigenlijk nooit tot grote navolging hebben geleid is eenvoudig weg omdat de natuur zich niet laat vatten in één waardenreeks. Er zijn in de natuur veel te veel variaties om alles in die ene oplossing te vatten. Eigenlijk had LeCorbusier dat ook best zelf kunnen zien, hij veranderde namelijk de standaardlengte van de Vitruviusmens van 1.75m naar 1.83m omdat de moderne mens immers groter was geworden. Waarom zou zijn maat dan wel tot in de eeuwigheid kloppen?

Zowel Vitruvius als LeCorbusier hadden zich beter af kunnen vragen waarom de natuur deze verhoudingsgetallen gebruikt, dan alleen de constatering te maken dat de natuur die gebruikt en dan een manier proberen te vinden om het toe te passen. De reden waarom de natuur werkt met dergelijke verhoudingsgetallen en groeiwetmatigheden is eenvoudig. Er zit geen groter macht achter, het is puur gericht op de grootste kans op overleven. Zoals we weten is dat het enige waar de evolutie zich op richt.

Een Fibonacci-reeks geeft simpelweg de beste manier om bijvoorbeeld zaden te rangschikken, zoals we bijvoorbeeld zien bij de zonnebloem. Hoe meer zaden, hoe groter de kans op overleving. Als je als plant je blaadjes volgens dezelfde reeks rangschikt, vangen ze de meeste zon. Het is geen rocket science, maar gewoon natuur.

De volledig symmetrische villa La Rotonda van Andrea Palladio uit 1570

In de architectuur hebben we het ook vaak over symmetrie. Symmetrie wordt vaak genoemd als een teken van schoonheid en perfectie. Ook dat is gewoon evolutie: symmetrie ontstaat onder invloed van testosteron. Veel testosteron geeft dus meer symmetrie. Echter verzwakt testosteron ook je immuunsysteem. Dus iemand met een mooi symmetrisch gezicht laat zien dat ie een sterk gestel heeft. Hij blijft immers gezond ondanks de grote hoeveelheid testosteron. Symmetrie is daarmee een aanwijzing voor een goede gezondheid. Als we echter, zoals Palladio dat deed, een architectuur ontwikkelen die tot in ieder detail symmetrisch is, dan werkt dat averechts. Het voelt eerder rigide en kunstmatig dan dat je het associeert met natuurlijke schoonheid en perfectie.

De natuur is veel subtieler. De parameters hoe iets in de natuur gevormd wordt zijn helemaal niet gebaseerd op verhoudingsgetallen of waardenreeksen, maar op overleving en invloeden van buitenaf. De natuur gebruikt die groeiwetmatigheden als middel, niet als doel. Zo zijn de kenmerkende bolvorm van de cactussen (zoals de Echinocactus grusonii) geen voortvloeisel uit een waardenreeks, maar een antwoord op de uitdagingen die een woestijn van hen vragen. De bol is immers de meest economische en functionele vorm voor het tegengaan van vochtverlies. Het zorgt er immers voor dat een maximaal oppervlak altijd in de schaduw ligt. Het oppervlak waaruit het kostbare vocht kan ontsnappen is dus zo klein mogelijk.

Echinocactus Grusonii

Vervolgens hebben deze cactussen verticale, uitstekende ribbels ontwikkeld om zichzelf nog eerder schaduw te bieden. Behalve wanneer de zon er recht boven staat. Voor dat probleem hebben ze ook een oplossing. De ribben en stekels draaien aan de bovenzijde naar binnen. Op het hoogste punt, waar de meeste zoninval is, vangen de stekels, omdat ze dichter op elkaar zitten, meer zonlicht weg zodat ook hier vochtverlies tegengegaan wordt. Bovendien zorgt stilstaande lucht voor isolatie.

De boom als bouwkundige

Even terug naar de manier waarop een boom zichzelf bouwt. Bij de SAS (Special Air Service) van de Britten leren ze dat als je de weg kwijt bent in een bosrijke omgeving je aan de jaarringen van een boom kan zien waar het noorden of zuiden is. Aan de zuidkant maakt de boom immers dikkere jaarringen doordat daar de zon staat (inderdaad andersom op het zuidelijk halfrond, voor de echte diehard survivors). Als je dat weet kan je je oriënteren en de weg naar de bewoonde wereld terugvinden. Laten we hopen dat in het voorkomende geval, er geen sterke noordenwind staat. In dat geval zal de boom juist aan de noordzijde hout aanmaken en dikkere jaarringen hebben om niet naar het zuiden om te vallen… Een boom streeft ten eerste altijd naar een gelijkmatige lastenverdeling, anders valt hij om. Er wordt, naast de zonkant ook extra hout gevormd op de plekken waar de grootste spanning is. Een boom verspilt nooit materiaal of maakt nooit iets onnodig aan om andere bomen af te troeven.

De krachtenwerking in een boom is vaak bestudeerd om van te leren. Gaudi heeft zijn leven gewijd aan het maken van architectuur en constructies naar een evenbeeld in de natuur. Dat is dus niet eenvoudig, misschien zijn ze daarom nog steeds met de Sagrada Familia bezig. Ogenschijnlijk lijkt een boom volstrekt willekeurig te groeien en vertakkingen te maken. De parameters in de natuur, zoals we al gelezen hebben, zijn echter een stuk complexer. Genen, soort, grond, voedsel, zon, vocht, wind, dieren hebben allemaal invloed op hoe een boom op een bepaalde wijze groeit of juist daar vertakt.

De mammoetbomen van Sequoia National Park in California zijn 70-80 meter hoog. Vijf van de tien grootste bomen er wereld groeien hier.

Een boom heeft ook een ingenieus watersysteem, dat uiteraard onderdeel is van zijn natuurlijke omgeving, tot in de atmosfeer toe. Door deze waterhuishouding kan je op een terras beter onder een boom gaan zitten dan onder een zonnescherm of parasol. Onder de bladeren is het zeker een paar graden koeler. De bladeren verdampen immers permanent water, waardoor de omringende lucht afkoelt. Sequoias (Sequoiadendron giganteum) kunnen zonder een verdieping te reserveren voor pompen, puur door verdamping en capillaire werking in het bladerdek duizenden liters water meer dan honderd meter omhoog vervoeren.

Wat betreft circulariteit doen ze ook niet zomaar wat. De boom en zijn directe omgeving vormen een perfect circulair ecosysteempje. Blaadjes groeien, vallen en zijn weer compost voor het bodemleven, waar de boom weer voeding uit haalt voor het volgende jaar. Een boom heeft geen afval, maar hergebruikt, reinigt en geeft leven. Een boom is een van de schakels in de koolstofkringloop op aarde. Koolstof, het belangrijkste element voor leven. Waar alle levende organismen koolstofdioxide uit ademen, maakt een boom er weer zuurstof van.

Bladeren zijn groen omdat ze bladgroenkorrels bevatten. Dit bladgroen zorgt ervoor dat de bomen van de lente tot en met de herfst door zonlicht koolstofdioxide en water omzetten naar voedingsstoffen en zuurstof. Suikerfabriekjes dus. Als het kouder wordt en de boom zou doorgaan met verdampen, dan droogt de boom uit. Dus die bladeren moeten eraf in de winter. Echter zonde om die suikerfabriekjes en andere voedingsstoffen allemaal aan het bodemleven te geven, dus die trekken ze eerst zoveel mogelijk terug in de stam. Doordat de bladgroenkorrels teruggetrokken worden, verschijnen de andere kleurstoffen, van oranje, rood, geel, purper tot bruin.

Bladgroenkorrels
Alle planten en veel algen hebben cellen met bladgroenkorrels waarmee ze zichzelf van energie voorzien

Als we het dan toch over de bladgroenkorrels hebben, dat zijn ook nog de meest efficiëntste zonnepanelen. De fotosynthese produceert niet alleen 100% groene energie, maar halen ook nog CO2 uit de lucht en slaat dat op in zijn hout. Ontwerpers van zonnepanelen leren daar dankbaar van en proberen zonnecellen te produceren die even efficiënt functioneren als bladeren. Bladeren hebben vasculaire kanalen om voedingsstoffen aan te leveren door de nerven in de bladeren om ze te herstellen indien ze zijn aangetast door UV licht. Voor regeneratieve zonnecellen gebruiken onderzoekers tevens natuurlijke materialen die goedkoper en beter voor het milieu zijn dan de standaard zonnecellen, die gebaseerd zijn op silicium. De zonnecellen bestaan uit een gel kern op waterbasis, goedkope organische kleurstofmoleculen en elektroden.

Forest

Van een boom (en van Darwin) kan een architect dus flink van leren: volledig circulair, zonder fossiele grondstoffen, zeer efficiënt materiaalgebruik, voorzien van energie en water, zelfs op grote hoogte, aangepast aan de lokale omgeving koel in de zomer en ook nog recyclebaar. De boom biedt bovendien niet slechts één ontwerpmodel, maar wel meer dan 60.000, over de hele wereld met, Zelfvoorzienend qua energie en voeding en aangepast aan de lokale omstandigheden.

Nog niet uitgelezen? Hier vind je de andere longreads uit de reeks:

Bent u van plan om te gaan bouwen en heeft u interesse in natuurlijke architectuur? Geen probleem om even met u mee te denken.

Aarzel niet om contact met ons op te nemen met uw vragen. We bieden met plezier even wat uitleg over waar u allemaal aan moet denken bij het duurzaam bouwen van uw project.

Bel ons op 024 6636354, stuur een mail naar info@orga-architect.nl of gebruik het onderstaande contactformulier!

Dit formulier wordt beschermd door Google reCAPTCHA Privacybeleid en
Servicevoorwaarden zijn van toepassing.

Meer informatie