CY 新视角 | 如何用微藻塑造我们未来的城市
Sustainable Design
微藻改变世界
CY新视角这个栏目是CY内部教研组老师们一起开发的新栏目，根据当下国内外时下的社会热点来开发设计新角度。
从可持续设计，生物设计到人工智能再到元宇宙，这次我们将一网打尽所有的热点话题，结合成熟案例一起分析。希望可以给希望能让现在正在准备作品集的小伙伴们有更多的启发~
随着人类活动扩张，人类对食物，能源，材料的需求不断增长，而自然资源逐步枯竭，生态危机愈发严重的时代背景下现在国外各大院校的设计项目越来越注重以与生物协同工作为特点，将微生物等有机生命视作设计介质，探索生物智能如何重新定义城市设计，开拓城市的未来。
例如，城市空气污染可以被描绘成一种肥沃的培养基，滋养着由蓝藻细菌群落提供动力的活体光合建筑。这些反过来又可以生长出生物基质，用以合成代谢，形成生物塑料设计组件。
微藻（Microalgae）顾名思义，微藻就是微小的藻类。微藻作为高效的光合自养生物，可成为建设光合城市的绝佳资源。
目前市面上藻华（Algae Bloom）和藻类农业（Algae Farming）是两大关键内容。研究发现，一方面，由于全球变暖，温室效应和水污染造成水体富营养化等因素，自然水体中的微藻得到最佳生长条件，疯狂繁殖形成藻华，被人类视为有害现象。
另一方面，藻类养殖产业兴起，收获后的微藻可被加工为清洁能源、环保材料和食物，有巨大应用潜力。在光生物反应器中养殖微藻，促进其生长从而提高产量，是绿色科技的研究热点。建筑界则开始探索将微藻光合生物反应器融入建筑与城市设计，在都市中建设微藻农场，改善生态环境。
引入微藻这一类生物开展设计，以探讨未来建筑材料和城市图景，思考人造和自然、人类与非人类之间的关系。
#01
HORTUS.PARIS
藻类养殖农场
「HORTUS.PARIS」是由ecoLogicStudio工作室设计的一个藻类养殖农场原型设计，在巴黎展出，其目的是启发新材料和空间创新。
这个迷你养殖场由一棵棵「大树」组成，每棵树的最底部是6个圆柱形水桶，内置水泵系统，负责把水压到树枝上，扮演树根的角色。往上是6捆塑料吸管，每捆16根，这些管道负责水桶和树冠枝叶之间的水分和养料运输。树冠则由若干四角星容器组成的树叶，容器里面有营养液，营养液里面种有藻类植物。
树叶末端则设定了一些吸管组成的互动点，邀请参观者通过这些互动点激活生物反应器中的空气泵系统，调整其营养成分（二氧化碳）来为装置的生存做出贡献，之后系统会释放出氧气，滋养藻类生长，直到藻类渗漏到过滤表面。
四角星容器表面印有二维码，游客可以通过扫描这些二维码了解藻类的生长信息。能量流、物质流、信息流在整个养殖系统中交汇，形成一种虚拟沉淀，丰富了访客转变成城市“网络园艺师”的体验。
整个树林在四个月的生长期内触发了能量（光辐射），物质（生物量，二氧化碳）和信息（图像，推文，统计数据）的流动，形成了一个自我调节的微型生态系统，形成了一种新的园艺原型。
#02
太阳能生物板
利用微藻捕获CO2从而产生能源
初创公司Greenfluidics开发了一种太阳能生物电池板，它通过利用微藻集二氧化碳捕获、氧气生产和生产能源于一体。光合作用 是植物和藻类利用阳光和大气中的二氧化碳产生能量、有机物和氧气的自然过程。这个过程为生物面板提供动力。
Greenfluidics公司表示，其通过每年减少200公斤二氧化碳提供持续的氧化来改善空气质量，从而促进循环经济，并通过监测环境数据直观和有形地反映出来。
半透明绿色面板中的藻类与纳米流体结合，吸收太阳辐射并吸收高温，从而产生能量。三角形设计可以安装在任何类型的结构上。
据称，每个生物电池面板: 每年能够产生高达328 千瓦时/平方米的电量。此外，由于它可以为建筑物提供热舒适性，每年最多可节省 90 千瓦时/平方米。
#03
空气净化藻类墙
自循环“净化器”
由麻省理工学院的学生开发的Pleura Pod是一种展现建筑与自然共存的壁挂式系统。Pleura Pod，作品名字中的“Pleura”源于“胸膜”一词，指的是覆盖有封闭腔的肺部薄膜，该封闭腔包含少量的流体，从而使呼吸运动的摩擦最小化。
该研究小组从自然界中汲取了经验，探索了一种壁腔组件，该壁腔组件具有一个充满藻类的小空腔，空气通过该组件进行循环，藻类将二氧化碳转化为氧气。墙体由天然或回收材料制成的多层结构组成，关于材料的可持续性定义考虑了重复使用和回收建筑材料的能力。
这些设计不仅增加了墙的可持续性功能，而且从视觉上展现了墙的美学。即使墙体的示意图设计是基于可持续性的概念，但其目标是通过建筑美学传达这些想法。
各个“豆荚”中的藻类从外部环境中吸收空气中的二氧化碳（CO2），并通过连接的软管为内部空间产生氧气（O2），起到了人工肺的作用。整个过程由电子设备自动控制，以控制准确的空气净化过程。建筑组件不仅是结构的一部分，也是大自然存在的地方。
Pleura Pod的每种材料均包含回收资源，以追求环保的设计系统。他们对回收塑料材料感兴趣，不仅因为塑料回收是最大的市场之一，还因为其透明/半透明的特性使该系统能够被显示以及可视化Pleura Pod的整个机制和过程。
他们探索生物模仿的可能性，该项目为关注与自然共生的空间提供了策略。大胆的愿景立场和探索未知领域的尝试为我们提供了未来生态循环与空气净化的无限可能。
#04
可视化城市藻类冠层
嵌入建筑空间的城市农业
城市藻类冠层建于2015年，是一个融合了生物微藻文化的互动展馆，是建筑生物数字化未来的一个范例。
此构筑物表皮系统由ETFE(四氟乙烯膜)演变而来，该系统的工作方式是通过ETFE缓冲层抽吸氧气和水、藻类和营养物质的溶液。
冠层树冠提供了一个理想的栖息地，以刺激螺旋藻的生长，并保证游客的遮荫和小气候舒适。藻类在系统内的生长速度将随着太阳的强度而变化，阳光越强，微藻生长越快，它们将变得更深绿色，冠层将变得不那么透明，从而增加了树冠的遮荫潜力，提高了人的舒适度。我们可以将其想象成一种与季节和环境共同进化的建筑。”
城市藻类冠层同时也是一个生物数字生活系统，游客在他们的存在下，激活了促进藻类氧化、太阳辐射照射和生物文化生长的数字调节系统。所以城市藻类冠层实时产生的有效半透明、颜色、反射率、声音和生产力都是气候、微藻、人类和数字控制系统之间这种新的共生关系的结果。
城市藻类冠层除了提供遮阴，还将容纳一种名为螺旋藻的藻类，这种含有对人体至关重要的营养物质，如矿物质和植物蛋白质通常被用作膳食补充剂，所以这些藻类将定期收获，以供食用。除掉食物， 冠层还可以成为能源的来源，海藻可以用作生物燃料，这将形成建筑物的扩展代谢，形成一个发电厂。
ps: 所有图片源于官网
用大自然存在的原始物品，来解决人类的难题。向大自然学习如何建设环境，这些不再只出现在科幻小说中。减少污染，节约能源，一场隐形的革命正在进行之中。
