Mot en hållbar arkitektur, del 1

”Hållbarhet” (bärkraft) och ”resiliens” (motståndskraft) har blivit modeord som allt fler politiker, företag, journalister, forskare och opinionsbildare svänger sig med, liksom ledande arkitektfirmor, byggbolag och fastighetsförvaltare. Men förstår dessa ordens verkliga innebörd? I artikelserien Toward Resilient Architectures söker arkitekturteoretikern Michael Mehaffy och matematikprofessorn Nikos A. Salingaros reda ut frågan.

Gamla Stan, Stockholm

Här följer en översatt och något förkortad version (delvis i referat) av den första artikeln i serien. Originalartikeln publicerades i MetropolisMag.com. (Tack även till P2P Foundation som återpublicerade och uppmärksammade oss på artikelserien.)

Mot en hållbar arkitektur 1: Biologilektioner

Inledningsvis tar Mehaffy och Salingaros upp naturkatastrofer såsom superstormar, tsunamis och liknande och påpekar att vi nog aldrig kommer kunna bygga strukturer som kan motstå alla sådana oförutsägbara händelser, men att vi kan designa våra byggnader och planera våra städer så att de bättre klarar av den typen av störningar och snabbare kan återhämta sig efteråt. 

De påpekar också att vi även behöver tänka på att hushålla med naturresurser och på allt det som ingår i begreppen ”hållbarhet” och ”resiliens” för vår långsiktiga överlevnad. Men inte som modeord utan hållbarhet på riktigt. För att hitta verkligt hållbara strukturer behöver vi vända oss till naturen för inspiration.

Illustration av hållbar formgivning; fossil av ett marint ekosystem från Perm, c:a 250 to 300 millioner år sedan. Dessa ekosystem var motståndskraftiga nog att motstå dramatiska förändringar över millioner år. (Foto: Professor Mark A. Wilson/Wikimedia)

Resilienta och icke-resilienta strukturer

Här beskrivs hur vi människor skapat å ena sidan otroligt komplexa och sofistikerade teknologier idag, från kraftverk, till byggsystem, till jetflygplan, som är mycket välbyggda och motståndskraftiga i sig, som individuellt system. Men inte mot oförutsedda händelser som kommer utifrån.

Till vänster, en överkoncentration av stora komponenter i stor skala. Till höger, ett mer motståndskraftigt nätverk av noder. (Teckning av Nikos Salingaros)

Kärnreaktorerna i Fukushima, Japan, nämns som exempel. Dessa gav tillförlitlig energiförsörjning till hela regionen, men när tsunamin slog till så visade de de sig mycket sårbara pga det elektriska nödkylsystemet som slogs ut, och även backupgeneratorerna, vilket ledde till härdsmälta. Med facit i hand kunde man också konstatera att det var ett misstag att centralisera energiproduktionen genom att placera sex stora kärnreaktorer bredvid varandra.

Författarna menar att oförutsägbara väderhändelser såsom orkaner och tsunamis är problem som formgivare nu börjat ta på större allvar. då vi skapat mycket komplexa system och dessutom ofta placerat dem i kuststäder och andra riskzoner.

Orkanen Sandy 28 oktober 2012 (Bild: Lance Modis, Rapid Response Team, NASA)

Biologin som läromästare

Så vad kan vi lära av biologiska system? Dessa är otroligt komplexa: ta till exempel mångfalden och komplexiteten hos en regnskog. Här har det skapats sofistikerade interaktioner mellan många miljarder olika delar. Ändå lyckas många regnskogar förbli stabila under tusentals år, trots otaliga störningar och ”chocker mot systemet”. Kan vi förstå och tillämpa lärdomarna av deras strukturella egenskaper? Det förefaller vi kunna göra. Här är fyra lärdomar som kan hämtas från icke-centraliserade biologiska system:

  • Dessa system har en nätverksstruktur där allt är sammanlänkat.
  • De innehåller mångfald och överskott (inte samma sak som ”effektivitet”).
  • De visar en bred fördelning av strukturer över flera skalor, inklusive finkorniga skalor.
  • De har förmåga att anpassa sig och ”självorganisera” sig. Detta uppnås ofta (men inte alltid) genom användning av genetisk information.
Karta över internet: ett paradigmskapande nätverk, delvis för att det är saknar fast skala och för att det skapar ett överflöd. (Bild: The Opte Project/Wikimedia)

Internet är ett välkänt människoskapat exempel på sammankopplad nätverksstruktur: den uppfanns faktiskt av den amerikanska militären som ett sätt att tillhandahålla motståndskraftig datakommunikation i händelse av attack.

Biologiska system har också sammankopplade nätverksstrukturer, som vi kan se exempel på i kroppens separata blod- och hormoncirkulationssystem eller hjärnans sammankopplade nätverk av neuroner. Vävnad som skadats upp till en viss punkt kan vanligtvis regenerera, och skadade hjärnor kan ofta ta igen förlorad kunskap och förlorade färdigheter genom att bygga upp nya alternativa nervbanor. De sammanvävda, överlappande och anpassningsbara mönstren för ekosystem och metabolism verkar vara nyckeln till deras [framgångsrika] funktion.

Biologin satsar på överflöd, mångfald och plasticitet som överlevnadsstrategi, vilket är motsatsen till den extremt begränsade ”effektivitet” som används inom mekanistiskt tänkande. Våra kroppar har två njurar, två lungor och två hjärnhalvor, varav den ena kan fungera när den andra är skadad eller förstörd. Ett ekosystem har vanligtvis många olika arter, som var och en kan gå förlorad utan att hela ekosystemet förstörs.

En monokultur inom jordbruket är däremot väldigt utsatt för t ex en specifik sorts skadedjur eller annat hot. Monokulturer är fruktansvärt bräckliga: effektiva endast så länge som förhållandena är perfekta, men kan bli katastrofala misslyckanden på lång sikt.

Varför är fördelningen av strukturer över olika skalor så viktig? Dels är det en form av mångfald, medan koncentration på några få skalor (särskilt stora) blir mer sårbar för olika typer av chocker. Dels underlättar de mindre skalor, som utgör och stödjer de större skalorna, regenerering och anpassning. När små celler i ett större organ skadas är det lätt för vävnaden att växa tillbaka – ungefär som att reparera de små tegelstenarna i en skadad vägg.

Fördelning av hoplänkade element över flera olika skalor. (Teckning: Nikos Salingaros)

Självorganisation och självanpassning är också centrala egenskaper för levande system och deras utveckling. Faktum är att denna häpnadsväckande självstruktureringskapacitet är en av de viktigaste biologiska processerna. Hur fungerar det? Vi vet att det kräver de egenskaper vi redan har diskuterat: nätverk, mångfald och fördelning av strukturer över olika skalor.

Men det kräver också förmågan att bibehålla och bygga på redan befintliga mönster, så att dessa gradvis byggs upp till mer komplexa mönster. Ofta sker detta genom användning av genetiskt minne: strukturer som kodar tidigare mönster återanvänds och återinförs senare. Det mest kända exemplet på detta är naturligtvis DNA. Den evolutionära omvandlingen av organismer som använde DNA byggde gradvis upp en värld som övergick från virus och bakterier till mycket mer komplexa organismer.

Att applicera lärdomarna på hållbar formgivning och stadsplanering

Hur kan vi tillämpa denna kunskap om strukturer för att skapa motståndskraftiga städer och förbättra deras mer utsatta delar? För att utveckla idéerna från vår tidigare lista, så har motståndskraftiga städer följande egenskaper:

  1. De har sammankopplade nätverk av vägar och relationer. De är inte indelade i snygga kategorier efter användningsområde, vilket skulle göra dem sårbara.
  2. De har mångfald och ett överflöd av aktiviteter, typer, mål och befolkningsgrupper. Det finns många olika typer av människor som gör många olika sorters saker, varav vilken som helst av dem kan vara den som ger nyckeln till överlevnad vid chock mot systemet (exakt vilken kan man aldrig veta i förväg).
  3. De har en bred fördelning av strukturer, från de största regionala planeringsmönstren till de mest finkorniga detaljerna. Kombinerat med (1) och (2) ovan är dessa strukturer sinsemellan olika, sammankopplade och kan ändras relativt enkelt och lokalt (som svar på förändrade behov). De är som de små tegelstenarna i en byggnad, lätt reparerade när de skadas. (Det motsatta skulle vara stora dyra prefabricerade paneler som måste ersättas i sin helhet.)
  4. Efter (3) kan de (och deras delar) anpassa och organisera sig som svar på förändrade behov i olika rumsliga och tidsmässiga skalor och gentemot varandra. Det vill säga, de kan ”självorganisera” sig. Denna evolutionära process kan snabbas upp genom utveckling av den traditionella kunskapen om vad som fungerar för att möta människors behov, och de naturliga miljöer som dessa är beroende av.

Med andra ord utvecklas hållbara städer på ett mycket specifikt sätt. De bibehåller och bygger på äldre mönster eller information, samtidigt som de svarar an på förändringar genom lägga till nya anpassningar. De skapar nästan aldrig något helt nytt från grunden utan kompletterar bara med nya innovationer när det verkligen behövs. Varje förändring testas genom urval, precis som förändringar i en organism under utveckling selekteras av hur väl organismen fungerar i sin miljö. Detta motverkar mestadels drastiska, diskontinuerliga förändringar. Motståndskraftiga städer är sålunda ”strukturbehållande” även om de genomgår djupa strukturomvandlingar.

Hur bidrar dessa element till mer resilienta städer i praktiken? Det är lätt att se att en stad med gatunät och trottoarer kommer att bli mer promenadvänlig och mindre bilberoende än en stad med en stel hierarki av gatutyper där trafiken separeras och samlas i trafikleder och matargator. På samma sätt kommer en stad utformad för många olika typer av aktiviteter bli mer mångsidig och bättre kunna anpassa sig till förändringar, än en stad med strikt separerade monokulturer.

Ett komplext motståndskraftigt system skapar en multiskalig respons när störningar uppstår på någon nivå i systemet. (Teckning: Nikos Salingaros)

En stad med en riklig och balanserad mångfald av skalor, särskilt om den innehåller de mest finkorniga skalorna, är lättare att reparera vid skada och att anpassa till nya användningsområden. Den tål störningar bättre eftersom dess gensvar kan uppstå på alla nivåer.

Utvecklingen av icke-resilienta städer

Så var befinner vi oss idag? Många av våra städer planerades (och planeras fortfarande) enligt en modell för stadsplanering som utvecklades under en tidsperiod av billig fossilenergi, och följde dennas eras fäbless för mekanistisk separering i olika segment. Resultatet är att vi i många avseenden idag har en stel, icke-resilient typ av stad: en som i bästa fall har viss ”motståndskraft” i något avseende, men absolut ingen ”ekologisk motståndskraft”. Gensvaret på störningar blir både begränsat och kostsamt. 1900-talets stadsplaneringsfilosofi kan definieras genom dessa icke-resilienta kriterier:

    1. Städer är ”rationella” trädliknande hierarkiska strukturer, inte bara vad gäller vägar och gångstråk utan också när det gäller fördelningen av funktioner.
    2. ”Effektivitet” kräver eliminering av överflöd. Mångfald är rörigt. Modernismen vill ha visuellt rena, tydligt separerade och välordnade grupperingar, vilket främst gynnar den största skalan.
    3. Maskinåldern dikterar våra strukturella och byggnadsmässiga begränsningar. Enligt de mest inflytelserika teoretikerna inom modernistisk stadsbyggnad så styr mekaniseringen byggandet (Giedion); dekoration är ett brott (Loos); och de viktigaste byggnaderna är storskaliga skulpturala konstnärliga uttryck (Le Corbusier, Gropius, et al.).
    4. Varje användning av ”genetiskt material” från det förflutna är ett brott mot maskinens tidsålder, och kan därför bara vara ett uttryck för reaktionär politik; det kan inte tolereras. Nyhet och neofili ska förhärligas och ges företräde framför all formgivningsmässig hänsyn. Strukturell ”utveckling” kan endast ske inom den visuella kulturens abstraherade diskurs, eftersom den utvärderar och bedömer människors behov med med sin egen (specialiserade, ideologiska, estetiserande) måttstock.

    Så här skrev exempelvis arkitekten Le Corbusier, en av de mest inflytelserika tänkarna inom modern stadsplanering, 1935, varigenom han nästan skapade själva mallen för modern utglesning:

    ”Städerna kommer att vara en del av landsbygden; jag kommer bo 5 mil från mitt kontor i en riktning, under en tall; min sekreterare kommer att bo 5 mil bort i andra riktningen, under en fura. Vi ska båda ha vår egen bil. Vi ska använda däck, slita ut vägytor och växlar, konsumera olja och bensin. Alla som kommer att kräva mycket arbete … tillräckligt för alla.”

    Men tyvärr finns det inte längre tillräckligt för alla! Denna relativt korta era av riklig tillgång till billiga fossila bränslen – och den icke-hållbara stadsplanering som den givit upphov till över hela världen – är snart över.. Vi måste vara beredda på vad som kommer härnäst. Utifrån perspektivet av motståndskraft så kommer utvägen inte att vara enkla teknologiska lösningar som så många naivt tror. Det som krävs är en djupare analys och omorganisation av systemets grundstruktur. Det är dock inte en lätt sak att åstadkomma eftersom det inte genererar några kortsiktiga vinster

    Epilog: en lärdom från vår egen evolution

    Artikelförfattarna avslutar denna första artikel med att beskriva hur vi i dagens högteknologiska, informationsspäckade konsumtionstidsålder – där de flesta fokuserar mer på nuet mer än på historien eller framtiden – är dåligt rustade att avgöra åt vilket håll vi behöver gå härnäst. De ger exempel på hur vi genom historien anpassat oss till drastiska klimatförändringar genom folkförflyttningar, livsstilsförändringar, diversifiering, samarbete och innovationer. Och hur vi nu, om vi vill fortsätta vara framgångsrika som art, behöver lära oss bygga verkligt motståndskraftiga system utifrån de grundläggande principer som allt liv på jorden utvecklats genom.


  1. Update 3 oktober: Hela serien essäer samlades senare i både e-bok- och pappersformat. Pappersboken kan beställas här och e-boken från bl a Amazon UKTyskland (med engelsk text), Google PlayiBooksKobo. Här finns hela e-boken att läsa online, med innehållsförteckning och länkar till enskilda kapitel: Architexturez:

    Vissa kapitel publicerades även i Metropolis Magazine och kan läsas här:
    1. What Does “Resilience” Have to Do With Architecture?
    2. Toward Resilient Architectures 2: Why Green Often Isn’t
    3. Toward Resilient Architectures 3: How Modernism Got Square
    4. Designers Must Adopt a “Geometry of Resilience
    5. The Future Of Architecture Must Be “Agile”
    15. Frontiers of Design Science: Computational Irreducibility

    Michael Mehaffy är en amerikansk arkitekturteoretiker, stadsbyggnadsfilosof, forskare, lärare och vd för Sustasis Foundation i Portland, Oregon. Han är också ordförande för det internationella nätverket för traditionell byggnad, arkitektur och urbanism (INTBAU) College of Chapters.

    https://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Mehaffy

     

    Professor Nikos A. Salingaros är en australisk-amerikansk matematiker och universalgeni, känd för sitt arbete med stadbyggnadssteori, arkitekturteori och designfilosofi. Han har ett nära samarbete med arkitekten och mjukvarupionjären Christopher Alexander. Båda arbetar med en kombination av vetenskaplig analys och intuitiv erfarenhet för skapa en arkitekturteori baserad på verkliga mänskliga behov.

    https://en.wikipedia.org/wiki/Nikos_Salingaros


    Update 22 september:  Som vi berättade innan så var Michael MehaffyProfessor Salingaros samt arkitekten och forskaren Ann Sussman och höll varsitt föredrag för Arkitekturupprorets räkning hos Stadsliv AB i Gamla Stan, Stockholm. Evenemanget blev en succé! Föredragen var oerhört intressanta och vi hoppas kunna bjuda in dessa talare igen så att fler får chansen att höra dem. Deras forskning visar att våra städers och byggnaders utformning inte bara är en smakfråga utan faktiskt en folkhälsofråga och en miljöfråga. Vi kommer skriva mer om deras rön här på bloggen och översätta fler av deras artiklar.

    Mehaffy, Salingaros och Sussman efter föredraget
Please follow and like us:
Facebook
Instagram
YouTube
RSS

5 Replies to “Mot en hållbar arkitektur, del 1”

    1. Kanske snarare föregångaren Arpanet.

      ”ARPANET was created to make it easier for people to access computers, improve computer equipment, and to have a more effective communication method for the military.”

      Hur som helst så är decentraliserade nätverksstrukturer mer motståndskraftiga mot störningar, både naturliga och avsiktliga, det var det som var den huvudpoängen. Och Internet är ett perfekt exempel på framgångsrik nätverksstruktur som inspirerats av naturen och hur vår egen hjärna skickar information.

      Ett annat exempel är ett intrikat gatunät där man kan välja alternativa vägar om någon väg blir blockerad, jämfört med om det bara finns en enda huvudled och något händer med den.

      https://www.computerhope.com/jargon/a/arpanet.htm

  1. NÅGOT viktigt ämne, behöver verkligen skrivas om.

    Länken till MetropolisMag ger en ”404” i kommenterande stund och bara del 2 och 3 i serien tycks finnas kvar där. Lyckligtvis finns delar 1 och 4 återpublicerade på andra håll (såg jag när jag googlade på titeln; vet inte om det finns fler delar). Men kanske bra att läsa/spara saker medan de finns…

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *