人们将在减少建筑碳排放方面做出更大努力，进一步寻求创新路径以应对挑战。
近日，由香港理工大学和澳大利亚的皇家墨尔本理工大学（RMIT）、新南威尔士大学（UNSW）及澳大利亚研究理事会阻燃材料和安全技术培训中心组成的一个研究小组，利用可再生有机废料中生长的真菌菌丝体，开发了多种防火包层材料。这一生物基材料的研究目的既为了提高建筑安全性，也旨在提供一种替代性的可持续建筑解决方案。
来自皇家墨尔本理工大学的副教授Everson Kandare表示，“菌丝体的最大优点在于，当暴露在火或辐射热下时，它会形成一个热保护炭层。菌丝炭层形成时间越长、所处温度越高，它作为防火材料的用途就越凸显。”Kandare认为，真菌片和人造防火材料一样耐烧，且燃烧时不会释放有害化学物质。
真菌菌丝体是理想的防火材料之一
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生物材料的使用是重要行业趋势
近年来，随着全球气候危机日益加剧以及人们对可持续发展的日益关注，各行业市场上涌现了一大批强调低碳环保、对环境友好的替代品，包括风靡一时的各种植物基食物——植物肉、植物奶等。这些由植物、生物废料甚至实验室培育微生物制成的生物基材料，作为一种面向可持续未来的新型材料，开始逐渐在各领域发展起来并走入大众视野。
其中，要数时尚行业最为积极。就看近三年里，从运动服饰巨头耐克推出由菠萝皮Piñatex制成的“纯素版”运动鞋，到快时尚巨头H&M推出环保先锋系列旨在探索各种“革新科技面料”——包括从蓖麻油生产出的生物基尼龙面料等，再到奢侈品巨头爱马仕宣布推出第一款采用蘑菇皮革Sylvania制成的包袋，创新研发和采用生物基材料成为各大品牌推动可持续时尚的重要举措之一。
建筑领域也是如此。当谈及建筑的未来时，可持续性成为经常被讨论的内容之一。根据联合国环境规划署（UNEP）的行业报告“Greening The Building Supply Chain“（译：绿色建筑供应链），全球经济中约40%-50%的原材料流向并应用于建筑产品和部件，这使得建筑生命周期内的能耗和温室气体排放成为不容忽视的环境影响，例如现代建筑中最常见的混凝土材料正是主要排放源。
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扎哈·哈迪德建筑事务所副总监Bidisha Sinha在接受国际建筑设计媒体Dezeen采访时曾提到，随着化石燃料资源的减少和技术创新的不断涌现，未来几年人们将在减少建筑碳排放方面做出更大的努力，这也进一步促使相关利益相关者和建筑设计师寻求新的创新路径来应对挑战，“其中包括有助于减少每个项目整体生命周期中碳排放的新设计技术和运作技术，同时还有生态无害材料和可持续建筑实践方面的进步”。
正如Sinha所言，与时尚行业一样作为全球温室气体主要排放来源之一，为了推动“可持续建筑”，建筑行业正在开始走上积极探索新型未来材料之路，生物基材料因其环保性、循环性、可持续性等特质，成为打造可持续或绿色建筑解决方案的重要研发方向。
Dezeen今年初一篇关于未来建筑趋势的报道中提到，业界普遍认同环境设计和可持续性将日渐主导全球建筑界，其中不少建筑设计师就指出，生物材料（biomaterials）的使用将是定义2023年乃至之后的一大重要建筑行业趋势。来自荷兰设计工作室Overtreders W的建筑师兼合伙人Hester van Dijk对此表示，建筑应当扮演自然和人类生态系统中的一份子，而基于这一建筑理念，她希望更多关于生物基材料或生物材料的研发试验得到关注，“因为这些材料是基于生物质且可被生物降解的”。
生物基革命中的若干解决方案
根据Hester van Dijk的说法，建筑领域“才刚刚开始生物基的革命”，许多可持续性材料值得建筑师们去探索运用。但事实上，当前，以生物基为首的新型未来材料在应用层面的一大挑战是规模化投产问题。
以两年前曾掀起“蘑菇皮革热”的Mylo蘑菇皮为例，这是由美国初创生物公司Bolt Threads于2018年研发推出的一种皮革替代材料，是目前市面上“非常接近”商业规模的一种生物基材料。但该公司近期宣布暂停Mylo的生产，其中融资机会减少和宏观环境不确定性持续是主要原因之一。
阿迪达斯推出的Stan Smith Mylo运动鞋
图片来源：Mylo
新材料从研发到正式投产往往需要大量资金支持，且用新材料替代现有材料的过程也是复杂而漫长的，尤其是对待带有“可持续”标签的事物更为谨慎——需要考虑和检验环境效益问题。也因此，这些新一代创新材料的开发与应用最初大都顶着利润率压力，或者只能作为试点项目进行，导致它们在证明其产品可行性、实现规模化生产和降低成本方面困难重重。面对这一挑战，意味着需要更多利益相关者真正参与其中，共同推动创新发展。
来自皇家墨尔本理工大学、参与近期基于真菌菌丝体的生物基建筑材料开发的副教授Tien Hynh表示，相比更快、更容易被生产的塑料而言，真菌生长较为缓慢，使得规模化生产相对困难。“然而，蘑菇行业已经（主动）找到我们，希望可以利用他们的真菌废料。” Hynh提到，与蘑菇行业的协同合作既可以减少对培育真菌的新农场的场地需求，降低运营成本，同时也能基于循环经济理念，以一种可持续的方式去生产。
面对“生物基革命”刚刚起步的建筑领域，目前已有不少创新型材料的研发应用体现着多方协同合作的重要性。其中，基于生物废料制成的新一代建筑材料正在带动更多跨领域的利益相关者参与其中，变废为宝，共同打造面向未来的可持续建筑解决方案。
Sugarcrete蔗糖混凝土
英国建筑事务所Grimshaw和东伦敦大学UEL开发
这是由东伦敦大学（University of East London，UEL）和英国建筑事务所Grimshaw携手糖业公司Tate & Lyle Sugars基于生物废料开发环保建筑材料的联合项目成果。该项目旨在利用甘蔗生物废料（即甘蔗渣），开发超低碳建筑材料，并通过在建筑材料中引入生物碳源（来自快速生长植物），作为一种延迟碳排放的有效策略。
作为生产糖的重要原料，甘蔗是世界上产量最大的作物之一，这也意味着制糖过程将产生大量的甘蔗废渣。在项目研究团队看来，这些生物废料正好是可以取代如混凝土或砖等高能耗建筑材料的完美替代品，而且甘蔗废料中还含有一种能以最快速度将二氧化碳转为生物质的转化媒介，其转化效率甚至是林业的50倍。
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在这个联合项目中，三方各司其职，也为创造这种可持续建筑材料提供了更高的可行性。东伦敦大学既提供研发，通过研究表明从废料到可持续建筑材料的可行操作，同时也用其可持续发展研究所（SRI）的相关设备进行检验，证明材料具备高质量的阻燃性、抗压性、导热性和耐久性，且均通过目前行业标准测试。测试结果也表明，Sugarcrete可应用于隔热板、轻质砌块、承重砖块以及结构地板和屋顶板。
而基于丰富的建筑实践经验，Grimshaw对互锁几何形式的设计兴趣则为Sugarcrete提供更多可能性。该建筑工作室将Sugarcrete构建成一种可拆卸、可重复使用、耐火的复合楼板并将其称为“Sugarcrete Slab”，这一建筑元件可以应用、拆卸或者扩展到新的或现有结构中。
值得一提的是，这种建筑元件在模块化系统中还可以结合不同密度的甘蔗纤维构成，使其在组装使用时可以避免传统混凝土在极端情况（地震）下发生开裂的潜在风险。此外，在东伦敦大学可持续发展研究所的原型测试中，Sugarcrete Slab也展示出优异的环境效益，包括碳排放量比传统混凝土低20倍，而且相较于传统混凝土，其固化时间更短、重量更轻、生产成本亦更低。
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基于对甘蔗渣进行回收升级再利用的工作原理，Sugarcrete也被认为是更适合在南半球的主要制糖地区进行推广的可持续建筑解决方案。一方面，这些地区的建筑材料主要依赖进口，成本普遍较高，另一方面这些地区本身就是甘蔗废料主要产地。因此，开发和完善一套生产流程，在当地环境中将甘蔗废料制成“本土”建筑材料，能最大程度地减少运输成本并提升当地经济效益。为了更好地推行这一新型建筑材料，项目合作伙伴正负责在全球的南部制糖地区寻找合适推广材料生产应用的地点。
Biofuel Waste is Bliss项目
材料设计师Agne Kucerenkaite与环境科学家Marija Spokaite开发
Biofuel Waste is Bliss （直译：“生物燃料废物是乐土”）项目顾名思义是聚焦生物燃料废物。该项目由材料设计师Agne Kucerenkaite和环境科学家Marija Spokaite合作开发，旨在重新定义生物燃料废物灰烬的使用——将其转化为新的循环材料和建筑产品，如瓷砖和砖块。项目通过在陶瓷釉料和粘土中加入含量最高达55%的灰烬，以循环利用理念取代对新材料的需求，并实现减少二氧化碳排放的目的。
图片来源：Biofuel Waste is Bliss
作为一名以废弃物为主要材料来源的材料开发商和产品设计师，Agne热衷寻找潜在的工业残渣作为制作原料。而这一项目的诞生，正是源于她的长期合作伙伴Marija向她反映的一个科学界始终在讨论的问题：生物质焚烧后有大量灰烬残留。根据国际能源署2018年的数据，全球有超过1,000万吨的灰烬产生自生物燃料，而它们大部分会作填埋处理。基于此，两人研究并开发将这些灰烬变废为宝的环保解决方案。
在这个项目中，所使用的是来自立陶宛维尔纽斯供热厂的木灰渣。该供热厂利用森林废弃物作为生物燃料，每月约产生460吨的木灰废料。尽管这些木灰烬无毒且适合循环利用，但仅有小部分被重新用作道路填料。如此庞大的数量也意味着处理这些废料的成本很高。而Biofuel Waste is Bliss项目的诞生，让这些废料尽可能免于被浪费。
基于Biofuel Waste is Bliss项目的陶瓷产品
图片来源：Biofuel Waste is Bliss
根据项目介绍，在陶瓷釉料和粘土体中加入木灰废料有多个好处，使其成为有利于环境可持续发展的选择。一方面，木灰废料中灰作为钙、硅和其他矿物质的天然替代品，可以减少从传统资源中提取这些矿物质的需要；另一方面，灰烬中熔化的氧化物在烧制过程中会发生反应，形成一种液态，能降低粘土和釉料的熔点。
此外，在陶瓷烧制过程中，灰烬所含矿物不会释放二氧化碳，因为它们在生物燃料燃烧过程中已完成释放。值得一提的是，该项目还利用灰烬中存在的天然铁含量（约2%）作为Biofuel Waste is Bliss产品的唯一颜色来源。如此一来，可以减少对额外金属氧化物的需求，而金属氧化物实际上对环境有负面影响。
Mycelium Insulation Panel菌丝体隔热板
英国微生物技术公司Biohm开发
这种由菌丝体制成的生物基建筑材料是由总部位于英国伦敦的微生物技术公司Biohm开发的，也是世界上第一个获得认可的菌丝体隔热产品。根据Biohm的说法，菌丝体不仅在隔热和隔音方面优于石化或塑料基建筑材质，而且作为一种天然材料，它有着更安全、更健康的优势：菌丝体不含合成的树脂基化合物，而这些化合物遇热会产生有害的有毒烟雾，且在火灾中会迅速蔓延。这也使得基于菌丝体制成的建材成为传统材料的理想替代品。
菌丝体隔热板与大多数传统建材一样耐用，且易于在建筑中被使用
图片来源：Biohm
Biohm表示其基于菌丝体的培养和制作过程是对环境友好的。一方面，为了培育菌丝体，该公司秉持变废为宝的理念，使用食物或农副产品废料“喂”给菌丝供其生长，而这些废料原本会被送往垃圾填埋场。另一方面，Biohm强调整个建材制作过程不对环境造成负面影响，因为产品不仅完全可再生，即可回收分解成原料再使用，而且据估计，其制造过程可实现“负碳”，声称每月至少贮存16吨碳。
