في الماضي، كانت مواد البناء المعتمدة على المصادر الحيوية شائعة الاستخدام. على سبيل المثال، سقف مبنى البنتاغون (الذي بُني في أوائل الأربعينيات) مُعزول بشعر الخيل. وحتى منتصف القرن العشرين، كانت غالبية مكونات البناء تأتي من الكتلة الحيوية، وخصوصاً من الخشب والألياف الزراعية مثل القش والقنب – وهي مواد صحية وبيئية جيدة. ولكن مع ظهور النفط، أصبحت المواد الجديدة متاحة على نطاق واسع، مصحوبة بعواقب وخيمة: عشرات المواد الكيميائية التي تشكل مخاطر صحية تتراوح بين تهيج الجلد والعين والحلق إلى العقم والربو والسرطان، باتت شائعة الآن في مواد البناء. ومن منظور بيئي، فإن ثلاثة فقط من المكونات الأكثر شيوعًا في البناء – الخرسانة والفولاذ والألومنيوم – تمثل 23٪ من الانبعاثات الكربونية العالمية. ومع مواجهة قطاع العمارة والهندسة والبناء (AEC) للبيئة المبنية المليئة بالسموم والآثار الكربونية السلبية، أصبحت المواد القائمة على المصادر الحيوية أكثر جاذبية من أي وقت مضى.
تدخل بعض الخيارات الجديدة الرائعة إلى السوق، أو على وشك الدخول. على سبيل المثال، تم تطوير لوح واجهة ذاتي الدعم مصنوع من المواد الحيوية المركبة للمباني التجارية من قبل Arup و GXN Innovation، وهو مصمم للتفكيك وإعادة التدوير/إعادة الاستخدام في نهاية دورة حياته. كما يجري تطوير كتل هيكلية تحتجز الكربون من قبل شركة Prometheus Materials (منبثقة عن برنامج بحثي في جامعة كولورادو) و SOM، تستخدم بديلًا للخرسانة يعتمد على الطحالب. يجري تصميم نظام زجاجي عالي الأداء من قبل أستاذ الهندسة المعمارية في جامعة نورث كارولينا، كيونغ هي كيم، يدمج شاشات الطحالب الدقيقة التي تحتجز الكربون في النوافذ البيوكروومية. كما تطور شركة Mycocycle، وهي شركة ناشئة في مجال المواد، منتجات تعتمد على وظائف الفطريات الطبيعية لتحويل مجموعة من نفايات البناء – بما في ذلك الجبس والأسفلت والبلاستيك – إلى مواد جديدة خالية من السموم.
لكن، رغم أن هذه التوقعات مثيرة، فإن بعض الفرص الأكثر أهمية للبناء باستخدام المواد الحيوية موجودة بالفعل على الأرض. فالنفايات الزراعية مثل القش (سيقان المحاصيل الحبوبية، وليست القش المستخدم كعلف للحيوانات) وقش القنب (الجزء الداخلي الخشبي من الساق، وهو منتج ثانوي لمعالجة النبات لألياف النسيج) تحتجز الكربون بنسبة تفوق الخشب من خمسة إلى عشرة أضعاف. فعلى سبيل المثال، يمثل قش القمح 40٪ من الكربون بالوزن. هذه المواد لا تشكل أي مخاطر صحية. إنها عازلة للصوت وللحرارة، وبالطبع، متجددة بسرعة. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدامها في مكونات البناء يخلق أسواقًا جديدة للمزارعين.
لكن الألياف الزراعية تواجه مشكلة في الصورة الذهنية. “قلة الوعي أو سوء الفهم حول جدوى هذه المواد قد يكون أكبر عائق في الوقت الحالي”، يقول جاكوب ديفا راسوسين، مدير الاستدامة وعلوم البناء في شركة New Frameworks، وأحد منظمي القمة الأخيرة في بوسطن، التي جمعت ممثلين من جميع أنحاء سلسلة قيمة المواد الحيوية. “وهذا يشمل جميع القطاعات، من الممارسين إلى المنظمين والسوق”، يضيف.
بدأت بعض المشاريع الرائدة في تغيير التصورات حول هذه المواد، حيث تظهر ملاءمتها للعمارة الحديثة في القرن الواحد والعشرين. ومن الأمثلة البارزة على ذلك زوج من المدارس في الدنمارك، من تصميم Henning Larsen؛ جناح عرض في هولندا، من تصميم Overtreders W؛ واثنين من الأكواخ في ولاية نيويورك، من تصميم youarethecity.