أعيش في كولومبيا البريطانية الشاسعة والجميلة، وتدور حياتي حول استكتشاف الطبيعة سواء في المنزل أو حول العالم. في الواقع، هذه صور من الهمالايا منذ بضعة أشهر، كنت أتسلق الجبال هناك. تشكل الطبيعة جزء كبير من حياتي وكذا مصدر إلهامي في عالم الابتكار والإحتراف. أعمل بجد مع فريقي مستمدين إبداعنا من الطبيعة في فانكوفر، تصميم الأبنية.
I live in big, beautiful British Columbia, and my life is fueled by exploring nature both at home and around the world. In fact, this is from the Himalaya just a few months ago when I was climbing there. Nature is a huge part of my life and it inspires my creative and professional world as well. I work hard with my team inspired by nature in Vancouver, designing buildings.
كمهندسين معماريين، لدينا مهمتين رئيسيتين. مهمتنا الأولى هي التركيز على تشييد مباني جميلة يستفيد منها مجتمعنا وتلبي احتياجات قاطنيها. مهمتنا الثانية هي التركيز على حقيقة أن للمهمة الأولى تأثير كبير على الكوكب وعلى تغير المناخ، وأنه علينا أن نعمل على تقليل ذلك.
As an architecture practice, we have two main missions. Our first mission is to focus on making beautiful buildings that serve our community and respond to the needs of the people within them. The second mission we have is focused on the fact that the first mission has a huge impact on the planet and on climate change, and we have to work to reduce it.
ونتيجة لذلك، غالبًا ما يعتبر مكتبنا بأنه ملتزم تماما بالاستدامة، والحقيقة هي، أنه ليس كذلك حقا. في الواقع، إنني لا أؤمن بأن عبارة “المبنى المستدام” أو “الممارسة المستدامة” هي صحيحة حقا في معظم الحالات. والسبب هو أن بيئة البناء تستخدم كميات ضخمة من موارد العالم، وعدد قليل من الموارد المتجددة. في الواقع، الغالبية العظمى من المواد التي يصنعها البشر على الأرض توجه إلى بيئة البناء.
As a result, our firm is often called a highly sustainable practice, and the truth is, it really isn't. In fact, I don't believe that word "sustainable building" or "sustainable practice" is really true in most cases. And the reason is the built environment uses an enormous amount of the world's resources, and far too few of those come from renewable resources. In fact, the vast majority of the material that man makes on Earth goes into the built environment.
التحدي الآخر مع المباني، أنها تمثل حوالي 39% من انبعاثات الغازات الدفيئة، أو، في أمريكا الشمالية، تقريبا النصف من انبعاثات الغازات الدفيئة. وأشير هنا، لأنه لا يتم التحدث عن هذا الأمر بما يكفي، فإن جميع السيارات والطائرات والمركبات وقطاع النقل بأكمله مجتمعًا يمثل فقط ما يقارب 23%. لذا، فالمباني هي جزء كبير من المشكلة ولا تتم مناقشتها بشكل كاف.
The other challenge with buildings is they represent about 39% of our greenhouse gas emissions, or, in North America, almost half of our greenhouse gas emissions. For reference, because it's not talked about enough, all of cars, planes, automobiles, the entire transportation sector combined represent only about 23%. So buildings are a huge part of the problem and not discussed enough.
وبطبيعة الحال، السبب في ذلك، هو تسخين وتبريد المباني معًا. وكذا المواد المستعملة في تشييد المباني. وعندما يتعلق الأمر بالمواد، فإن هيكل المبنى، الذي يحمل المبنى فعليًا، مؤلف من أربعة مواد رئيسية في كل مدينة على الكوكب: الإسمنت، الفولاذ، الطوب والخشب. ومن بين هذه المواد الأربعة، ثلاثة منها لديها بصمة كربونية عالية، وبالأخص الإسمنت والفولاذ.
The reason for that are both the heating and cooling of buildings, of course, but also the materials that go into buildings. And when it comes to materials, the buildings' structures, what holds the buildings up, really are composed of four major materials in every city on the planet: concrete, steel, masonry and wood. And of those four materials, three of them have very, very high carbon footprints, in particular concrete and steel.
الخشب هو المادة الوحيدة في هذه القائمة الذي بالإضافة لكونه مصدرًا متجددًا فإنه يعزل الكربون. لذا فإنه الطريق الوحيد كمادة الذي يمكنه أن يوصلنا إلى المباني المحايدة من حيث الكربون. وهو الطريق الوحيد الذي نختاره في تشييدنا لجميع المباني.
Now, wood is the only material on that list that's also a renewable resource and sequesters carbon. So it's the only pathway as a material that actually can get us to carbon-neutral buildings. And it's the pathway we choose in our practice to build all buildings.
لذا فإننا نقتصر في عملنا على الأخشاب فقط منذ انطلاقنا وكجزء من دعوتنا لاستخدام الخشب في المباني، منذ حوالي 15 سنة، ألفت كتابًا بعنوان “دراسة المباني الخشبية الشاهقة” ويشرح هذا الكتاب لماذا يجب أن نستخدم الخشب في البناء وكيف علينا فعل ذلك. في البداية، كان مفهومًا مستبعدًا جدًا كان من الصعب على الناس تصديقه. ولكن نعم، أدركنا أنه كان بإمكاننا بناء مبنى إمباير ستيت من الخشب بالكامل.
So our practice has been a timber-only practice since our inception and as part of our advocacy for the use of wood in buildings, about 15 years ago, I wrote a book called "The Case for Tall Wood Buildings," and that book taught the lesson of why we should do this and how we should do this. And in the beginning, it was a very unlikely concept that people had a hard time believing. And yes, we figured out that we could have built the Empire State Building entirely out of wood.
هذه الفكرة المبكرة هي الآن مفهوم سائد حول العالم في بناء المباني المستدامة، وهنالك المئات من المباني الخشبية الشاهقة التي بنيت بالفعل أو أنها حاليًا قيد التصميم أوالتشييد، والآلاف مبرمجة مستقبلًا.
That early idea now is a mainstream concept around the world in sustainable building practices, and there are hundreds of tall wood buildings that have either been built or are currently under design and construction, and thousands more to come.
لكن الخشب كفكرة مستدامة، لا يمكن أن يكون كذلك إلا أذا كان مصدره ممارسات إدارة مستدامة للغابات. ويغطي معظم كوكب الأرض العديد من الغابات التي يجب الحفاظ عليها كجزء من الحل المناخي. وفي الواقع، هنالك العديد من غابات الكوكب معرضة لتهديد كبير. إذا ألقينا نظرة على أكبر تجمعات السكان في العالم وأسرعها نموا. في الواقع، العديد من هذه المناطق ليس فيها غابات أو تدرك مدى التهديد المحذق بغاباتها.
But wood as a sustainable idea is not sustainable unless it actually comes from sustainable forest practices. And much of the planet has forests that we actually need to keep standing as part of our climate solution. And in fact, lots of the world have forests that are under deep threat. If we think about where population in the world mostly resides and where it's growing the quickest, in fact, most of those areas either don't have forests or also are aware these forests are threatened.
ورغم أن الخشب، هو حل جيد في حد ذاته وهو حل أؤمن به بشدة، لكنه ليس حل عالمي. مازالت معظم مدننا تبنى باستخدام هذه المواد الثلاثة: الفولاذ والخرسانة والطوب وهي مصادر لانبعاثات كربونية عالية. نحن نعمل بجد والناس يعملون بجد لتحسين جودة الخرسانة والفولاذ. لكن لسوء الحظ، فإن تعديل تلك المواد الموجودة هو بجعلها أفضل قليلًا. بالنسبة للإسمنت، يُقَدَّرُ أنه يمكن تخفيض انبعاثات الإسمنت من الكربون بأفضل الأحوال ما بين 10% و35%. وهذا بعيد جدًا عما نحتاجه سواء من ناحية تحييد الكربون في مدننا، أو أفضل من ذلك، في عزل الكربون والمباني السلبية كربونيا.
And so wood, as good a solution as it is and a solution that I still very much believe in, is not a global solution. Most of our cities are still built in those first three materials: steel, concrete and masonry, and they have a high carbon footprint. We're working hard and people are working hard to make concrete and steel better. But unfortunately, tweaking those existing materials is making them only modestly better. In the case of concrete, it's estimated they can reduce the carbon footprint of concrete at best between 10% and 35%. And that's a long way to go from where we need to be, either at carbon neutrality in our cities, or better yet, in carbon-sequestering, carbon-negative buildings.
إذن كيف نحقق ذلك؟ بعد بناء مليون ونصف قدم مربع من الكتل الخشبية مازلت أثق في هذه المادة، لكن أستمر في طرح هذا السؤال على نفسي: ما هو بديل “الأربعة الكبار“؟ بالنسبة لي، وبدون تردد، فإن الإجابة هي دراسة ما يحدث في الطبيعة وفي هياكل الطبيعة وفهمها، وبالجمع بين ذلك وبين التقنية الحديثة وكذا نماذج الحاسوب التي تتيح لنا إنشاء هياكل فعالة متقدمة. تشكل كل تلك العناصر مجتمعة ما نسميه “خمسة.”
So how do we get there? After building about 1.5 million square feet of mass timber I still believe in that material, but I keep asking myself this question: what is the alternative to “the big four”? And the answer, in my mind without question, is studying and understanding what's happening in nature and nature's structures, combining that with modern biotechnology and combining that with all of the computer modeling that allows us to make incredibly efficient structures going forward. All those things together are creating what we call “Five.”
“خمسة” هي طريقة خامسة، مادة بناء جديدة حسب اعتقادي، ستحل مع مرور الوقت محل “الأربعة الكبار“. إنها مادة عضوية بالكامل مصنوعة من الغابات والمحاصيل التي يمكن أن تنمو في كل بقاع الأرض. كما أنها قوية وآمنة، وفي النهاية فعالة من حيث التكلفة ومنافسة لأي مادة متوفرة حاليا.
Five is a fifth way, a new structural material that will replace, in my mind over time, “the big four.” It's an all-organic material made from forests and crops that can be grown all over the world. It's strong and safe, and it eventually will be cost-effective and competitive against any other material available.
وهي ليست بالفكرة الجديدة. المنتجات المصنوعة من مواد طبيعية، لحسن الحظ، تنمو في كل مكان. هناك صناعة ضخمة من المواد الحيوية في الأوساط الأكاديمية، كما هو الحال في القطاع الخاص. ونحن نشاهد يوميا منتجات جديدة معروضة على الانترنت. هذا المجتمع قوي ولحسن الحظ يزداد قوةً، ومساهمتنا فيه تركز على فكرة أكبر استخدام للمواد، والمتمثل مجددا في هيكل المبنى.
Now, this isn't a new idea. Products made from natural materials, thankfully, are growing up everywhere. There's a huge industry of biomaterials in academia, as well as in private business. And we're seeing new products come online every day. This community is strong and hopefully getting stronger and our contribution to it is really focused on this idea of the biggest material use, which again is the building structure.
إذن كيف يعمل الأمر؟ ترتكز الفكرة على المفهوم ذاته الذي تعمل به الشجرة أو أي نبات وعائي آخر. عندما تكبير الصورة، نجد أن الشجرة تتكون من أنسجة خشبية الممتدة من أسفل الشجرة إلى أعلاها، والأمر نفسه عند النباتات. وتتكون تلك الأنسجة الخشبية، على مستوى بنية الخلايا، من ألياف السليلوز والليغنين التي تجعل معا النبتة قوية من أجل أن تنمو وتزدهر. وهذه المادتين، ألياف النبات والليغنين، بالإضافة للمواد الرابطة الأخرى، تشكل معا المكونات التي نسميها “خمسة“.
So how does it work? So the idea is based on the same concept of how a tree works or any other vascular plant. As we zoom in, a tree is sort of made of lignified tissues that go from the bottom of the tree to the top, as are plants. And those lignified tissues have within them, in cell structure, cellulose fibers and lignin that together make the plant strong in order to grow and thrive. And those two materials, the fiber in the plant, as well as the lignin, as well as other binders, make up the ingredients of what we call Five.
تمثل دراسة الألياف وكيفية عملها في النباتات قصة أخرى حول كيف نحاول صناعة هذا الهيكل. وإذا كنا نعقتد كلنا أن الأمر مجرد قطع لفرع كما رأيتم على الشاشة، فإننا نعلم اليوم بأن الطبيعة تجد طرقا جد فعالة لإنشاء الهياكل، وهي غالبا ما تكون مدورة كفرع. لكننا كبشر، نميل لتشييد هياكل شبيهة بالصندوق. والسبب في فعلنا لذلك هو أن الإسمنت والفولاذ وهذه المواد والخشب تكون أكثر فعالية عندما نشكلها كصندوق أو نقطعها كصندوق، هذا أقل تكلفة وهذا هو السبب.
Studying the fibers and how they work in plants is another part of how we're trying to make this structure. And if we all imagine cutting through a branch as the image just showed, we know that nature finds very efficient ways to create structures, and they're often round like a branch. But as humans, we tend to make boxy structures. And the reason we do that is concrete, steel and these materials and wood, are more efficient when we form them as a box or when we cut them as a box, It's more affordable and that's why we see it.
يتكون الهيكل النموذجي من أعمدة وعوارض وبلاط، أشكالها صناديق تماما، كما تشاهدون على الصورة. تتصرف الهياكل المختلفة بشكل جد مختلف دائما. ويعتبر هذا الهيكل مثالا على بناية طويلة، لكن لو كنا نتحدث عن منزل، فإن الهيكل سيكون مختلفا. أو لو كنا نتحدث عن حلبة هوكي، فإنه سيكون هيكلا آخرا.
So a typical structure has columns and beams and a slab that make it up, and they're very boxy forms, as you can see in the image. Now different structures behave very differently all the time. This particular structure is an example from a tall building, but if we were talking about a house, it would be a different structure. Or if we're talking about a hockey rink, it would be another structure.
لذا، بالاقتصار على هذا المثال، كيف تعمل القوى؟ حسنا، لدينا قوة وزن الأشخاص ولدينا قوة وزن الجزء الأعلى من المبنى. لدينا الرياح التي تهب على جنبات المبنى أو زلزال يضربه. القوى بالأزرق، الضاغطة نحو الأسفل في هذا المثال، هي قوى ضغط، تدفع نحو الأسفل. والقوى بالأصفر هي قوى الشد، التي تشد إلى اتجاهات مختلفة هذا الهيكل. عندما نجمع بينها، نلاحظ كيف تتحرك القوى نحو الأرض عبر هذا الشكل البسيط. إنه نوع من مخططات تسلسل العمليات.
So just in this example, how do the forces work? Well, you have the force of the weight of people and you have the force of the weight of the building above. You have wind blowing on the sides or an earthquake impacting it. The forces, as they press down on this particular example, in blue are forces of compression. That’s the squeezing forces, pushing down. And the forces here in yellow are the tension forces, the pulling apart on that structure. When we put those together, we see how the forces move to the ground through this simple frame. And it's sort of a flowing diagram.
في الواقع، عند استعمالنا لما يسمى مخطط الإجهاد الهيكلي، سنلاحظ أن الشكل جد طبيعي من حيث خصائصه. لكن كما قلت آنفا، نحن نبني أشياء على شكل صناديق، وعندما نركبها مع بعضها في مثالنا، على سبيل المثال، هيكل من الخشب شبيه بالصندوق، سنلاحظ هذه المناطق الحمراء غير الضرورية تماما. في الطريقة التي نبني بها، هي مضيعة للمواد.
In fact, when we use what's called a structural stress plot, you can see that the form is very natural in its character. But as I said, we build things out of boxes, and when we overlap in our example, a boxy structure of wood, for example, we see these areas in red which really are unnecessary. There wasted material in the current way we build.
في هذا المثال، نعمل مع مهندسينا، الحقيقة أننا قمنا بحساب أن هذا المثال بالذات سَتُخَلِّف حوالي 27% من النفايات المادية. الآن، جميع المباني تختلف. من الصعب إجراء حساب إجمالي من هذا النوع، فبعض المباني هي أكثر فعالية والبعض الآخر أقل. لكن إذا ضربنا هذا في حجم المبانى التي نحتاج بناءها خلال 40 سنة القادمة، سنحصل على مجموع لا يصدق من النفايات البشرية. وإساءة استخدام لمواردنا.
In this example, working with our engineers, we actually calculated that this particular example would result in about 27% material waste. Now all buildings are different. It's very hard to make a sort of overall calculation, some buildings are more efficient, some less efficient. But if we multiply this by the amount of building that needs to be built over the next 40 years for humanity, it's an incredible amount of human waste. And poor use of our resources.
هدفنا في “خمسة” هو كيف نستخدم أقل قدر ممكن من الموارد؟ وعندما تستخدمون القليل من المواد في تشييد مبنى، فأنتم تخففون من وزنه، والحقيقة فإن المبنى الأخف يعني وزن أقل على الأرض، وبالتالي فإن الأساسات تحت الأرض يمكن أن تكون أخف أيضا. لذا، فإن القليل من الموارد يساوي مباني أخف يساوي موارد أقل.
So our goal with Five is how do we use as little resources as possible? And when you use little resources in a building, you lighten the building up, and a lighter building actually means that it weighs less on the ground, and our foundations below the ground can be lighter as well. So less resources equals lighter buildings equals even less resources.
لتطبيق فكرة كيف يمكن “لخمسة” استخدام موارد قليلة، أخذنا أربعة حلول حالية معمول بها وقمنا بجمعها معا.
Taking this idea of how Five can use less, we took four existing known solutions and put them together.
أولا أخذنا تلك الألياف النباتية والتي يمكن استخراجها من الأشجار أو النباتات أو العشب أو الخيزران. وحتى من نفايات المنتجات الخشبية. وكذا من عملية تنظيف الطوابق التحتية للغابة لجعلها أقل عرضة لحرائق الغابات في أماكن مثل كاليفورنيا. نأخذ تلك الألياف ونجمعها مع غيرها من المواد العضوية الرابطة والليغنين لخلق منتج صلب.
The first is we take those plant fibers I described and that can come from trees, that can come from plants, grass, bamboo. It can come from waste wood products. It can come from clearing the understory of a forest to make it less likely for forest fire in places like California. We take those fibers and combine them with other organic binders and lignin in order to sort of create a solid product.
بعدها نأخذ هذه النمادج الحاسوبية التي تتيح لنا بحق إدماج تصميم الفعالية في الطريقة التي نبني بها لنستطيع التخلص من كل تلك النفايات.
And then we take these computer models that allow us to really design efficiency into the way we build so we can boil out all that waste.
وفي النهاية، سنستخدم الإنسان الآلي. مما يعني أن كل جزء من المبنى، عوض أن يكون نسخة مطابقة لغيره ومُبَدِّد للموراد، سيستخدم فيه القدر الكافي من المواد، لا أقل ولا أكثر، لجعل المبنى آمنا.
And then finally, we're going to use custom robotics. That means that every part of a building, rather than being cookie cutter and the same and wasteful, could be just as much material as needed and no more in order to make the building safe.
وتشكل مجتمعة شيئا يبدو مظهره بهذا الشكل. وللتذكير، هذا مثال فقط. الواجهة العليا من السقف مسطحة لأننا نمشي عليها، لكن في الأسفل يبدو المبنى أكثر عضوية من حيث الشكل، وكما ترون، هذه العوارض والأعمدة شبيهة بعض الشيء بالفروع وما نراه في الطبيعة.
Together, that makes something that looks like this. And again, this is an example. The flat top is flat because we walk on floors, but underneath the building looks more organic in its shape, and as you can see, these beams and columns feel a little bit more like branches and more like what we see in nature.
وبتقريب الصورة أكثر، نبدأ في رؤية تكوينها في الواقع. وقد تتساءلون: هل هذا لوح ليفي؟ هل هذا لوح جسيمات، أشياء رأيتموها سابقا؟ ما نتحدث عنه في الواقع هو وضع طبقات مجهرية من هذه الألواح الليفية التي لا يتخطى سمكها المليمتر. وبوضعها معا وتركيبها بشكل متقاطع فيما بينها، يمكننا تخصيص الطريقة، القائمة مرة أخرى على نموذج هيكلي، التي تعمل بها المادة المكونة لكل قطعة بعينها لجعلها فعالة بقدر الإمكان. نحن ندمجها مع البوليمرات العضوية والليغنين مما ينتج لنا مادة قوية وكثيفة وتتصرف كالأشجار.
As we zoom in even further, we start to see how it's actually composed. And you may think in your mind: is this fiberboard? Is this particleboard, things you’ve seen before? Well, actually what we're talking about is a very microscopic layering of these plant fibers that are just a millimeter long. By laying them together and cross-laminating them across each other, we can customize the way, based again on a structural model, exactly how the composition of each piece of the material works in order to make it as efficient as possible. We combine it with these organic polymers and lignin and ultimately make this material as strong, dense, and it behaves much like a tree would.
ونحن نقوم بذلك بطريقة فريدة من حيث عمل التركيب. وبما أنه لا ينتظر من أجزاء الهيكل أن تعمل بنفس الشكل وأننا نريد التقليل من النفايات، فإننا نستعمل قوالب روبوتية ومن النسيج. بالأحمر، النسيج المتحرك للداخل والخارج ويسمح بتشكيل كل جزء من المبنى بالكامل وعلى نحو فريد. ومجددا، نحن نستعمله لتقليل نفايات الهيكل.
Now we do that in another unique way in the way the forming works. Because no pieces of a structure have to be the same and we want to reduce waste, we use robotic forms and fabric forms. The red is fabric that moves in and out and allows each piece of the building to be completely, uniquely customizable. And again, we're using it to reduce the waste of the structure.
لذا، عندما نستعمل كل ذلك معا، يبدو الأمر مختلف تماما، شيء لم يره أحد من قبل. إنه لا يشبه الفولاذ أو الخرسانة أو الخشب. بل ما ترونه، في هذا المثال، هو هيكل مستوحى بالكامل من النباتات. ويقدم بيئة صحية وجميلة. أشكاله ليست مصممة للزينة فقط. إنها هنا لكونها ضرورية من حيث الهيكل، لكنها تبقى جميلة رغم ذلك. كما أن التواجد داخلها آمن. وهي عازلة للكربون، لذا، فإنها جزء من الحل الذي نقدمه في التغير المناخي.
Now when we put that all together, it looks like something completely different, something that none of us have seen before. It's not like steel, it's not like concrete and it's not like wood. Instead, in this example, what you see is an entirely plant-based structure. It's healthy and beautiful to be around. Its shapes are not there as decoration. They're there as just structural essentials, and yet they're beautiful. It's safe to be within. It sequesters carbon, so it's part of our solution for climate change.
أعتقد بأنه لا يمكننا الاستمرار في العمل بأنظمة عفا عليها الزمن ونحاول جعلها أفضل. علينا تخيل شيء آخر. كما أنه لا يمكننا انتظار نفاد موارد العالم قبل تخيل مستقبل مختلف. لم نعد جزءا من لثورة صناعية للمواد. نحن في بداية ثورة من المواد لأمنا الطبيعة. ونتيجة لذلك، يمكننا إنشاء بيئات أجمل بكثير للجميع.
I believe we cannot continue to work with broken systems and try to make them better. We have to imagine something next. We also can't wait for the world's resources to run out before we imagine a future that's different. We are no longer part of an industrial revolution of materials. We are at the beginning of Mother Nature's revolution of materials. And as a result, we can make much more beautiful environments for everyone.
عندما أتمشى في الغابة القريبة من منزلي وأنظر إلى الأشجار وأتخيل شكل المباني في المستقبل، أتخيل أنها ستستعمل موارد أقل، وسيكون تأثيرها أقل. ستواصل إنشاء مجتمعات قوية وصحية لنا جميعا. لكنها ستكون أكثر فعالية.
As I walk around the forest of my home and I look up into the trees and imagine what the buildings of the future are, I imagine that they'll use less resources, they'll have less impact. They will still make strong, healthy communities for all of us. But they'll do so more efficiently.
كل هذه الأفكار هي أفكار موجودة بالفعل. الأمر ليس جديدا. لدينا فرصة للعيش في عالم عضوي بالكامل. علينا فقط أن نقرر القيام بذلك.
All of these ideas are ideas that already exist. There's nothing new here. We have an opportunity to live in a completely biological world. We just have to decide to do so.
هناك مجتمع متنام من الشركات والمنتجات الحيوية المتاحة، وهناك مواد جديدة تدرج يوميا في النظام. يمكننا وسنقوم بإيجاد التوازن المناسب بين احتياجات البشر والكوكب في نفس الوقت. كل ما علينا القيام به هو الاستماع إلى الطبيعة والتعلم منها.
There is a community growing of companies and products of biomaterials that are available, and every day there are new materials introduced into the system. We can and we will solve this combination of human need and the planet's need at the same time. All we need to do is listen to nature and let her teach us how.
شكرا جزيلا لكم.
Thank you.
(تصفيق)
(Applause)