Ich lebe im großen, schönen British Columbia und mein Leben speist sich aus der Erkundung der Natur zu Hause und weltweit. Das Bild hier ist aus dem Himalaya, wo ich vor ein paar Monaten zum Klettern war. Die Natur ist ein großer Teil meines Lebens und inspiriert mein kreatives und berufliches Schaffen. Inspiriert von der Natur in Vancouver arbeite ich mit meinem Team hart daran, Gebäude zu entwerfen.
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.
Als Architekturbüro haben wir zwei Hauptaufgaben. Unsere erste Mission ist es, schöne Gebäude zu bauen, die unserer Gemeinschaft dienen und die Bedürfnisse der Menschen in ihnen berücksichtigen. Die zweite Mission konzentriert sich auf die Tatsache, dass die erste enorme Auswirkungen auf den Planeten und den Klimawandel hat, und wir daran arbeiten müssen, sie zu reduzieren.
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.
Infolgedessen wird unser Unternehmen oft als äußerst nachhaltig bezeichnet, aber in Wirklichkeit ist das gar nicht der Fall. Tatsächlich glaube ich, dass der Begriff „nachhaltiges Bauen“ oder „nachhaltige Praxis“ in den meisten Fällen nicht zutrifft. Der Grund ist, dass erbaute Umgebungen eine enorme Menge an Ressourcen verbrauchen und viel zu wenige davon erneuerbar sind. Tatsächlich fließt der größte Teil dessen, was der Mensch auf der Erde herstellt, in erbaute Umgebungen.
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.
Die andere Herausforderung bei Gebäuden besteht darin, dass sie etwa 39 % unserer Treibhausgasemissionen -- in Nordamerika fast die Hälfte unserer Treibhausgasemissionen -- ausmachen. Als Referenz, weil nicht genug darüber gesprochen wird: Alle Autos, Flugzeuge, Automobile und das gesamte Transportwesen machen zusammen nur etwa 23 % aus. Gebäude sind also ein großer Teil des Problems, aber zu wenig im Fokus.
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.
Problematisch sind sowohl das Heizen und Kühlen von Gebäuden als auch die verwendeten Baumaterialien. Und was die Materialien angeht, so bestehen die Konstruktionen, die die Gebäude aufrecht halten, in jeder Stadt der Welt aus vier Hauptmaterialien: Beton, Stahl, Mauerwerk und Holz. Und von diesen vier Materialien haben drei einen sehr, sehr hohen CO2-Fußabdruck, insbesondere Beton und Stahl.
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.
Jetzt ist Holz das einzige Material auf dieser Liste, das auch eine erneuerbare Ressource ist und Kohlenstoff bindet. Es ist also das einzige Material, das uns den Weg zu klimaneutralen Gebäuden ebnen kann. Und das ist der Weg, den wir bei uns wählen, um alle Gebäude zu bauen.
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.
Wir arbeiteten also von Anfang an nur mit Holz und als Teil unserer Fürsprache für die Verwendung von Holz schrieb ich vor gut 15 Jahren ein Buch mit dem Titel „Hoch bauen mit Holz“. Dieses Buch vermittelte, warum wir Gebäude damit bauen sollten und wie. Anfangs war das ein sehr unwahrscheinliches Konzept, an das die Leute nur schwer glaubten. Wir haben herausgefunden, dass wir das Empire State Building komplett aus Holz hätten bauen können.
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.
Diese frühe Idee ist heute ein weltweit verbreitetes Konzept für nachhaltiges Bauen, und es gibt hunderte von hohen Holzgebäuden, die entweder gebaut wurden oder sich derzeit in Planung oder Bau befinden, und tausende weitere werden folgen.
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.
Aber Holz als nachhaltige Idee ist nicht nachhaltig, wenn es nicht aus nachhaltiger Fortwirtschaft stammt. Und auf einem Großteil des Planeten gibt es Wälder, die wir als Teil der Klimalösung erhalten müssen. Tatsächlich sind viele Wälder weltweit stark bedroht. Wenn wir darüber nachdenken, wo die Weltbevölkerung hauptsächlich lebt und wo sie am schnellsten wächst, gibt es in den meisten dieser Gebiete entweder keine Wälder oder sie sind bedroht.
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.
Daher ist Holz, so hilfreich es auch ist, und das ich immer noch für eine gute Lösung halte, keine globale Lösung. Die meisten Städte werden immer noch aus Stahl, Beton und Mauerwerk gebaut und haben einen hohen CO2-Fußabdruck. Wir und andere Leute arbeiten hart daran, Beton und Stahl besser zu machen. Leider können die vorhandenen Materialien nur geringfügig optimiert werden. Bei Beton schätzt man, dass man den CO2-Fußabdruck bestenfalls um 10 % bis 35 % reduzieren kann. Und das ist noch weit weg von dem, wo wir hin müssen, von der Klimaneutralität unserer Städte oder, besser noch, kohlenstoffbindenden, kohlenstoff-negativen Gebäuden.
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.
Also, wie kommen wir dorthin? Nachdem ich etwa 1,5 Millionen Quadratfuß Holz verbaut habe, glaube ich immer noch an das Material, stelle mir aber immer wieder die Frage: Was ist die Alternative zu den „großen Vier“? Meiner Meinung nach besteht die Antwort darin, zu untersuchen und zu verstehen, was in der Natur und ihren Strukturen vor sich geht, dies mit moderner Biotechnologie und Computermodellen zu kombinieren, die es uns ermöglichen, in Zukunft unglaublich effiziente Strukturen zu erschaffen. All diese Dinge ergeben zusammen das, was wir „Fünf“ nennen.
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.”
Fünf ist ein fünfter Weg, ein neues Strukturmaterial, das meiner Meinung nach im Laufe der Zeit die „großen Vier“ ersetzen wird. Es ist ein rein organisches Material aus Wäldern und Nutzpflanzen, das auf der ganzen Welt angebaut werden kann. Es ist robust und sicher und wird letztendlich kostengünstig und wettbewerbsfähig gegenüber allen anderen Materialien sein.
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.
Nun, das ist keine neue Idee. Zum Glück sind Produkte auf Naturbasis überall im Kommen. In der akademischen Welt und der Privatwirtschaft gibt es eine riesige Industrie für Biomaterialien. Wir sehen, dass jeden Tag neue Produkte online gehen. Diese Gemeinschaft ist stark und wird hoffentlich immer stärker, und unser Beitrag dazu ist die Konzentration auf den größten Materialverbrauch -- der nun mal die Gebäudestruktur ist.
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.
Also, wie funktioniert das? Die Idee basiert auf dem gleichen Konzept, nach dem ein Baum oder jede andere Gefäßpflanze funktioniert. Zoomen wir hinein, besteht ein Baum quasi aus verholztem Gewebe, das sich von der Unterseite des Baumes nach oben bewegt; bei Pflanzen ist es genau so. Und dieses verholzte Gewebe enthält in seiner Zellstruktur Zellulosefasern und Lignin, die die Pflanze zusammen stark machen, damit sie wächst und gedeiht. Und diese beiden Materialien, die Fasern in der Pflanze und das Lignin sowie andere Bindemittel bilden die Inhaltsstoffe dessen, was wir Fünf nennen.
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.
Fasern und ihre Funktionsweise in Pflanzen zu studieren ist Teil unserer Versuche, diese Struktur nachzubilden. Und wenn wir uns alle den Querschnitt eines Asts vorstellen, wissen wir, dass die Natur sehr effiziente Strukturen bildet -- und diese sind oft rund wie ein Ast. Aber wir Menschen neigen zu kastenförmigen Strukturen. Wir tun das, weil Beton, Stahl und Holz effizienter sind, wenn wir sie zu einer Kiste formen oder kistenförmig schneiden. Es ist günstiger und deshalb sehen wir es.
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.
Ein typisches Bauwerk besteht aus Stützen, Balken und einer Platte -- alles sehr kastenförmig, wie Sie sehen können. Nun verhalten sich verschiedene Strukturen immer unterschiedlich. Diese Konstruktion ist ein Beispiel für ein hohes Gebäude, aber sprächen wir über ein Haus, sähe sie anders aus. Sprächen wir über ein Eishockeyfeld, sähe sie anders aus.
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.
Wie also funktionieren die Kräfte in diesem Beispiel? Man hat die Kraft des Gewichts der Menschen und die Kraft des Gewichts des Gebäudes über einem. Man hat Wind, der drumherum weht, oder ein Erdbeben, das darauf einwirkt. Die blauen Kräfte in diesem Beispiel sind Kompressionskräfte, die nach unten drücken. Und die gelben Kräfte sind die Spann- bzw. Zugkräfte, das Auseinanderziehen dieser Struktur. Wenn wir sie zusammenfügen, sehen wir, wie sich die Kräfte durch den Rahmen zum Boden bewegen. Es ist eine Art fließendes Diagramm.
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.
Wenn wir ein strukturelles Belastungsdiagramm erstellen, sieht man, dass die Form in ihrer Beschaffenheit sehr natürlich ist. Aber wie gesagt, wir bauen Dinge aus Kisten, und wenn wir in unserem Beispiel eine kastenförmige Struktur aus Holz darüber legen, sehen wir diese roten Bereiche -- die tatsächlich unnötig sind. Die Art, wie wir derzeit bauen, verschwendet Material.
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.
Allein für dieses Beispiel haben wir mit unseren Ingenieuren eine Materialverschwendung von etwa 27 % errechnet. Nun sind Gebäude verschieden. Es ist sehr schwierig, eine allgemeine Berechnung durchzuführen; einige Gebäude sind effizienter, andere weniger. Aber wenn wir das mit der Menge an Gebäuden multiplizieren, die in den nächsten 40 Jahren für die Menschheit gebaut werden muss, ist das eine unglaubliche Menge menschengemachter Abfall. Und schlechter Umgang mit unseren Ressourcen.
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.
Unser Ziel mit Fünf ist also, so wenig wie möglich zu verbrauchen. Und wenn man für ein Gebäude wenig verbraucht, macht man das Gebäude leichter, und ein leichteres Gebäude bedeutet weniger Gewicht auf dem Boden und dass die Fundamente unter der Erde auch leichter sein können. Weniger Ressourcen gleich leichtere Gebäude gleich noch weniger Ressourcen.
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.
Ausgehend von dieser Vorstellung haben wir vier bekannte Lösungen genommen und kombiniert.
Taking this idea of how Five can use less, we took four existing known solutions and put them together.
Erstens nutzen wir die beschriebenen Pflanzenfasern. Die können von Bäumen stammen, von Pflanzen, Gras oder Bambus. Sie können aus Holzabfällen stammen. Sie können durch das Roden von Unterholz im Wald entstehen, was die Wahrscheinlichkeit von Waldbränden an Orten wie Kalifornien verringert. Wir nehmen die Fasern und kombinieren sie mit anderen organischen Bindemitteln und Lignin, um gewissermaßen ein festes Produkt herzustellen.
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.
Und dann nutzen wir Computermodelle, die es ermöglichen, Effizienz in die Art, wie wir bauen, hineinzugestalten, sodass wir Überflüssiges beseitigen können.
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.
Zuguterletzt nutzen wir individualisierbare Robotik. So enthält jedes Bauteil, statt wie aus einer Plätzchenform kommend immer gleich zu sein, nur so viel Material, wie nötig ist, um das Gebäude sicher zu machen -- und nicht mehr.
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.
Zusammen ergibt das etwas, das so aussieht. Das ist wieder ein Beispiel. Die Oberseite ist flach, weil wir auf Böden laufen, aber unter dem Gebäude sieht es organischer aus, und wie Sie sehen, muten diese Balken und Säulen ein bisschen mehr wie Äste an und wie das, was wir in der Natur sehen.
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.
Wenn wir noch weiter hineinzoomen, sehen wir, wie es tatsächlich zusammengesetzt ist. Vielleicht fragen Sie sich: Ist das Faserplatte? Ist das Pressspan, etwas, das Sie schon kennen? Tatsächlich sprechen wir von einer mikroskopischen Schichtung dieser Pflanzenfasern, die nur einen Millimeter messen. Indem wir sie zusammenlegen und übereinander kreuzlaminieren, können wir -- wiederum auf Grundlage eines Strukturmodells -- die Zusammensetzung jedes einzelnen Materialstücks genau festlegen, um es so effizient wie möglich zu gestalten. Wir kombinieren es mit organischen Polymeren und Lignin und machen dieses Material letztendlich so stark und dicht, dass es sich wie ein Baum verhält.
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.
Das machen wir auch durch unsere einzigartige Art des Formens. Da keine Teile einer Konstruktion identisch sein müssen und wir Abfall reduzieren wollen, verwenden wir Roboterformen und Stoffformen. Das Rote ist ein Stoff, der sich ein- und ausziehen lässt und die vollständige und einzigartige Anpassung jedes Gebäudeteils ermöglicht. Und wieder verwenden wir ihn, um Überschuss zu reduzieren.
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.
Wenn wir das alles zusammenfügen, sieht es aus wie etwas völlig anderes, etwas, das keiner von uns je gesehen hat. Es ist nicht wie Stahl, nicht wie Beton und nicht wie Holz. Stattdessen sehen Sie hier etwas vollständig Pflanzliches. Es ist gesund und schön, sich in seiner Nähe aufzuhalten. Seine Formen sind nicht zur Dekoration da. Sie bilden nur die strukturelle Basis und doch sind sie wunderschön. Es ist sicher, sich darin aufzuhalten. Es bindet Kohlenstoff und ist daher Teil unserer Lösung für den Klimawandel.
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.
Ich glaube, wir können nicht weiter mit kaputten Systemen arbeiten und versuchen, sie zu verbessern. Wir müssen uns etwas Neues vorstellen. Wir können nicht warten, bis die Ressourcen zur Neige gehen, bevor wir uns eine andere Zukunft vorstellen. Wir sind nicht mehr Teil einer industriellen Materialrevolution. Wir stehen am Anfang der Materialrevolution von Mutter Natur. Dadurch können wir viel schönere Umgebungen für alle schaffen.
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.
Wenn ich in meiner Heimat durch den Wald gehe und hoch zu den Baumwipfeln schaue, stelle ich mir vor, wie die Gebäude der Zukunft aussehen: Sie verbrauchen weniger Ressourcen und haben weniger Auswirkungen. Sie werden immer noch starke, gesunde Gemeinschaften für uns alle schaffen. Aber auf effizientere Weise.
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.
All diese Ideen sind Ideen, die bereits existieren. Nichts davon ist neu. Wir können in einer vollständig biologischen Welt leben. Wir müssen uns nur dafür entscheiden.
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.
Es wächst eine Gemeinschaft von Unternehmen und Produkten aus Biomaterialien, die verfügbar sind, und jeden Tag werden neue Materialien in das System eingeführt. Wir können und werden diese Kombination aus menschlichen Bedürfnissen und den gleichzeitigen Bedürfnissen des Planeten lösen. Wir müssen nur auf die Natur hören und uns von ihr beibringen lassen, wie.
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.
Danke.
Thank you.
(Applaus)
(Applause)