
发布日期:2026-03-16 来源: 网络 阅读量()
近十年来,真菌生物材料在建筑与设计领域逐渐进入公共视野,并催生出一系列相关实践。这种利用菌丝体强大的自粘性,从而将农业废弃纤维加以整合与固化的材料,正逐渐搭建起一座座真菌建筑(Mycotecture)。
Mycotecture(真菌建筑)由表“真菌”的希腊语词根 myco‑ 与 architecture(建筑)组合而成,专门指代以真菌生物材料为核心的建造体系。 真菌建筑用一场场温柔又坚定的实践告诉我们:房子不必强行建造,也可以被“生长”出来。以自然之力,回应栖居之诗,这便是菌丝带给未来建筑的答案。
在当代城市中,我们所熟悉的高楼大厦,大多依赖混凝土、钢筋等工业材料,以高度标准化的方式被快速搭建起来。这套建造体系在过去一个多世纪中逐渐成为建筑的常识,也支撑了城市规模的迅速扩张。
然而,与效率并行的,是建筑寿命的不断缩短,以及在施工与拆除过程中所累积的大量能耗、废弃物与环境负担。
相较于传统混凝土砌块,菌丝体材料在力学强度与长期稳定性方面仍存在显著短板。但与之形成对比的是,其生产制备能耗极低,原料多取自农业废弃物,不仅成本更为低廉,还兼具天然可降解、可循环的生态优势。
本文将选取5个具有代表性的真菌建筑案例(参照下图),梳理并分析2014至2020年间真菌建筑的演进脉络与发展历程。
在这一系列实践探索中,设计者从最基础的砖块堆叠入手,持续挖掘菌丝体材料在空间形态、结构体系与环境适应等维度的多元表达。
透过这些案例不难发现,真菌建筑在不同发展阶段均展现出极强的可塑性与应用潜力,它正从一种前沿的概念性材料,逐步走向真实的建造实践,成为参与空间营造的重要载体。
2014年,由美国The Living Studio的大卫·本杰明(David Benjamin)设计、先锋菌丝体材料企业Ecovative建造的真菌建筑装置HY‑FI在纽约落成,成为当时全球体量最大的室外菌丝体建筑。
该项目由约10,000块菌丝体砌块砌筑而成,以公共艺术装置的形式亮相,兼具鲜明的概念表达与艺术价值,也让Mycotecture(真菌建筑)真正进入大众视野。
HY‑FI是专为纽约现代艺术博物馆(MoMA)夏季活动打造的100%天然可生物降解菌丝体塔楼。建筑借鉴烟囱式形态,利用自然通风效应,由底部引入冷空气、顶部排出热空气,在内部形成舒适的凉爽微气候。
塔楼所使用的菌丝体砌块采用边缘加厚设计,表面覆有3M公司研发的反光薄膜,可将光线高效引入建筑内部,强化空间光影与层次。
凭借这些设计策略,HY‑FI在营造舒适自然通风环境的同时,以光线、色彩与视线引导塑造出宜人的内部微气候,契合其夏季展示的核心定位。
该菌丝体砌块足以支撑13米高塔楼的自重,并可抵御时速超65英里的强风。为保障展览期间结构安全与稳定性,设计团队仍保留了塔楼内侧的临时支撑板材。
这一看似保守的处理,真实反映了天然生长材料在建筑应用中的现实约束:菌丝体既可作为具备结构能力的可靠材料,也需要被合理认知、审慎使用。这种在大胆探索与理性克制之间的平衡,正是真菌建筑得以落地与实践的重要前提。
不同于依托菌丝体砖块进行模块化堆叠的传统建造方式,2017年涌现出两项更具实验性的真菌建筑探索,其研究重心转向了构建逻辑本身。
该项目始于对“零废弃”建筑营造方式的探索,设计团队因此将菌丝体的自然生长过程直接整合进建筑的建造体系之中。
在完成贝壳形态的木质支撑结构后,研究团队将菌丝体基质填充至支架顶部的胶合板框架内。与常规实验室条件下的制备方式不同,该实验并未将菌丝体置于无菌、密闭的环境中完成生长与固化,而是直接将其暴露在开放的自然环境中自由生长。
在展示周期内,纤细如蛛丝的白色菌丝曾在结构表面缓慢蔓延,但尚未实现与基质的充分结合,便因外界环境过于干燥而提前终止生长。最终,菌丝体未能形成连续稳定的一体化结构,实验未能完全达成预设目标。
尽管如此,这一“未完成”的状态真实揭示了菌丝体在非受控户外环境下的生长局限与适应边界,也为真菌材料在真实建造场景中的应用与优化,提供了极具价值的实践经验与参考依据。
不同于Shell Mycelium对菌丝体在户外开放环境中自主生长可能性的探索,由苏黎世联邦理工学院(ETH Zürich)Block研究小组(BRG)与卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)可持续建造教席联合研发的MycoTree项目,则是在对菌丝体材料力学性能与生长机制进行系统性研究的基础上,展开的一次更具工程意义的创新尝试。
该项目作为2017年首尔建筑与城市主义双年展“Beyond Mining – Urban Growth”主题展览的核心装置,以室内装置形式呈现,由经过精准制备与处理的多边形菌丝体构件逐一组装拼接,最终形成模仿树木主干与分枝形态的三维自支撑立体结构,标志着真菌建筑从概念实验向准结构应用的重要跨越。
在研究过程中,团队直面菌丝体材料固有的结构短板:其抗拉与抗弯性能较弱,难以直接承担复杂受力,更无法直接替代混凝土、钢材等传统承重材料。与通过改性手段强化材料本身的思路不同,研究团队选择从结构几何与受力路径出发,依托三维图形静力学(3D Graphic Statics, 3DGS) 进行形态生成与力学优化,以高效的结构体系弥补材料性能上的不足(Heisel et al., 2017)。
为保证力流稳定传递,设计严格控制构件汇交数量、连接角度与单元长度,使整体结构形成以受压为主的传力模型,最大限度发挥菌丝体相对优异的抗压特性。
图1.MycoTree。图2/3.几何形的菌丝体材料拼接,并与竹板连接而成。
MycoTree所使用的菌丝体构件以灵芝菌(Ganoderma Lucidum) 为菌种,选取甘蔗渣与木薯根作为有机基质,在28℃、湿度80%的环境中经过14–21天培养成型,再经干燥处理后获得稳定力学性能,其抗压强度可达0.61 MPa,弹性模量为22.70 MPa。
在构造层面,项目采用菌丝体受压+竹材抗拉的混合结构体系:菌丝体构件承担主要竖向压力,顶部4米×4米的竹制网格则提供必要的拉结与约束,二者通过竹销与复合板材连接,既减少了金属连接件的使用,也提升了整体结构的稳定性。
经实测,该结构在设计工况下的安全系数可达1.35,可承受单点0.7kN的水平荷载,充分验证了“以结构效率弥补材料强度”这一策略的可行性。
这一系列设计与实验,让MycoTree突破了以往真菌建筑仅作为模块堆叠或概念装置的局限,首次建立起材料特性—结构几何—力学性能之间的完整逻辑,为低强度生物基材料在建筑结构中的应用提供了可复制、可推广的技术路径。
2018年,美国佐治亚理工学院建筑学院(Georgia Institute of Technology, School of Architecture)完成了一座尺寸为8英尺×8英尺×8英尺(约2.44米见方)的立方体实验建筑——Monolito Mocelio,该项目是当时规模最大的整体式菌丝体建造实验,标志着真菌建筑从预制构件组装迈向现场整体生长的重要探索。
项目以一套定制的木质支撑框架为基底,在框架内外均包裹聚丙烯土工布,形成密闭且透气的大型浇筑式模具。研究团队将袋装菌丝体基质持续破碎、均匀填入模具内部,依靠材料自身的生长黏结实现整体固化。
待结构在封闭模具内获得足够强度与稳定性后,团队逐步拆除外部模板与支撑体系,最终形成一座完整的整体式菌丝体景观亭。
图1:木质几何支撑框架。图2/3:用黑色聚丙烯土工布包裹。图4:将基质填入模具中。
与Shell Mycelium相似,Monolito Mocelio同样选择在室外开放环境中实施建造,但二者在生长控制策略上存在显著差异:Shell Mycelium采用无封闭、无控湿的自然生长模式,而Monolito Mocelio则通过模具与土工布为菌丝体创造了相对稳定的微环境,使其能够在封闭、保湿的条件下完成关键生长期。
然而,该项目并未对完成生长的建筑体进行充分脱水、干燥与固化等核心后处理工序,导致亭子在长期暴露于室外环境后,因雨水侵蚀、二次霉变与结构软化发生坍塌,最终不得不拆除并进行堆肥处理。
左图:一场4人合唱团进行了一场简短的音乐会。右图:Monolito Mocelio的全景图。
此次实验的结果明确印证:菌丝体材料的标准化预处理流程——包括精准控制生长条件、充分脱水干燥与固化——是其应用于建筑构件的关键前提。材料的处理程度直接决定其结构稳定性、耐候性与使用寿命,唯有通过完整的制备与后处理工艺,菌丝体才能在建筑建造中真正发挥其结构潜力与材料价值。
2019年荷兰设计周期间,阿姆斯特丹创意公司Company NewHeroes、荷兰设计基金会与设计师埃里克·克拉伦贝克(Eric Klarenbeck) 携手合作,在埃因霍温Ketelhuisplein广场落成了生长展馆(The Growing Pavilion)。该项目首次系统性实现了菌丝体材料从实验室到建筑空间的全链路应用验证。
展馆由Ecovative公司授权生产的200cm×70cm标准化菌丝体面板为核心围护单元,以轻型木框架作为受力与支撑骨架,整体采用“生物基围护+木质承重”的混合结构体系。
面板以农业废弃物(如、棉秆)为基质培养而成,兼具轻质与高可塑性,可灵活拆卸重组。为攻克菌丝体材料耐候性弱、易吸湿霉变的行业痛点,团队在面板外侧双层涂刷Impershield生物防水涂层与Xyhlo生物防护涂层,构建起透气但防水的防护层,为露天环境下的生物基复合材料应用提供了可落地的解决方案。
在展期九天内,展馆不仅是静态展示空间,更作为动态表演场地,每日举办现场音乐演出与艺术互动活动。直观的声学体验让访客亲身感知菌丝体材料优异的吸声隔热性能,同时现场每日定时进行菌丝采收与烹饪展示,将材料的“生长性”与“循环性”转化为可参与的公共体验。据统计,展馆累计吸引超7.5万名专业与公众访客,成为当年荷兰设计周的标志性生物基建筑案例。
相较于此前的Shell Mycelium与Monolito Mocelio,生长展馆完成了从“概念实验”到“工程化验证”的关键跨越。它系统整合了菌丝体材料的标准化预制、生物涂层防护、结构协同设计三大核心环节,证明了在完善工艺体系下,菌丝体可具备满足临时建筑的耐候性与功能性。
同时,展馆完整呈现了生物基材料的全生命周期价值——从农业废弃物到建筑空间,再到展后可堆肥降解,为循环建筑提供了可复制的范式。
从这些不同尺寸与形式的实践中可以看到,Mycotecture并不存在一种统一的建造模式。无论是以菌丝体砖为单元的堆叠方式,借助立体模具完成的整体塑形,还是通过大小不一的面板进行拼接而成的空间,菌丝体材料在不同项目中呈现出截然不同的构建路径。这些差异并不只是设计语言的变化,而是直接源于菌丝体在生长、成型、固化与装配阶段的不同工艺策略,也从根本上决定了其最终可实现的建筑形态、结构性能与空间特征。
钢筋水泥筑造了居所,而菌丝,让栖居重归诗意。当建筑不再只是被“建造”,而是被“培育”与“生长”,人类才真正走向了与大地共生的、诗意的栖居。
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