Czym jest Biophilic Design? Ewolucyjna konieczność i neurobiologia architektury

Projektowanie biofilne: To strategiczne integrowanie natury ze środowiskiem pracy, wynikające z ewolucyjnej biologii człowieka. W komercyjnych wnętrzach roślinność przestaje być dodatkiem – staje się elementem strukturalnym: dzieli strefy, tłumi hałas i obniża poziom stresu zespołu.

Spędzamy w zamkniętych czterech ścianach około 90% życia. Dokładniej: w amerykańskim badaniu NHAPS, w którym przez dwa lata pytano telefonicznie ponad 9 tysięcy osób, jak spędzają dobę, wyszło średnio 87% czasu w budynkach i kolejne 6% w pojazdach [1]. Na wszystko, co dzieje się poza budynkami i pojazdami, zostaje więc około 7% doby, a nie każda minuta na zewnątrz to kontakt z naturą. Pytanie, które musimy sobie zadać jako architekci wnętrz komercyjnych, inwestorzy i użytkownicy przestrzeni, brzmi: jak współczesna kubatura traktuje naszą ewolucyjną biologię?

Wiele biur i obiektów publicznych wciąż projektuje się przede wszystkim pod kątem kosztów i metrażu, a wpływ architektury na fizjologię człowieka schodzi na dalszy plan. W polskim studiu projektowo-produkcyjnym Bujnie patrzymy na te wyzwania przez pryzmat wieloletniego doświadczenia projektowego i rzemieślniczego: tworzymy autorskie formy oraz systemy modułowe (w tym nasz flagowy LOOPO Green System – modularne, architektoniczne „klocki LEGO z zielenią” dedykowane biurom), które pozwalają architektom traktować roślinność nie jako opcjonalną dekorację, lecz jako integralny, strukturalny element przestrzeni.

Na co dzień widzimy, jak zieleń zmienia dynamikę wnętrza: dzieli strefy pracy w open space (zoning), wyznacza osie widokowe i zmienia sposób, w jaki ludzie korzystają z przestrzeni. Jej wpływ na mikroklimat, akustykę i koncentrację rozłożymy na części w kolejnych odcinkach cyklu, ze źródłami i liczbami.

Dlatego otwieramy autorską serię blogową: Projektowanie Biofilne w Praktyce. Będziemy w niej przekładać złożone zagadnienia z zakresu neuronauki, ergonomii oraz architektury środowiskowej na precyzyjne narzędzia projektowe dla architektów i mierzalne wskaźniki biznesowe dla inwestorów komercyjnych. Zaczynamy od fundamentów, ale w kolejnych artykułach prześwietlimy temat pod kątem liczb.

Regeneracja uwagi w 40 sekund: Dowody naukowe na skuteczność biophilic designu

Zacznijmy od przykładu, który najłatwiej sobie wyobrazić. W 2015 roku naukowcy z Uniwersytetu w Melbourne poprosili 150 studentów o wykonanie żmudnego testu uwagi, takiego, który sprawdza, jak długo potrafimy utrzymać skupienie na monotonnym zadaniu. W połowie testu wszyscy dostali 40 sekund przerwy i popatrzyli na widok miejskiego dachu: jedna połowa na dach porośnięty kwitnącą łąką, druga na goły beton. Po przerwie ci, którzy patrzyli na zieleń, popełniali istotnie mniej błędów pominięcia (czyli rzadziej przegapiali moment, w którym trzeba było zareagować) i reagowali bardziej równo [2].

Czterdzieści sekund to tyle, ile zajmuje spojrzenie w okno między dwoma mailami. Uczciwie trzeba dodać, że był to eksperyment na studentach, w kontrolowanych warunkach, i dotyczył utrzymania uwagi, a nie kreatywności czy wyników finansowych.

Drugi przykład jest innego rodzaju. Raport Human Spaces z 2015 roku, zamówiony przez producenta wykładzin Interface i opracowany pod kierunkiem prof. Sir Cary'ego Coopera, objął 7600 pracowników biur z 16 krajów. To ankieta: ludzie sami oceniali swoje samopoczucie i pracę. Wyniki jednoznacznie dowodzą, jak obecność natury wpływa na kluczowe wskaźniki efektywności w nowoczesnym biurze:

Globalnie prawie połowa ankietowanych (47%) nie miała w pracy dostępu do światła dziennego, a aż 58% pracowników nie miało w swoim bezpośrednim otoczeniu żadnych żywych roślin. Co więcej, aż 33% badanych wprost zadeklarowało, że aranżacja i design biura bezpośrednio wpływają na ich decyzję o podjęciu pracy u danego pracodawcy – co czyni biophilic design potężnym narzędziem w procesach employer brandingu i retencji talentów. To nie jest dowód przyczynowy, ale pokazuje, jak użytkownicy sami odczuwają różnicę.

Czas zdefiniować to pojęcie na nowo. Poniżej rozkładamy pierwsze mechanizmy biophilic designu na czynniki pierwsze.

Ewolucyjny dysonans: ludzka fizjologia w sterylnej kubaturze biurowej

Przez niemal całą swoją historię człowiek funkcjonował w bezpośrednim, nierozerwalnym kontakcie ze środowiskiem naturalnym. Nasz układ nerwowy i percepcja zmysłowa kształtowały się w warunkach, w których przetrwanie zależało od trafnego odczytywania sygnałów z otoczenia.

Współczesna architektura zoptymalizowana jest pod kątem efektywności energetycznej, redukcji śladu węglowego i szczelnej izolacji przed warunkami atmosferycznymi. W tym technicznym pragmatyzmie łatwo jednak pominąć kluczowy fakt: nasza fizjologia nie zmienia się w tym samym tempie co budynki. Brak kontaktu z przyrodą to nie kwestia rezygnacji z „ładnego widoku”, lecz potencjalnie stały, niskopoziomowy stresor środowiskowy, a jego skutki, takie jak zmęczenie uwagi i wyższy poziom stresu, da się mierzyć.

Teoria restoracji uwagi (ART) i biologiczne koszty skupienia

Teoria restoracji uwagi (Attention Restoration Theory – ART), rozwijana od lat 80. przez Rachel i Stephena Kaplanów z Uniwersytetu Michigan, a uporządkowana przez Stephena Kaplana w 1995 roku, opisuje to tak: uwaga kierowana, czyli ta, którą świadomym wysiłkiem skupiamy na zadaniu, jest zasobem, który się męczy [4]. Znasz ten stan z końca dnia: czytasz to samo zdanie po raz trzeci i nic z niego nie wynika. Według Kaplana środowiska naturalne są szczególnie bogate w bodźce, które przyciągają uwagę bez wysiłku (tzw. miękka fascynacja – soft fascination), i dzięki temu ten zasób może się odbudować [4].

Fizjologia i zdrowie psychiczne: Co o zieleni mówią duże metaanalizy?

Co wiemy o ciele? W 2018 roku zespół z University of East Anglia przejrzał 143 badania, obejmujące łącznie ponad 290 milionów osób, i zebrał je w jedną metaanalizę. Porównano ludzi, którzy mają więcej zieleni w otoczeniu, z tymi, którzy mają jej mało. Ci pierwsi mieli średnio:

Dorastanie bez zieleni. Skalę zjawiska pokazuje też duńskie badanie z 2019 roku. Naukowcy z Uniwersytetu w Aarhus wzięli ponad 943 tysiące osób urodzonych w Danii i na podstawie zdjęć satelitarnych sprawdzili, ile zieleni było wokół ich domu rodzinnego (na obszarze około 200 na 200 metrów) w każdym roku życia od urodzenia do 10. roku życia. Potem sprawdzili, u kogo w późniejszych latach rozpoznano jedno z 16 zaburzeń psychicznych. Dzieci, które dorastały przy najmniejszej ilości zieleni, miały nawet do 55% wyższe ryzyko zaburzeń psychicznych niż te, które dorastały w najzieleniejszym otoczeniu. Zależność utrzymała się po uwzględnieniu urbanizacji, statusu społeczno-ekonomicznego oraz historii chorób psychicznych i wieku rodziców, a była silniejsza, im dłużej dziecko mieszkało wśród zieleni [6]. To badanie obserwacyjne: pokazuje związek, a nie mechanizm. Trudno jednak o dobitniejszą ilustrację tego, że środowisko, w którym dorastamy, nie jest dla głowy obojętne.

Dla biznesu może to oznaczać niższą odporność zespołu na stres i gorszą koncentrację. Ile to kosztuje, policzymy w następnej części cyklu.

Czym jest Biophilic Design? Ewolucyjny imperatyw zamiast chwilowej mody

Pojęcie biofilii (z gr. bios – życie i philia – przyjazna miłość) jako pierwszy zastosował psychoanalityk Erich Fromm, opisując nim psychologiczną orientację: pociąg do wszystkiego, co żyje i rośnie [7]. Do biologii wprowadził je i upowszechnił Edward O. Wilson w książce Biophilia z 1984 roku, definiując biofilię jako wrodzoną skłonność do zwracania uwagi na życie i procesy je przypominające [8]. Wilson postulował, że ta skłonność ma ewolucyjne korzenie, a więc że kontakt ze światem żywym jest dla człowieka potrzebą biologiczną, a nie opcjonalnym dodatkiem.

Z tego pnia wyrosły hipotezy o tym, jakie miejsca wybieramy odruchowo. Jedna z nich, teoria doboru siedliska (habitat selection), zakłada, że ludzie instynktownie preferują krajobrazy zapowiadające zasoby i bezpieczeństwo, na przykład otwarte widoki połączone z możliwością schronienia (układ prospect and refuge) [9]. Znamy to z codzienności: wielu z nas, wchodząc do kawiarni czy restauracji, odruchowo wybiera stolik pod ścianą, z widokiem na całą salę, unikając siadania na samym środku.

Trzeba przy tym uczciwie powiedzieć, że część tych hipotez pozostaje przedmiotem sporu. Klasyczna wersja, tzw. hipoteza sawanny, zakłada uniwersalne upodobanie do krajobrazu przypominającego sawannę. W badaniu z 2018 roku ponad 300 osób, mieszkańców dwóch wiejskich regionów Brazylii i studentów z Recife, oceniło zdjęcia krajobrazów z różnych biomów, a sawanna nie wygrała: we wszystkich trzech grupach najwyżej oceniono las deszczowy [10]. Autorzy zaznaczają, że nie można wykluczyć wpływu kultury i mediów. Dla projektanta wniosek jest praktyczny: trzymamy się tego, co zmierzone, a nie samej opowieści o sawannie.

Definicja operacyjna: Projektowanie Biofilne w Środowisku Zbudowanym

Nie chodzi tu o przypadkowe postawienie doniczki w narożniku biura. W podejściu biofilnym zieleń definiuje układ funkcjonalny: wyznacza osie widokowe, dzieli strefy pracy i staje się integralnym elementem strukturalnym.

Ta zasada definiuje filozofię projektową polskiej marki Bujnie. Tworzone przez nas modułowe meble dla roślin i architektoniczne kwietniki metalowe łączą precyzyjną, minimalistyczną inżynierię stali giętej z organicznym charakterem roślin. Pozwala to architektom traktować zieleń jako trwały, w pełni skalowalny i niskoobsługowy komponent tkanki wnętrza – idealnie integrujący się z wymaganiami nowoczesnych certyfikacji budynkowych, takich jak WELL Building Standard® czy LEED.

Architektura a układ nerwowy: czy ekran zastąpi żywą roślinność?

Wpływ otoczenia na samopoczucie wynika w dużej mierze z pracy autonomicznego układu nerwowego. Działa on dwutorowo:

Zgodnie z teorią redukcji stresu (Stress Reduction Theory – SRT) Rogera Ulricha niezagrażające środowiska naturalne wywołują szybką, pozytywną reakcję emocjonalną i pomagają organizmowi się wyciszyć, podczas gdy wiele środowisk miejskich utrudnia regenerację [11, 12].

Wyobraź sobie klasyczny eksperyment Ulricha z 1991 roku. 120 osób najpierw obejrzało stresujący film, a potem krótkie nagranie jednego z sześciu miejsc, naturalnych albo miejskich. W tym czasie mierzono im tętno, napięcie mięśni, przewodnictwo skóry i czas przejścia fali tętna, który koreluje z ciśnieniem skurczowym, a także pytano o samopoczucie. Pomiary fizjologiczne i oceny uczestników zgodnie pokazały, że osoby oglądające naturę wracały do równowagi szybciej i pełniej niż te, które oglądały miasto [12]. Był to krótki eksperyment laboratoryjny, ale należy do najczęściej cytowanych w tej dziedzinie.

W metaanalizie omawianej wcześniej większa ekspozycja na zieleń wiązała się z niższym kortyzolem, tętnem i ciśnieniem rozkurczowym oraz ze zmianami zmienności rytmu zatokowego (HRV) [5]. Kierunek tych zmian zgadza się z tym, czego spodziewamy się po większym udziale układu przywspółczulnego, ale same pomiary nie dowodzą, że to właśnie on jest przyczyną.

Cyfrowa natura kontra żywa biologia: Badania nad substytutami technologicznymi

Często pojawia się pytanie o substytuty technologiczne: czy wielkoformatowy ekran wyświetlający las albo sztuczne rośliny w biurze wywołają ten sam efekt fizjologiczny? Warto zacząć od tego, że obraz natury też działa: w eksperymencie Ulricha wystarczyło nagranie. Pytanie brzmi, czy działa tak samo mocno jak prawdziwa przyroda.

Odpowiedzi szukał zespół prof. Petera Kahna z Uniwersytetu Waszyngtońskiego. W biurze 90 osób, po 30 w każdej grupie, poddano lekkiemu stresowi, a potem zmierzono, jak szybko wraca im tętno.

• Jedna grupa miała przed sobą prawdziwe okno z widokiem na zieleń kampusu,
• Druga ekran plazmowy pokazujący na żywo ten sam widok w jakości HDTV,
• Trzecia pustą ścianę.

Prawdziwe okno przyspieszało powrót tętna do normy bardziej niż pusta ściana. Ekran nie dawał lepszego efektu niż ściana [13]. Podsumowanie tych i podobnych badań (m.in. z robotycznym psem) prowadzi Kahna do wniosku, że technologiczna natura jest lepsza niż brak natury, ale gorsza niż prawdziwa [14].

To jeden eksperyment z jednym typem ekranu z 2008 roku, więc nie wiemy, jak zadziałałyby dzisiejsze wyświetlacze. W badaniach, które tu zestawiliśmy, nie testowano też sztucznych roślin. Ostrożny wniosek: ekran może być dodatkiem, ale nie mamy podstaw, by traktować go jako równoważny zamiennik żywej roślinności.

14 Wzorców Projektowania Biofilnego według Terrapin Bright Green

Różnicę tę precyzyjnie porządkuje katalog 14 wzorców projektowania biofilnego (14 Patterns of Biophilic Design), opracowany przez renomowany zespół doradztwa środowiskowego Terrapin Bright Green [15].

Klasyfikacja dzieli narzędzia projektowe na trzy kluczowe domeny:

Żywa roślina umieszczona w architekturze wnętrza należy do pierwszej kategorii i realizuje jednocześnie kilka wzorców:

Fizyka fraktali: Teoria „Fractal Fluency” Richarda Taylora

Z fraktalami wiąże się osobna linia badań fizyka Richarda Taylora z Uniwersytetu Oregonu. W 2006 roku przypomniał on wcześniejsze badania percepcji, z których wynika, że ludzie najchętniej wybierają wzory o średniej złożoności fraktalnej, i opisał wstępne badania wskazujące, że takie wzory wpływają też na stan fizjologiczny obserwatora, co autor uznał za potencjał do redukcji stresu w sztuce i architekturze [16].

Późniejszy model „fractal fluency” (płynność fraktalna) z 2018 roku zakłada, że nasz układ wzrokowy w toku ewolucji przystosował się do natychmiastowego przetwarzania fraktali o średniej złożoności, które są powszechne w koronach drzew, chmurach i ulistnieniu. Według autorów ta łatwość przetwarzania nadaje im walor estetyczny i znacząco redukuje stres fizjologiczny, co obserwowano w badaniach fal alfa w EEG mózgu oraz w spadku przewodnictwa skóry [17].

To obiecujące hipotezy naukowe, ale z cytowanych prac nie wynika, czy żywa roślina działa na układ wzrokowy mocniej niż jej wierna imitacja. Dlatego traktujemy je jako twardy argument za projektowaniem z zielenią, a nie jako ostateczne rozstrzygnięcie sporu o substytuty.

Zieleń strukturalna w architekturze wnętrz: Rozwiązania Bujnie dla biur

Przeniesienie neurobiologii na język planu architektonicznego wymaga rozwiązań, które są czymś więcej niż standardową donicą. Jeśli zieleń ma realizować cele biofilne, musi stać się elementem kompozycji i ergonomii.

W Bujnie wspieramy architektów wnętrz i generalnych wykonawców, dostarczając systemowe meble dla roślin ze stali: