Sắc tố tự nhiên trong kiến trúc: Nguồn gốc, ứng dụng và lý do nên sử dụng

Giữa những nghiên cứu, nỗ lực và câu hỏi về quy trình và vật liệu của ngành xây dựng, những giải pháp thú vị và đầy hứa hẹn đang được phát triển hoặc xem xét lại. Việc quay lại với các hệ thống xây dựng truyền thống không phải là một xu hướng mới mẻ mà đã là một trong những xu hướng lý thuyết của những năm 1960. Việc quan sát và tái hiện một số thực tiễn bản địa chắc chắn sẽ mang lại lợi ích cho kiến trúc đương đại.

Vượt ra ngoài các vấn đề về hiệu suất xây dựng bền vững, "vật chất" cấu thành kiến trúc cũng cần được xem xét lại. Vật liệu xây dựng cũng phải có khả năng tái tạo, sản xuất, vận chuyển và xử lý với tác động ít hơn đến môi trường. Ví dụ về vật liệu bao che rất quen thuộc: tường và mái. Về mặt hoàn thiện, mặc dù kỹ thuật này đã được ghi chép trong các tài liệu lịch sử, nhưng việc phổ biến rộng rãi các sắc tố tự nhiên và việc sử dụng chúng trong xây dựng vẫn chưa được phổ biến rộng rãi.

Sắc tố tự nhiên đã được sử dụng rộng rãi từ thời cổ đại cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm phẩm màu thực phẩm, sơn, mỹ phẩm, vải vóc và nghệ thuật. Việc tạo ra sơn gốc tự nhiên phụ thuộc vào hai yếu tố: sắc tố và chất kết dính. Sắc tố có thể được lấy từ các chất hữu cơ, chẳng hạn như nghệ tây, annatto, vỏ hành tây, đậu nghiền hoặc rau củ. Chất kết dính (hay chất cắn màu) đảm bảo độ bám dính của thuốc nhuộm trên bề mặt và cũng có thể là các chất hữu cơ, chẳng hạn như giấm, muối và yerba mate, cùng nhiều chất khác.

Nhuộm bằng bột màu tự nhiên phổ biến hơn trong ngành dệt may. Ưu điểm của phương pháp này là không thiếu sự đa dạng về màu sắc, bên cạnh việc giảm nguy cơ dị ứng so với thuốc nhuộm hóa học. Sơn công nghiệp đòi hỏi rất nhiều chất ổn định và hóa chất tổng hợp để đảm bảo độ rực rỡ và độ bền của màu sắc. Chúng được pha trộn với nước, nơi vải được ngâm. Nước nhuộm được xả vào mạng lưới cơ sở hạ tầng của thành phố mà không được xử lý đúng cách sau khi hoàn thành quy trình. Nhuộm tự nhiên không tạo ra lượng chất thải tương tự. Điều này làm giảm tác hại của nước thải đối với hệ thống thoát nước và cuối cùng sẽ được trả lại môi trường.

Quá trình thi công cũng tương tự. Bột màu và chất cắn màu được trộn với nước và phun trực tiếp lên bề mặt nền. Nhìn chung, các bột màu có nguồn gốc khoáng chất, chẳng hạn như đất sét, tạo ra bảng màu ấm áp, từ vàng đến nâu, tùy thuộc vào loại đất. Các chất kết dính phổ biến nhất thường không phải là chất tự nhiên, do nhu cầu về độ bền cho một căn phòng hoặc tòa nhà. Có thể sử dụng keo dán trắng gốc nước, váng sữa (casein), hoặc vôi – đây cũng là thành phần cơ bản của sơn trắng.

Bên cạnh việc sử dụng nó như một loại sơn hoàn thiện , một giải pháp thay thế khác để tạo màu cho vật liệu xây dựng là bê tông có sắc tố. Sắc tố được thêm vào hỗn hợp cát, cốt liệu mịn và thô - sỏi nói chung - xi măng và nước. Sắc tố không ảnh hưởng đến hiệu suất kết cấu của bê tông và không giống như sơn - trong đó sắc tố được pha loãng trong nước - trong bê tông có sắc tố, thuốc nhuộm được trộn với vật liệu và tạo màu thông qua sự phân tán cơ học. Do quá trình tạo màu, sắc tố phải là vô cơ, chẳng hạn như oxit sắt (đỏ và nâu), oxit crom (xanh lá cây), hydroxit sắt (vàng), oxit coban (xanh lam) và titan dioxit (trắng), tất cả đều có nguồn gốc khoáng chất. Để đảm bảo sử dụng đúng cách và bền vững, điều cần thiết là phải đánh giá việc chiết xuất các sắc tố này. Hiệu suất, tính ổn định và độ bền của các sắc tố này trong bê tông đảm bảo lợi thế hơn so với các sắc tố hữu cơ. Khả năng tạo màu và độ bền của chúng không đáp ứng được kỳ vọng về hiệu suất của vật liệu này.

Khả năng kháng màu tự nhiên một phần là do độ bền và khả năng duy trì màu sắc. Các sắc tố có nguồn gốc thực vật rất nhạy sáng, nghĩa là chúng thay đổi màu sắc, phai màu và đôi khi biến mất hoàn toàn khi tiếp xúc với ánh sáng trong thời gian dài. Vì lý do này, một phần quan trọng trong việc phát triển và sử dụng các sắc tố này là đảm bảo màu sắc bền lâu. Đối với các sắc tố khoáng, độ bền trước thời tiết có hiệu suất tương đương với sơn công nghiệp. Đây là động lực thúc đẩy sự phổ biến của nó trong ngành xây dựng dân dụng. Liệu các sắc tố này có thể được ổn định và tăng cường một cách có trách nhiệm trong công nghiệp hay không? 

Từ lâu, người ta đã biết rằng kiến trúc không phải là vĩnh cửu. Tại sao độ bền lại là vấn đề với các sắc tố tự nhiên? Chúng không khác biệt nhiều so với hiệu suất đạt được "tổng hợp", nhưng chắc chắn ít gây hại hơn, và mang đến một cách khác để lĩnh vực kiến trúc tồn tại theo cách cộng sinh và thân thiện với môi trường hơn. Câu trả lời luôn là "không". Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu, giáo sư và chuyên gia đã bắt đầu kết hợp các kỹ thuật cổ xưa với các phương pháp khoa học hiện đại để chứng minh rằng câu trả lời có thể được thay đổi thành "có". Một khía cạnh khác cần được xem xét trong việc tái cấu trúc tư duy xây dựng là tính tạm thời (luôn giống nhau). Việc bảo trì các tòa nhà diễn ra thường xuyên do sự hao mòn của vật liệu.