Spis treści:
Domy i inne budynki drukowane w 3D mogą łączyć design, funkcjonalność, niskie koszty i troskę o środowisko. Rozwój druku 3D nabiera niesamowitej prędkości i zagląda do kolejnych sfer życia. Dziś przed nami druk 3D i architektura. Czy druk 3D w budownictwie to technologia przyszłości?
Budowle z druku 3D w Europie
Latem 2021 roku w mieście Beckum w północno-zachodnich Niemczech zaprezentowano w pełni wydrukowany w 3D dom. Dwupiętrowa rezydencja oferująca 160 metrów kwadratowych powierzchni mieszkalnej jest projektem współfinansowanym przez kraj związkowy Nadrenia Północna-Westfalia. A to znaczy, że w inwestycje włącza się także sektor administracji publicznej – dobry znak dla druku 3D.
Jak działa drukarka 3D w budownictwie? Proces można porównać do lukrowania wypieków. Wyposażona w robotyczne ramię maszyna drukuje materiał warstwa po warstwie, pozostawiając wolne przestrzenie w miejscach, w których mają być zamocowane drzwi lub okna. Takie drukowanie warstwowe pozwala architektom na dużą elastyczność w projektowaniu i wyborze materiałów do budowy konstrukcji. Ale o tym już wiecie, a jeśli nie, to możecie przeczytać na Botland Blog o domu z Eindhoven oraz amsterdamskim moście IoT w De Wallen.
“Szczególne jest to, że my, projektanci, mamy o wiele więcej swobody dzięki drukarce do betonu” – powiedział dla niemieckiego WDR Waldemar Korte, architekt, którego firma zaprojektowała obiekt w Beckum. “Możemy naprawdę bawić się formą”.
Kreatywny druk 3D w architekturze
Zrównoważone domy TECLA włoskich architektów powstające przy użyciu drukarek 3D są wykonane z gliny. Domy te, zbudowane w Massa Lombarda niedaleko Bolonii, zostały zaprojektowane przez włoską firmę WASP (World’s Advanced Saving Project) i Mario Cucinella Architects (MCA).
TECLA, skrótowiec-grupowiec od słów technologia i glina (z ang. technology; clay) – to struktury zbudowane praktycznie w całości z miejscowej, surowej ziemi. Według deklaracji projekt inspirowany powieścią Italo Calvino z 1972 roku Niewidzialne miasta, która jest serią rozmów między Marco Polo a mongolskim cesarzem. TECLA odnosi się do słowa “Thekla”, którego Calvino używa w swojej powieści, aby opisać miasto, które jest zawsze w budowie. WASP wyjaśnia, że domy są odpowiedzią na zagrożenia klimatyczne i środowiskowe, z jakimi mamy coraz częściej do czynienia.
Okrągłe konstrukcje o powierzchni 60 metrów kwadratowych zostały stworzone w wyniku badań nad lokalnymi praktykami budowlanymi, zasadami bioklimatycznymi oraz wykorzystaniem naturalnych i lokalnych materiałów. Co ciekawe jest to projekt niemal bezodpadowy, a nawet wyposażenie zostało zaprojektowane w taki sposób, aby można je było poddać recyklingowi lub ponownie wykorzystać. Czas realizacji? Zawrotny, bo według TECLA wystarczy 200 godzin.
Druk 3D z betonu
Brzmi niesamowicie? Niektórzy nie dowierzają, gdy wymieniamy im rodzaje materiałów, które już stosują drukarki 3D. Waldemar Korte przewiduje, że przy obecnym szybkim rozwoju technologii w ciągu najbliższych pięciu lat budowanie domów 3D może stać się tańsze od tradycyjnych metod budowlanych. “Budujemy znacznie szybciej” – mówi architekt, któremu budowa domu w Beckum zajęła zaledwie cztery dni. “Potrzebujemy mniej ludzi, a to pomaga, gdy w branży budowlanej brakuje wykwalifikowanych pracowników”. Pomagają naprawdę duże drukarki 3D i innowacyjne mieszanki betonowe.
Mieszanki betonowe są, jak sama nazwa wskazuje, mieszanką cementu i piasku, ale wielu budowniczych dodaje do nich geopolimery i włókna w celu wzmocnienia. Wyjątkowo ciekawy materiał przyszłości do druku 3D to odporny na ekstremalne warunki pogodowe lavacrete – opracowany przez amerykańskiego architekta Paula Schwama, jest mieszanką sproszkowanej czerwonej skały wulkanicznej, cementu i wody.
Tani druk 3D dla budownictwa
Na naszym blogu poruszaliśmy już temat budowy domów w technologii druku trójwymiarowego w wyjątkowo niekorzystnych warunkach klimatycznych w Meksyku, gdzie tym bardziej nie pomaga fakt występowania ubóstwa u znaczącej części społeczeństwa.
W takich okolicznościach druk 3D budynków może być niezwykłą szansą na poprawę warunków życia. Więcej pisaliśmy w artykule o całym osiedlu domów wykonanych na drukarkach 3D.
Według All3DP, strony internetowej specjalizującej się w wiadomościach na temat druku 3D, malejące ceny drukarek do betonu powodują obniżenie kosztów drukowania domów na całym świecie. Firma Apis Cor z Bostonu zbudowała w 2017 r. w Rosji dom, który kosztował około 10 000 USD. Skromna powierzchnia, ale wykonanie niesamowite – 38 metrów kwadratowych, stanął w ciągu jednego dnia. Firma budowlana ICON z Teksasu, która pracuje nad rozwojem taniego budownictwa mieszkaniowego, dąży do obniżenia ceny domu do 4 000 USD. Chiński Winsun pobił rekord drukując w 2014 roku 10 domów w ciągu jednego dnia. Koszt budowy każdego z nich wyniósł ok. 4 800 USD.
Nowe trio: budownictwo ekologiczne, funkcjonalna architektura i drukarka 3D
Wiele konstrukcji drukowanych w 3D oferuje obecnie optymalne połączenie kreatywnego projektu i ekologicznych materiałów, które można zbudować szybko i przy znacząco niskich kosztach. Organizacja charytatywna New Story wykorzystuje te cechy do finansowania i budowania projektów mieszkaniowych w biednych rejonach Ameryki Południowej. Do roku 2020 pomogła sfinansować prawie 2500 domów w Meksyku, Boliwii, na Haiti i w Salwadorze. Proces jest czysty, szybki i może mieć charakter masowy – a nie wiemy, przed jakimi problemami konstrukcyjnymi, środowiskowymi i demograficznymi przyjdzie nam jeszcze stanąć.
U naszego głównego partnera importowo-eksportowego, w Niemczech, budowlańcy również zaczynają dostrzegać, że druk 3D może być rozwiązaniem, które zmniejszy zatory w krajowym przemyśle budowlanym i rozwiąże problem niedoboru mieszkań. Nowe rynki otwierają się błyskawicznie, choć jak dotąd nowa technologia jeszcze nie przyjęła się na dobre.
Dom z drukarki 3D dla każdego? Może za kilka lat
Świat biznesu i przemysłu ma jednak spore nadzieje. Druk 3D może pomóc przede wszystkim w prefabrykacji. Różne części mogłyby być drukowane w halach fabrycznych, a następnie wysyłane na place budowy. Domy budowane z wykorzystaniem technologii druku 3D wykorzystują sprzęt wielkogabarytowy w znacznej części konstrukcji, ale polegają również na tradycyjnych technikach przy innych, podstawowych potrzebach domu, takich jak pokrycie dachu, okablowanie, izolacja czy montaż okien.
Według analityków Los Angeles Times jest zbyt wcześnie, by stwierdzić, czy domy drukowane w 3D będą w stanie sprostać tradycyjnemu budownictwu na dłuższą metę. Nawet zwolennicy technologii zauważają, że rozumieją, dlaczego potencjalni właściciele domów mogą zachować ostrożność, rozważając zakup domu z druku 3D. Mamy nadzieję, że czeka nas wielkie testowanie, a potem spektakularny sukces. W końcu nie ma jak w domu, a ten musi być idealny i sprostać wszystkim potrzebom.
