Budowanie przez drukowanie. Nie ma jak w 3Domu
- Wykorzystanie technologii druku 3D obniży koszty budowy o 80%, pozwoli zaoszczędzić do 70% czasu oraz obniży o 50% użycie wymaganej siły roboczej - twierdzi Eng Munira Abdul Kareem, tamtejszy dyrektor Departamentu Ministerstwa Realizacji Projektów Rozbudowy Infrastruktury.
Wcześniej władze Dubaju ogłosiły plany dotyczące nowoczesnej strategii druku 3D, w ramach której do 2030 r. aż 25% wszystkich budynków w Dubaju będzie tworzonych za pomocą drukowania 3D. Zjednoczone Emiraty Arabskie mogą się już pochwalić pierwszym na świecie budynkiem biurowym stworzonym za pomocą tej nowoczesnej technologii. Teraz planują wznieść dzięki niej pierwszy na świecie prawdziwy drapacz chmur.
Jest taniej
Na dobrą sprawę drukowanie domów nie jest już żadną nowością. Jedne z pierwszych budynków wykonano ponad dwa lata temu w Chinach. Dokonała tego tamtejsza firma budowlana Winsun. Godną uwagi realizacją była dwupiętrowa willa, mająca 1100 m2 powierzchni użytkowej, oraz kilkukondygnacyjny budynek mieszkalny. Teraz jednak druk 3D zaczyna stopniowo wchodzić do budowlanego mainstreamu.
W marcu 2017 r. amerykańska firma Apis Cor zaprezentowała pierwszy dom mieszkalny, który powstał w zaledwie 24 godziny, w Stupinie, w pobliżu Moskwy. Elementy konstrukcyjne wydrukowano na miejscu budowy. Najpierw stworzono pełną konstrukcję ścian. Następnie przeniesiono drukarkę z wznoszonego obiektu na zewnątrz i wydrukowano dach, który zamontowali robotnicy. Pomieszczenia nie wymagały tynkowania.
Powierzchnia domu nie była wielka - zaledwie 38 m2. Firma Apis Cor podaje jednak, że całkowity koszt budowy wyniósł ledwie 10 tys. dolarów. Największym wydatkiem okazał się zakup drzwi oraz okien, wytworzonych oczywiście w tradycyjny sposób. Warto dodać, że podana kwota uwzględnia wszystkie prace - od wykonania fundamentów, przez wydrukowanie konstrukcji, montaż okablowania, drzwi i okien, aż po wykończenie z zewnątrz i od strony wewnętrznej. Na koszt wpłynął też niecodzienny kształt obiektu, bo wg obliczeń koszt wykonania domu w prostszym kształcie mógłby być jeszcze niższy.
Drukowanie domu firmy Apis Cor, w Stupinie
Drukowane mury pną się do góry
Wspomniany pierwszy biurowiec wykonany w technologii wydruku 3D stanął w marcu 2016 r. w Dubaju. Jego powierzchnia użytkowa wyniosła niewiele, bo 250 m2. Obiekt stworzono we współpracy z firmą Winsun. Cały proces budowy trwał siedemnaście dni i okazał się dużym sukcesem. Wykorzystano w nim mieszaninę betonu, plastiku oraz gipsu wzmocnionego włóknem szklanym. Koszt realizacji okazał się o połowę niższy w porównaniu z sumą, którą trzeba byłoby przeznaczyć na wzniesienie podobnego obiektu w technologiach tradycyjnych - wykonawcy oszacowali wydatki na 140 tys. dolarów.
We wrześniu 2017 r. media doniosły o jednorodzinnym domu o powierzchni blisko 100 m2, „wydrukowanym” dzięki specjalnej drukarce 3D w trzy dni, we francuskim Nantes. Zamieszka w nim jedna z miejskich rodzin - podobnie jak w następnych budynkach, które zostaną w podobny sposób wzniesione na jednym z osiedli. Chodzi bowiem o pierwszy z zaplanowanej serii domów komunalnych, które mają powstać w tej technologii. Skróci ona czas budowy każdego z nich prawie dziesięciokrotnie. Co więcej, stworzy nowe perspektywy architektoniczne, bo np. ułatwi konstruowanie zaokrąglonych murów - choćby po to, by lepiej wykorzystać wolny teren czy ominąć drzewa, których władze miejskie lub obywatele nie chcą ścinać.
Ukraińska firma PassivDom używa już od niedawna robota drukującego 3D, który może drukować ściany, dach i podłogę domu modelowego o powierzchni 35 m2 w ciągu ok. ośmiu godzin. Co ciekawe, obiekty są autonomiczne i mobilne, co oznacza, że nie muszą być podłączane do zewnętrznego systemu elektrycznego i wodno-kanalizacyjnego.
Najmniejszy model PassivDom kosztuje 31 900 dolarów. Siedmioosiowy robot, wykonując warstwę po warstwie, drukuje dach, podłogę i 20-centymetrowe ściany z włókien węglowych, bazaltowych, poliuretanu, żywic i włókna szklanego. W zależności od modelu cały proces może trwać mniej niż 24 godziny. Projektowanie jednak i produkcja większych domów, o większej liczbie specyfikacji i wykończeń, zajmie już nawet miesiąc.
Drukuje się zresztą nie tylko domy. W Holandii jesienią powstał pierwszy na świecie wydrukowany w 3D betonowy most rowerowy. Konstrukcja jest efektem współpracy między Uniwersytetem Technicznym w Eindhoven i przedsiębiorstwem budowlanym BAM. Most - a właściwie kładka nad rzeczką Peelsche Loop, w miejscowości Gemert - ma 8 m długości i 3,5 m szerokości. Przeprawa była drukowana w postaci metrowych segmentów, zmontowanych w całość na miejscu i umieszczonych pomiędzy dwoma przyczółkami.
Za pierwszy na świecie drukowany mostek dla pieszych uchodzi z kolei powstały kilka miesięcy wcześniej projekt naukowców z Instytutu Architektury Zaawansowanej w Katalonii (IAAC), stworzony we współpracy z hiszpańskim koncernem Acciona. Obiekt ma długość 12 m i jest wysoki na 1,75 m. Surowiec, z jakiego go zbudowano, to beton zbrojony włóknem. Mostek stanął w parku miejskim Castilla La-Mancha w Alcobendas, na przedmieściach Madrytu.
Hiszpański mostek drukowany w 3D
Mnóstwo zalet, ale co z trwałością?
Technologia drukowania domów 3D zapewnia wiele nieznanych dotąd możliwości. Powstające obiekty z reguły zyskują przychylne opinie. Wielu ekspertów dostrzega w nich sposób na rozwiązanie problemów mieszkaniowych. Budownictwo 3D ma duży potencjał i otwiera możliwości szybkiego wznoszenia domów w miejscach dotkniętych kataklizmami. Co więcej, nieduże koszty mogą stać się dobrym rozwiązaniem dla mniej zasobnych mieszkańców wielu krajów.
Z punktu widzenia budowlańców drukowanie elementów konstrukcyjnych niesie ze sobą sporo korzyści. Czas wykonania może zostać skrócony z kilku tygodni do nawet jednej godziny, a ilość odpadów znacznie zmniejszona. Przekłada się to na niższe koszty inwestycji. Istotne jest także to, że druk 3D zdecydowanie zwiększa pole kreatywności architektów. Pozwala bowiem na większą dowolność kształtów oraz łatwiejsze dostosowywanie projektów do uwarunkowań miejscowych i indywidualnych potrzeb klientów.
Wątpliwość budzą jednak żywotność i oferowany komfort zamieszkiwania. Pierwsze domy wzniesiono zaledwie kilka lat temu, więc nikt nie przeprowadził jeszcze pełnych ekspertyz stanu technicznego po choćby kilkunastoletnim okresie użytkowania.
Film prezentujący druk 3D z betonu:
Reportaż z pracy drukarki konstrukcji Andrieja Rudenki:
