Namo statyba 3D spausdintuvais: ateitis jau čia?

Nusprendę statyti nuosavą būstą naujakuriai ilgai matuoja ir skaičiuoja kaip, iš ko ir per kiek laiko būstas turėtų būti pastatytas. Gyvename tokiu laiku, kada vyksta dar viena inovacija, kuri tikrai pakeis architektūrą, kaip mes ją suvokiame ir kur gyvensime ateityje. Taip „Žinių radijo“ laidoje „Reikia architekto“ sakė architektas Povilas Čepaitis.

Pastaraisiais metais vis daugiau dėmesio sulaukia namų statyba naudojant 3D spausdinimo technologijas. Šis inovatyvus būdas žada ne tik greitesnį ir pigesnį statybos procesą, bet ir galimybę įgyvendinti netradicinius architektūrinius sprendimus. Apie 3D pastatytus namus pranešama iš skirtingų pasaulio regionų.

3D spausdintas namas Rusijoje

Kaip veikia 3D spausdinimo technologija statybose?

Paprastai tariant, spausdintuvas po truputį lieja betoną ir leidžia jam sustingti. SQ4D kompanija sukūrė autonominę robotizuotą statybų sistemą - didelį 3D spausdintuvą, kuris iš betono spausdina namus. Taip vienu metu gali būti atspausdintos vidinės ir išorinės pastato sienos. Procesui prižiūrėti reikalingi žmonės, tačiau jų skaičius yra gerokai mažesnis nei įprastoje statybų aikštelėje.

Nors 3D spausdintuvų yra įvairių, dažniausiai aparatas yra atvežamas į statybų aikštelę, surenkamas, sujungiamas su siurbliu ir sauso mišinio sandėliavimo talpa, iš kurios mišinys keliauja į maišymą ir vėliau, patekęs į spausdintuvą, ant betoninės plokštės spausdina „neribotos fantazijos statinius“.

Anot V. Vaitkevičiaus, pastatus spausdinti 3D spausdintuvu galima dviem būdais - gaminant atskirus elementus gamykloje ir surenkant juos aikštelėje arba visą namą spausdinant vietoje. „Spausdinimas gamykloje nepriklauso nuo oro sąlygų: žiema, vasara, lietus ar sniegas technologijai netrukdo. Statybos aikštelėje vykdomas spausdinimas reikalauja papildomų apsauginių sprendimų, tokių kaip palapinė ar kitaip dirbtinai sukurtos sąlygos“, - sako V.

Privalumai ir galimybės

Vienas iš svarbiausių 3D spausdinimo privalumų - galimybė įspūdingu greičiu ir tikslumu materializuoti sudėtingas konstrukcijas, kartu naudojant konkretų reikiamos medžiagos kiekį ir taip mažinant atliekų kiekį. Ši technologija leidžia įgyvendinti netradicinius architektūrinius sprendimus pasitelkiant įvairias formas, išvengti ir statybininkų klaidų, mat sienas formuoja technologija, kuri dirba pagal gana tikslią programą, o klaidos atsirasti gali tik dėl techninių gedimų. Didžiausias inovacijos privalumas - mažesnė pastato kaina ir jo pastatymo greitis.

3D spausdinimo būdu gaminamų objektų statyba trunka net 10-20 kartų trumpiau nei naudojant įprastines priemones.

Be to, 3D spausdinimas gali būti aplinkai draugiškesnis statybų būdas - į jį įtraukiama mažiau žmonių, mažiau skirtingas medžiagas vežančių sunkvežimių. „Namų spausdinimas yra monolitinė statyba, kuri, sandarumo klausimu, yra ypač gerai vertinama, kadangi sienos suliejamos į vientisą statinį.

Konferencijos „LOGIN 2023“ diskusijoje „Ateities namai ir gyvenimas: kaip tvarios inovacijos keičia gyvenimą?“ startuolio „Strato 3D Print“ viena iš kūrėjų Beatričė Laurinkutė-Kijevičienė pasakoja, per kiek laiko galima atspausdinti namo karkasą, kiek jis galėtų kainuoti ir ką turi daryti valstybė bei didžiosios korporacijos, kad tokios tvarios technologijos taptų kasdienybe - prieinamos tiek gyventojams, tiek verslui.

Pašnekovė pabrėžia, kad spausdintuvas 20 m2 namo dėžutę (karkasą), gali atspausdinti per vieną parą. Anot jos, vėliau seka visi kiti darbai - instaliacija, langai, elektra, inžinerija ir kt.

Architektas iš Olandijos planuoja pasitelkti 3D spausdinimą ir kurti su Žemės kraštovaizdžiu derančius pastatus. Kaip pasistatyti savo svajonių namą? Suprojektuokite jį patys arba padedami architekto, o galutinį CAD failą pasiųskite į specialų 3D spausdintuvą, kuris atliks reikiamus statybos darbus.

Iššūkiai ir apribojimai

Aišku, spausdintuvui užbaigus darbą žmonėms tenka pasirūpinti apdaila, elektros instaliacija, vandentiekiu, stogu, aplinka ir taip toliau. „Perdangos plokščių, armatūros, sąramų virš langų montavimas yra neįmanomas be žmogaus įsikišimo. Mūsų klimato sąlygomis išlieka ir šiltinimo problema - izoliaciją uždėti turės taip pat žmonės. Todėl, nors sienos ir yra pastatomos greičiau, visa kita vis tiek turės atlikti specialistai“, - teigia V.

Be žmogaus ši technologija apsieiti negali ir dėl to, jog norint spausdinti namą 3D spausdintuvu svarbu pasirinkti tinkamą mišinį konkrečiam įrenginiui - dėl netinkamos medžiagos gali atsirasti trūkiai sienoje. 3D namų spausdinimui tinkamo mišinio prekybos centre nusipirkti nepavyktų - mišiniui yra keliami specifiniai reikalavimai susitraukimui, kietėjimo greičiui, formos išlaikymui spausdinimo metu.

Nors 3D spausdinimo technologija nėra nauja ir pasaulyje vis dažniau iškyla trimačio spausdinimo technologija pastatyti namai, jų statybos pavadinti masine negalima. „Pasaulyje yra nemažai stambių firmų, kurios užsiima 3D spausdinimo technologijų vystymų, tačiau ne visiems žmonėms ši statyba patinka. Jei prašytume jaunos šeimos, gavusios banko paskolą, rinktis tarp įprastinės statybos pastato ir truputėlį pigiau kainuojančio 3D spausdintuvu atspausdinto namo, manau, pasirinkimas būtų sunkus. Paskola yra didelis įsipareigojimas, o atspausdintas namas įkūnija nežinomybę: eksploatacijos patirties yra mažai, neaišku, ar tikrai sėkmingai tokiuose pastatuose galima gyventi“, - sako V.

Teisinė bazė Lietuvoje

Jei Lietuvoje šiuo metu kažkas, ar fizinis asmuo, ar nekilnojamojo turto vystytojas, ar organizacija, panorėtų pasistatyti 3D spausdintą namą, tai būtų išties sudėtinga, o greičiausiai ir neįmanoma. Pastačius statinį be statybos leidimo, galėtų užvirti teisminiai procesai, kurie galiausiai baigtųsi nugriovimu. O esminis dokumentas, leidžiantis statybas, negali būti išduotas todėl, kad 3D spausdinimas iki šiol nėra įteisintas jokiuose Lietuvos teisės aktuose. Nėra teisinės bazės, nėra ir specialistų patirties.

„Lietuvoje nėra jokios teisinės bazės, kuria remiantis tokie namai galėtų būti projektuojami ir jiems išduodamas statybos leidimas. Dar nėra atsakyta į klausimus, kaip mes galėtume tokius pastatus projektuoti, kokie reikalavimai šiems projektams, kokia teisinę atsakomybę neša statytojas?“, - sako V. Vaitkevičius svarsto, kad teisinės bazės nebuvimas ir yra pati didžiausia kliūtis iniciatyvoms.

V. Vaitkevičius yra tikras, kad Lietuva nebus pirmoji, sukursianti standartus 3D spausdintų pastatų statybai: kol kas nėra nei oficialiems standartams būtinos projektavimo bazės, nei medžiagų bandymų.

KTU mokslininkas dalijasi gera naujiena visiems 3D spausdinimo statybų entuziastams: Tarptautinė statybos medžiagų, sistemų bei konstrukcijų laboratorijų ir ekspertų asociacija RILEM prieš keletą savaičių pateikė pirmines standartų užuomazgas. Devyni dokumentai apibrėš, kaip turėtų būti bandomos tokios pastato savybės kaip stiprumas, ilgaamžiškumas ir kitos.

„Tai dar neoficialu, tai yra parengiamoji būsena, - atkreipia dėmesį V. Vaitkevičius. - RILEM žmonės svarsto, kas turėtų būti įtraukta, paliesta, kaip turėtų būti bandoma, o tada jau paruoštus dokumentus įduoda nacionaliniams standartizacijos biurams ar kitoms šalyje atsakingoms institucijoms, kad šios juos adaptuotų ir priimtų kaip standartus.

Pasaulyje specialistams gerai žinoma organizacija RILEM, pateikdama paruoštuką, gerokai palengvina darbą nacionalinėms institucijoms.

Pavyzdžiai pasaulyje

Pasaulyje atspausdintus pastatus jau galima skaičiuoti ne vienetais, o dešimtimis, bet tai labiau ne komerciniai, o bandomieji projektai. Šie pastatai atsirado siekiant išbandyti technologiją bei patikrinti, kaip tokiuose namuose jaučiasi žmonės.

JAV parduodamas pirmasis SQ4D komercinis projektas - 130 kvadratinių metrų namas su trimis miegamaisiais, 2 vonios kambariais ir atskiru dideliu dviejų vietų garažu (vadinamas 2,5 automobilių garažas). Tai - visiškai naujas namas, kuriame dar niekas negyveno. Jis pasižymi paprastu šiuolaikišku dizainu. Skelbimas kviečia įsigyti dalelę istorijos - juk tai yra pirmasis parduodamas JAV 3D spausdintuvu pastatytas namas! Ir jis kainuoja 300 tūkstančių dolerių (apie 250 tūkstančių eurų).

Šanchajaus kompanija „WinSun Decoration Design Engineering Co.“ paskelbė pradėjusi gaminti namus, naudodama 6,6 metrų aukščio, 10 metrų pločio ir 150 metrų ilgio trimatį spaudintuvą. Kitame pasaulio krašte - Kinijoje - 3D spausdintuvas jau aktyviai naudojamas statybose ir naujienų portalai apie vienas po kitos skelbia statybų inovacijas, diegiamas šioje šalyje.

2014 metais bendrovė „WinSun Decoration Design Engineering Co“ nuliejo dešimt namų per greičiau nei parą. Tiesa, konstrukcijos buvo pirma nulietos, o paskui surinktos. Kaip statybinė medžiaga buvo naudojamas betono mišinys su statybų atliekomis ir stiklo pluoštu. Namai, kurie buvo pastatyti, 10x6,6 m spaudintuvu, kainuoja apie 4,5 tūkst.

Ta pati bendrovė praėjusiais metais praėjusiais metais tokiu pat principu pastatė jau penkiaaukštį daugiabutį - 1100 kv. m pastatą su vidine ir išorine apdailomis. Statyboms naudotas tas pats spaudintuvas bei anksčiau paminėtos medžiagos. Įdomu tai, kad tokie pastatai jau paruošti eksportui - juos užsako Taivano nekilnojamojo turto bendrovė, jie siūlomi Egiptui. Penkiaaukštis siūlomas už fantastinę kainą - 140 tūkst.

Šis 37 kv.m namas buvo pastatytas naudojant 3D spausdintuvą. Projekto autorė - kompanija „Apis Cor“, kuri dirba 3D spausdinimo technologijų srityje. Savo mobilaus 3D spausdintuvo, kuris gali spausdinti pastatus, dėka kompanija sugebėjo įgyvendinti šį projektą vos per 24 valandas. Tikima, kad toks pastatas gali stovėti apie 175 metus.

2022 m. baigtas statyti namas „House Zero”, esantis Ostine, Teksase. Projektas įgyvendintas naudojant 9500 svarų sveriantį robotą, kuris 3D spausdintuvu atspausdino visas gyvenamojo namo sienas iš patentuotos cementinės medžiagos, pavadintos „Lavacrete”, izoliacijos ir šiek tiek armuojančio plieno.

2021 m. Venecijos architektūros bienalėje Giardini della Marinaressa buvo eksponuojamas arkinis mūrinis pėsčiųjų tiltas, sudarytas iš 3D spausdintuvu atspausdintų betono blokelių, kuriems nereikia skiedinio ar armatūros.

2023 m. buvo baigtas projektas New Delft Blue istoriniame Olandijos mieste Delfte. Integruojant 3D molio spausdinimą, kompiuterinį dizainą ir tradicines glazūravimo technikas, New Delft Blue sukūrė precedentą, naujai interpretuodamas tradicinį keramikos ornamentą ir kurdamas jo šiuolaikinę XXI a.

Ateities vizijos

Kalbėdamas apie ateitį, ekspertas prognozuoja, jog įprastinės statybos būdo ši inovacija nepakeis, tačiau sudarys tam tikrą procentinę dalį tarp naujų pastatų. „Spausdintuvai jau yra pasiruošę darbui, dabar reikia atitinkamo požiūrio, teisinių sprendimų.

B. Laurinkutė-Kijevičienė mano, kad ateityje, tarkime, po 10 metų atspausdinti namai užims nemažą rinkos dalį, o gamybos procesas galbūt priartės prie mašinų gamybos proceso. „Bus galima susikurti personalizuotą namą, savo svajonių namą su dirbtiniu intelektu, vieno mygtuko paspaudimu jį užsisakyti, spausdintuvas jį atspausdins, namas bus atvežtas, jame įdiegtos smart sistemos ir skaitliukai. Tokią aš matau ateitį“, - teigia B. Laurinkutė-Kijevičienė.

2060 m. Miuncheno pakraštyje įsikūręs naujai įkurtas miestas, visiškai pastatytas naudojant ekologiškas 3D spausdinimo medžiagas. Sienos, perdangos ir stogai pagaminti iš betono, susintetinto iš vietoje esančio vandens ir dirvožemio. Langams ir stiklo plokštėms naudojama neskaidoma derva, o baldai ir ūkinės paskirties prietaisai spausdinami 3D spausdintuvu, naudojant vietinės kilmės metalus ir lydinius.

tags: #namo #statyba #su #printeriais #3d