Bydlení z tiskárny

Technologie pro 3D tisk, jako fenomén posledního desetiletí, se využívá i pro vrstvení speciální betonové směsi na stavbách.

Koncepce využití 3D tištěné architektury není až tak úplně nová, jak by se na první pohled mohlo zdát. William Urschel totiž ve Spojených státech za pomoci svého strojního vybavení vytvořil vůbec první budovu z vrstveného betonu už v roce 1939. I když tato technologie ještě nebyla to pravé ořechové a na čas upadla v zapomnění, vývoj velkých 3D tiskáren jeho původní myšlenku oživil. A přes všechny porodní bolesti stále se zdokonalující technologie 3D tištěné architektury proniká na stavby domů jako „building printing“ nejen ve Spojených státech a Číně, ale i v Evropě, kde se dlouhodobě stavebnictví potýká s nedostatkem řemeslníků.

Ovšem ne všemu, o čem se v souvislosti building printing mluví či píše, je radno věřit. Například je pravda, že konstrukční 3D tisk v programu Artemis ve službách NASA sehraje zásadní roli při stavbě budov na Měsíci. Zde ovšem nebude z trysek tiskáren vytlačován beton, nýbrž tu budou nasazeny robotické 3D tiskárny s lasery, které roztaví regolit pokrývající povrch Měsíce, který přemění na pevný, vrstvený stavební materiál. Tedy na Měsíci hodlá NASA stavět silnice a budovy ze zdejšího nezpevněného horninového materiálu zvaného regolit, jemnějšího než písek. Ale vraťme se na Zem.

V roce 2017 byl ve francouzském Nantes díky sociálnímu projektu Yhnova vybudován 3D tiskem první dům. Zakřivené stěny domu se čtyřmi pokoji umožnily zlepšit tepelný odpor, cirkulaci vzduchu a vytvořit v domě bezbariérové ​​uspořádání, přičemž hrubou stavbu bez oken, dveří a střechy, zde vytiskly za 54 hodin. Pokud jde pak o poslední vývoj 3D konstrukčního tisku v Evropě, se zajímavým vývojem v oblasti konstrukčního tisku přišlo Centrum pro udržitelnost a inovace Kamp C v Antverpách, které nedávno postavilo prototyp domu, vytištěného 3D tiskárnou. Dům o rozloze zhruba 90 metrů čtverečních se dvěma podlažími byl konstruován pomocí tiskárny BOD2 společnosti COBOD a stejně jako u jiných 3D tištěných projektů zahrnoval proces vytlačení speciální betonové směsi z trysky a vytvoření základní struktury ve vrstvách, dokud nebyl kompletní. Poté na strojem vytištěné hrubé stavbě domu provedli dělníci konečné úpravy, doplnili stavbu střechou, okny a dveřmi.

„Pevnost materiálu v tlaku je třikrát vyšší než u konvenčních rychlostavebních cihel,“ říká Marijke Aerts, projektová manažerka. „Kromě vláken v betonu je množství použité výztuže z drátěného pletiva extrémně omezené. A v důsledku použité tiskové technologie bylo bednění nadbytečné, což ušetřilo odhadem šedesát procent materiálu, času a rozpočtu“, dodala k tomu. Interiér prototypového domu má podobné rozměry jako typický belgický dům, ve skutečnosti se v něm však bydlet nebude, neboť byl vytvořen pro výzkumné účely financované vládou při ověřování možností 3D tištěné architektury. Prostory domu zahrnují vstupní halu, dvě konferenční místnosti a kuchyňský kout. Centrum Kamp C k tomu přidalo několik energeticky úsporných doplňků, jako solární panely, tepelné čerpadlo a podlahové vytápění.

Během několika let dospěla technologie 3D tištěné architektury od výroby domů podobných chatrčím ke komunitám levného bydlení. Vzhledem k tomu se 3D tištěná architektura začíná celosvětově šířit jako rychlá výstavba dostupného bydlení. Například společnost HTL již dříve dokončila v rámci pilotního programu dvě jednotky se 2 ložnicemi ve svém výzkumném a vývojovém zařízení v Droghedě. Projekt řadového sociálního bydlení Grange Close se třemi jednotkami v Louth ve východním Irsku pak technikou 3D tisku realizovala za pouhých 12 dní. Má plochu 330 metrů čtverečních, které jsou rozděleny do tří samostatných jednotek s podlahovou plochou 110 metrů čtverečních na dvou podlažích. Přičemž u jejich novějšího systému tisku se ukazuje, že stěny domu nemusí připomínat vlny, tedy že nemusí být již hrbolaté či krabaté, jak tomu bývá u čínských systémů. Výstavba byla dokončena za pouhých 12 pracovních dnů, od počáteční přípravy staveniště až po předání klíčů klientovi, tedy místnímu zastupitelstvu, které dokončilo vybavení bytových jednotek a pronajalo je nájemníkům sociálního bydlení za dostupnou cenu. Zde na videu tištěný projekt Grange Close:

https://www.youtube.com/watch?v=OHLHGBN98Sw&t=11s

Podle společnosti COBOD, která poskytla jednotku 3D tiskárny, představuje projekt Grange Close ve srovnání s výstavbou typických, tomuto projektu podobných domů, značné zkrácení termínu stavby. Jak společnost vysvětluje, přibližně 50 procent úspory času pochází přímo z tisku stěnového systému. Zbývajících úspor bylo dosaženo díky přesnosti 3D konstrukčního tisku, který umožňuje bezproblémovou integraci dalších stavebních součástí jakými jsou příčky, vazníky a podlahové systémy, již ve fázi plánování a přípravy, což vede k efektivnějšímu stavebnímu procesu. Ten zahrnoval tiskárnu BOD2, která vytlačovala betonovou směs z trysky po vrstvách, přičemž sledovala naprogramovaný plán, v němž vytvořila strukturu budovy. Stejný model 3D tiskárny byl použit v roce 2023 na indickou poštu v Bengaluru, i v datovém centru Wave House, vytištěném loni v Německu.

Zde na videu výstavba datového centra v Německu, kdy 3D tiskárna vytlačovala recyklovatelnou směs podobnou husté pastě z trysky ve vrstvách rychlostí 4 m2 za hodinu, přičemž vnější stěny Wave House dosahují délky 54 m a výšky 9 m. Po vytištění hrubé stavby stavební dělníci projekt dokončili osazením střechy a dveří, instalací veškeré kabeláže s osvětlením, včetně zařízení potřebného pro moderní datové centrum s připojením k internetu. A není bez zajímavosti, že k vymalování zdejšího interiéru byl použit robot zvaný „robotický malíř“ firmy Deutsche Amphibolin-Werke:

https://www.youtube.com/watch?v=cfWryED7Zrk&t=73s

Harcourt Technologies (HTL) je společnost, která přinesla technologii konstrukčního 3D tisku do Irska. Vzdělávací a školicí rada Louth Meath (LMETB) se sídlem Dundalku nyní s HTL spolupracuje při poskytování školení ve výzkumném a vývojovém zařízení. LMETB také zakoupila svou vlastní soupravu pro 3D tisk budov jako součást centra, které nabízí školení v oblasti 3D konstrukčního tisku. Ředitelka centra vzdělávání a školení Sadie Ward McDermott v červenci loňského roku uvedla, že program LMETB umožňuje pracovníkům ve stavebnictví přístup k této technologii nejen vzhledem k důležitosti potřeby zajistit více bydlení, ale i v kontextu náročného trhu práce.

Školení tam absolvovala již více než stovka stavebních techniků a řemeslníků z oblasti stavební výroby, neboť nepochybují o tom, že technologie 3D tisku přináší vyšší bezpečnost, nižší produkci odpadu, úsporu času a nákladů, ale i šetrnější přístup k životnímu prostředí. Nakonec i podle zástupců firmy ICE Industrial Services, která se u nás věnuje automatizaci stavebnictví a využívá svoji vlastní mobilní tiskárnu betonu, umožňuje 3D tisk hrubé stavby z betonu vytvořit až pětkrát rychleji, kdy lze oproti klasické technologii lití do bednění ušetřit až 70 procent nákladů.

Naši politici několikrát slibovali, že obcím pomůžou s dostupností sociálních bytů a pro jejich bytovou politiku potřebného nájemního bydlení. Jenže stavební výroba v České republice (s výjimkou Prahy) neustále klesá, což se projevuje především v nedostatečné výstavbě bytových domů. Přičemž rozum zůstává stát nad tím, jak naši vládní úředníci investují miliardy do projektů Greean Dealu a přitom nedokážou investovat do jedné velké soupravy pro 3D tisk betonu a vzdělávacího a školícího centra pro 3D konstrukční tisk, jenž při využití geopolymerů vede k výraznému snižování emisí CO2.

Což bude nejspíše tím, že podle našich pravomocemi obdařených rozumbradů technologie 3D konstrukčního tisku nemůže potřebnou výstavbu bytových domů ve stylu Grange Close nikterak zjednodušit, ani urychlit. Určitě to však nebude tím, že by výrobci cihel a tvárnic lobovali za zákaz vládní podpory 3D tisku bytových domů.

Odkazy na původní zdroje :

V roce 1939 William Urschel vytvořil první 3D tištěnou budovu na světě :

https://www.youtube.com/watch?v=Dl9rhG5BPrM

Na stopáži 12:20 tohoto videa o 3D tisku domů na Měsíci :

https://www.youtube.com/watch?v=dXUX6dv2_Yo

Cenově dostupné, adaptabilní a energeticky úsporné bydlení v Nantes :

https://3dprintingindustry.com/news/a-french-family-is-the-first-to-move-into-a-3d-printed-house-135881/

Stavba domu pomocí 3D konstrukční tiskárny nepopírá potřebu řemeslníka :

https://www.rte.ie/news/regional/2024/0710/1459098-3d-printed-homes-dundalk/

Projekt řadového sociálního bydlení se třemi jednotkami v Irsku:

https://newatlas.com/architecture/grange-close-3d-printed-housing-ireland/

První 3D tištěné domy z Dundalku :

https://www.lmetb.ie/latest-news/irelands-first-3d-printed-homes-being-built-in-dundalk-2/

Nezisková organizace odhalila první městskou čtvrť, vystavěnou 3D tiskem :

https://archeyes.com/3d-printed-neighborhood-new-story/

Jeden z modelů dostupného a ekologického bydlení :

https://roundtop.com/hotels-bed-breakfasts/3d-printed-homes-round-top-stay-casitas-the-halles/

Česká mobilní tiskárna betonu :

https://www.ice.cz/cs/stavebnictvi/ice-coral-mobilni-3d-tiskarna-betonu

Místo obrovské 3D tiskárny roboti řízení umělou inteligencí :

https://arstechnica.com/science/2022/08/chinese-propose-to-build-a-dam-with-a-distributed-3d-printer/