Drukuja domy w 3D. Ta technologia moze skrocic czas budowy o poowe

Ta maszyna drukuje ściany domu. Firmy inwestują miliardy w tę nową technologię, mając nadzieję, że pomoże ona rozwiązać problem deficytu mieszkaniowego. Potrzebujemy od 3 do 6 mln domów. Drukarki 3D mogą skrócić czas budowy o połowę. Jedna z firm szacuje jednak, że w ubiegłym roku w USA wybudowano mniej niż 100 takich domów spośród 1,5 mln wszystkich. Codziennie napotykamy problemy. Nie ma jeszcze idealnego systemu, jak budować te domy. Dlaczego więc budowa domów 3D nie przyspiesza? Jaki jest ich koszt w porównaniu do zwykłych domów? I czy ta nowa technologia może pomóc rozwiązać kryzys mieszkaniowy? Budowa domu 3D zaczyna się od dużego wykopu pod fundamenty. Następnie pracownicy przygotowują beton, żeby postawić ściany. Skupiamy się wykorzystywaniu łatwo dostępnej mieszanki, którą można nabyć w lokalnym sklepie budowlanym lub kamieniołomie. Oto Kristen Henry. Jest dyrektorką ds. technologii w SQ4D — firmie, która na Long Island w stanie Nowy Jork zbudowała pierwszy dom 3D wystawiony w USA na sprzedaż. Koszt budowy na Long Island jest bardzo wysoki, a ponadto brakuje tam pracowników budowlanych. Maszyna kładzie ściany fundamentowe przez dwa dni. Metalowe druty zapewniają wsparcie. Po nałożeniu ostatniej warstwy betonu fundament jest gotowy. Teraz można wznosić ściany domu. Obsługa drukarki na budowie jest o wiele mniej wymagająca technologicznie, niż mogłoby się wydawać. To prawie jak granie w grę wideo. Większość pracy wykonują zaledwie trzy osoby. Jedna osoba obsługuje drukarkę, druga kontroluje mieszankę, a trzecia monitoruje teren. Trzecia osoba odpowiada za przestrzeganie zasad BHP. W ten sposób firmy zajmujące się drukiem 3D mogą również zaoszczędzić pieniądze. Typowe domy wymagają osobnych ekip do budowy drewnianych ścian, oblicówki i płyt kartonowo-gipsowych. Domy 3D tego nie potrzebują. Zmniejszenie liczby pracowników z 30 do trzech to ogromna oszczędność. Pracownicy muszą jednak uważnie obserwować mieszankę. Jej konsystencja zmienia się wraz z temperaturą i wilgotnością. Na przykład w naprawdę gorące dni woda paruje naprawdę szybko i potrzebna jest nieco bardziej wilgotna mieszanka, aby zapobiec pękaniu materiału. Trzeba zachować równowagę, aby materiał otrzymał wystarczającą ilość wody, ale nie był nią przesycony. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, większość konstrukcji domu zostanie wykonana w zaledwie 16 dni, czyli trzy razy szybciej niż w przypadku domu zbudowanego z drewna i płyt kartonowo-gipsowych. Drukowanie może również pomóc zmniejszyć ilość odpadów. Na początku projektu wiemy dokładnie, ile materiałów potrzebujemy. Nie potrzebujemy płyt kartonowo-gipsowych, gwoździ, paroizolacji, poszycia czy winylowej oblicówki. Potrzebna jest jednak izolacja, która jest nakładana ręcznie między ścianami. Drukarka wykonała swoją pracę, ale potrzeba jeszcze trzech tygodni, aby dom był gotowy do zamieszkania. Trzeba wziąć pod uwagę elektrykę, hydraulikę, system HVAC, podłogi, szafki, urządzenia. Oraz więźbę dachową. Całkowity koszt budowy tego domu o powierzchni 130 m kw. wyniósł około 132 tys. dol. SQ4D twierdzi, że to o 30 proc. taniej niż dom o tej samej wielkości zbudowany w technologii szkieletowej. Tradycyjne procesy zajmują zwykle od trzech do sześciu miesięcy. Za pomocą druku 3D można je wykonać w czasie o połowę krótszym. Firma zbudowała do tej pory trzy domy i stara się zbudować więcej, współpracując z fundacją Habitat for Humanity. Kristen mówi jednak, że trudno jest zwiększyć skalę produkcji, ponieważ Long Island ma surowe przepisy budowlane, które mogą spowolnić budowę. Przepisy budowlane w każdej jurysdykcji bardzo jasno określają wymagania dotyczące konstrukcji szkieletowych. Nie ma takich przepisów w przypadku konstrukcji drukowanych w 3D. Kronika filmowa: Piły i młoty, pot i trud, a oni pracują od świtu do zmierzchu. W Ameryce domy są budowane w ten sam sposób od ponad 100 lat i głównie z drewna. To był przystępny cenowo sposób budowania domów. Wokół tej branży rozwinął się nasz przemysł. Nasze łańcuchy dostaw są zbudowane wokół drewnianych konstrukcji niskich domów jednorodzinnych. Drewno jest świetnym izolatorem, ale jest też podatne na pożary, uszkodzenia spowodowane przez pogodę, pleśń i termity. Beton jest bardziej odporny na wszystkie te czynniki. Od 2012 r. jego cena w USA wzrosła, ale nadal jest mniej zmienna niż cena drewna, która w 2021 r. wzrosła o 300 proc. Beton jest już używany w USA do budowy np. szkół czy szpitali. Zwykle jednak budowniczowie wlewają beton do form na miejscu, kształtując go, gdy twardnieje, lub elementy są wstępnie zrobione w fabrykach, chronione przed warunkami atmosferycznymi, a następnie transportowane ciężarówkami. Druk 3D nie ma tych zalet, a beton nie zawsze się sprawdza, więc firmy muszą dostosowywać swoje mieszanki do różnych klimatów. Mieszanki często zawierają dodatki zwiększające ich wytrzymałość, co może zwiększyć koszty. Im bardziej wyspecjalizowana jest mieszanka, tym bardziej łańcuch dostaw jest podatny na zakłócenia, ponieważ jest tylko kilku dostawców. Alquist 3D, startup z północnego Kolorado, przetestował kilkanaście mieszanek. Wszystkie są zbyt drogie i trudne do zdobycia. W 2023 r. nagraliśmy z nimi materiał, kiedy drukowali 10 domów w Muscatine w stanie Iowa. Korzystamy z piasku, żwiru i wielu dodatków, ale nie używamy tradycyjnej mieszanki cementowej. Każdego dnia mieszanka musi być odrobinę zmieniana w zależności od temperatury, wiatru i wilgotności. Jak widać, jest trochę brejowata. Oznacza to, że jest trochę za zimna, więc ją podgrzewamy i przygotowujemy. Potrzebujemy kilku minut, aż stanie się gęsta i będzie można drukować. Pracowników jest niewielu, ale Zachary mówi, że znalezienie ludzi jest trudne. Niewielu ludzi na świecie wie, jak to robić. Wszyscy nasi pracownicy nauczyli się tego samodzielnie podczas pracy, co jest kosztowne i czasochłonne. Zaledwie kilka dni po tym, jak nakręciliśmy materiał, firma zburzyła częściowo wybudowany dom. Mieszanka nie była wystarczająco mocna, by wytrzymać zużycie eksploatacyjne. Materiał ten nie ma jeszcze długiej historii. Sposób, w jaki zachowuje się podczas budowy i sposób, w jaki zachowa się po wybudowaniu, wciąż jest nieznany. Alquist zbudował dwa domy w 2023 r., ale w 2024 r. nie rozpoczął budowy ani jednego. W ciągu ostatnich kilku miesięcy spędziliśmy dużo czasu, szkoląc naszą załogę, dopracowując materiał, upewniając się, że nasz robot będzie wykonywał swoje zadanie i dostosowując się do klimatu. Ameryka próbuje masowo produkować domy od ponad wieku. W 1909 r. można było zamówić cały dom z katalogu Sears. Firma wstępnie przycinała wszystkie materiały w fabryce i zwykle wysyłała je wagonem silnikowym. Biznes związany z tego typu domami wart był 90 mln dol., ale zaprzestano ich produkcji w latach 40. z powodu spadającej sprzedaży. W latach 70. rząd USA wydał miliony na promocję domów w pełni budowanych w fabrykach, znanych również jako domy modułowe. Zbudowano ich około 25 tys., ale ruch ten się nie przyjął. Częściowym problemem było to, że budowa i obsługa fabryk była kosztowna. Pomoc rządowa zakończyła się w połowie lat 70., a wiele firm budowlanych upadło. Dziś około 98 proc. domów jest nadal budowanych na miejscu, głównie ręcznie, a trwa to około miesiąca dłużej niż w 1971 r. Obecnie jest więcej przepisów niż w latach 70. Niedobory materiałów i siły roboczej również mogą opóźniać projekty. Druk 3D ma pomóc w rozwiązaniu tych problemów, ale Eric twierdzi, że aby trend się przyjął, ktoś musi udowodnić, że można szybko zbudować wiele domów, jednocześnie oszczędzając pieniądze. Czy te oszczędności będą na tyle duże, by ludzie budujący swoje domy zaryzykowali wykorzystanie nowej technologii? Icon, firma z Austin, próbuje udowodnić, że jest to możliwe. Drukuje 100 domów w Wolf Ranch w Georgetown w Teksasie. To będzie największa dzielnica z domami 3D w USA. Część inwestycji pochodzi od jednego z największych producentów domów w kraju — firmy Lennar. Jeśli chcemy naprawić sytuację z mieszkalnictwem, musimy zmienić sposób działania. Icon wydrukował 95 domów przy użyciu własnej, niestandardowej mieszanki betonowej. Kilkanaście z nich zostało już sprzedanych. W lutym 2023 r. współzałożyciel Icon, Jason Ballard, oszacował, że domy 3D mogą być nawet o 30 proc. tańsze i szybsze w budowie niż zwykłe domy. Firma nie chciała jednak zdradzić, ile do tej pory wydała na Wolf Ranch. Jest skalowalny, tańszy, szybszy w budowie i mocniejszy niż jakikolwiek dom, jaki zbudowałem w swojej karierze. Druk 3D może zaoszczędzić pieniądze, ale niektóre koszty muszą jeszcze spaść, zaczynając od maszyn. Musimy nadal obniżać koszty mikserów, ponieważ obecnie wraz z maszynami stanowią one dość znaczny koszt. Kristen ma nadzieję, że w miarę jak coraz więcej domów będzie drukowanych w 3D, społeczeństwo będzie się z nimi coraz bardziej oswajać. W przypadku każdej nowej technologii ludzie często są na początku sceptyczni. Tak było też z pierwszymi samochodami. Minęło sporo czasu, zanim konsumenci się do nich przekonali i chcieli nimi jeździć. Jedyną skargą, jaką do tej pory otrzymałam, była taka, że sporo ludzi przychodzi popatrzeć na te domy, ponieważ jest ich w kraju niewiele. Ludzie są naprawdę podekscytowani i pukają do drzwi wejściowych, pytając, czy mogą obejrzeć dom. Rozmawialiśmy z właścicielką domu wydrukowanego w 3D przez Alquist w Wirginii. Sierra Romas kupiła go w ramach programu organizacji Habitat for Humanity. Ma wszystko, co potrzebne, więc nie ma żadnych problemów. Tak, w tych ścianach nie da się zrobić dziur. Niektórzy mówili mi: "Nie mógłbym mieszkać w takim domu. To dla mnie zbyt odmienne. Jak zmienić cokolwiek ze ścianami? Jak zmienić kolor farby?". Można z łatwością położyć płytę gipsowo-kartonową na ścianach, ale ja nie będę tego robiła. Dla mnie to trochę jak życie w środku dzieła sztuki. Niedawno była straszna burza, ale w domu było bardzo cicho.