See 3D-prinditud maja on valmistatud täielikult biopõhistest materjalidest

2022. aasta novembris avalikustas University of Maine täiustatud struktuuride ja komposiitide keskus (ASCC) BioHome3D, 55 m² maja prototüübi, mis koosneb täielikult trükitud puidukiududest ja biovaikudest. Maja on täielikult taaskasutatav ja 100% puiduga soojustatud. Tänu täpsele printimisprotsessile kaotas ehitus raiskamise peaaegu ära. Ja mis kõige tähtsam, BioHome3D pakub potentsiaali taskukohase eluasemepuuduse lahendamiseks.

Koos ülejäänud riigiga on Maine’is kriisitasemel taskukohase eluaseme puudus. Riigis on iga 100 äärmiselt madala sissetulekuga leibkonna kohta ainult 36 taskukohast ja saadaval olevat üürikodu. Maine vajab Mainebiz sõnul 20 000 soodsamat eluaset ja riik tervikuna vajab veel 7 miljonit, teatab riiklik madala sissetulekuga eluasemeliit (National Low Income Housing Coalition).

Ehitustööstuse ees seisvad probleemid, sealhulgas tööjõupuudus ja materjalide hinnatõus, suurendavad ehituskulusid ja piiravad taskukohaste eluasemete pakkumist. BioHome3D on loominguline lahendus, mis võib tugevdada metsasaaduste tööstust ja pakkuda turvalisi kodusid madala sissetulekuga Maineritele, aidates vähendada laste vaesust ja suurendada majanduslikku mobiilsust.

Tarneahela probleemide lahendamine kohaliku hankijaga

BioHome3D printimistehnoloogia tugineb kohalikele toodetele, mis aitavad toime tulla ülemaailmsete tarneahela piirangutega.

“Paljude Maine’i paberitehaste sulgemine on toonud kaasa puidujääkide ülejäägi,” ütles ASCC lisaainete tootmise peainsener Evan Gilman. “See 3D-tehnoloogia kasutab tehastest pärit puidujääke ja tekitab nõudluse säästvalt majandatud metsadest raiutud madala väärtusega puittoodete järele.”

ASCC valis biopõhised materjalid lisaainete tootmiseks (tuntud ka kui 3D-printimiseks) pärast põhjalikku uurimistööd. Lähteainena kasutatavad puidukiud ja biovaigud pakuvad täiendavaks eeliseks suuremat survetugevust kui tavaliselt kasutatav betoon. Ja erinevalt betoonipõhistest tehnoloogiatest, mis toodavad traditsioonilisele valatud betoonvundamendile asetatud trükitud seinu, prinditakse BioHome3D põrandad, seinad ja katus kõik.

See muudab BioHome3D eriti keskkonnasõbralikuks. United Nations Environment Programme andmetel tekitavad hooned praegu ligi 40% ülemaailmsest süsinikuheitest. “Jätkusuutlikult kasvatatud puidukiud on taastuv ressurss, mis kogub süsinikku puu kasvutsükli ajal,” ütles Gilman. “BioHome3D-d võib pidada süsiniku säilitamiseks ja sidumiseks kogu selle eluea jooksul ja pärast selle taaskasutamist.”

Järgmised põlvkonnad saavad BioHome3D täielikult ringlusse võtta, kui selle eluiga jõuab lõpule. Tegelikult viib ASCC läbi katseid, et näha, kuidas materjalid toimivad, kui neid ringlusse võtta ja viis korda taaskasutada.

Ehitusaja vähenedamine, vajadus oskustööjõu järele

BioHome3D edukas printimine tugineb ASCC tööle täiustatud tootmise, disaini ja modelleerimise alal. Maailma suurim polümeerist 3D-printer sai hakkama suurema osa BioHome3D ehitusest, vähendades nõudlust kvalifitseeritud tööjõu järele, mida tavapärased meetodid nõuavad. ASCC printis prototüübi nelja isekandvas moodulis, mis võimaldavad vundamendi jaoks paindlikkust.

BioHome3D vajab ehitamiseks palju vähem kohapeal viibimise aega. Automaatne, väljastpoolt tehtav tootmine võimaldab kokku panna maja vaid poole päevaga pärast moodulite asukohta viimist. Ühel elektrikul oli elekter paigaldatud kahe tunni jooksul.

Kuna ASCC ja partnerid suurendavad tootmistehnoloogiat ja materjalide tootmist, võivad koduostjad oodata kiiremaid tarnegraafikuid. “UMaine’i kavandatud GEM-i tulevikutehase laiendus võimaldab ASCC-l laiendada oma printimisvõimalusi, eesmärgiga printida üks kodu iga 48 tunni järel,” ütles Gilman.

“See projekt annab meile reaalse võimaluse saavutada midagi, mis on meil seni kõrvale hiilinud – idee, et suudame murdosa tööjõuga luua eluasemeid murdosa ajast,” ütles MaineHousingu direktor Daniel Brennan.

Naabruskonna ehitamine 3D majadest

BioHome3D prototüüp asub praegu ASCC-st väljaspool asuval vundamendil. Soojus-, keskkonna- ja struktuuriseire andurite andmed näitavad, et BioHome3D on Maine’i talvetingimustes hästi toiminud, teatas Gilman. Teadlased kavatsevad kogutud andmeid kasutada konkreetsete jõudlusnäitajate kindlaksmääramiseks ja tulevaste disainilahenduste täiustamiseks.

Arenenud tootmisprotsessid ja materjalid võimaldavad kohandada tulevasi taskukohaseid maju vastavalt majaomanike eelistustele ruumi, energiatõhususe ja esteetika osas. Seinte ja katuse paksuse skaleerimine võimaldab kohandada ka R-väärtusi.

UMaine teeb koostööd kohaliku mittetulundusühingu ja MaineHousingiga, et ehitada Bangori piirkonda naabruskond, kus on üheksa 3D-prinditud kodu kodututele inimestele. Projekti rahastati hiljuti 3,3 miljoni dollariga. Gilman ütles, et BioHome3D on avalikustamisest veel mitu aastat eemal. Kuid kui aeg kätte jõuab, võivad trükitud struktuurid pakkuda elujõulist võimalust 60% madala sissetulekuga üürnike jaoks Maine’is, kes kulutavad praegu üle poole oma sissetulekust eluasemele.

---

Artikkel on tõlgitud Bluebeam lehelt.

Originaalartikkel: https://blog.bluebeam.com/bio-based-3d-printed-homes/