Printanje betonskih elemenata i robotizirana gradnja vodeći su argumenti održivosti

STRIATUS 3D printani most je nastao u suradnji Istraživačke grupacije Block, ETH Zurich i Zaha Hadid arhitekata u suradnji sa in3D, a projekt je omogućio Holcim.

Projektanti: ZHACODE: Jianfei Chu, Vishu Bhooshan, Henry David Louth, Shajay Bhooshan, Patrik Schumacher, ETH BRG: Tom Van Mele, Alessandro Dell’Endice, Philippe Block. Fotografija: naaro

Cijenjeni arhitekt i profesor Philippe Block za gradimozadar.hr, kroz primjer mosta otkriva što 3D printanje ustvari znači za budućnost i održivost u primjeni građevinskih materijala.

Koja je polazišna ideja pri projektiranju i izvedbi ovakve građevine?

Ovim smo mostom htjeli pokazati što se događa kad geometriju postavite na ispravan način i kad razumijete kako neki materijal želi da ga koristimo. Beton želi biti pod tlakom, a 3D printanje omogućava da beton stavimo na ona mjesta kuda prolazi tlačno naprezanje i da se slojevi tlače točno na tim mjestima. Ovaj uvod je važan jer osnovna namjera STRIATUS projekta nije bila pokazati da će 3D printanje biti neko svemoguće rješenje, već pokazati što se dobije ako na ispravan način koristimo geometriju.

Philippe Block, Professor of Architecture & Structure, Institute for Technology in Architecture, D-ARCH, ETH Zurich; Member of the Academic Committee, Holcim Foundation for Sustainable Construction (2014–); and Member of the Board of Directors, Holcim Ltd, Switzerland. © Block Research Group, ETH Zurich / Photo by Juney Lee.

Kako vidite budućnost 3D printanih mostova/građevina?

Prednost gradnje kroz 3D printani beton je primjerice korištenje smanjene količine materijala za neku ljudsku potrebu, a znače i uštedu jer su izbjegnuti skupi kalupi koji se inače koriste za predgotovljene betonske elemente. Pritom smatram kako je budućnost u malim, fleksibilnim robotima, a ne velikima kakvi se trenutno koriste u izgradnji obiteljskih kuća i koje je teško prevoziti s gradilišta na gradilište.

Koja vrsta tehnologije je ovdje primijenjena?

STRIATUS je lučni nearmirani most za pješake, sastoji se od 53 bloka 3D isprintanog betona, koji su sastavljeni bez ljepila. Ovaj most veličine 16x12 metara prvi je takve vrste u svijetu, a kombinira tradicionalne tehnike vrhunskih majstora gradnje s naprednim računalnim projektiranjem i proizvodnjom uz pomoć robotike. Naziv STRIATUS zapravo otkriva logiku strukture i procesa proizvodnje: beton je printan u slojevima ortogonalno na glavno konstrukcijsko opterećenje i stvara striated (prugaste) tlačne konstrukcije, gdje konstruktivni elementi prate tok sila i zato nije potrebno armiranje.

Projektanti: ZHACODE: Jianfei Chu, Vishu Bhooshan, Henry David Louth, Shajay Bhooshan, Patrik Schumacher, ETH BRG: Tom Van Mele, Alessandro Dell’Endice, Philippe Block. Fotografija: naaro

Kakva je razlika u kompoziciji betona kod 3D printanja u odnosu na klasičnu konstrukciju?

Beton za 3D printanje se razlikuje od klasičnog betona jer nema agregata velikog zrna (uobičajeni 4/8 ili 8/16 mm) i koristi se specijalno punilo. Beton za ovaj most proizveo je Holcim.

U koje svrhe u ovom momentu 3D građevine nalaze svoju primjenu i zašto? Kako vidite budućnost primjene ove tehnologije i materijala?

Najveću prednost vidim u proizvodnji predgotovljenih elementa jer više nisu potrebni kalupi i oplate. Upravo zbog toga s 3D printanim betonom moguće je izgraditi kompleksne projekte. Nevjerojatna prednost te tehnologije je i brzina. Npr. svih 53 elemenata od kojih je napravljen most isprintali smo u 84 sata, dok bi za sklapanje tih dijelova bilo potrebno oko 2 tjedna, a sigurno i puno manje kad bi se neki tim izvježbao. Zbog svega toga najveću prednost 3D printanog betona vidim u proizvodnji predgotovljenih betonskih elemenata za koje više nisu potrebne skupe proizvodne linije, već se ti elementi mogu proizvoditi odmah na gradilištu.

 STRIATUS konstrukcija Tom Van Mele

Osim toga, zahtjevi za održivom gradnjom su sve veći i veći. Rješenje će biti u tehnologiji koja će omogućiti korištenje manje materijala, nisko ugljičnih proizvoda, koji će se moći lokalno proizvesti pa neće imati ugljični otisak zbog prijevoza od mjesta proizvodnje do gradilišta.

S obzirom na to da svijet postaje sve siromašnije mjesto i u tome se pribjegava što jeftinijoj/klasičnoj gradnji, koji je argument razvoju ovakve vrste konstrukcije?

Projektanti: ZHACODE: Jianfei Chu, Vishu Bhooshan, Henry David Louth, Shajay Bhooshan, Patrik Schumacher, ETH BRG: Tom Van Mele, Alessandro Dell’Endice, Philippe Block. Fotografija: naaro

Broj stanovnika u svijetu će prema prognozama u sljedećih 30 godina rasti iznimnom brzinom. Veliki je izazov na koji način s jedne strane smanjiti klimatski pritisak, a s druge strane svim tim novim stanovnicima dati pristojno i kvalitetno mjesto za život, kao i svu potrebnu infrastrukturu. Upravo zbog toga treba ponovno preispitati procese arhitekture, projektiranja, proizvodnje i građenja koji su sad vrlo linearni. Priliku za 3D printanje vidim kao vrlo efikasan i brži način postizanja rezultata, gdje postoji puno kvalitetnija suradnja između arhitektonskog promišljanja i projektiranja te zbog toga omogućava gradnju s manje materijala.

Koji je glavni argument održivosti u primjeni ove tehnologije i gradnje?

Projektanti: ZHACODE: Jianfei Chu, Vishu Bhooshan, Henry David Louth, Shajay Bhooshan, Patrik Schumacher, ETH BRG: Tom Van Mele, Alessandro Dell’Endice, Philippe Block. Fotografija: naaro

STRIATUS pokazuje kako je moguća gradnja s manje korištenog materijala za istu svrhu. Napravljen je uz iste principe konstrukcije kao i nearmirani betonski podovi koje je razvio Block Research Group u partnerstvu s Holcimom i zapravo pruža zamjenu za standardne neefikasne podne ploče u bilo kojoj zgradi. Tako u usporedbi s tipičnim armiranim betonskim pločama, taj novi podni sustav koristi samo 30% količine betona i tek 10% čelika. Mala naprezanja unutar takve tlačne konstrukcije, gdje konstruktivni elementi prate tok sila omogućavaju korištenje betona s nižim ugljičnim otiskom koji sadrži veliki postotak uporabe građevinskog otpada. Napravljen je od blokova koji su spojeni bez ljepila, pa se u potpunosti može rastaviti i ponovno upotrijebiti na nekom drugom mjestu i tako ima dugi životni ciklus. A na kraju životnog ciklusa u potpunosti se može reciklirati u neki novi beton.

Širom svijeta je procijenjena potreba za oko 300 milijardi kvadratnih metara podova u sljedećih 30 godina, a u većini višekatnica (10+ katova) podovi čine više od 40% težine višekatnice, uvođenje ovih principa, koje smo dokazali kroz STRIATUS u potpunosti mijenja građevinsku industriju i zapravo transformira način na koji projektiramo i gradimo kako bismo mogli pružiti rješenje za trenutne izazove.

Postoji li otpor struke prema ovom načinu gradnje i kako se nosite s tim na svom istraživačkom putu?

STRIATUS printanje ©in3d

Kako se radi o novim materijalima i tehnologiji tako ne postoje dugogodišnja istraživanja i rezultati o svojstvima materijala i građevina. Zato na neke stvari tek treba odgovoriti i bolje ih razumjeti. Međutim, ono što smo sa STRIATUS mostom željeli pokazati je da 3D printanje ne smijemo koristiti za dosadašnji način gradnje. Ovim projektom betonu smo dali neki novi jezik kojim progovara o načinu na koji želi da ga koristimo. Koristili smo principe zbog kojih gotičke crkve još uvijek stoje i nakon 500 godina. Ali to se znanje o konstrukciji više ne koristi i zato su današnji projektanti skeptični. To je izazov koji trebamo riješiti i proširiti zakonodavni i normativni okvir, kako bi se olakšalo korištenje tih zaboravljenih principa.

Sudjelovanje na Konferenciji je besplatno uz ispunjenu online prijavnicu, a PROGRAM možete preuzeti na web stranici Konferencije.