Ist 2023 endlich das Jahr für nachhaltige 3D-gedruckte Häuser?

Nachhaltigkeit ist der neue Goldstandard bei Bauweisen und Materialien. Neubau eines Hauses, und die Bauindustrie insgesamt, sind seit langem einer der größten Verbraucher unserer natürlichen Ressourcen, von denen einige erneuerbare und andere nicht sind, und ein führender Erzeuger von Materialabfällen.

Die Branche scheint jedoch in eine andere Richtung und auf eine neue Ära zuzusteuern. Die Bauindustrie hat begonnen und macht weiterhin Fortschritte in Bezug auf Nachhaltigkeit, umweltfreundliche Baupraktiken, die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks und die Minimierung von Abfall. Am interessantesten ist, dass ganze Häuser jetzt mit ähnlicher Technologie gebaut werden können, die für den Alltag verwendet wird 3D-gedruckte Objekte.

Die positiven Auswirkungen des Trends sind schwer zu verbergen. Der 3D-Heimdruck in großem Maßstab könnte viele Herausforderungen lösen, wie z. B. Arbeitskräftemangel, steigende Materialpreise und Bauverzögerungen, mit denen die neue Heimindustrie ständig konfrontiert ist. Darüber hinaus könnte die Technologie die Verfügbarkeit von bezahlbarem Wohnraum erhöhen, um der wachsenden Nachfrage gerecht zu werden.

Obwohl 3D-gedruckte Häuser seit langem als Lösung sowohl für die Nachhaltigkeit als auch für die Krise der Erschwinglichkeit von Wohnraum angepriesen werden, gibt es noch keine Veränderungen in großem Maßstab. Aber ist 2023 das Jahr für nachhaltige 3D-gedruckte Häuser? Wir haben mit einigen Experten gesprochen und sind tief in die Branche eingetaucht, um mehr über die Überzeugungen, Spekulationen und wichtigen Faktoren zu erfahren, die die neue Baumethode beeinflussen, um eine Entscheidung zu treffen.

Treffen Sie die Experten

Was ist ein 3D-gedrucktes Haus?

Einfach ausgedrückt ist ein 3D-gedrucktes Haus ein Haus, das mit einem Roboterarm-Extruder gebaut wird, um die Struktur Schicht für Schicht oder Teil für Teil zu erstellen. Der Extruder kann eine große Maschine auf einem Stahlrahmen sein, die das Haus im Wesentlichen in 3D zeichnet, indem es unten beginnt und sich nach oben arbeitet. Oder das Haus kann aus 3D-gedruckten Elementen wie Brettern, Brettern oder Stollen bestehen, die nach dem Drucken vor Ort zusammengesetzt werden. Fertige 3D-gedruckte Strukturen sind oft eine Kombination der beiden Techniken.

Obwohl das derzeit am häufigsten in 3D-gedruckten Gebäuden verwendete Material Beton oder ein ähnliches Material ist, ist dies in der Industrie der Fall Erforschung und Entwicklung neuer, weniger traditioneller Materialien wie recycelter Kunststoffe, organischer Materialien und Industriematerialien Nebenprodukte.

3D-gedruckter Hausbau

Ein Haus zu drucken mag wie eine ausgefallene Idee erscheinen. Es kann schwer vorstellbar sein, dass das 3D-gedruckte, plastikähnliche Spielzeug, das Sie gesehen haben, der Schlüssel zum Hausbau sein könnte.

Aber genau das passiert. Die massiven Portalrahmen und Extruder, die ein Haus bauen können, sind praktisch die gleichen Dinge wie ein 3D-Tischdrucker, der verwendet wird, um winzige Teile in einem weitaus größeren Maßstab herzustellen.

Arbeitsanforderungen

Das erste Geld sparende Konzept hinter 3D-gedruckten Häusern besteht darin, dass sie weniger qualifizierte Arbeitskräfte zum Bauen benötigen. Das heißt nicht, dass niemand vor Ort sein muss. Jemand muss immer noch die Maschinen bedienen, den Standort vorbereiten und die Oberflächen, Fenster, Türen, Sanitär-, Elektro- und andere Komponenten installieren. Aber ganze Teams von Zimmerleuten können durch einen einzigen, wiederverwendbaren Extruder ersetzt werden, den Sie von einem Standort zum nächsten bewegen können.

Das bedeutet nicht zwangsläufig, dass Facharbeiter arbeitslos werden. Sie werden jedoch wahrscheinlich weniger Arbeit an einzelnen Projekten zu erledigen haben, während sie aufgrund der erhöhten Baugeschwindigkeit mehr Projekte zu bearbeiten haben.

Materialoptionen

Das derzeit gebräuchlichste Baumaterial im 3D-gedruckten Hausbau ist eine einzigartige Mischung aus Zement, Fasern, feinen Zuschlagstoffen und Polymeren. Obwohl die Herstellung von Zement und Beton einen erheblichen CO2-Fußabdruck hat, ist die Tatsache, dass beim 3D-Druck mit dem Material vor Ort fast kein Abfall entsteht, bereits ein großer Schritt in Richtung Nachhaltigkeit.

Während Betonmischungen das gebräuchlichste Material sind, werden immer mehr umweltfreundliche Baumaterialien entwickelt und in vielen Fällen verwendet, um noch nachhaltigere Bauweisen zu schaffen.

3D-gedrucktes Zuhause Nachhaltigkeit

Der 3D-Heimdruck erfüllt den wachsenden Bedarf an nachhaltigen Baupraktiken auf vielfältige Weise. Neben der Reduzierung von Abfall hat das Drucken eines Hauses das Potenzial, die Verwendung von natürlichen Materialien und recycelten Materialien drastisch zu erhöhen sowie den CO2-Fußabdruck und den Energieverbrauch zu reduzieren.

Ron Barnoy, Wachstumsleiter bei Azure gedruckte Häuser, ein Unternehmen, das sich auf Nachhaltigkeit bei 3D-gedruckten Häusern konzentriert, sagt Hunker: „Der 3D-Druck kann die Verwendung nachhaltiger und umweltfreundlicher Materialien wie recycelter Kunststoffe ermöglichen. Dies kann den CO2-Fußabdruck des Baus verringern und die Gesamtnachhaltigkeit von Häusern verbessern. Recycelte Kunststoffe im 3D-Druck können die Menge an Kunststoffabfällen, die auf Mülldeponien, in Ozeanen und in der Umwelt landen, erheblich reduzieren."

Laut Barnoy können 3D-gedruckte Häuser auch energieeffizienter gestaltet werden, beispielsweise durch eine verbesserte Isolierung. Dies kann den Energieverbrauch und die CO2-Emissionen im Zusammenhang mit dem Heizen und Kühlen von Häusern reduzieren.

Und als ob das nicht ausreicht, um Skeptiker zu überzeugen, sagt Barnoy: „Der 3D-Druck mit recycelten Kunststoffen kann zur Schaffung von Materialien führen, die emittieren weniger flüchtige organische Verbindungen (VOCs), die zu einer verbesserten Raumluftqualität in Wohnungen beitragen können." Das erleichtert letztlich das Leben in unserem Häuser.

Wie 3D-gedruckte Häuser Profis sind

„Insgesamt hat die 3D-Drucktechnologie das Potenzial, die Bauindustrie zu revolutionieren und neue Lösungen für bezahlbares und nachhaltiges Wohnen bereitzustellen“, sagt Barnoy. Und es gibt kaum Hinweise darauf, dass seine Vorhersage in naher Zukunft nicht eintreffen wird. So schneidet der 3D-gedruckte Wohnungsbau aus praktischer Sicht gegen den traditionellen Wohnungsbau ab:

3D-gedruckte Haushaltskosten

Die Kosten für den Bau eines 3D-gedruckten Hauses scheinen davon abzuhängen, wen Sie fragen. Letztes Jahr um diese Zeit schätzten einige Experten die Kosten für den Bau eines 3D-gedruckten Hauses von Grund auf auf zwischen 20 % und 40 % weniger als ein Haus ähnlicher Größe, das mit herkömmlichen Bauweisen gebaut wurde (die durchschnittlichen Kosten für den Bau eines Hauses 2022 betrug rund 285.000 US-Dollar).

Die derzeit geschätzten Kosten für die Erstellung von 3D-gedruckten Eigenheimen liegen jedoch näher bei etwa 15 % weniger als bei Konstruktionen aus Stickbauweise, mit der Hoffnung, diesen Prozentsatz bis 2023 auf 30 % zu erhöhen.

3D-gedruckte Heimgeschwindigkeit

Da die Abhängigkeit von menschlicher Arbeitskraft geringer ist als beim typischen Hausbau, überrascht es nicht, dass ein 3D-gedrucktes Haus weniger Zeit für den Bau benötigt. Die Geschwindigkeit kann Sie jedoch immer noch überraschen.

Sobald der Standort vorbereitet und die Druckausrüstung vorhanden ist, können das Fundament und die Wände eines ganzen Hauses gebaut und fertig gestellt werden Dächer, Fenster und Türen in weniger als 24 Stunden – verglichen mit dem mehrmonatigen Bauprozess eines Hauses auf die alte Art ist das eine ganze Menge Verbesserung.

3D-gedruckte Hausverfügbarkeit

Mit Gebäuden, Häusern und Entwicklungen, die bereits in Texas, Virginia, Dubai und Teilen von fertiggestellt sind Mexiko, neben vielen anderen Orten, sind 3D-gedruckte Häuser nicht nur eine vorübergehende Modeerscheinung im Westen Hemisphäre.

Wir sprachen mit Tushar Joshi, dem Marketingleiter von Tvasta, das Unternehmen, das das erste 3D-gedruckte Haus in Indien entworfen, entwickelt und gebaut hat. Zum gedruckten Hausangebot sagt er zu Hunker: „Der Immobilienmarkt sieht komplett anders aus von Land zu Land, aber der 3D-Druck mit seinen einzigartigen Vorteilen kann all diese Märkte in den USA ansprechen auf lange Sicht."

Er fährt fort: „Wir haben viele positive Reaktionen aus einem Premiumsegment des Marktes gesehen, während die Mehrheit der Hausbesitzer und Bauherren etwas zögert, sich auf neue Technologien zu verlassen. Wir sind sehr zufrieden mit der Reaktion der [indischen] Regierung auf diese Technologie. Wir glauben, dass wir diese Marktanforderung mit dieser Technologie bald adressieren können."

Wenn Sie also darauf warten, Ihr eigenes 3D-gedrucktes Haus in die Hände zu bekommen, müssen Sie wahrscheinlich nicht allzu lange warten. Aber Häuser in Standardbauweise sind weitaus häufiger anzutreffen – und es ist noch zu früh, um zu sagen, wie lange sich das auf dem US-Immobilienmarkt ändern wird.

Vorteile für Käufer von 3D-gedruckten Eigenheimen

Obwohl es zahlreiche Vorteile für Verbraucher gibt, sollten sie sich für den Kauf eines 3D-gedruckten Hauses gegenüber einer traditionellen, auf Stangen gebauten Struktur entscheiden, werden die unmittelbaren Belohnungen eine geringere Bauweise sein Kosten, die sich in einem niedrigeren Kaufpreis pro Quadratfuß, erhöhter Energieeffizienz und einer ständig zunehmenden Fähigkeit zur Feinabstimmung des 3D-Bauprozesses in Bezug auf die Anpassung niederschlagen Optionen.

„[Bauherren und Käufer] sind begeistert von dem Potenzial für eine größere Anpassungsfähigkeit und kürzere Bauzeiten andere fühlen sich von den potenziellen Kosteneinsparungen und umweltfreundlichen Aspekten der 3D-Drucktechnologie angezogen", Barnoy sagt.

3D-gedrucktes Haus Nachteile

Neue Technologien können auch Nachteile haben. Trotz des Versprechens von mehr Nachhaltigkeit, geringerem Energieverbrauch, Erschwinglichkeit und Geschwindigkeit bleiben einige Hürden, wenn der 3D-Heimdruck aus der Testphase heraus und in den Verbrauchermarkt übergeht. Es braucht nicht viel Skepsis, um die Herausforderungen zu erkennen.

Bau Code

Die erste Baugenehmigung für ein 3D-gedrucktes Haus in den USA war vor nur fünf Jahren in Austin, Texas. Eine brandneue Bauweise und ein neues Produkt wie der 3D-Druck muss innerhalb der Grenzen des Stroms funktionieren Bauvorschriften, während versucht wird, die staatlichen Gerichtsbarkeiten davon zu überzeugen, sich zu ändern und sich an das Neue anzupassen Konstruktion.

Barnoy sieht die Situation so: „Je mehr erfolgreiche 3D-gedruckte Heimprojekte abgeschlossen werden, desto mehr werden wir können eine Zunahme der Akzeptanz der Technologie durch Bauherren, Regierungen und andere erwarten Hausbesitzer. Dies könnte zu einer stärkeren Standardisierung und einem breiteren Einsatz des 3D-Drucks in der Hausbauindustrie führen."

Mit anderen Worten, die notwendigen Änderungen kommen.

Praktische Hürden

Eine weitere Herausforderung an die neue Bauweise ist die Praktikabilität. Aktuelle 3D-Druckgeräte sind kostspielig zu bauen, schwierig zu versenden und zu groß, um praktikabel zu sein in dicht besiedelten Gebieten, in denen bezahlbarer Wohnraum ein ständiger Bedarf ist, der das Drucken von Häusern ermöglichen könnte Adresse. Außerdem haben die extrudierten Materialien immer noch begrenzte Erscheinungsvariationen.

Für diese praktischen Herausforderungen sind jedoch erwartungsgemäß Lösungen in Arbeit. Alternative Baustoffe werden erprobt und teilweise sogar eingesetzt. Neue Geschäftspartnerschaften auf der ganzen Welt werden bei Ingenieuren und Investoren für mehr Interesse sorgen, Lösungen für alle Hürden zu finden.

Die Zukunft des 3D-Hausbaus

Ist 2023 das Jahr, in dem alles passiert? Wenn Pioniere wie Barnoy und Joshi zu Wort kommen, sieht es ganz danach aus.

Tushar sagt zu Hunker: „Wir sehen mehr Automatisierung im Bausektor, wo Hausbesitzer die vollständige Kontrolle über ihre Häuser haben werden. Die Strukturen werden langlebiger und nachhaltiger."

Obwohl es immer noch Herausforderungen für die 3D-Heimindustrie gibt, "können wir weitere Initiativen und Partnerschaften erwarten, die darauf abzielen, die 3D-Drucktechnologie zu nutzen, um dieses Problem anzugehen", sagt Barnoy.

Bis Ende 2023 werden wir wahrscheinlich nicht von 3D-Häusern überrannt werden. Während die Branche jedoch weiter in die Pubertät hineinwächst, tut sie dies, während sie viele Kästchen ankreuzt, die sich auf Nachhaltigkeit konzentrieren. Da sich die Technologie weiterentwickelt und immer mehr Unternehmen sich der Herausforderung stellen, werden wir sicher sein, dass sich ihr schnelles Wachstum in diesem Jahr noch weiter beschleunigen wird.