Il 2023 è finalmente l'anno delle case stampate in 3D sostenibili?

La sostenibilità è il nuovo gold standard nei metodi e nei materiali di costruzione. Nuova costruzione domestica, e l'industria delle costruzioni nel suo insieme, è da tempo uno dei maggiori consumatori delle nostre risorse naturali, alcune rinnovabili e altre no, e uno dei principali produttori di rifiuti materiali.

Tuttavia, il settore sembra diretto in una direzione diversa e verso una nuova era. L'industria delle costruzioni ha iniziato e continua a fare passi da gigante nella sostenibilità, nelle pratiche di bioedilizia, nella riduzione dell'impronta di carbonio e nella riduzione al minimo degli sprechi. La cosa più interessante è che ora è possibile costruire intere case utilizzando una tecnologia simile a quella utilizzata per creare ogni giorno Oggetti stampati in 3D.

Gli impatti positivi della tendenza sono difficili da nascondere. La stampa domestica 3D su larga scala potrebbe risolvere molte sfide, come la carenza di manodopera, l'aumento dei prezzi dei materiali e i ritardi di costruzione che la nuova industria domestica deve costantemente affrontare. Inoltre, la tecnologia potrebbe aumentare la disponibilità di alloggi a prezzi accessibili per soddisfare la crescente domanda.

Sebbene le case stampate in 3D siano state a lungo pubblicizzate come una soluzione sia per la sostenibilità che per la crisi dell'accessibilità economica degli alloggi, devono ancora esserci cambiamenti su larga scala. Ma il 2023 è l'anno delle case stampate in 3D sostenibili? Abbiamo parlato con alcuni esperti e fatto un tuffo nel settore per conoscere le convinzioni, le speculazioni e i fattori vitali che influenzano il nuovo metodo di costruzione per cercare di prendere una decisione.

Incontra gli esperti

Cos'è una casa stampata in 3D?

In poche parole, una casa stampata in 3D è una casa costruita utilizzando un estrusore a braccio robotico per creare la struttura uno strato o una parte alla volta. L'estrusore può essere una grande macchina su un telaio in acciaio che essenzialmente disegna la casa in 3D, partendo dal basso e procedendo verso l'alto. Oppure, la casa può essere costituita da elementi stampati in 3D, come assi, assi o montanti, che vengono assemblati in loco dopo la stampa. Le strutture completate stampate in 3D sono spesso una combinazione delle due tecniche.

Sebbene il materiale più comune attualmente utilizzato negli edifici stampati in 3D sia un cemento o un materiale simile, l'industria lo è esplorare e sviluppare nuovi materiali meno tradizionali come plastica riciclata, materiali organici e industriali sottoprodotti.

Costruzione di case stampate in 3D

Stampare una casa può sembrare un'idea stravagante. Può essere difficile immaginare che il giocattolo simile alla plastica stampato in 3D che hai visto possa essere la chiave per la costruzione di una casa.

Tuttavia, questo è ciò che sta accadendo. Gli enormi telai a portale e gli estrusori che possono costruire una casa sono praticamente le stesse cose di una stampante 3D da tavolo utilizzata per creare minuscole parti su una scala molto più ampia.

Requisiti di lavoro

Il primo concetto di risparmio dietro le case stampate in 3D è che richiedono manodopera meno qualificata per essere costruite. Questo non vuol dire che nessuno debba essere sul posto. Qualcuno deve ancora azionare le macchine, preparare la posizione e installare le finiture, finestre, porte, impianti idraulici, elettrici e altri componenti. Ma intere squadre di carpentieri possono essere sostituite con un unico estrusore riutilizzabile che puoi spostare da un cantiere all'altro.

Questo fatto non significa necessariamente che i lavoratori qualificati saranno senza lavoro. Tuttavia, probabilmente avranno meno lavoro da fare sui singoli progetti mentre avranno più progetti su cui lavorare a causa della maggiore velocità di costruzione.

Opzioni materiali

L'attuale materiale da costruzione più comune nella costruzione di case stampate in 3D è una miscela unica di cemento, fibre, aggregati fini e polimeri. Sebbene la produzione di cemento e calcestruzzo abbia un'impronta di carbonio significativa, il fatto che la stampa 3D utilizzando il materiale non crei quasi alcun rifiuto in loco è già un enorme passo avanti verso la sostenibilità.

Mentre le miscele di calcestruzzo sono il materiale più comune, vengono sviluppati e utilizzati più materiali per l'edilizia verde in molti casi per creare metodi di costruzione ancora più sostenibili.

Sostenibilità domestica stampata in 3D

La stampa 3D domestica risponde alla crescente esigenza di pratiche edilizie sostenibili in numerosi modi. Oltre a ridurre gli sprechi, la stampa di una casa ha il potenziale per aumentare notevolmente l'uso di materiali naturali e materiali riciclati, oltre a ridurre l'impronta di carbonio e il consumo di energia.

Ron Barnoy, responsabile della crescita presso Case stampate azzurre, un'azienda focalizzata sulla sostenibilità nelle case stampate in 3D, dice a Hunker: "La stampa 3D può consentire l'uso di materiali sostenibili e rispettosi dell'ambiente, come la plastica riciclata. Ciò può ridurre l'impronta di carbonio della costruzione e migliorare la sostenibilità complessiva delle case. La plastica riciclata nella stampa 3D può ridurre significativamente la quantità di rifiuti di plastica che finisce nelle discariche, negli oceani e nell'ambiente".

Secondo Barnoy, le case stampate in 3D possono anche essere progettate per essere più efficienti dal punto di vista energetico, con caratteristiche come un migliore isolamento. Ciò può ridurre il consumo di energia e le emissioni di carbonio associate al riscaldamento e al raffreddamento delle abitazioni.

E, se ciò non bastasse a convincere gli scettici, Barnoy afferma: "La stampa 3D con plastica riciclata può portare alla creazione di materiali che emettono meno composti organici volatili (COV), che possono contribuire a migliorare la qualità dell'aria interna nelle case." In definitiva, questo rende più facile vivere nel nostro le case.

Come le case stampate in 3D Pro

"Nel complesso, la tecnologia di stampa 3D ha il potenziale per rivoluzionare il settore delle costruzioni e fornire nuove soluzioni per alloggi a prezzi accessibili e sostenibili", afferma Barnoy. E ci sono poche prove che la sua previsione non si materializzerà nel prossimo futuro. Ecco come la costruzione di alloggi stampati in 3D si confronta con la costruzione di case tradizionali da un punto di vista pratico:

Costi domestici stampati in 3D

Il costo per costruire una casa stampata in 3D sembra dipendere da chi chiedi. In questo periodo dell'anno scorso, alcuni esperti hanno stimato che il costo per costruire una casa stampata in 3D da zero fosse compreso tra 20% e 40% in meno rispetto a una casa di dimensioni simili costruita con metodi costruttivi convenzionali (il costo medio per costruire una casa in 2022 era di circa $ 285.000).

Tuttavia, l'attuale costo stimato della creazione di case stampate in 3D è più vicino a circa il 15% in meno rispetto alle strutture costruite con bastoncini, con la speranza di aumentare tale percentuale al 30% nel 2023.

Velocità domestica stampata in 3D

Con una minore dipendenza dal lavoro umano rispetto alla tipica costruzione di case, non sorprende apprendere che una casa stampata in 3D richiede meno tempo per essere costruita. Tuttavia, la velocità potrebbe ancora sorprenderti.

Una volta preparato il sito e sistemata l'attrezzatura per la stampa, le fondamenta e i muri di un'intera casa possono essere costruiti e pronti per tetti, finestre e porte in meno di 24 ore - rispetto al processo di diversi mesi di costruzione di una casa alla vecchia maniera, è piuttosto un miglioramento.

Disponibilità domestica stampata in 3D

Con edifici, case e sviluppi già in fase di completamento in Texas, Virginia, Dubai e parti di Messico, tra molti altri posti, le case stampate in 3D non sono solo una moda passeggera nel western emisfero.

Abbiamo parlato con Tushar Joshi, il responsabile del marketing per Tvasta, l'azienda che ha progettato, sviluppato e costruito la prima casa stampata in 3D in India. Sulla disponibilità stampata della casa, dice a Hunker, "Il mercato immobiliare è completamente diverso da da paese a paese, ma la stampa 3D, con i suoi vantaggi unici, può affrontare tutti questi mercati nel lunga corsa."

Continua: "Abbiamo ricevuto molte risposte positive da un segmento premium del mercato, mentre la maggior parte dei proprietari di case e dei costruttori è un po' titubante nell'affidarsi alle nuove tecnologie. Siamo molto soddisfatti della risposta del governo [indiano] a questa tecnologia. Riteniamo di poter presto soddisfare questa esigenza del mercato con questa tecnologia".

Quindi, se stai aspettando di mettere le mani sulla tua casa stampata in 3D, probabilmente non dovrai aspettare troppo a lungo. Ma le case di costruzione standard sono di gran lunga più abbondanti ed è troppo presto per dire quanto tempo ci vorrà per cambiare nel mercato immobiliare statunitense.

Vantaggi per l'acquirente di case stampate in 3D

Sebbene ci siano numerosi vantaggi per i consumatori se dovessero scegliere di acquistare una casa stampata in 3D rispetto a una tradizionale struttura a bastoncini, i premi immediati includeranno una costruzione inferiore costi, che si traducono in un prezzo di acquisto inferiore per piede quadrato, maggiore efficienza energetica e una capacità sempre maggiore di mettere a punto il processo di costruzione 3D relativo alla personalizzazione opzioni.

"[Costruttori di case e acquirenti] sono entusiasti del potenziale per una maggiore personalizzazione e tempi di costruzione più rapidi, mentre altri sono attratti dai potenziali risparmi sui costi e dagli aspetti ecocompatibili della tecnologia di stampa 3D", Barnoy dice.

Contro domestici stampati in 3D

Anche le nuove tecnologie possono avere degli svantaggi. Nonostante la promessa di maggiore sostenibilità, minor consumo di energia, convenienza e velocità, permangono alcuni ostacoli mentre la stampa domestica 3D esce dalla fase di test ed entra nel mercato dei consumatori. Non ci vuole molto scetticismo per riconoscere le sfide.

Codice Edilizio

Il primo permesso di costruzione per una casa stampata in 3D negli Stati Uniti è stato ad Austin, in Texas, solo cinque anni fa. Un metodo di costruzione e un prodotto nuovi di zecca come la stampa 3D devono funzionare entro i confini della corrente codici di costruzione mentre si cerca di convincere le giurisdizioni governative a cambiare e ad adattarsi al nuovo costruzione.

Barnoy guarda la situazione in questo modo: "Man mano che i progetti per la casa stampati in 3D di maggior successo vengono completati, noi può aspettarsi di vedere un aumento nell'adozione della tecnologia da parte di costruttori di case, governi e proprietari di case. Ciò potrebbe portare a una maggiore standardizzazione e a un uso più diffuso della stampa 3D nel settore dell'edilizia domestica".

In altre parole, stanno arrivando i cambiamenti necessari.

Ostacoli pratici

Un'altra sfida al nuovo metodo di costruzione è la praticità. Le attuali attrezzature per la stampa 3D sono costose da costruire, impegnative da spedire e troppo grandi per essere pratiche in aree densamente popolate dove l'alloggio a prezzi accessibili è un'esigenza continua che la stampa di case potrebbe fare indirizzo. Inoltre, i materiali estrusi presentano ancora variazioni di aspetto limitate.

Tuttavia, come previsto, sono in corso soluzioni per queste sfide pratiche. Materiali da costruzione alternativi vengono testati e in alcuni casi persino utilizzati. Nuove partnership commerciali in tutto il mondo significheranno un maggiore interesse tra ingegneri e investitori per creare soluzioni per qualsiasi ostacolo.

Il futuro della costruzione di case 3D

Il 2023 è l'anno in cui tutto accade? Se pionieri come Barnoy e Joshi dicono la loro, sembra proprio così.

Tushar dice a Hunker: "Possiamo vedere più automazione nel settore delle costruzioni, dove i proprietari di case avranno il controllo completo sulle loro case. Le strutture saranno più durevoli e sostenibili".

Sebbene ci siano ancora sfide per il settore della casa 3D, "Possiamo aspettarci di vedere più iniziative e partnership volte a sfruttare la tecnologia di stampa 3D per affrontare questo problema", afferma Barnoy.

Entro la fine del 2023, è probabile che non saremo invasi dalle case 3D. Tuttavia, mentre l'industria continua a crescere fino all'adolescenza, lo fa spuntando molte caselle incentrate sulla sostenibilità. Mentre la tecnologia continua a svilupparsi e sempre più aziende accettano la sfida, siamo sicuri che quest'anno la sua rapida crescita accelererà ancora di più.