Er 2023 endelig året for bærekraftige 3D-trykte hjem?

Bærekraft er den nye gullstandarden innen byggemetoder og materialer. Ny boligbygging, og byggebransjen som helhet, har lenge vært en av toppforbrukerne av våre naturressurser, noen fornybare og noen ikke, og en ledende produsent av materialavfall.

Imidlertid ser det ut til at bransjen er på vei i en annen retning og mot en ny æra. Byggeindustrien har startet og fortsetter å gjøre fremskritt innen bærekraft, grønn byggepraksis, redusere karbonfotavtrykk og minimere avfall. Mest interessant er det at hele hus nå kan bygges ved å bruke lignende teknologi som brukes til å lage hverdagen 3D-printede objekter.

De positive effektene av trenden er vanskelig å skjule. 3D-hjemmeutskrift i stor skala kan løse mange utfordringer, som mangel på arbeidskraft, økende materialpriser og byggeforsinkelser som den nye hjemmeindustrien konsekvent står overfor. I tillegg kan teknologien øke tilgjengeligheten av rimelige boliger for å møte økende etterspørsel.

Selv om 3D-printede hjem lenge har vært utpekt som en løsning for både bærekraft og rimelighetskrisen for boliger, er det ennå ikke skjedd endringer i masseskala. Men er 2023 året for bærekraftige 3D-printede hjem? Vi snakket med noen eksperter og tok et dypdykk i bransjen for å lære om troen, spekulasjonene og viktige faktorer som påvirker den nye byggemetoden for å prøve å ta en avgjørelse.

Møt ekspertene

Hva er et 3D-trykt hjem?

Enkelt sagt, et 3D-printet hjem er et hus som er bygget ved hjelp av en robotarmekstruder for å lage strukturen ett lag, eller en del, om gangen. Ekstruderen kan være en stor maskin på en stålramme som i hovedsak tegner huset i 3D, starter nederst og jobber seg oppover. Eller hjemmet kan bestå av 3D-printede elementer, som plater, planker eller stendere, som settes sammen på stedet etter utskrift. Fullførte 3D-printede strukturer er ofte en kombinasjon av de to teknikkene.

Selv om det vanligste materialet som i dag brukes i 3D-printede bygninger er et betong eller lignende materiale, er industrien det utforske og utvikle nye, mindre tradisjonelle materialer som resirkulert plast, organiske materialer og industri biprodukter.

Bygging av 3D-trykte boliger

Å skrive ut et hus kan virke som en merkelig idé. Det kan være vanskelig å forestille seg at det 3D-printede, plastlignende leketøyet du har sett kan inneholde nøkkelen til boligbygging.

Det er imidlertid det som skjer. De massive portalrammene og ekstruderene som kan bygge et hjem er praktisk talt de samme tingene som en bordplate 3D-printer som brukes til å lage små deler i en langt større skala.

Arbeidskrav

Det første pengebesparende konseptet bak 3D-printede hjem er at de krever mindre kvalifisert arbeidskraft for å bygge. Det er ikke dermed sagt at ingen trenger å være på stedet. Noen må fortsatt betjene maskinene, forberede stedet og installere overflater, vinduer, dører, rørleggerarbeid, elektriske og andre komponenter. Men hele team av snekkere kan erstattes med en enkelt, gjenbrukbar ekstruder som du kan flytte fra ett sted til et annet.

Det faktum betyr ikke nødvendigvis at fagarbeidere vil stå uten arbeid. Imidlertid vil de sannsynligvis ha mindre arbeid å gjøre på individuelle prosjekter mens de har flere prosjekter å jobbe med på grunn av den økte konstruksjonshastigheten.

Materialalternativer

Det nåværende mest vanlige byggematerialet i 3D-printet hjemmekonstruksjon er en unik blanding av sement, fibre, fint tilslag og polymerer. Selv om å lage sement og betong har et betydelig karbonavtrykk, er det faktum at 3D-utskrift ved bruk av materialet nesten ikke skaper noe avfall på stedet allerede et stort skritt mot bærekraft.

Mens betongblandinger er det vanligste materialet, utvikles og brukes flere grønne byggematerialer i mange tilfeller for å skape enda mer bærekraftige byggemetoder.

3D-trykt hjemmebærekraft

3D-hjemmeutskrift dekker det økende behovet for bærekraftig byggeskikk på mange måter. Foruten å redusere avfall, har utskrift av et hus potensial til å dramatisk øke bruken av naturlige materialer og resirkulerte materialer, samt redusere karbonfotavtrykk og energibruk.

Ron Barnoy, leder for vekst ved Azure trykte hjem, et selskap som fokuserer på bærekraft i 3D-trykte hus, forteller Hunker, "3D-utskrift kan muliggjøre bruk av bærekraftige og miljøvennlige materialer, for eksempel resirkulert plast. Dette kan redusere karbonfotavtrykket til bygg og forbedre den generelle bærekraften til boliger. Resirkulert plast i 3D-utskrift kan betydelig redusere mengden plastavfall som havner på søppelfyllinger, hav og miljøet."

Ifølge Barnoy kan 3D-printede hjem også designes for å være mer energieffektive, med funksjoner som forbedret isolasjon. Dette kan redusere energiforbruk og karbonutslipp knyttet til oppvarming og nedkjøling av boliger.

Og hvis det ikke er nok til å overbevise skeptikere, sier Barnoy, "3D-utskrift med resirkulert plast kan resultere i dannelsen av materialer som avgir færre flyktige organiske forbindelser (VOC), som kan bidra til forbedret innendørs luftkvalitet i hjemmene." Til syvende og sist gjør dette det lettere å bo i våre hjem.

Hvordan 3D-printede hjem Pros

"Samlet sett har 3D-utskriftsteknologi potensial til å revolusjonere byggebransjen og gi nye løsninger for rimelige og bærekraftige boliger," sier Barnoy. Og det er lite som tyder på at spådommen hans ikke vil materialisere seg i nær fremtid. Slik setter 3D-printet boligkonstruksjon seg opp mot tradisjonell boligbygging fra et praktisk synspunkt:

3D-printede boligkostnader

Kostnaden for å bygge et 3D-printet hjem ser ut til å avhenge av hvem du spør. Rundt denne tiden i fjor estimerte noen eksperter at kostnadene for å bygge et 3D-printet hjem fra grunnen av var mellom 20 % og 40 % mindre enn et hjem av samme størrelse bygget med konvensjonelle byggemetoder (gjennomsnittlig kostnad for å bygge et hjem i 2022 var rundt $285.000).

Imidlertid er den nåværende estimerte kostnaden for 3D-printet hjemmeoppretting nærmere rundt 15 % mindre enn stokkbygde strukturer, med håp om å øke denne prosentandelen til 30 % i 2023.

3D-printet hjemmehastighet

Med mindre avhengighet av menneskelig arbeidskraft enn vanlig husbygging, er det ikke overraskende å finne ut at et 3D-printet hjem krever mindre tid å bygge. Imidlertid kan hastigheten fortsatt overraske deg.

Når siden er klargjort, og utskriftsutstyret er på plass, kan fundamentet og veggene til et helt hjem bygges og klare for taktekking, vinduer og dører på under 24 timer – sammenlignet med flere måneders prosessen med å bygge et hus på den gamle måten, er det ganske forbedring.

3D-trykt hjemmetilgjengelighet

Med bygninger, hjem og utbygginger som allerede er ferdigstilt i Texas, Virginia, Dubai og deler av Mexico, blant flere andre steder, er 3D-printede hjem ikke bare en forbigående kjepphest i det vestlige halvkule.

Vi snakket med Tushar Joshi, markedssjefen for Tvasta, selskapet som designet, utviklet og bygget det første 3D-printede hjemmet i India. Om tilgjengelighet for trykte hus, sier han til Hunker, "eiendomsmarkedet er helt annerledes enn land til land, men 3D-utskrift, med sine unike fordeler, kan adressere alle disse markedene i lang sikt."

Han fortsetter, "Vi har sett mange positive svar fra et premiumsegment av markedet, mens flertallet av huseiere og byggherrer er litt nølende med å stole på ny teknologi. Vi er veldig fornøyde med den [indiske] regjeringens svar på denne teknologien. Vi tror at vi kan møte dette markedskravet med denne teknologien snart."

Så hvis du venter på å få tak i ditt eget 3D-printede hjem, trenger du sannsynligvis ikke vente for lenge. Men standard konstruksjonsboliger er mye mer rikelig - og det er for tidlig å si hvor lang tid det vil ta å endre seg i det amerikanske boligmarkedet.

Fordeler med 3D-trykt boligkjøper

Selv om det er mange fordeler for forbrukere hvis de velger å kjøpe et 3D-printet hjem fremfor en tradisjonell pinnebygget struktur, vil de umiddelbare belønningene inkludere lavere konstruksjon kostnader, som oversetter seg til en lavere innkjøpspris per kvadratmeter, økt energieffektivitet og en stadig økende evne til å finjustere 3D-byggeprosessen knyttet til tilpasning alternativer.

"[Boligbyggere og kjøpere] er begeistret for potensialet for større tilpasning og raskere byggetid, mens andre er tiltrukket av potensielle kostnadsbesparelser og miljøvennlige aspekter ved 3D-utskriftsteknologi," Barnoy sier.

3D-trykt hjemmekons

Ny teknologi kan også ha ulemper. Til tross for løftet om økt bærekraft, lavere energibruk, rimelighet og hastighet, gjenstår det noen hindringer når 3D-hjemmeutskrift beveger seg ut av testfasen og inn i forbrukermarkedet. Det skal ikke mye skepsis til for å gjenkjenne utfordringene.

Byggereglement

Den første byggetillatelsen for et 3D-printet hjem i USA var i Austin, Texas, for bare fem korte år siden. En helt ny byggemetode og et produkt som 3D-printing må fungere innenfor gjeldende rammer byggeforskrifter mens de prøver å overbevise regjeringens jurisdiksjoner om å endre og tilpasse seg det nye konstruksjon.

Barnoy ser på situasjonen på denne måten: "Når flere vellykkede 3D-printede hjemmeprosjekter fullføres, kan forvente å se en økning i bruken av teknologien hos boligbyggere, myndigheter og huseiere. Dette kan føre til større standardisering og mer utbredt bruk av 3D-utskrift i boligbyggingsindustrien."

De nødvendige endringene kommer med andre ord.

Praktiske hindringer

En annen utfordring for den nye byggemetoden er praktisk. Nåværende 3D-utskriftsutstyr er kostbart å bygge, utfordrende å sende og for stort til å være praktisk i tettbygde strøk der rimelige boliger er et løpende behov som trykkerier kunne adresse. Dessuten har de ekstruderte materialene fortsatt begrensede utseendevariasjoner.

Men som forventet er løsninger på vei for disse praktiske utfordringene. Alternative byggematerialer blir testet og til og med brukt i noen tilfeller. Nye forretningspartnerskap over hele verden vil bety mer interesse blant ingeniører og investorer for å skape løsninger for alle hindringer.

Fremtiden for 3D-husbygging

Er 2023 året det hele skjer? Hvis pionerer som Barnoy og Joshi sier sin mening, ser det sikkert slik ut.

Tushar sier til Hunker, "Vi kan se mer automatisering i byggesektoren, der huseiere vil ha full kontroll over husene sine. Strukturene vil bli mer holdbare og bærekraftige."

Selv om det fortsatt er utfordringer for 3D-hjemmeindustrien, "Vi kan forvente å se flere initiativer og partnerskap som tar sikte på å utnytte 3D-utskriftsteknologi for å løse dette problemet," sier Barnoy.

Innen utgangen av 2023 vil vi sannsynligvis ikke bli overkjørt av 3D-hjem. Men ettersom industrien fortsetter å vokse inn i ungdomsårene, gjør den det samtidig som den krysser av for mange bokser med fokus på bærekraft. Ettersom teknologien fortsetter å utvikle seg og flere selskaper tar utfordringen, vil vi garantert se den raske veksten akselerere enda mer i år.