Vienas iš tokių procesų yra 3D spausdinimas, ir, pasak Kauno technologijos universiteto (KTU) Statybos ir architektūros fakulteto doktorantės Karolinos Butkutės, nors kai kuriose srityse 3D spausdinimas gali padėti sumažinti statybos kaštus, šis statybos būdas turi ir kitokių pliusų, į kuriuos verta investuoti.

Kitoks statybų metodas

Nesuklysime manydami, kad 3D spausdinamų namų statyba iš dalies atrodo kaip jau daugeliui pažįstamas 3D spausdinimas tik vietoje plastiko, silikono ar panašių medžiagų, naudojamos statybinės medžiagos. Tačiau yra nemažai skirtumų ir statybos procesas yra šiek tiek sudėtingesnis.

„Viso namo, kaip įprastų 3D spausdintuvu spausdinamų gaminių, iškart atspausdinti tikrai nepavyks. Viskas, žinoma, priklauso nuo namo konstrukcijos, tačiau galima kalbėti apie atskirų elementų, ar namo dalių spausdinimą, kurias galima sudėti į vieną, išskiriant pamatų ir stogo konstrukcijas“, – pasakoja pranešime cituojama Karolina Butkutė.

Pasak doktorantės, spausdintuvas susidaro iš rėmo, po kuriuo telpa spausdinama konstrukcija, ir spausdinimo „galva“, kuri tiekia statybinę medžiagą – kompozitą. „Taip spausdinama tikrai greičiau nei būtų statoma iš blokelių ar plytų. Jau dirbantys su šiais procesais kalba, kad gali 40 kv. m. erdvę atspausdinti per dieną“, – sako K. Butkutė.

Tačiau jaunoji tyrėja priduria, kad spausdinimo greitis bei pats procesas labai priklauso ir nuo pačio spausdinimo kompozito, kiek į viršų jo gali būti spausdinama, kaip greitai jis kietėja.

„Yra įvairiausių būdų, kaip galima spausdinamą kompozitą pagreitintai kietinti, ypač kai yra spausdinama platesne juosta, kas leidžia statyti stabilesnę sieną. Tačiau viskas priklauso nuo to, koks yra kompozitas ir kaip greitai jis kietėja, kad atlaikytų viršutinius sluoksnius“, – sako ji.

Greitas spausdinimas leidžia galvoti ir apie įvairesnes konstrukcijas: „Galima spausdinti įvairius lenktus elementus, pačios sienos gali būti vingiuotos, o kildamos į viršų net turėti įvairių įlinkimų atitinkančių 3D reljefo vaizdą, ir tai nereikalauja papildomo apdirbimo“, – pavyzdžiais dalinasi doktorantė.

Tačiau ne viskas taip paprasta kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio: „Ką mes dažnai praleidžiame, tai yra tokia akivaizdi realybė, kad spausdiname sienas, bet tikriausiai suvokiame, kad nei pamatai, nei grindys, nei stogas nebus atspausdinti.“ – apie statybų sudėtingumo procesą primena K. Butkutė.

„Kol kas esame išbandę mažesnio dydžio objektų spausdinimą ir daugiausiai laiko praleidžiame prie būtent spausdinimo kompozito vystymo“, – sako ji, pridurdama, kad ypač daug dėmesio skiriama tvaresnių medžiagų paieškai, daliniam cemento pakeitimui.

Daugiau dėmesio aplinkai ir naujoms medžiagoms

K. Butkutė pritaria, kad vienas iš didžiausių 3D spausdinimo technologija statomų namų pliusų galėtų būti tvarumas. „Toks statymo būdas iš esmės yra tvaresnis, nes lieka mažiau statybinių atliekų.“, – sako doktorantė, – „Jei statome iš vieno mišinio ir jis tiesiog atvežamas specialioje talpykloje – silose, o ne ant daugybės palečių, su popieriaus, plastiko ir medžio pakuotėmis, kurių būtų galima atsisakyti“, – priduria ji.

Be to, pasak pašnekovės, tinkamai parinkus statybinį kompozitą, net ir papildomų medžiagų, pavyzdžiui, skirtų termoizoliacijai, gali reikėti mažiau, kas taip pat sumažintų neigiamą poveikį aplinkai: „Sienos konstrukcija gali pasitarnauti įvairių termoizoliacinių medžiagų naudojimui, nes sieną atspausdinus su tarpu, jį galima užpildyti termoizoliacine medžiaga. Italijoje jau yra pavyzdžių, kai į neaukštų prototipinių pastatų sienas vietoje termoizoliacijos pridedama ryžių lukštų“.

Karolina Butkutė,

KTU nuotr.

Nepaisant šių galimybių, atsakymų dar šiek tiek trūksta: „Nors termoizoliacijos vaidmuo dažniausiai priklauso nuo to kur namas stovi, kad neišleistų per daug šilumos arba per daug jos neįleistų, tačiau kalbant apie naujas statyboje galimas naudoti termoizoliacines medžiagas svarbus ilgalaikis jų veiksmingumas“, – sako jaunoji tyrėja.

Čia svarbūs ir tyrėjos atliekami tyrimai, kuriuose ji išbando įvairias medžiagas ir tikrina jų atsparumą šalčiui. „Atliekame bandymus, tikriname, kokiu kompozitu geriau spausdinti, ar mišiniu, kuriame yra pjuvenų, pirolizuotos anglies, ar, pavyzdžiui, pelenų, šlako, kuris kompozitas atsparesnis šalčiui ir ilgaamžiškesnis, nes jeigu dabar atspausdinsime namą, nereiškia, kad jis išlaikys pradines savybes ir, sakykime, padės palaikyti tokią pat temperatūrą po 10 metų.“, – sako K. Butkutė.

Doktorantė priduria, kad klimatui keičiantis darosi svarbus ir medžiagos gebėjimas atlaikyti radikalesnius pokyčius: „Lietuvoje, žinoma, aktualiau, kad namo sienos atlaikytų lietų, sniegą ir kitokius klimato reiškinius, pavyzdžiui didesnį šaltį. Tačiau pastaruoju metu pietinėse zonose darosi aktualu apsaugoti namus ir nuo gaisro. Tai padėtų padaryti spausdinamo kompozito sudėties keitimas, kaip tai daroma gaminant specialios paskirties betoną, pavyzdžiui, atsparų ugniai“.

„Tą padaryti tikrai įmanoma, tačiau viskas priklauso nuo turimos technologijos ir kainos. Jeigu norime specifinės kompozito sudėties, papildomų savybių, tai faktas, kad reikės įdėti daugiau ar brangesnių medžiagų, kurios galėtų atlaikyti aršesnį aplinkos poveikį“, – primena doktorantė.

Šalia naujų medžiagų, K. Butkutė savo tyrimuose gilinasi ir į medžiagų naudojimo optimizavimą bei CO2 emisijų mažinimą.

„Parinkinėjame įvairias medžiagas, ieškome efektyviausio būdo ne tik sumažinti kainą, panaudoti daugiau medžiagų iš atliekų, bet siekiame išgauti ir teigiamų savybių, kurios padėtų mažinti CO2. Tai galima pasiekti mišiniuose mažinant cemento kiekį, tačiau jį pakeitus kita medžiaga, pavyzdžiui, pjuvenomis, žinoma, kad savybės bus kitokios, nebus tokio pat stiprumo, tad čia ir prasideda ieškojimai bei eksperimentai“, – pasakoja jaunoji tyrėja.

Reikės daugiau įgūdžių

Prie būsto statybos kainos mažinimo gali prisidėti ir tai, kad spausdinami namai nereikalaus tiek daug žmogiškųjų išteklių, tačiau čia taip pat svarbu neapsigauti.

„Taip, spausdinant namą reikia tikrai mažiau darbuotojų, tačiau darbuotojai turi būti labiau kvalifikuoti, nes į procesą įeina darbas su naujomis technologijomis, specifiniais kompozitais, su kuriais šiandien statybose dirbantys žmonės kasdien nesusiduria“, – sako doktorantė.

Tad mažėjantis darbuotojų skaičius nebūtinai reiškia mažesnes investicijas: „Vietoje 5–6 žmonių statančių namą dabar, gali reikėti 2–3, tačiau jie turi gebėti naudotis kompiuterine įranga, sumontuoti karkasą spausdintuvui, suprogramuoti spausdintuvo judėjimo schemą. Tad čia išauga ir atlyginimai“, – sako K. Butkutė.

Lietuvoje – dar negreitai

Nors technologija vystosi ir 3D spausdintuvu atspausdintų namų pasaulyje jau yra, Lietuvoje šis metodas dar neprigijo. K. Butkutė sako, kad tam dar trūksta daug pasiruošimo.

„Visuose šiuose procesuose yra dar labai daug biurokratijos, nes nėra galiojančių standartų, nėra techninių dokumentų, pagal kuriuos būtų galima pabaigtą spausdinti pastatą patvirtinti kaip tinkamą eksploatacijai.“, – aiškina doktorantė.

Nors, pasak jos, yra keletas pavyzdžių, kur tokie pastatyti namai jau ir pardavinėjami, jų yra vienetai ir kol kas sunku susidaryti aiškų vaizdą.

„Daugiausia tokių namų jau yra Jungtinėse Amerikos Valstijose, Teksase yra atspausdinti ištisi kvartalai. COBOD, PERI ir kitos įmonės spausdina didesnes konstrukcijas ir Europoje.“, – pasakoja K. Butkutė.

Tyrėja taip pat teigia, kad tolesniems žingsniams ir aktyvesniam technologijos naudojimui reikia atlikti dar daug tyrimų, kurie įrodytų, kad namai bus saugūs ir patvarūs: „Jeigu dabar atspausdintame name įtrūks siena, sunku pasakyti ar ji įtrūko dėl spausdinimo, dėl naudotos medžiagos, dėl aplinkos poveikio ar dar dėl ko kito“.

Anot jos, tyrimams ir spartesniam technologijos vystymuisi nepalankus ir Lietuvos klimatas: „Kol kas daugiausia namų spausdinama pietinėse klimato juostose, kur yra stabilesnės oro sąlygos, o mums šaltis ir krituliai tikrai situacijos nepalengvina – gali ardyti konstrukciją ir kol nėra atlikta pakankamai tyrimų, nėra žinojimo, kad konstrukcija tikrai stovės, žinoma, todėl vengiama tokių didžiulių investicijų.“

„Kad ir kokie optimistiniai būtų, ne visi moksliniai tyrimai išvysta dienos šviesą. Ne viskas gali būti iškart pritaikoma realybėje“, – sako K. Butkutė.