Prvok: První český dům, který vznikl díky 3D tisku

Prvok: První český dům, který vznikl díky 3D tisku
Sdílej
 
V dlouho nevyužívané tovární hale v Českých Budějovicích sledujeme budoucnost stavebnictví. Doslova nám roste před očima. Může za to upravená robotická paže přezdívaná Máša, která pečlivě nanáší jednu vrstvu betonu na druhou. Během několika hodin postaví obvodovou zeď, která patří experimentálnímu domu Prvok. A celý dům? Hrubou stavbu vytiskne do 48 hodin.

 

Co nás zaráží hned po příchodu? Není tu mnoho stavařů. Zkuste si představit nějaké staveniště, které jste v poslední době viděli. Pobíhají na něm spousty dělníků a náklaďáky s materiálem neustále přijíždí a odjíždí, ve vzduchu je prach a hluk, a kdo nemusí, ten na stavbě nezůstává.

Oproti tomu Prvok vzniká za přítomnosti malého týmu. Máša zastane práci mnoha lidí a ti přihlížející jen kontrolují, zda nedochází k nečekaným chybám a je dostatek stavební směsi. Kvůli tomu je celé staveniště tiché, klidné a čisté.

3D tiskárny staví nejzajímavější domy: Český experiment Prvok patří k nejlepším

3D tiskárny staví nejzajímavější domy: Český experiment Prvok patří k nejlepším

3D tisk bržděný betonem

Při stavbě je pro Mášu nejdůležitější betonová směs. Na celý dům jí je připraveno 17 tun a obsahuje několik nezvyklých přísad. První je vyšší množství urychlovače tuhnutí. Robotická paže nanáší novou vrstvu po několika sekundách, beton musí proto rychle tvrdnout, aby se pod vahou dalších vrstev neroztékal.

Právě vlastnosti betonu brzdí rychlost 3D tisku – Máša tiskne 15 centimetrů za sekundu a pohybuje se tak na 2 % svých možností. Druhou zásadní a nečekanou přísadou jsou nano-polypropylenová vlákna, která zlepšují plasticitu směsi a jsou zodpovědná za zajímavé tvary domu.

Dům Prvok z 3D tiskárny: Vytištěné části Prvoka se budou spojovat do jedné stavby jako stavebnice •  Pavel Dobrovský, Kateřina Nováková, Buřinka

Prvok se dá recyklovat

Betonová směs vás překvapí i v mnoha jiných směrech. Nosnost vnitřní zdi domu Prvok je taková, že by zadržela 50 tun, odolala by tedy třeba lavině. A přitom je obnovitelná. Stejně jako se dnes využívá drť ze zbouraných panelových projektů při stavbě silnic, bude možné vytištěný dům recyklovat – opět do podoby domu!

Autoři Prvoka počítají s tím, že po sto letech by se dům rozemlel a z drtě se opět vytisknul další po přidání několika přísad. Znovupoužitelnost odpadního materiálu (tzv. upcycling) je důležitá a mluví o ní všichni inženýři, kteří s tisknutím domů pracují.

Vystřihovánky v ABC č. 17/2020

Vystřihovánky v ABC č. 17/2020

Dům umění a architektury

V českobudějovické hale je robot Máša jasnou hvězdou dne, protože je nejvíce vidět. Za projektem domu Prvok ale stojí stovky nejrůznějších lidí. Důležitý je sochař Michal Trpák, který celou věc nastartoval návrhem obřího obyvatelného vajíčka. Jenže udělat umění tak, aby se dalo zároveň využívat, to je složitější. Michal se spojil s architektkou Kateřinou Novákovou z Fakulty architektury ČVUT, kde se mimo jiné zkoumají možnosti nových stavebních materiálů.

Dům Prvok z 3D tiskárny: Interiér spoléhá na přírodní materiály •  Pavel Dobrovský, Kateřina Nováková, Buřinka

Aby se stavba „neroztékala"

Jedním z úkolů bylo najít s pomocí počítačových simulací ideální prostředí pro 3D tisk – tedy takové, ve kterém by byla stabilní teplota a vlhkost. To je mimořádně důležité a třeba tisk Prvoka ohrozily deště, které zvýšily vlhkost prostředí na úroveň, ve kterém se stavba „roztékala“, protože nestačila řádně prosychat. Samotné navrhování tvaru domu zabralo více jak půl roku práce v 3D programu Rhinoceros se speciálním pluginem Grasshopper pro vytvoření vlnitého povrchu zdí.

Prusa Research: Království prostorového tisku

Prusa Research: Království prostorového tisku

Od aut k domu

Právě tyto výzkumy jsou pro budoucnost tištěných domů extrémně důležité. Nad projektem se totiž sešli odborníci z vysokých škol, specialisté na 3D tisk a zástupci architektů a firem vyrábějících stavební materiály nebo nástroje.

Společně hledali cestu, jak tištění domů uskutečnit. Dobrým příkladem je třeba Máša. Robota vyrobila společnost ABB a běžně se používá pro svařování dílů aut na továrních montážních linkách. Po napsání a otestování zbrusu nového programu začal stavět domy.

Dům Prvok z 3D tiskárny: Pro tisk okenních otvorů bylo nutné vybudovat vzpěry •  Pavel Dobrovský, Kateřina Nováková, Buřinka

Ještě ne!

Kdy bude normální zavolat do firmy, navrhnout si dům a nechat si ho do měsíce vytisknout? Rozhodně ne zítra nebo příští rok. Tištění domů má před sebou ještě dlouhou cestu. V současnosti se ale technologie může využívat například pro tisk městských mobiliářů (laviček, košů, zastávek MHD atp.) nebo pro rychlé budování náhradních domů pro obyvatele míst zasažených přírodní katastrofou.

Už v současnosti se takové projekty rozjíždí. A Prvok? Ten v srpnu zakotvil u Střeleckého ostrova v Praze, takže jste si první vytištěný dům v Česku mohli přijít osobně prohlédnout.

Dům Prvok z 3D tiskárny: Autorský tým projektu, Michal Trpák a Kateřina Nováková uprostřed •  Pavel Dobrovský, Kateřina Nováková, Buřinka

Nejzajímavější 3D stavby

Tisknutí domů je na celosvětovém vzestupu. V posledních pěti letech se objevily jak vytištěné budovy, tak plány pro využití 3D tisku v dobývání vesmíru nebo při přípravě příbytků vědeckých expedic v nehostinných končinách. Vizionáři se soustředí na plnou automatizaci – na stavbu přijedou pouze roboti, kteří bez lidského zásahu postaví budovu a lidé ji pak propojí se sítěmi a začnou ji využívat.

Spojené arabské emiráty

V oblasti dokončených vytištěných staveb vede Dubaj. Před čtyřmi roky v ní byla poprvé vytištěna kancelářská budova a na konci minulého roku zde dokončil tiskařský robot největší vytištěný kancelářský komplex. Mezi stavebními pozicemi přenášel robota vrtulník.

Mexiko

Perfektní využití pro tištěné domy našli v Mexiku. Roboti tam postavili během krátké doby dva z plánovaných padesáti domů, každý o rozloze přibližně 50 m2. Do nové čtvrti se nastěhují rodiny žijící na hranici extrémní chudoby.

Itálie

Jeřáb Wasp – tak se jmenuje modulární 3D tiskárna od italské firmy Wasp, která nejenže dokáže tisknout budovy, ale umí pro to využít přírodní a odpadové materiály. Důkazem je domek Gaia, který byl vytištěn z místní hlíny a z drti z rýžových přebytků (obaly zrn, stébla atp.).

Jordánsko

V některých zemích dochází k válečným konfliktům nebo přírodním katastrofám, které mají za následek přesun velkého množství lidí do sousedních států. Tištěné domy by mohly výrazně zvednout úroveň života v uprchlických táborech, jak navrhují architekti a výzkumníci z Jordánska.

Dánsko

O zřejmě první vytištěnou budovu v Evropě se postarali inženýři ze společnosti COBOD sídlící v Kodani, kteří pracují na tiskárně BOD. Jde o konstrukci, po které se pohybuje tryska nanášející materiál do vrstev. Konstrukce se poskládá z tolika modulů, kolik jich je pro danou velikost budovy zapotřebí. Není tedy nutné tiskárnou hýbat.

Měsíc a Mars

Stavba základny na Měsíci či Marsu dělá inženýrům těžkou hlavu. NASA a Evropská vesmírná agentura proto hledají firmu, která by dokázala přijít s praktickým řešením. Zdá se, že odpovědí mohou být tiskařští roboti, kteří by postavily habitaty ze směsi ledu, oxidu vápenatého a místního prachu.

Vytištěné kolonie: Možnosti bydlení na Marsu

Vytištěné kolonie: Možnosti bydlení na Marsu

Curve Appeal: Dům z 3D tiskárny

Curve Appeal: Dům z 3D tiskárny

Největší 3D tiskárna bude stavět vesmírné lodě na jedno kliknutí

Největší 3D tiskárna bude stavět vesmírné lodě na jedno kliknutí

 

Články odjinud