3D spausdintuvu atspausdinti namai: KTU mokslininkas įvardino ir priežastis, kodėl jų vis dar nematome Lietuvoje (1)

Nekilnojamojo turto kainoms nemažėjant ir ekonominei situacijai išliekant neaiškia, dairomasis sprendimų, kurie sumažintų statybos kaštus. Trimatis spausdinimas siūlo būtent tai – reikalingi vos keli kvalifikuoti specialistai, o dydžiu statybiniam kranui nenusileidžianti technologija gyvenamąjį namą pastato vos per keletą savaičių. Nyderlanduose, Vokietijoje, Jungtiniuose Arabų Emyratuose šių statinių jau yra, tačiau kodėl jų dar nematome Lietuvoje?

Kauno technologijos universiteto (KTU) Statybos ir architektūros fakulteto (SAF) profesorius dr. Vitoldas Vaitkevičius teigia, jog vienas iš pagrindinių 3D namų spausdinimo technologijos privalumų – procesas yra automatizuotas, todėl reikalauja mažiau žmogaus įsikišimo.

„Ši technologija leidžia įgyvendinti netradicinius architektūrinius sprendimus pasitelkiant įvairias formas, išvengti ir statybininkų klaidų, mat sienas formuoja technologija, kuri dirba pagal gana tikslią programą, o klaidos atsirasti gali tik dėl techninių gedimų. Didžiausias inovacijos privalumas – mažesnė pastato kaina ir jo pastatymo greitis. Spausdintuvas gali dirbti be pertraukų, todėl greitis tikrai yra didesnis“, – sako KTU mokslo grupės „Statybinės medžiagos, konstrukcijos ir technologijos” tyrėjas.

3D spausdinimo būdu gaminamų objektų statyba trunka net 10-20 kartų trumpiau nei naudojant įprastines priemones. Pavyzdžiui, į Gineso rekordų knygą įrašytas Dubajuje esantis didžiausias 3D spausdintinis pastatas pasaulyje buvo atvertas lankytojams vos po 2 savaičių trukusių statybų.

Technologija nėra visiškai autonomiška

Anot V. Vaitkevičiaus, pastatus spausdinti 3D spausdintuvu galima dviem būdais – gaminant atskirus elementus gamykloje ir surenkant juos aikštelėje arba visą namą spausdinant vietoje. Pastarasis būdas leidžia išgauti vientisas sienas be siūlių, tačiau procesas priklauso nuo oro sąlygų.

„Spausdinimas gamykloje nepriklauso nuo oro sąlygų: žiema, vasara, lietus ar sniegas technologijai netrukdo. Statybos aikštelėje vykdomas spausdinimas reikalauja papildomų apsauginių sprendimų, tokių kaip palapinė ar kitaip dirbtinai sukurtos sąlygos“, – sako V. Vaitkevičius.

Kaip ir įprastiems namams, taip ir atspausdintiems statiniams reikalingi pamatai, tačiau trimačiam spausdinimui ypač tinka Skandinavijoje populiarūs plokšti pamatai – iš apačios apšiltinta betoninė plokštė. Nors 3D spausdintuvų yra įvairių, dažniausiai aparatas yra atvežamas į statybų aikštelę, surenkamas, sujungiamas su siurbliu ir sauso mišinio sandėliavimo talpa, iš kurios mišinys keliauja į maišymą ir vėliau, patekęs į spausdintuvą, ant betoninės plokštės spausdina „neribotos fantazijos statinius“. Šie statiniai, nors ir iškyla per keletą savaičių, yra ilgaamžiai.

„Namų spausdinimas yra monolitinė statyba, kuri, sandarumo klausimu, yra ypač gerai vertinama, kadangi sienos suliejamos į vientisą statinį. Atsižvelgiant į tai, kad nuo 2021 m. įsigaliojo nauji pastatų statybos reikalavimai ir laidumas šilumai ir pastato sandarumas yra vieni pagrindinių rodiklių, sprendžiančių, ar namas atitinka A++ energetinę klasę, trimatis pastatų spausdinimas pranoksta kitus statybos būdus“, – sako KTU mokslininkas. 

Nors 3D namų spausdinimo privalumai nenuginčijami, technologija nėra visiškai autonomiška: spausdinamos tik sienos, o kitų elementų montavimui reikalingi profesionalai.

„Perdangos plokščių, armatūros, sąramų virš langų montavimas yra neįmanomas be žmogaus įsikišimo. Mūsų klimato sąlygomis išlieka ir šiltinimo problema – izoliaciją uždėti turės taip pat žmonės. Todėl, nors sienos ir yra pastatomos greičiau, visa kita vis tiek turės atlikti specialistai“, – teigia V. Vaitkevičius.

Tinkamas mišinys buvo sukurtas KTU mokslininkų

Be žmogaus ši technologija apsieiti negali ir dėl to, jog norint spausdinti namą 3D spausdintuvu svarbu pasirinkti tinkamą mišinį konkrečiam įrenginiui – dėl netinkamos medžiagos gali atsirasti trūkiai sienoje. Pasak KTU mokslininko, spausdinimo mišinys negali turėti stambaus užpildo – dalelių skersmuo neturi viršyti 4 milimetrų.

„Kiekvienas mišinys, kuris turi savyje rišančią medžiagą – cementą – yra linkęs trauktis. To susitraukimo paskatintos deformacijos statybų metu išsprendžiamos kompensacinėmis siūlėmis, siekiant, kad deformacijos nepavirstų plyšiais. Kitas sprendimas – taip suprojektuoti mišinio sudėtį, jog šis kuo mažiau trauktųsi ir deformacijų atsirastų mažiau. Tačiau nereikia galvoti, kad atsiradę trūkiai labai pavojingi – jie kosmetiniai. Ilgainiui ši problema bus išspręsta ir tokių trūkių aktualumas nublanks“, – pasakoja V. Vaitkevičius.

3D namų spausdinimui tinkamo mišinio prekybos centre nusipirkti nepavyktų – mišiniui yra keliami specifiniai reikalavimai susitraukimui, kietėjimo greičiui, formos išlaikymui spausdinimo metu. Tačiau KTU mokslininkas įsitikinęs, jog pasiūlos nėra tik dėl to, kad nėra paklausos: „tikrai žinau, kad tokie mišiniai jau yra sukurti Lietuvos sausų mišinių gamintojų, mat juos esu bandęs laboratorijoje – jie paruošti ir, jei atsirastų poreikis, būtų pasiūlyti plačiajai visuomenei“.

Technologijos prototipą bei jam tinkamą mišinį turi ir KTU – dar 2016 metais aukštosios mokyklos mokslininkų komanda su dr. Evaldu Šereliu ir V. Vaitkevičiumi priešakyje sukūrė ypač greitai kietėjantį betoną, kurį išbandė su 3D spausdintuvo prototipu.

„Mūsų įdirbis prieš tuos 6-7 metus dabar leidžia raškyti vaisius. Šiuo metu mes labai glaudžiai bendradarbiaujame su Rygos technikos universitetu, kuriame yra pirmoji oficiali 3D laboratorija Baltijos šalyse, ruošiame ne vieną tarptautinį projektą, jungiantį keletą organizacijų Europoje“, – sako V. Vaitkevičius.

Įstatymų, leidžiančių spausdinti namus, trūksta

Nors 3D spausdinimo technologija nėra nauja ir pasaulyje vis dažniau iškyla trimačio spausdinimo technologija pastatyti namai, jų statybos pavadinti masine negalima. KTU SAF profesoriaus teigimu, tai sąlygoja ir įtarus visuomenės požiūris.

„Pasaulyje yra nemažai stambių firmų, kurios užsiima 3D spausdinimo technologijų vystymų, tačiau ne visiems žmonėms ši statyba patinka. Jei prašytume jaunos šeimos, gavusios banko paskolą, rinktis tarp įprastinės statybos pastato ir truputėlį pigiau kainuojančio 3D spausdintuvu atspausdinto namo, manau, pasirinkimas būtų sunkus. Paskola yra didelis įsipareigojimas, o atspausdintas namas įkūnija nežinomybę: eksploatacijos patirties yra mažai, neaišku, ar tikrai sėkmingai tokiuose pastatuose galima gyventi“, – sako V. Vaitkevičius.

Artimiesiems Rytams gerinant rekordus 3D atspausdintų pastatų dydžiu, paskirtimi ir kitais kriterijais, dėl nepritaikytos teisinės bazės Lietuvoje šių pastatų nėra, o kitose Europos šalyse – vos keletas.

„Lietuvoje nėra jokios teisinės bazės, kuria remiantis tokie namai galėtų būti projektuojami ir jiems išduodamas statybos leidimas. Dar nėra atsakyta į klausimus, kaip mes galėtume tokius pastatus projektuoti, kokie reikalavimai šiems projektams, kokia teisinę atsakomybę neša statytojas?“, – sako V. Vaitkevičius.

Kalbėdamas apie ateitį, ekspertas prognozuoja, jog įprastinės statybos būdo ši inovacija nepakeis, tačiau sudarys tam tikrą procentinę dalį tarp naujų pastatų. Dėl brangstančių žaliavų, elektros energijos, šiam statybos būdui niša tikrai atsiras, mat 3D namų spausdinimas – pigesnė alternatyva.

„Spausdintuvai jau yra pasiruošę darbui, dabar reikia atitinkamo požiūrio, teisinių sprendimų. Mano žiniomis, atskirose Europos Sąjungos šalyse jie yra ruošiami, tad tikriausiai ateityje tokio tipo pastatuose galės gyventi ir lietuviai“, – teigia KTU profesorius.