Am numit clădirile printate 3D o soluție în căutarea unei probleme. Într-o postare recentă despre casele printate 3D, expertul în tehnologie de construcție Belinda Carr a replicat că „aceasta este o industrie atât de nouă și există atât de multă cercetare și inovație în curs, este o industrie extrem de interesantă în care să te afli.”
Foarte curând, s-a dovedit că are dreptate, deoarece am aflat de la profesorul australian Philip Oldfield despre Minimass—o grindă din beton printată 3D care este într-adevăr o soluție pentru o problemă. Este proiectată de Andy Coward de la Net Zero Projects Limited; el deține o diplomă de 1-a clasă în Inginerie Civilă și Structurală de la Universitatea Cambridge și are peste 15 ani de experiență în proiectare și construcții. Înainte de a inventa Minimass, a deținut poziții de conducere la Bjarke Ingels Group din Copenhaga ca director de inginerie și la Foster + Partners din Londra ca partener asociat.
El a declarat pentru PlanetaNoastra: „Munca mea s-a născut din frustrarea de a vedea potențialul printării 3D fiind irosit. Așa că m-am provocat să găsesc o modalitate inteligentă de a utiliza aceste tehnici.”
Betonul armat are o amprentă mare de carbon din cauza chimiei și a căldurii necesare pentru fabricarea cimentului, care este amestecat cu nisip și agregate pentru a face beton. Betonul este excelent la compresiune, ceea ce se întâmplă în partea superioară a grinzii; armătura de oțel din partea inferioară a grinzii este în tensiune.
Cea mai mare parte a betonului din mijloc face puțin mai mult decât să ofere distanța necesară între partea superioară și partea inferioară a grinzii. Acesta este motivul pentru care în fiecare an, de Ziua Vafelelor Suedeze, sunt atât de entuziasmat de planșeele tip fagure, care elimină cât mai mult beton posibil și au deschideri mari. Din păcate, acestea au ieșit din grații deoarece necesită multă manoperă.
Ceea ce a făcut Coward remarcabil este că a proiectat o grindă pe care n-ai încerca niciodată să o construiești convențional din cauza complexității cofrajului necesar, dar care poate fi ușor extrudată dintr-o imprimantă 3D. Are un bloc de beton în partea superioară pentru compresiune, triunghiuri de beton care acționează ca o inimă (web) și separă partea superioară aflată în compresiune de cea inferioară, și a folosit un cablu post-tensionat în loc de armătura convențională în tensiune în partea de jos.
Nu doar că cantitatea de beton necesară este redusă cu 78%, dar există și o reducere de 70% a armăturii de oțel. Și, desigur, cu printarea 3D, nu există cofraj – o economie semnificativă. Coward susține, de asemenea, că „noua tehnică de printare 3D deblochează potențialul acestui design, permițând fabricarea acestor grinzi la o fracțiune din costul metodelor tradiționale.”
Coward notează că este același principiu pe care îl vedeți la poduri, cum ar fi Pont du Truc de la Fare al lui Michel Virlogeux din Franța, de asemenea un amestec de beton și oțel.
Minunea acestui lucru este reducerea dramatică a necesarului de beton, responsabil pentru peste 7% din emisiile globale de dioxid de carbon (CO2), și a oțelului, care este responsabil pentru până la 9% din emisiile de CO2. Dar unde ar putea fi folosită o astfel de grindă? Coward a declarat pentru PlanetaNoastra:
Acesta este un punct foarte interesant. Plăcile din lemn lamelar încrucișat (CLT) sunt bidirecționale, ceea ce înseamnă că pot fi sprijinite pe stâlpi fără grinzi, dar sunt limitate la aproximativ 6 metri. Pentru a rezolva această problemă, mulți proiectanți folosesc grinzi din lemn realizate din lemn lamelar lipit (glulam), așa cum am arătat recent în Apex Plaza a William McDonough + Partners din Charlottesville, Virginia. Acestea erau grinzi mari, masive, cu mult lemn în ele. Deși lemnul are o amprentă de carbon mult mai mică în comparație cu construcțiile convenționale din beton, are totuși un impact.
Acesta este unul dintre motivele pentru care chiar și maeștrii lemnului masiv, Waugh Thistleton, au folosit un hibrid de grinzi de oțel la proiectul 6 Orsman Road. Au obținut deschideri mai mari și au putut perfora grinzile și trece instalațiile prin ele în loc să le așeze dedesubt.
Această schiță din cererea de brevet arată că și Coward se gândește la asta. Spre deosebire de o grindă solidă din beton, poți trece instalațiile chiar prin ea, ceea ce poate reduce înălțimea clădirii și economisi bani. Unii și-au exprimat îngrijorarea cu privire la protecția împotriva incendiilor, dar Coward arată pe site-ul web cum cablurile pot fi tratate cu vopsea intumescentă, pot circula în canale injectate cu mortar sau pot avea izolație aplicată in situ.
Unii s-au plâns, de asemenea, că nu ar trebui să folosim beton deloc, deoarece producția lui emite dioxid de carbon, în timp ce utilizarea lemnului masiv îl stochează. Dar știința nu este definitivă cu privire la cât carbon este stocat în lemnul masiv și cât este emis de la putrezirea rădăcinilor și a resturilor lemnoase și de la uscarea în cuptor. Îmi place să o citez pe Paula Melton de la BuildingGreen, care spune: „Lemnul poate fi benefic pentru amprenta sa redusă, dar nu folosiți lemnul ca pe o carte ‘ieși din închisoarea de carbon gratis’. Luați în considerare ce materiale și sisteme au cel mai mult sens pentru proiect și optimizați modul în care le utilizați, de preferință cu o evaluare a ciclului de viață a întregii clădiri ca ghid.”
Ar trebui să se efectueze o astfel de evaluare a ciclului de viață pentru a determina care are o amprentă de carbon mai mică și să se ia în considerare și valoarea în timp a emisiilor de carbon. Dar, ca cineva care predică suficiența—adică utilizarea celei mai mici cantități posibile din orice—pare sigur că există mult mai puțin material în designul lui Coward. Pare într-adevăr să-și merite numele: Minimass.
Vizitați și site-ul web Minimass, care cred că este un model de design minimalist și elegant.
