به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، صنعت ساخت‌وساز سبز برای کاهش تنش‌های زیست‌محیطی ناشی از ساخت‌وساز همچون مصرف بالای انرژی و انتشار بی‌رویه گازهای گلخانه‌ای، به خانه‌های چاپ سه‌بعدی روی آورده است و برای ساخت این خانه‌ها از پرینترهای سه‌بعدی عظیم برای چاپ لایه‌به‌لایه سازه استفاده می‌کند. در حال حاضر، چاپگرها فقط می‌توانند سازه ساختمان را به صورت سه‌بعدی بسازند و عناصری مانند پنجره‌ها، تأسیسات و لوله‌کشی هنوز باید با استفاده از روش‌های ساخت‌وساز سنتی نصب شوند. با این وجود، تلاش‌ها برای توسعه نرم‌افزارهای چاپ کاملاً یکپارچه با اجزای مکانیکی، الکتریکی و لوله‌کشی جامع در حال انجام است.
مزایای خانه‌های پرینت سه‌بعدی
در مقایسه با ساختمان‌های سنتی، بناهای پرینت سه‌بعدی دارای مزایای قابل‌توجهی هستند. فونداسیون و دیوارهای یک خانه کوچک با استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی حدود ۲۴ ساعت و با کسری از قیمت یک ساختمان معمولی چاپ می‌شود. به جرأت می‌توان گفت که خانه‌های پرینت سه‌بعدی با ایجاد امکان ساخت سریع‌تر، مقرون‌به‌صرفه‌تر و پایدارتر، کسب‌وکار ساخت‌وساز را متحول می‌کنند.
خانه‌های پرینت سه‌بعدی مقرون‌به‌صرفه هستند و بنابراین در دسترس همه افراد جامعه هستند و با بهینه سازی روند ساخت‌وساز و صرفه‌جویی در مواد، ساختمان‌های چاپ سه‌بعدی مصرف سیمان و انرژی را کاهش می‌دهند و کارایی را بهبود می‌بخشند. این صرفه‌جویی می‌تواند به ۱۵ درصد در کل هزینه‌های ساختمان برسد.
علاوه بر این، شرکت‌های ساختمان‌سازی می‌توانند مواد چاپی را از منابع محلی جمع‌آوری کرده و هرگونه زباله صنعتی و ساختمانی را بازیافت کنند. با ردپای کربن کمتر و اثرات زیست‌محیطی کمتر، ساختمان‌های چاپ سه‌بعدی می‌توانند به کاهش ضایعات در صنعت کمک کنند. این روند نشان می‌دهد که چگونه ساختمان‌های پرینت سه‌بعدی می‌توانند به شیوه‌های ساخت‌وساز پایدارتر منجر شوند.
ساختمان‌های پرینت سه‌بعدی دوام بیشتری نسبت به ساختمان‌های سنتی دارند، وزن کمتری دارند و در برابر زلزله، دمای شدید، سیل، آتش‌سوزی و بادهای پرسرعت مقاوم‌تر هستند و به این ترتیب درجه امنیت بالاتری را برای ساکنان فراهم می‌کنند.
آینده ساخت‌وساز پایدار
فناوری سبز خانه‌های پرینت سه‌بعدی زباله‌هایی را که یک کار ساختمانی معمولی تولید می‌کند به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و می‌تواند آن را به ۳۰ درصد برساند. چاپ قطعات بر اساس تقاضا، بازیافت مواد باقیمانده را آسان می‌کند. علاوه بر این، پلاستیک بازیافتی و سایر مواد تخریب‌ناپذیر را می‌توان برای ایجاد مخلوط سیمانی مورد استفاده در چاپگرهای سه‌بعدی استفاده کرد و به این ترتیب به پایداری فرایند ساخت‌وساز کمک کرد. علاوه بر این، خانه‌های پرینت سه‌بعدی به زنجیره‌های تأمین بسیار کوتاه‌تری نیاز دارند و فرایندهای جانبی همچون جابه‌جایی برای استخراج مواد و انتقال آنها به محل ساختمان از این زنجیره حذف می‌شوند.
به دلیل صرفه‌جویی در مواد خام و همچنین نیروی کار، هزینه‌های ساختمان‌های پرینت سه‌بعدی نسب به روش‌های سنتی کاهش چشمگیری خواهد داشت، به طوری که استفاده از پرینترهای سه‌بعدی می‌تواند تا ۸۰ درصد در هزینه‌های نیروی کار مرتبط با یک پروژه معماری را کاهش دهد. همچنین این ساختمان‌ها با حذف نیاز به نگهداری انبارهای عظیم و حمل‌ونقل روزانه مصالح ساختمانی، هزینه‌های تولید را نیز به حداقل می‌رسانند. برای داشتن تصوری از هزینه‌های نیروی کار در ساختمان‌سازی سه‌بعدی، لازم است به این موضوع اشاره شود که بزرگترین ساختمان پرینت سه‌بعدی در دبی برای ساخت یک چاپگر و سه کارگر نیاز داشت. مسئولان امیدوار هستند که این خانه‌ها در آینده اقتصادی‌تر و به طور کلی محبوب‌تر شوند و فضای کلی صنعت ساخت‌وساز را به خود تخصیص دهند.
شرکت ICON که پیشگام در صنعت پرینت سه‌بعدی است، یک قرارداد تقریباً ۶۰ میلیون دلاری از برنامه تحقیقات نوآوری کسب و کار کوچک ناسا (SBIR) دریافت کرده است تا تحقیقات مداوم در مورد تنظیمات فرازمینی از جمله ماه و مریخ در این زمینه را انجام دهد و این یعنی آنها می‌خواهند با استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی ساختمان‌هایی در فضا بسازند.
آزادی خلاقیت در طراحی
این فناوری پایدار نه‌تنها هزینه‌های مالی و پایداری مورد نیاز در فرایند سرمایه‌گذاری کند را کاهش می‌دهد، بلکه محدودیت‌های خلاقانه‌ای را که با تکنیک‌های سنتی خانه‌سازی همراه است، از سر راه معماران بر می‌دارد. امکان ارائه راهکارها و طرح‌های خلاقانه در این فناوری فقط به این دلیل نیست که مصالح به خودی‌خود انعطاف‌پذیری بسیار بیشتری در قابلیت شکل‌گیری دارند، بلکه هر نوع تغییر در خانه‌های سنتی مربع‌شکل با هزینه هنگفت طراحی و ساخت همراه است. این در حالی است که خریداران خانه‌های پرینت سه‌بعدی می‌توانند شکل خانه خود را شخصی‌سازی کنند و طراحی آن را بدون متحمل شدن هزینه قابل‌توجهی انجام دهند.
چالش‌های ساختمان‌های پرینت سه‌بعدی
با وجود مزایایی که ساختمان‌های پرینت سه‌بعدی برای ساخت‌وسازهای پایدار دارند، هنوز چالش‌هایی وجود دارد که باید به آنها پرداخته شود. ساختمان‌های پرینت سه‌بعدی نیازمند بازسازی سیستم‌های طراحی معماری موجود هستند چراکه فرایند طراحی ساختمان‌های پرینت سه‌بعدی بسیار متفاوت از روند سنتی ساختمان‌سازی برای برآوردن الزامات و عملکردهای ساخت‌وساز فعلی است. ساخت این ساختمان‌ها به صنایع مختلف همچون مهندسی، تولید، زیرساخت و ساخت‌وساز نیاز دارد تا با همکاری یکدیگر فعالیت پیچیده خود را در این زمینه به‌روزرسانی کنند. در واقع ساختمان‌های پرینت سه‌بعدی به دقت و اتوماسیون تقریباً کامل نیاز دارند که چالش‌هایی را برای صنعت تولید به‌ویژه ماشین‌ابزارهای بزرگ ایجاد می‌کند.
ساختمان‌های پرینت سه‌بعدی با بتن مخصوص ساخته می‌شوند، بنابراین، اگر قرار است این ساختمان‌ها به آینده ساخت‌وساز پایدار تبدیل شوند، باید در سیستم‌های طراحی معماری موجود و استانداردهای ساخت‌وساز تجدید نظر شود. سرعت بالا یکی از بزرگترین مزیت‌های ساختمان‌های پرینت سه‌بعدی است بنابراین باید از موادی استفاده شود که می‌توانند بسیار سریع جامد شوند و این موضوع نیاز به تحقیق و توسعه بیشتری در این زمینه دارد. در ادامه به دو پروژه موفق ساختمان سازی به روش پرینت سه‌بعدی اشاره می‌شود.
روستای نیواسپریت، ایالات متحده آمریکا
مقرون‌به‌صرفه بودن مسکن پرینت سه‌بعدی یکی از دلایل اصلی ساخت محله‌های سه‌بعدی در روستای نیو اسپیریت در ایالت اورگان آمریکا است که برای خانواده‌هایی ساخته شد که خانه‌های خود را در آتش‌سوزی آلامدا ۲۰۲۰ از دست دادند. ۸۴ خانه مقرون‌به‌صرفه، سازگار با محیط زیست، مقاوم در برابر آتش، مجهز به پنل‌های خورشیدی، پمپ‌های حرارتی و چارچوب بتنی کمتر قابل احتراق که به صورت سه‌بعدی چاپ شده است و همه خانه‌ها قابلیت شارژ خودروهای برقی را دارند. این شیوه توسعه متراکم به دلیل استفاده از مواد محلی، ضایعات ساختمانی کمتر و دیوارهای کارآمد حرارتی به حفظ منابع کمک می‌کند. برای افزایش پتانسیل مقاومت در برابر آتش‌سوزی خیابان‌های این روستا از بتن مقاوم در برابر آتش به جای آسفالت نفتی ساخته شدند.
ساختمان «دفتر آینده» دبی در امارات
«دفتر آینده» که به عنوان مقر بنیاد آینده دبی طراحی شده است، یکی از اولین نمایشگاه‌های کاری با فضای ۲۷۰۰ فوت مربع و ارتفاع ۲۰ فوت مناسب برای ۱۶ نفر است که به قابلیت‌های مخابراتی، آب، برق و سیستم‌های AC مجهز است. این ساختمان طی دو مرحله و در ۱۷ روز ساخته شد و کل نیروی کار برای آن ۱۸ نفر بود. کار روی خدمات ساختمان، فضای داخلی و منظر تقریباً سه ماه طول کشید و به‌طور کلی این تکنیک ساخت‌وساز نوآورانه، هزینه نیروی کار در مقایسه با ساختمان‌های معمولی با اندازه مشابه را بیش از ۵۰ درصد کاهش داد. مجموعه اداری شامل یک سالن و گالری مشارکتی برای نمایشگاه‌ها، رویدادها و کارگاه‌ها، یک فضای انعطاف‌پذیر برای طوفان فکری تیمی و کار طراحی و اتاق‌های جلسه خصوصی است. چیدمان ساختمان برای تسهیل ترکیبی از تعاملات خلاقانه، فعالیت‌های چندجانبه و جلسات آرام طراحی شده است.
نظر شما