Η κατασκευή με 3D εκτυπωτές έχει ωριμάσει ραγδαία τα τελευταία χρόνια, καθώς η πρόοδος στην τεχνολογία και την επιστήμη των υλικών επιτρέπει μεγαλύτερα και πιο φιλόδοξα σχέδια.
Οι πιθανές χρήσεις είναι επίσης όλο και πιο ποικίλες, από προσιτές κατοικίες μέχρι μια σχεδιαζόμενη βάση της NASA στη Σελήνη.
Οι περισσότερες τρισδιάστατα εκτυπωμένες κατασκευές κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας σκυρόδεμα ή άλλες εκχύσιμες, τσιμεντοειδείς ουσίες που είναι φτηνές, αξιόπιστες και ανθεκτικές – αν και, σχεδόν πάντα, με ένα βαρύ αποτύπωμα άνθρακα. Όμως μια νέα εξέλιξη στον τομέα μπορεί να προσφέρει μια πιο βιώσιμη προσέγγιση: Τρισδιάστατη εκτύπωση με χώμα.
Στην Kibaha της Τανζανίας, δυτικά της πρωτεύουσας Dar es Salaam, μια ομάδα πρωτοπόρων αρχιτεκτόνων πρόκειται να χτίσει ένα νέο χωριό με επίκεντρο την «εκτύπωση της γης».
Το Hope Village δημιουργήθηκε από τα αρχιτεκτονικά γραφεία Hassell και ClarkeHopkinsClarke, μαζί με το φιλανθρωπικό ίδρυμα One Heart, και έχει σχεδιαστεί για να βοηθήσει και να στεγάσει παιδιά από όλη τη χώρα που έχουν βιώσει δυσκολίες ή μη ασφαλές περιβάλλον στο σπίτι τους.
Το χωριό θα προσφέρει σχολική εκπαίδευση για έως και 480 παιδιά, καθώς και στέγαση, φροντίδα παιδιών και κατάρτιση δεξιοτήτων για δεκάδες ευάλωτα κορίτσια ηλικίας 3 έως 18 ετών. Σχεδόν 50 κτίρια σχεδιάζονται για την περιοχή, ενώ η γη που αγοράστηκε θα περιλαμβάνει επίσης χώρους για γεωργία και κτηνοτροφία, χώρους άθλησης και αναψυχής.
Το κτίριο-ορόσημο για το Hope Village είναι το κοινοτικό του κέντρο, ένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο σχέδιο που θα λειτουργεί ως σχολική αίθουσα και καφετέρια κατά τη διάρκεια της εβδομάδας και θα είναι ανοιχτό στην ευρύτερη κοινότητα για εκδηλώσεις τα Σαββατοκύριακα.
Οι αρχιτέκτονες ήξεραν ότι ήθελαν να χρησιμοποιήσουν τοπικό χώμα για το κοινοτικό κέντρο, αλλά ήταν επιφυλακτικοί για τους περιορισμούς της πατημένης γης, η οποία συνήθως συμπιέζεται σε παχιά, επίπεδα τοιχώματα.
«Θέλαμε να βεβαιωθούμε ότι είμαστε σε θέση να δημιουργήσουμε τοίχους που θα μπορούσαν να αερίζουν το κτίριο, αλλά ταυτόχρονα να φέρνουν και φως», δήλωσε ο επικεφαλής σχεδιασμού και καινοτομίας της Hassell, Xavier De Kestelier.
Η στροφή στην τρισδιάστατη εκτύπωση επέτρεψε ένα ανοιχτό, «πορώδες» σχέδιο τοίχου που έχει ήδη κατασκευαστεί ως πρωτότυπο σε ύψος 2 μέτρων από τον συνεργάτη της Hassell, το Ινστιτούτο Προηγμένης Αρχιτεκτονικής της Καταλονίας (IAAC) στη Βαρκελώνη της Ισπανίας.
Οι τοίχοι θα κατασκευαστούν με χώμα που θα προέρχεται από απόσταση 25 χιλιομέτρων από την περιοχή, λέει ο Hassell, και θα περιέχουν ένα λεπτό συρματόπλεγμα μεταξύ των στρωμάτων για ενίσχυση. Το χώμα που είναι κατάλληλο για εκτύπωση περιέχει συνήθως 15% έως 30% άργιλο, δίνοντάς του φυσικές ιδιότητες συγκόλλησης, αν και ο De Kestelier δήλωσε ότι οι αρχιτέκτονες δεν έχουν αποφασίσει ακόμη αν θα προσθέσουν ένα επιπλέον συγκολλητικό υλικό στο μείγμα.
Οι τοίχοι δεν θα είναι φέροντες, καθώς μια μεταλλική κατασκευή θα στηρίζει την προβαλλόμενη οροφή που καλύπτει τους τοίχους και τους προστατεύει από τα στοιχεία της φύσης. Η οροφή θα κατασκευαστεί από μικρά μήκη ξυλείας τοπικής προέλευσης, τα οποία θα συνδεθούν σε ένα σχέδιο σύμπλεξης στο έδαφος, προτού ανυψωθούν και «ντυθούν» πάνω από το πλαίσιο σαν υφασμάτινη σκηνή και τελειώσουν με λαμαρίνα, εξήγησε ο De Kestelier.
Παραδοσιακός σχεδιασμός, σύγχρονη τεχνολογία
Η οικοδόμηση με χώμα χρονολογείται από την προϊστορία και έχει πάρει πολλές μορφές, όπως πλίνθους από λάσπη, πλίνθους και πατητή γη. Η τρισδιάστατη εκτύπωση με χώμα επιχειρήθηκε για πρώτη φορά το 2018 και το πρώτο τρισδιάστατα εκτυπωμένο σπίτι κατασκευασμένο εξ ολοκλήρου από χώμα, το οποίο ονομάζεται TECLA, σχεδιάστηκε από τους Mario Cucinella Architects και κατασκευάστηκε κοντά στη Ραβέννα της Ιταλίας το 2021.
Οι κατασκευές αυτές, όπως και κάθε κτίριο που κατασκευάζεται χωρίς οπλισμό ή χαλύβδινα πλαίσια, βασίζονται σε σχήματα με ισχυρή δομική ακεραιότητα. Αυτό συχνά σημαίνει καμπύλες, είτε πρόκειται για τόξα, αψίδες, ροτόντες ή θόλους (βλέπε το Πάνθεον στη Ρώμη, που εξακολουθεί να είναι ο μεγαλύτερος μη υποστηριζόμενος θόλος στον κόσμο σχεδόν 2.000 χρόνια μετά).
Στην Τανζανία, ο εκτυπωτής θα δημιουργήσει στρώματα συμπιεσμένου χώματος σε διασυνδεδεμένες καμπυλωτές στήλες που αφήνουν αρνητικό χώρο για το φως και τον αέρα να διεισδύσουν.
Πέρα από το σχήμα, η μηχανική αντοχή είναι μια βασική πρόκληση όταν εργάζεται κανείς με χώμα. Το σκυρόδεμα είναι ένα ανθεκτικό υλικό που μπορεί να αντέξει τα στοιχεία της φύσης- το χώμα λιγότερο. Αλλά ο De Kestelier επιμένει ότι όταν πρόκειται για τρισδιάστατα εκτυπωμένη αρχιτεκτονική, «δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσουμε περισσότερο σκυρόδεμα» και ότι οι πιο βιώσιμες επιλογές είναι το μέλλον – όταν χρησιμοποιούνται σωστά.
Η προβαλλόμενη στέγη για το κοινοτικό κέντρο της Τανζανίας θα είναι ζωτικής σημασίας για την προστασία των τοίχων από τη διαβρωτική επίδραση της βροχής, και ο Hassell δήλωσε ότι ενθαρρύνθηκε από μια επίσκεψη στο έργο TOVA της IAAC για το 2022, το πρώτο τρισδιάστατα εκτυπωμένο κτίριο της Ισπανίας από γη. «Αυτοί οι τοίχοι μπορούν πραγματικά να διαρκέσουν πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα», δήλωσε ο De Kestelier.
Δεδομένης της πρόσφατης εμφάνισης της τεχνολογίας, ορισμένοι εμπειρογνώμονες διατηρούν επιφυλάξεις σχετικά με το πώς θα τα πάνε τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα κτίρια μακροπρόθεσμα, ενώ άλλοι έχουν επικαλεστεί πιθανές «νομικές γκρίζες ζώνες» όσον αφορά τους κανόνες και τους κανονισμούς δόμησης, οι οποίοι διαφέρουν από χώρα σε χώρα και συχνά είναι ιδιαίτερα εντοπισμένοι.
Ακόμα και ο μηχανικός που πρωτοστάτησε στην τρισδιάστατη εκτύπωση κατασκευών δήλωσε πέρυσι στο New Yorker ότι «όλη η διαφημιστική εκστρατεία δεν δικαιολογείται». Οι υπερασπιστές της τεχνολογίας λένε εν τω μεταξύ ότι είναι ένας γρήγορος και αποτελεσματικός τρόπος για την κατασκευή κατοικιών και άλλων χαμηλών κατασκευών, σε μια εποχή που ακόμη και ορισμένα από τα πιο προηγμένα οικονομικά έθνη αντιμετωπίζουν ελλείψεις στέγασης.
Άμεση κληρονομιά
Το έργο Hope Village θα κατασκευαστεί με το σύστημα εκτύπωσης Crane WASP αξίας 160.000 ευρώ που χρησιμοποιήθηκε τόσο για την TOVA όσο και για την TECLA.
«Το σχέδιο δεν είναι απλώς να χρησιμοποιήσουμε την τεχνολογία, αλλά να φέρουμε την τεχνολογία στο χώρο της Τανζανίας και να την αφήσουμε εκεί», δήλωσε ο De Kestelier.
Στο πλαίσιο της δέσμευσης του έργου για την προσέγγιση της κοινότητας και την κατάρτιση δεξιοτήτων, οι κατασκευαστές θα διδάξουν στους ντόπιους πώς να χρησιμοποιούν τον εκτυπωτή, ώστε η κοινότητα να μπορεί να κατασκευάσει και άλλα κτίρια στο μέλλον.
Η προσέγγιση είναι παρόμοια με ένα άλλο έργο της Hassel, το Κέντρο Μουσικής και Τεχνών Bidi Bidi στη βόρεια Ουγκάντα, το οποίο απασχολούσε ντόπιους για να δημιουργήσουν τούβλα από συμπιεσμένη γη για το κτίριο της κοινότητας των προσφύγων.
Το Hope Village είναι πιο φιλόδοξο, σύμφωνα με τον Mark Loughnan, διευθυντή και επικεφαλής σχεδιασμού της Hassell. «Είναι (η) πρώτη προσπάθεια (μας) σε αυτό που ελπίζουμε ότι θα αποδειχθεί μια επιτυχημένη μεθοδολογία», δήλωσε, προσθέτοντας ότι το μοντέλο θα μπορούσε μια μέρα να αναπαραχθεί και σε άλλες τοποθεσίες.
Για τη δρ Consola Elia, η οποία θα επιβλέπει το σπίτι των παιδιών στο Hope Village, το έργο είναι «η πραγματικότητα ενός ονείρου που είχα για πάνω από 20 χρόνια», ανέφερε σε δήλωσή της.
Οι εργασίες για το γενικό σχέδιο έχουν ξεκινήσει, με τις κατοικίες να βρίσκονται ήδη σε εξέλιξη και την κατασκευή του κοινοτικού κέντρου να αναμένεται να ξεκινήσει στις αρχές του 2025.
«Χρησιμοποιούμε (το σχεδιασμό) για να αναβαθμίσουμε τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι βιώνουν την καθημερινή τους ζωή», δήλωσε ο Loughnan. «Το χρησιμοποιούμε σε αυτή την περίπτωση για να βοηθήσουμε, να θεραπεύσουμε και να εκπαιδεύσουμε - και το χρησιμοποιούμε επίσης για να καινοτομήσουμε ταυτόχρονα».
Πηγή: CNN