Casas de impressão 3D – o futuro da construção? (Vídeo)

A casa de 1.200 pés quadrados tem três quartos, dois banheiros completos e uma varanda coberta. No entanto, a construção das paredes de concreto da casa levou apenas 28 horas – isso porque elas são impressas, o que reduz o cronograma de construção padrão em pelo menos 4 semanas. Usando tecnologia de computador automatizada e uma mistura de concreto patenteada, a Habitat for Humanity concluiu recentemente a primeira de muitas casas de impressão 3D planejadas em Williamsburg, Virgínia e em outros lugares.

A nova proprietária April Stringfield e seu filho de 13 anos estão felizes em saber que a casa será deles. A Sra. Stringfield trabalhou como gerente de lavanderia em um hotel local por 5 anos, mas sua renda era inferior a 80% da renda média da área. Escusado será dizer que tornar-se proprietário de uma casa parecia inatingível – até que ele foi aceito em uma das casas impressas na impressão 3D Habitat for Humanity. “Meu filho e eu estamos muito gratos”, disse ela na dedicação da casa. “Sempre quis ser o dono da casa. É um sonho tornado realidade. “

A Habitat for Humanity construiu centenas de milhares de casas a preços acessíveis para as pessoas que precisam delas.

Habitat for Humanity Impresso em 3D casa inovadora em 12 de julho de 2021.

A impressão 3D é uma técnica relativamente nova na construção para melhorar a economia e mitigar o impacto ambiental. É uma área inovadora que combina o conhecimento da construção tradicional com a produção digital. A remoção de fôrmas e vários outros benefícios significativos tem grande potencial e tem despertado a atenção da indústria da construção.

Por que impressão 3D?

  • Economiza até 15% por metro quadrado dos custos de construção para empreiteiros.
  • Oferece melhor manutenção da temperatura, reduz os custos de aquecimento e refrigeração para os proprietários.
  • É resistente a danos de tornados e furacões.

Casas de impressão 3D já estão sendo construídas e vendidas ao público em geral.

Como construir casas em impressão 3D

O conceito de manufatura aditiva – um termo mais técnico para impressão 3D – remonta à década de 1980, mas se tornou muito mais popular na última década. A impressão 3D começa com um arquivo digital de design de casa. Grandes braços robóticos no pivô criam casas totalmente funcionais, pois, camada por camada, armazenam material para construir uma casa em três dimensões, uma camada por vez.

Para a casa da Sra. Stringfield, a Habitat for Humanity Alquist usou uma betoneira e extrusora patenteada para imprimir as paredes externas e internas, que foram reforçadas com aço durante o processo de impressão. As paredes externas foram então seladas com um revestimento transparente ou colorido para evitar a penetração de umidade no concreto. A empreiteira incorporou telhas tradicionais nas empenas do telhado e usou tijolos padrão nas colunas da varanda.

Os proprietários podem escolher uma cor de concreto cinza padrão ou escolher entre uma variedade de tons terrosos atraentes que dão à casa uma aparência distinta.

Depois que Alquist terminou de imprimir as paredes, os construtores tradicionais construíram o telhado, fizeram a canalização e a fiação, e instalaram os pisos internos e outros acabamentos. Por meio do Williamsburg Habitat Chapter, empreiteiros, subempreiteiros e outros voluntários dedicaram seu tempo para completar o resto da casa.

Avaliação do ciclo de vida de casas impressas em impressão 3D

A estrutura de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) é usada para quantificar o impacto ambiental da extração e produção de matérias-primas, bem como o consumo de energia durante as fases de construção e operação. Você quer estatísticas? Um estudo nos Emirados Árabes Unidos analisou o processo de construção de uma casa térrea impressa em uma impressora 3D para fazer uma avaliação comparativa com uma estrutura tradicional de concreto.

A economia dos sistemas de construção selecionados foi examinada usando a análise de custo do ciclo de vida (LCCA), que incluiu principalmente custos de construção e economia de energia. A análise de ecoeficiência foi usada para agrupar os resultados de LCA e LCCA em uma única estrutura para ajudar a tomar decisões selecionando a alternativa mais otimizada e ambientalmente eficiente.

As descobertas revelaram que as casas construídas com manufatura aditiva e materiais impressos em 3D eram mais ecológicas. O método de projeto convencional teve maiores impactos em relação ao método de impressão 3D com potencial de aquecimento global de 1154,20 e 608,55 kg CO2 eq., toxicidade não cancerígena 675,10 e 11,9 kg 1,4-DCB e consumo de água 233,35 e 183,95 m3. .

A casa impressa em impressão 3D também se mostrou uma opção economicamente viável, com redução de 78% nos custos totais de investimento em relação aos métodos convencionais de construção. Os resultados ambientais e econômicos combinados revelaram que o processo geral de uma casa impressa em 3D tem maior ecoeficiência em comparação com uma estrutura de concreto. Os principais resultados da análise de sensibilidade revelaram que até 90% do impacto ambiental das argamassas de impressão 3D pode ser mitigado pela diminuição dos índices de cimento.

Impacto ambiental de casas impressas em 3D

A Alquist – a empresa por trás da impressão 3D Habitat for Humanity – usa essa tecnologia para criar projetos enquanto reduz os custos de moradia e infraestrutura em comunidades economicamente carentes e mal servidas. Cada casa Alquist está equipada com um sistema de monitoramento patenteado Virginia Tech baseado em Raspberry Pi, que monitora o ambiente interno, oferece gerenciamento de segurança e emergência, otimiza o consumo de energia e analisa o conforto dos moradores e o uso do espaço.

Alquist também instala uma impressora 3D na cozinha de cada casa que constrói. O proprietário receberá um arquivo de computador para download que lhe permitirá imprimir botões, trocar tampas e outras peças substituíveis.

Embora as casas de impressão 3D ainda sejam incomuns, a casa de Williamsburg simbolizou o potencial de casas acessíveis que limitam o uso de recursos naturais, como árvores. Cada nova casa construída pela Habitat for Humanity Peninsula e Greater Williamsburg é certificada EarthCraft. EarthCraft é um programa voluntário de construção verde que serve como um plano para casas saudáveis ​​e confortáveis ​​e busca reduzir as contas de energia e minimizar o impacto ambiental.

Pensamentos finais

A construção de cada casa construída pela Habitat for Humanity Peninsula e Greater Williamsburg é um esforço conjunto entre voluntários, patrocinadores e compradores de casas. As famílias participantes prestam pelo menos 300 horas de trabalho na construção de suas próprias casas e de outras famílias, o chamado pot equity. O Programa de Compra de Casas Habitat resultou em pagamentos mensais de hipotecas de não mais de 30% da renda da Sra. Stringfield, incluindo impostos sobre propriedade e seguro do proprietário.

As casas de impressão 3D são inerentemente duráveis, econômicas e têm uma construção robusta. Eles podem ajudar a tornar as casas mais acessíveis e provavelmente se tornarão mais uma ferramenta nos kits de ferramentas para combater a falta de moradia e os efeitos da crise climática.

Interessado em aprender mais sobre as opções de impressão 3D? Dê uma olhada nestes artigos: Protótipos de energia hidrelétrica, peças EV e rodas de fibra de carbono.

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