Dům, který připomíná jeskyni

Na první pohled bychom jej za běžný rodinný dům nejspíš nepovažovali. Místo klasických rovných stěn a ostrých rohů má plynulé křivky, které připomínají přírodní jeskynní útvar. Právě takový objekt realizovaly japonské společnosti Kizuki a Onocom ve městě Kurihara v prefektuře Mijagi.

Dům má dvě nadzemní podlaží, celkovou plochu necelých 50 metrů čtverečních a dosahuje výšky přibližně 6,3 metru. Nejde tedy o žádnou rozlehlou vilu, ale spíše o kompaktní obytný objekt. Zajímavější než jeho velikost je ovšem způsob výstavby.

Podle výrobce použité tiskárny, společnosti COBOD, jde o první dvoupodlažní obytný dům tohoto typu v Japonsku, který úspěšně prošel standardním schvalovacím řízením včetně požadavků na odolnost vůči zemětřesení.

Místo zedníků pracovala obří 3D tiskárna

Při stavbě byl použit velkoformátový betonový 3D tiskový systém COBOD BOD2. Princip jeho fungování je podobný jako u běžných stolních 3D tiskáren, které možná známe z domácností nebo technických dílen. Rozdíl je především ve velikosti a použitém materiálu.

Zatímco menší tiskárny vytvářejí předměty nejčastěji z plastového vlákna, stavební zařízení nanáší prostřednictvím počítačem řízené trysky speciální rychle tuhnoucí maltovou či betonovou směs. Materiál se ukládá postupně, vrstvu po vrstvě, podle předem připraveného digitálního modelu.

Takto mohou vznikat i konstrukce, jejichž tvar by byl při tradiční výstavbě podstatně složitější. Právě zaoblené stěny japonského domu jsou toho názorným příkladem. 3D tisk navíc umožňuje přesně řídit množství nanášeného materiálu a automatizovat část stavebních prací.

Vytištěné stěny nejsou jen obyčejná betonová skořepina

Zajímavé je také technické řešení samotných stěn. Ty mají vícevrstvou strukturu, která vzniká během jediného tiskového procesu. Uvnitř jsou ponechány dutiny pro další konstrukční prvky, tepelnou izolaci a technické rozvody. Vytištěné části přitom v některých místech fungují jako trvalé bednění, které se následně doplňuje o ocelovou výztuž a beton. To je důležitý detail.

Neznamená to totiž, že by celý nosný systém domu vznikl pouze vytlačováním stavební směsi z tiskové trysky. 3D tisk je zde kombinován s běžnými stavebními technologiemi, které pomáhají zajistit potřebnou pevnost a stabilitu budovy. Právě toto spojení automatizované výstavby a osvědčených konstrukčních postupů může být jednou z cest, jak 3D tisk rozšířit i na náročnější stavební projekty.

Deset dní tisku, ale půl roku výstavby

Jedním z nejpůsobivějších parametrů celého projektu je rychlost samotného 3D tisku. Vytištění příslušných částí konstrukce trvalo pouze deset dní. Pokud bychom si ale mysleli, že za deset dní stál kompletně dokončený dům připravený k nastěhování, nebylo by to správné.

Podle japonského realitního portálu SUUMO trval celý projekt přibližně šest měsíců. Do této doby spadaly také další stavební práce, technické úpravy a potřebné kontroly. Deset dnů tedy trvala pouze samotná fáze tisku, nikoliv kompletní realizace stavby.

I tak jde o zajímavou ukázku toho, jak může automatizace některé části stavebního procesu urychlit. Z dostupných údajů ovšem nelze automaticky vyvozovat, že by podobný dům byl také výrazně levnější než tradiční stavba.

Nejtěžší zkouška? Japonské požadavky na odolnost vůči zemětřesení

Japonsko patří mezi země s vysokou seismickou aktivitou. Stavby proto musejí splňovat náročné požadavky na bezpečnost a stabilitu. A právě v tomto ohledu představoval projekt mimořádnou výzvu. S vícepodlažními budovami vytvářenými pomocí 3D tisku totiž zatím v Japonsku není tolik zkušeností jako s běžnými stavebními postupy. Realizátoři proto museli prokázat, že navržená konstrukce splňuje příslušné požadavky na únosnost a stabilitu.

Bylo nutné doložit, že se budova může bezpečně používat i v podmínkách, pro které jsou japonské stavební předpisy navrženy. Podle projektových společností nakonec dům získal potřebné stavební povolení a úspěšně prošel také závěrečnou kontrolou.

To ovšem neznamená, že by dům prokazatelně přečkal skutečné silné zemětřesení. Jde o splnění stanovených požadavků a schvalovacích postupů, nikoliv o zprávu z reálné živelní události.

Budeme si jednou domy běžně tisknout?

Japonský projekt ukazuje, že 3D tisk ve stavebnictví už není omezen pouze na experimentální jednopodlažní objekty. Pokud se vhodně zkombinuje s tradičními konstrukčními postupy, může technologie najít uplatnění také u vícepodlažních budov. Zatím ale zůstává nevyřešena řada otázek.

Vedle technické bezpečnosti bude důležitá také ekonomika výstavby, dostupnost potřebného zařízení, kvalifikovaná obsluha a schopnost splnit místní stavební předpisy. Samotná rychlost tisku totiž ještě nerozhoduje o tom, jak dlouho potrvá celý stavební projekt.

Příklad z Japonska je přesto důležitým krokem. Ukazuje, že dům s konstrukcí vytvořenou pomocí 3D tiskárny může projít i náročným schvalovacím procesem. A pokud se podobné technologie budou dál rozvíjet, mohou nám v budoucnu nabídnout větší volnost při navrhování staveb. Také pomohou automatizovat část práce, která se dnes na staveništích provádí tradičními metodami.

Zdroj: Cobod, Suumo, Onocom, YouTube / Onocom, Stealth House