A construção de novos edifícios é uma forma laboriosa e antieconômica de atividade humana. Um estudo de larga escala da ONU mostrou que o setor de construção responde por quase 40% do consumo global de energia e das emissões de CO2. A Escola Técnica Superior Suíça de Zurique (ETH Zurique), em colaboração com mais de 30 especialistas da indústria da construção por 4 anos, desenvolveu um novo conceito de construção que pode resolver esse problema.
O resultado de suas atividades foi o DFAB House, edifício de três andares (sigla para Digital Fabrication and Living - "digital manufacturing and living"), que se tornou o primeiro edifício residencial totalmente fabricado com tecnologia digital. Ou seja, com a ajuda da modelagem tridimensional, robôs e uma impressora 3D. O edifício tem uma área de 220 m². exigiu 60% menos cimento e atende aos rigorosos padrões de segurança suíços na construção. Leia mais sobre a casa, tecnologias usadas e projetos similares no próximo artigo do provedor Cloud4Y. O DFAB House foi construído na plataforma superior do complexo NEST ("Nest") em Dubendorf, Suíça. Mais precisamente, este não é apenas um complexo, é um laboratório de pesquisa completo, que consiste em um núcleo central com casas de módulos anexadas. Os primeiros inquilinos da DFAB House foram funcionários dos laboratórios de pesquisa
Empa e Eawag .
O espaço será usado não apenas como alojamento. Também se tornará um campo de testes onde serão testados novos produtos das indústrias de energia e construção. Este trabalho é necessário não apenas para aumentar a eficiência da construção civil, mas também para garantir sua alta estabilidade.
Construindo Inovação
A construção da DFAB House envolveu vários desenvolvimentos de equipes de pesquisa.
- Fabricante in situ. Autônoma construção robótica. Capaz de criar elementos de construção usando várias ferramentas com um erro inferior a 5 mm e pode operar de forma semi-autônoma em condições variáveis: trabalhe na altura de paredes padrão e passe por portas. É à prova d'água e poeira, alimentado por corrente e bateria. Das deficiências - peso muito pesado (1,5 toneladas), mas o trabalho já está em andamento para facilitar a construção do robô.
- Molde de malha. Um robô industrial de dois metros de altura, no manipulador do qual está instalado um bico para colocar as hastes de reforço e soldá-las. Um robô montado em um chassi da lagarta coloca e solda o reforço, preparando a base para fortes paredes de concreto. Ele coleta automaticamente a estrutura, após a qual é derramada uma solução de concreto, que não se espalha para os lados devido à estrutura densa da estrutura e à composição da própria solução. A principal vantagem do sistema pode ser considerada a capacidade de criar formulários arbitrários.
- Fundição dinâmica inteligente. Tecnologia de um processo automatizado de moldagem de concreto. Estruturas verticais monolíticas no sentido literal da palavra são “crescidas” com a ajuda de um braço robótico equipado com vários bicos de formação. O design pode obter a forma desejada devido ao movimento rotacional da matriz.
- Smart Slab Tecnologia para criar lajes de concreto incríveis usando formas de areia impressas.
Como é isso?
O piso térreo da DFAB House é indicado para um espaço comum. Aqui são instaladas janelas do chão ao teto, apoiadas por 15 montantes de concreto especialmente projetados. O elemento central da sala é a parede em forma de S, que divide a área do primeiro andar, criando espaços abertos e ocultos a partir dos olhos. Um teto de concreto fino é derramado em uma cofragem impressa em uma impressora 3D.
O segundo e terceiro andar - alojamentos. Subindo, os visitantes parecem se encontrar em um chalé alpino moderno. Quatro salas criadas por robôs foram projetadas para criar uma sensação de harmonia e aconchego. Eles se mostraram brilhantes e bastante espaçosos. Esses pisos contêm molduras de madeira, cujo layout foi modelado em um computador. Dois robôs de construção participaram da instalação. O design digital, de acordo com os engenheiros, permitiu otimizar e economizar uma quantidade significativa de material.
A casa ficou moderna e em termos de equipamento técnico. Nela, sob o comando das persianas, a água começa a ferver na chaleira, um sistema de controle de segurança e iluminação de vários estágios está funcionando. O equipamento DigitalSTROM é responsável pela operação de uma casa inteligente.
A tecnologia não é apenas responsável pelo conforto, mas também ajuda a controlar o consumo de energia. As células solares no telhado fornecem energia (cerca de 1,5 vezes mais do que o necessário para a manutenção da casa), e o sistema de controle controla seu consumo e suaviza as cargas de pico. O calor das águas residuais não é desperdiçado, mas é transferido ainda mais através de trocadores de calor instalados em bandejas de chuveiro. A água quente não utilizada é devolvida pelos tubos de volta à caldeira, o que não apenas economiza energia e água, mas também evita o crescimento de bactérias nos tubos.
O erro de cálculo do projeto usando energia local ou na
nuvem , a criação dos modelos necessários para os robôs é bastante rápida. Portanto, o potencial arquitetônico da tecnologia digital é enorme, mas quase nunca é usado em canteiros de obras, reclama a equipe da ETH. Projetos experimentais como o DFAB devem acelerar a transição da teoria para a prática, diz Matthias Kohler, professor da ETH em Zurique. E, para popularizar essa idéia, a equipe do projeto publicou seus conjuntos de dados de código aberto e organizou uma exposição itinerante intitulada "Como construir uma casa: estudos arquitetônicos na era digital".
Não dfab único
O DFAB House não é o primeiro projeto de construção que utiliza tecnologia digital. Em 2014, a empresa chinesa WinSun demonstrou o potencial arquitetônico da impressão 3D liberando 10 casas térreas em um dia. Um ano depois, a empresa de Xangai também imprimiu um prédio de apartamentos e uma mansão neoclássica, mas esses projetos continuam em desenvolvimento.
Matthias Kohler explica que sua equipe não tinha um objetivo de quebrar os recordes de velocidade de construção. "Obviamente, estamos interessados em alcançar um avanço na velocidade e economia da construção, mas tentamos aderir à idéia de qualidade em primeiro lugar", diz ele. "Você pode fazer algo muito, muito rápido, mas isso não significa que seja realmente sustentável".
De fato, até agora ninguém está particularmente buscando velocidade. Assim, na Holanda (desculpe-me, na Holanda), os robôs imprimiram uma ponte de aço completa - foram necessários quatro carros seis meses de operação contínua. O resultado é um design de peça única, que agora é testado em termos de resistência e colocado em um dos canais em caso de testes bem-sucedidos.
A propósito, a Rússia também apóia a tendência de construção digital. Em 2017, o primeiro edifício residencial na Europa e na CEI, construído usando a tecnologia de impressão de edifícios em 3D, foi apresentado em Yaroslavl. A casa com uma área de 298,5 metros quadrados pertence ao proprietário da AMT-SPETSAVIA e é uma demonstração de sua confiança nas perspectivas da tecnologia. Para imprimir a casa, foi utilizada a impressora de construção S-6044 - um modelo do tipo portal com um campo de trabalho de 3,5 x 3,6 x 1 M. A impressora imprime com concreto de areia M-300 padrão, ou seja, com a venda em quase todos os lugares. A impressão é feita em camadas de 10 mm de altura e 30 a 50 mm de largura. A impressão na parede acelera até 15 m² / hora. Sobre a empresa
já escreveu em Habré, por isso não vamos repetir.
Algumas fotos de Yaroslavl Em geral, a ideia de construção digital parece muito interessante. Possibilidades decorativas ilimitadas, acelerando e simplificando o processo de construção de edifícios e estruturas, reduzindo a quantidade de recursos consumidos - é difícil recusar esses “pães”. Alguma duvida? Você pode discutir.
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