Komentář: Domy stavět 3D tiskem jen tak nebudeme, ale za pozornost rozhodně stojí

Přistoupíme-li k tématu 3D tisku stavebních konstrukcí s racionálním nadhledem, nabízí tato problematika skutečně velký potenciál v mnoha ohledech. Když Stavební spořitelna oznámila, že pomůže sochaři Michalu Trpákovi zrealizovat první vytištěný dům v Česku, čekal jsem, že se toho opět dozvíme hodně o plánech autorů a do reality bude ještě daleko. Tak se také stalo a věřím, že mnohá média budou projekt opět prezentovat stylem, že tu začnou do tří let růst tištěné domy jako houby po dešti. K tomu nejspíš nedojde, avšak nemění to nic na tom, že je Trpákův projekt vskutku zajímavým dílem.

Sochař Michal Trpák při testování stavebního postupu v ateliéru. Foto: Michal Trpák/SCOOLPT

Jeho plánem je vytvořit celoročně obyvatelný dům pro menší rodinu, který vyniká svými organickými tvary. Zatímco jiní stavitelé domů, zvažující pro vybudování jejich nosných konstrukcí nanášení betonu „3D tiskem“, se obvykle drží zažitých tvarových konvencí, Michal Trpák naopak využívá volnosti dopřávané robotickým ramenem k tomu, aby z nouze udělal ctnost. Výraznou strukturu vrstveného materiálu přiznává jako dekorativní prvek fasády a ještě si s ním hraje dalším profilováním.

Stěny domu vznikají nanášením speciálního betonu robotem. Foto: Michal Trpák/SCOOLPT

Dočtete-li se někde, že bude dům hotov za 48 hodin, mějte na paměti, že řeč je pouze o hrubé konstrukci obvodových stěn, nejsou započteny práce na základech, ani veškeré dokončovací práce (instalace, povrchové úpravy, okna, dveře, střecha, vybavení atd.), které celkovou dobu realizace několikanásobně prodlouží. To není kritika principu stavby, jen upozornění na zjednodušený způsob prezentace takových vizí.

Pokud se vše podaří, mohl by dům splňovat nároky pasivního standardu – tištěné obvodové stěny jsou pojaty jako dutá skořepina, kterou lze vyplnit libovolným tepelněizolačním materiálem. Pravděpodobně půjde o nějaký recyklát, neboť záměrem autorů je maximálně využívat právě recyklované materiály, a to včetně některých složek používaného betonu.

Půdorys plánované stavby domu pro menší rodinu. Foto: Michal Trpák/SCOOLPT

Velkou otázkou je, nakolik může 3D tisk přispět ke snížení nákladů na výstavbu. U projektu Prvok se uvádí, že může být zhotoven až „za polovinu nákladů a sedmkrát rychleji než klasické stavby“. Je však potřeba brát v potaz, že 3D tiskem se zde buduje pořád jen ta hrubá stavba – to je pohledem laika sice největší část práce (protože dá okamžitě celému objektu jeho rozměry), ale z hlediska nákladů a časové náročnosti jde o tu menší část rozpočtu i časového harmonogramu v porovnání se vším, co musí následovat. Každopádně, jakékoliv rozšíření automatizace výstavby může oboru stavebnictví jedině prospět, a to se samozřejmě projeví pozitivně ve všech směrech.

Vizualizace koupelny a ložnice ve vytištěném domě. Foto: Michal Trpák/SCOOLPT

Trpákův projekt si pozornost rozhodně zaslouží. Je to svěží nápad pojímající architekturu jako nekonvenční umělecké dílo, které by se díky automatizaci mohlo stát dostupným pro širokou veřejnost. Bude nutné ujít ještě docela dlouhou cestu, než se tak stane, ale ve výsledku může být dosaženo působivého oživení rezidenční zástavby. Takže jestli zde nakonec něco vypadá jako z vědeckofantastického filmu, je to vlastně jen umístění takového betonového domu na plovoucí platformu na vodní hladině. To budeme muset oželet.

(Autor komentáře se profesionálnímu 3D tisku věnuje od roku 2007, působí jako nezávislý konzultant v oblasti aditivní výroby a pořádá konferenci Fórum aditivní výroby na MSV v Brně, která je největší událostí s tímto zaměřením ve střední a východní Evropě.)

Níže si můžete přečíst tiskovou zprávu od autorů projektu:

První 3D tištěný dům v Česku vyroste za 48 hodin

Stavby se u nás začnou běžně tisknout v horizontu tří až pěti let.

Sochař Michal Trpák letos se Stavební spořitelnou Buřinka vytiskne první český dům 3D vytištěný robotickým ramenem. Celoročně obyvatelný dům ze speciální směsi betonu vyroste za 48 hodin. Dům Prvok je nabitý technologiemi, díky kterým je částečně soběstačný a vhodný do přírody, města či na vodu. Odborníci předpokládají, že s masovou výstavbou v Česku stavaři začnou v horizontu tří až pěti let. Tištěné domky se ve srovnání s klasickými stavbami mohou dostat až na polovinu nákladů a vznikají i sedmkrát rychleji.

První tištěný dům o velikosti 43 metrů čtvrtečních vyroste v Česku letos v létě. Hrubá stavba nezabere déle než dva dny a celkové dokončení maximálně dva měsíce. Prvok bude mít tři místnosti – koupelnu se záchodem, obývák s kuchyní a ložnici. Stavba pro dvojčlennou rodinu bude ukotvená na pontonu.
Dům majitelům nabídne moderní technologie, jako je například rekuperace, recirkulační sprcha, vzdálené ovládání, vlastní nádrže na pitnou, šedou i černou vodu. „Unikátní je nejen technologiemi a formou, ale zejména materiály a zelenou střechou. Principy upcyclingu nás dovedly k užití recyklovaného dřeva. Se společností ERCtech testujeme také speciální betonový recyklát,“ říká Michal Trpák, sochař a autor návrhu Prvoka. Dům je navržen tak, aby v jakémkoliv prostředí vydržel minimálně sto let. „Do budoucna budou moci majitelé stavbu na vrcholu životnosti rozdrtit a stejným materiálem ji vytisknout znova,“ zmiňuje Trpák.

Prvoka vytiskne robot z továrny na auta

Dům vytiskne robotické rameno, jímž protéká speciální materiál přímo na místo určení. Robot tiskne rychlostí 15 centimetrů za sekundu, což jsou 2 % možného výkonu. Sám robot je přitom českou novinkou z dílny Trpákovy iniciativy Scoolpt. „Mladý architekt a programátor, Jiří Vele, naprogramoval automotive robota pro 3D tisk betonem. Jiří přeprogramoval příkazový kód robota tak, aby se místo jednoduchých pohybů používaných v automotive průmyslu pohyboval po komplexní geometrii tvaru domu,“ říká Trpák.
Scoolpt ve spolupráci s Master Builders Solutions (BASF) otestoval novou směs betonu pro tisk, která je obohacena o nano-polypropylenová vlákna, plastifikátory, které zlepšují plasticitu a umožňují lépe vytvářet organické tvary, a urychlovač tuhnutí. Tento typ betonu je již po 24 hodinách pevný jako základy klasického rodinného domu (tj. 25 MPa). Po celkovém vytvrdnutí za 28 dní nabývá beton hodnot (65 MPa) jako u mostů.

3D tisk přinese méně odpadu i nižší náklady

Z výpočtů Stavební spořitelny Buřinka, garanta projektu Prvok od Buřinky, vyplývá, že dům vytištěný robotickým ramenem vznikne průměrně sedmkrát rychleji než klasická stavba, vytvoří několikanásobně méně stavebního odpadu (stavební a demoliční odpady u klasických staveb tvoří 46 % celkové produkce odpadů v ČR). „Oproti klasickým stavbám ušetří ovzduší až o 20 % z produkce CO2. K tisku jednoho domu je také zapotřebí přibližně 25 pracovníků, což je o čtyři desítky méně, než u běžné stavby. Ceny nákladů při kontinuální výrobě mohou klesnout pod 30 tis/m2 a se sériovou výrobou se mohou dostat až na polovinu nákladů na klasickou stavbu. Díky soběstačnosti i technologiím dojde navíc k úsporám nákladů na provoz,“ říká Libor Vošický, generální ředitel Buřinky

Podle analytiků Stavební spořitelny ČS (Buřinky) a České Spořitelny je stavebnictví nejméně inovovaný obor za poslední stovky let a nyní stojí před výzvami. „Počet kvalifikovaných zaměstnanců ve stavebnictví klesl za deset let o 10 %, zatímco počet stavebních zakázek ve stejném období vzrostl o 45 %. Také ceny pozemků či bytů vzrostly tak, že zejména pro mladé lidi není šance na vlastní bydlení dosáhnout. 3D tisk může nastartovat automatizaci stavební výroby, přinést do bydlení zpět možnost individualizace i propojení s estetikou, jak tomu v minulosti vždy bylo,“ říká Vošický.

Sériová výroba do tří až pěti let

Podpora inovací ve stavebnictví a bydlení je podle Buřinky nezbytná co nejdříve. „Experimentem spouštíme společenskou debatu a zrychlujeme proces, který může lidem přinést rychlejší i levnější bydlení. Jako stavební spořitelna chceme financovat sny o dostupnějším bydlení. Dle našich analytických odhadů budou stavby se zapojením 3D tisku masově dostupné do tří až pěti let,“ podotýká Vošický. Stavební předpisy zatím vytištěné prvky neznají. Prvok se nyní řídí schvalovacími procesy Státní plavební správy, jelikož je umístěn na vodě. „Pro výstavbu a kolaudace 3D tištěných pozemních staveb bude nutné udělat certifikace a atesty konstrukcí, na čemž pracujeme ve spolupráci se Stavební fakultou ČVUT a Brněnským VUT,“ říká Trpák.

Spojení funkce i přírodních principů

Prvok je výtvarným dílem s reliéfní texturou, ale svou funkcí i místem pro život. „Společnost často řeší pouze dílčí problémy bez vztahů a souvislostí. Buď rozvíjí funkci domu, která je oproštěná od hodnot, jako vztah k přírodě nebo estetičnost, nebo rozvíjí technologii. Výsledkem jsou praktické, pravoúhlé stavby. I v minulosti byly používané klenuté konstrukce, jen se od nich upustilo. Tisk vrací do hry individualitu, estetiku i přírodní principy,“ uzavírá Trpák.

Anketa mezi nezávislými odborníky

Michal Mejstřík, český ekonom, člen KoroNERV-20 a profesor Univerzity Karlovy
Ve stavebnictví chybí zaměstnanci, desítky tisíc zahraničních pracovníků navíc nyní odešlo v důsledku epidemie a nevíme, kdy a v jakém počtu se vrátí. Neočekávám výrazný pokles zakázek, jako spíše problém s kapacitami, plněním zakázek či nabíráním dalších. Ve stavebnictví vidím dvě cesty. Do sektoru přivézt zaměstnance ze vzdálenějších částí světa nebo přitáhnout a motivovat ty, kteří se například v důsledku epidemie ocitli bez zaměstnání. Druhou, dlouhodobější cestou, je umožnit firmám trvalejší rozvoj díky inovacím technologií a postupů. Tuto cestu by měl podporovat i stát.  

Josef Sláma, ředitel společnosti Renishaw, zabývající se 3D tiskem z kovu
„Roboti práci neberou, ale dělají práci, kterou lidé dělat nebudou nebo nechtějí.“

Miloslav Mašek, generální ředitel Svazu podnikatelů ve stavebnictví
„Na trhu se uplatní ten, kdo bude umět postavit stavbu s minimálními nároky na energie a dopady do životního prostředí.“