Bekæmpelse af boligmanglen – Har 3D‑printning svaret?

Mange steder er der mangel på boliger. Høje boligudgifter begrænser husholdningernes øvrige forbrug og kan forstærke økonomiske forskelle. Flere forsker- og ingeniørhold undersøger derfor, om 3D-print kan gøre dele af byggeriet hurtigere og billigere. Teknologien kan bidrage, men løser ikke alene problemer med byggegrunde, finansiering og infrastruktur.

Tal for boligmanglen

Boligmanglen er betydelig i både Canada og USA, men opgørelserne bruger forskellige definitioner. Canadas boligmyndighed CMHC vurderede i 2023, at landet frem mod 2030 havde brug for omkring 3,5 millioner boliger ud over det forventede byggeri for at genoprette mere overkommelige boligudgifter. Det er ikke et fælles tal for Canada og USA.

Årsager til boligmanglen

Flere forhold bidrager til boligmanglen. Pandemien forstyrrede forsyningskæder og forsinkede projekter, mens højere materiale- og finansieringsomkostninger gjorde nybyggeri vanskeligere. Det har øget interessen for alternative metoder.

3D‑printning som løsning på boligmanglen

3D-print kan bruges til at fremstille vægge og andre bygningsdele. Forsøg viser muligheder for nye former og mindre manuelt arbejde, men pris og egnethed varierer mellem projekter.

Kilde: Hassell og Imigo

En udbredt metode presser en særligt tilpasset cementbaseret blanding gennem en stor dyse. Materialet lægges i lag, som danner vægge. Fundament, tag, installationer og andre dele kræver normalt supplerende byggearbejde.

Printede vægge kan udformes med hulrum til isolering eller installationer. Den samlede besparelse afhænger dog af hele projektet, inklusive udstyr, arbejdskraft og materialer.

Flere‑etagers 3D‑printede ejendomme

Project Milestone i Nederlandene undersøger betonprint til boliger. Efter det første hus omfattede planerne også boliger i flere etager. Det bør ikke beskrives som den første allerede etablerede løsning på alle udfordringer ved etagebyggeri.

De printede betonelementer fremstilles på fabrik og transporteres til byggepladsen til montering. Projektets planer omfattede blandt andet boliger i to og tre etager; fabriksprint er ikke det samme som at printe alle dele direkte på byggepladsen.

3D-print med jordbaserede materialer

Jordbaseret byggeri har en lang historie. Nye projekter kombinerer lokale jordmaterialer med digital fremstilling, men jordens sammensætning og beskyttelse mod fugt skal tilpasses det enkelte sted.

WASP demonstrerede Gaia i 2018 og TECLA i Ravenna i Italien i 2021. TECLAs vægge blev fremstillet ved at ekstrudere en jordbaseret blanding i lag, ikke ved at presse færdige jordsten sammen.

Jordprintning udvikler sig

Geometrien kan tilpasses lys, ventilation og isolering. Ler kan fungere som bindemiddel, men en angivelse af 30 procent ler for en bestemt jordkomponent kan ikke anvendes som en universel opskrift for hele printblandingen.

Hope Village

Hope Village er et planlagt projekt i Tanzania med bolig-, undervisnings- og fællesfaciliteter for udsatte børn. Den oplyste kapacitet på 480 piger mellem 3 og 18 år vedrører skoleprogrammet og må ikke automatisk forstås som antallet af fastboende.

50 bygninger

Projektet omfatter omkring 50 bygninger med blandt andet undervisning, fritid, landbrug og omsorg. Det betyder ikke, at alle bygningerne skal 3D-printes. Det planlagte fælleshus inddrager erfaringer fra TECLA og WASPs printteknologi.

Crane WASP

Crane WASP er et modulært system til byggeri med store printenheder. WASP står for World’s Advanced Saving Project, og navnet henviser også til hvepses brug af jord til at bygge reder.

Betegnelsen Infinity henviser til systemets modulære opbygning og mulighed for at udvide arbejdsområdet. Den er ikke i sig selv en garanti for lave boligpriser eller dokumentation for bestemte boligprojekter i Colombia.

Stort fællesskabscenter

Det planlagte fælleshus skal kunne bruges til undervisning, måltider og fælles aktiviteter. Bygningen er et eksempel på, hvordan digital fremstilling kan kombineres med lokale materialer og arbejdsgange.

Fælleshusets planlagte jordvægge er ikke bærende. Taget bæres af en særskilt trækonstruktion og får beskyttelse mod sol og regn. Ved omtalen i 2024 var byggestart planlagt til begyndelsen af 2025.

Mulige fordele ved 3D-print i byggeriet

3D-print kan reducere bestemte materiale- og arbejdsomkostninger og gøre brug af lokale ressourcer. Men et komplet, færdigt hus til 1.000 dollar er ikke dokumenteret her. WASPs oplysning om cirka 900 euro for Gaia vedrørte vægmaterialer, ikke alle udgifter til en bolig.

Mere tilgængelig

Lokal fremstilling kan mindske behovet for at transportere nogle materialer. Det kræver stadig egnet jord eller andre råvarer, udstyr, uddannelse og sikker drift.

Muligheder for lavere byggeomkostninger

Automatisering kan lette nogle opgaver, men fjerner ikke behovet for kvalificerede bygningsarbejdere og ingeniører. Printere kræver også klargøring, vedligeholdelse og kontrol, og alle dele af huset bliver normalt ikke printet.

Lokal viden og fremtidig vedligeholdelse

Uddannelse af lokale operatører kan være en vigtig del af projekterne. Hvis udstyr, materialer og reservedele er tilgængelige, kan lokalsamfundet bedre vedligeholde og videreudvikle bygningerne.

Indviklede designs

Printteknologi giver mulighed for komplekse vægformer og hulrum. Om de forbedrer indeklimaet eller sænker energiforbruget, afhænger af konstruktionen, klimaet og den øvrige bygning.

Fremtiden for 3D‑printede hjem

3D-print kan få en større rolle i byggeriet, men er endnu ikke den rette løsning til alle projekter. Byggeri uden for Jorden stiller yderligere krav til materialer, transport og drift. Månen og Mars har tyngdekraft, selv om den er lavere end på Jorden.

NASA har undersøgt 3D-print som en mulig metode til at bygge på Månen og senere andre steder. I november 2022 tildelte NASA ICON en kontrakt på 57,2 millioner dollar til udvikling af byggeteknologi til Månen. Det er ikke det samme som en færdig løsning til bosættelse på Mars.

ICON byggede desuden Mars Dune Alpha ved Johnson Space Center i Houston. Det er et jordbaseret habitat til NASAs CHAPEA-simulationer, hvor det første hold begyndte et ophold i 2023. Bygningen er ikke en bolig, som allerede er klar til opførelse på Mars.

Et softwarefirma med relevans for byggeriet

Udviklingen omfatter både printere, materialer og software. Tekniske fremskridt betyder dog ikke automatisk stigende omsætning eller indtjening for alle leverandører.

Autodesk

Autodesk (ADSK ) leverer software til blandt andet arkitektur, konstruktion, produktion og underholdning. Modelleringsværktøjer kan indgå i planlægningen af både traditionelle og digitalt fremstillede bygninger.

ADSK Prisdiagram

Autodesk blev grundlagt i 1982 af en gruppe programmører ledet af John Walker. AutoCAD blev et tidligt og indflydelsesrigt CAD-program til personlige computere, men bør ikke omtales som det første af sin art nogensinde.

En akties kurs påvirkes af både selskabsnyheder og markedsforhold. En historisk analytikervurdering som ”behold” er ikke en garanti for fremtidigt afkast. Selskabets arbejde med AI kan give muligheder, men også udviklingsomkostninger og konkurrence.

Hindringer for udbredelsen af 3D-printet byggeri

Langtidsholdbarheden afhænger blandt andet af materialer, lagbinding, fugt og armering. Der findes lang erfaring med jord og beton, men nyere printmetoder kræver deres egen dokumentation og prøvning.

Bekymringer om regulering

Bygninger skal opfylde relevante sikkerhedskrav og have de nødvendige tilladelser. Nye metoder kan kræve supplerende test og dokumentation, uden at alle eksisterende byggeregler nødvendigvis skal erstattes.

3D-print kan bidrage til flere boliger

Bedre materialer og udstyr kan udvide mulighederne for printede bygningsdele. Hvor stor en andel af fremtidens boliger der vil bruge metoden, er usikkert. Boligmangel kræver også løsninger på adgang til jord, finansiering og infrastruktur.

Læs om flere projekter inden for additiv fremstilling her.