Løsning på boligmangelen – Er 3D‑utskrift svaret?

Mange steder er det mangel på boliger folk har råd til. Høye boutgifter reduserer husholdningenes økonomiske handlingsrom og gjør boligmarkedet mindre tilgjengelig. Ingeniører og arkitekter undersøker om 3D-printing kan bidra til raskere og rimeligere bygging. Teknologien kan være ett av flere virkemidler, men løser ikke alene utfordringer knyttet til tomter, finansiering og regulering.

Statistikk om boligmangel

Både USA og Canada har rapportert betydelige udekkede boligbehov. Tallene varierer med år, region og beregningsmåte. Et anslag for ett land kan ikke uten videre brukes som et felles tall for begge, og prisutviklingen avhenger av flere forhold enn antall boliger.

Årsaker til boligmangel

Byggekostnader, tilgang på arbeidskraft, finansiering, regulering og tomter påvirker boligtilbudet. Pandemien førte også til forsinkelser og problemer i forsyningskjedene. Dette har økt interessen for mer effektive byggemetoder, blant annet additiv produksjon.

3D‑utskrift som løsning på boligmangelen

Flere prosjekter undersøker hvordan 3D-printing kan redusere materialbruk, automatisere deler av arbeidet og gi større frihet i utformingen. En «3D-printet bolig» er vanligvis en bygning med printede deler, ikke et ferdig hus der alle komponenter kommer fra printeren.

Kilde: Hassell og Imigo

En vanlig metode er å ekstrudere en spesielt tilpasset sementbasert blanding gjennom en stor dyse. Materialet legges lagvis for å forme vegger eller veggelementer.

Printingen kan gi plass til isolasjon, installasjoner eller bestemte veggformer. Økonomien avhenger av materialet, utstyret, prosjektets størrelse og arbeidet som fortsatt må utføres på andre måter.

Flere etasjer i 3D‑printede bygninger

Project Milestone i Eindhoven er et eksempel på utvikling av boliger med 3D-printede betongelementer. Etter den første boligen fra 2021 omfattet de videre planene hus med to og tre etasjer.

Elementer printes i fabrikk og monteres på byggeplassen. Dette må skilles fra printing direkte på tomten. Flere etasjer krever også løsninger for bærende konstruksjoner, etasjeskiller og forbindelser.

Bygging med 3D-printet jord

Jordbaserte byggematerialer har vært brukt i svært lang tid. Nyere prosjekter kombinerer dette med digital styring og lagvis ekstrudering.

TECLA-prosjektet i Massa Lombarda i Ravenna-provinsen i Italia demonstrerte i 2021 en bolig med vegger printet av en jordbasert blanding. Dette var ikke det samme som å komprimere jord til murstein eller tradisjonell stampet jord.

Utvikling av jordbasert printing

Form, blanding og lagoppbygging kan tilpasses ventilasjon, dagslys og konstruksjonskrav. Leire kan fungere som bindemiddel når materialet tørker. Andelen leire og eventuell armering må bestemmes for den konkrete løsningen; én blanding eller type netting gjelder ikke for all jordprinting.

Hope Village

Hope Village er et eksempel på sosialt orientert bygging i Tanzania. Prosjektet skal gi utsatte jenter og unge mennesker et trygt miljø med bolig, omsorg og utdanning. Et planlagt felleshus benytter 3D-printede jordvegger.

Et større landsbyprosjekt

Planene omfatter boliger, skole, opplæring, lek og andre fellesfunksjoner. Det betyr ikke at alle bygningene i landsbyen nødvendigvis skal 3D-printes eller bruke samme metode som TECLA.

Crane WASP

Crane WASP er et modulært system for printing i bygningsskala. Flere enheter kan settes opp etter prosjektets behov. Navnet WASP, World’s Advanced Saving Project, er inspirert av veps som bygger med jord.

Betegnelsen «infinity» viser til en modulær tilnærming som kan utvides, ikke til en maskin som uten videre printer ubegrenset store hus til en fast lav pris. Systemets egnethet og kostnad avhenger av prosjektet.

Et sentralt felleshus

Felleshuset i Hope Village er utformet for samlinger, undervisning, måltider og andre aktiviteter. Det skal kunne brukes fleksibelt av beboerne og lokalsamfunnet.

Utformingen skiller mellom printede jordvegger og takkonstruksjonen, som bruker tre og stål med metallplater som taktekking. Lokal tilgang på materialer og kompetanse er viktige hensyn. Tidsplanene omtalt i 2024 var prosjektplaner, ikke dokumentasjon på ferdigstillelse.

Fordeler med 3D‑printet bygging for å hjelpe boligmangelen

Mulige fordeler er redusert materialsvinn, automatisering og bruk av lokale råstoffer. Påstander om svært lave priser gjelder ofte deler av en demonstrasjon eller materialkostnaden for veggene, ikke en ferdig bolig med tomt, fundament, tak, strøm og sanitæranlegg. Holdbarheten må dokumenteres for den aktuelle konstruksjonen.

Mer tilgjengelig

Lokale materialer og opplæring kan gjøre enkelte prosjekter mer tilgjengelige. Samtidig kreves utstyr, vedlikehold, materialkontroll og kunnskap om byggekrav.

Billigere hjem bidrar til å dempe boligmangelen

Automatisering kan redusere enkelte arbeidsoppgaver, men fjerner ikke behovet for fagfolk. Prosjektering, fundamenter, armering, installasjoner, montering og kontroll krever fortsatt arbeid. Kostnadsfordelen må vurderes for hele byggeprosjektet.

Fremtidig støtte for å redusere boligmangelen

En mulig langsiktig fordel er at lokalsamfunn lærer å bruke og vedlikeholde teknologien selv. Det kan gi kompetanse for senere prosjekter, dersom det også finnes finansiering, materialer og nødvendige tillatelser.

Komplekse former

3D-printing gir muligheter for veggformer som kan være krevende å lage med tradisjonell forskaling. Utforming for ventilasjon og varmeisolasjon kan tilpasses klimaet, men energibesparelser må vurderes for bygningen som helhet.

Fremtiden for 3D‑printede hjem

Teknologien utvikles videre, men egner seg ikke automatisk best til alle byggeprosjekter. Også bygging utenfor jorden undersøkes. Forsøk med 3D-printing i verdensrommet stiller andre krav enn på jorden. Mikrogravitasjon, månens lave tyngdekraft og Mars’ tyngdekraft er forskjellige forhold. Materialer, herding og maskinstyring må tilpasses miljøet.

NASA undersøker blant annet om additiv produksjon kan bidra til framtidig infrastruktur på månen og Mars. Etter tidligere konkurranser og utviklingsarbeid tildelte NASA ICON en kontrakt på 57,2 millioner dollar i 2022 for videreutvikling av teknologi for bygging på månens overflate.

ICON bygde også Mars Dune Alpha, et simulert Mars-habitat ved Johnson Space Center i Houston. Det brukes til studier av langvarige opphold på jorden og er ikke en bolig som allerede er testet på Mars.

Et 3D‑printingsselskap som gjør bølger i markedet

3D-printing omfatter ulike markeder, fra små komponenter til store konstruksjoner. Programvare, materialer og maskinvare utvikles parallelt, men veksten og lønnsomheten varierer mellom selskaper og bruksområder.

Autodesk

Autodesk (ADSK ) leverer programvare for blant annet arkitektur, ingeniørfag, bygg, underholdning og utdanning. Digitale modeller kan støtte prosjektering og planlegging av produksjon, inkludert enkelte 3D-printprosjekter.

ADSK Prisdiagram

Autodesk ble grunnlagt i 1982 av en gruppe programmerere ledet av John Walker. AutoCAD ble et viktig produkt for datamaskinbasert tegning. Det var ikke verdens første CAD-program eller det eneste som kunne brukes på en personlig datamaskin.

For investorer avhenger Autodesks verdi blant annet av etterspørsel, konkurranse, marginer og prisingen av aksjen. En analytikers anbefaling om åbeholdeen aksje er en vurdering på et bestemt tidspunkt, ikke en garanti for framtidig avkastning. Påstander om ulovlig innsidehandel krever konkret dokumentasjon.

Hindringer for innføring av 3D-printede byggemetoder

Storskala bruk krever dokumentasjon av styrke, brannmotstand, fuktbestandighet og langvarig vedlikehold. Erfaring med betong eller jord alene er ikke nok til å dokumentere alle printede konstruksjoner; lagbinding og detaljutforming har betydning.

Bekymringer rundt regulering

Bygninger må tilfredsstille gjeldende sikkerhetskrav. Nye materialer og metoder kan kreve egne tester og godkjenningsprosesser, men det betyr ikke nødvendigvis at hele regelverket må erstattes.

Kan 3D-printing bidra til flere boliger?

3D-printing kan bidra til mer effektiv bygging i egnede prosjekter. Hvor mye teknologien kan redusere boligmangel, avhenger også av økonomi, tomtetilgang, planlegging og lokal gjennomføring. Det er ikke grunnlag for å anta at de fleste nye boliger snart vil være printet.

Les om flere prosjekter innen additiv produksjon her.