Konut Açığını Gidermek – 3D Baskı Çözüm Olabilir mi?

Dünyanın birçok bölgesinde yeterli ve erişilebilir konut bulunmuyor. Yüksek konut giderleri hanelerin diğer harcamalara ayırabileceği parayı azaltıyor. Mühendisler ve mimarlar, üretimi hızlandırabilecek ve bazı maliyetleri düşürebilecek yöntemler arasında 3D baskıyı da araştırıyor. Ancak konut açığı yalnızca bir inşaat teknolojisiyle çözülebilecek bir sorun değil.

Konut açığına ilişkin veriler

Kuzey Amerika’da konut arzı ve erişilebilirliği ciddi sorunlar arasında yer alıyor. Kanada için yapılan tahmin, erişilebilirliği iyileştirmek amacıyla 2030’a kadar öngörülen arzın üzerine yaklaşık 3,5 milyon ilave konut gerektiğini belirtiyordu. Bu sayı, Kanada ve ABD’nin toplam mevcut açığı değildir. ABD’de de özellikle California gibi yüksek maliyetli bölgelerde arz sıkıntıları yaşanmaktadır.

Konut açığının nedenleri

Arsa, altyapı, izin süreçleri, finansman ve işgücü gibi birçok unsur konut üretimini etkiler. Pandemi dönemindeki tedarik sorunları ve maliyet artışları da baskı yaratmıştır. Eklemeli imalat gibi yöntemler bazı üretim sorunlarına yardımcı olabilir, ancak bütün bu etkenleri ortadan kaldırmaz.

3D Baskıyla Konut Açığını Gidermek

3D baskı, belirli yapı elemanlarının üretiminde umut veren bir yöntemdir. Malzeme bilimi, yazıcılar ve tasarım yazılımlarındaki gelişmeler, tam ölçekli yapı denemelerini mümkün kılmıştır. Maliyet ve erişilebilirlik üzerindeki etkiler, projeye ve kullanılan sisteme göre değişir.

Kaynak – Hassell ve Imigo

Yapı baskısında kullanılan yöntemlerden biri, özel olarak hazırlanmış beton veya harcın büyük bir nozuldan katmanlar hâlinde çıkarılmasıdır. Yazıcı, dijital tasarıma göre duvar veya başka elemanlar oluşturur. Bu işlem, çatının, tesisatın ve bütün evin aynı anda basıldığı anlamına gelmez.

Baskıya uygun beton dayanıklı elemanlar oluşturabilir. Bazı tasarımlar havalandırma veya yalıtım için boşluklar içerir. Elde edilen tasarruf ve dayanım; malzeme, tasarım, takviye, işçilik ve yerel koşullara bağlıdır.

Çok katlı 3D baskılı yapılar

Hollanda’daki Project Milestone, 3D baskılı beton konutların geliştirilmesini amaçlayan projelerden biridir. Tek katlı örneklerin ardından çok katlı tasarımların da geliştirilmesi planlanmıştır; bunu dünyanın ilk kanıtlanmış çok katlı baskı sistemi olarak tanımlamak doğru değildir.

Baskı elemanları üretildikten sonra inşaat sahasında birleştirilebilir. Bu yaklaşımda üretim yeri ve montaj sahası birbirinden ayrılabilir. Proje kapsamında yaklaşık 1.370 fit karelik üç katlı ve 1.230 fit karelik iki katlı tasarımlar da önerilmiştir; bunlar tamamlanmış yapı sayıları değildir.

Toprakla 3D Baskı Konut Açığını Azaltmaya Yardımcı Oluyor

Toprakla baskı, çok eski bir yapı malzemesini dijital üretimle birleştirir. Geleneksel sıkıştırılmış toprak veya kerpiç yapılar ile nozuldan katmanlar hâlinde basılan toprak aynı üretim yöntemi değildir.

WASP’ın 2018’deki Gaia projesini, 2021’de İtalya’nın Ravenna bölgesindeki Massa Lombarda’da geliştirilen TECLA izledi. TECLA’nın toprak esaslı karışımı yazıcıdan çıkarılarak duvarlar oluşturuldu; sıkıştırılmış tuğlaların üst üste dizilmesiyle yapılmadı.

Toprakla baskının gelişimi

Toprakla baskı, hava ve ışığın geçmesine olanak tanıyan karmaşık duvar geometrileri oluşturabilir. Karışımın kil, kum, lif ve diğer bileşenleri yerel toprağa ve projeye göre ayarlanır. Belirli bir karışımda belirtilen %30 kil oranı ya da katmanlar arasındaki takviye, bütün toprak baskı sistemleri için geçerli bir kural değildir.

Hope Village

Hope Village Tanzanya’da savunmasız çocuklar ve gençler için barınma, eğitim ve bakım olanakları sağlamayı amaçlayan bir projedir. Planlarda belirtilen 480 kişilik okul kapasitesi, 480 kız çocuğunun tamamının burada yatılı kalacağı anlamına gelmez.

Yaklaşık 50 yapıdan oluşan yerleşim planı

Hope Village planı, konutların yanı sıra eğitim, beceri geliştirme, oyun ve tarım alanlarını içerir. Yaklaşık 50 yapıdan söz edilmesi, tümünün 3D yazıcıyla üretileceği anlamına gelmez. 3D baskılı toprak duvarlar özellikle toplum merkezi tasarımında öne çıkmaktadır.

Crane WASP

Crane WASP, yapı malzemesini katmanlar hâlinde yerleştiren büyük ve modüler bir 3D baskı sistemidir. Farklı birimlerle daha geniş alanlarda çalışacak biçimde yapılandırılabilir. WASP adı, çamurdan yuva yapan çömlekçi yaban arısından esinlenir.

Modüler düzeni, baskı alanının ve üretim kapasitesinin proje ihtiyaçlarına göre genişletilmesini sağlayabilir. Bu, sınırsız ve masrafsız üretim anlamına gelmez. Gerçek uygulamalarda yazıcı, malzeme hazırlığı, taşıma, bakım ve işçilik birlikte değerlendirilmelidir.

Büyük bir toplum merkezi

Hope Village’in merkezinde, toprak esaslı 3D baskı duvarların kullanıldığı bir toplum merkezi planlanmıştır. Toplantı, okul etkinlikleri ve ortak yemekler için farklı biçimlerde kullanılabilecek alanlar amaçlanmaktadır.

Toplum merkezinin baskılı toprak duvarları çatı yükünü taşımaz. Çatı için yerel ahşap elemanlar ve çelik destekler, dış kaplama için ise oluklu metal levhalar öngörülmüştür. 2024’teki planlara göre bu merkezin yapımına 2025’in başlarında başlanması hedefleniyordu; bu tarih bir plan olarak değerlendirilmelidir.

Konut Açığını Azaltmada 3D Baskılı İnşaatın Faydaları

Yerel malzemeler ve otomasyon, bazı projelerde maliyetleri düşürebilir. Ancak yaklaşık 1.000 dolarlık tutarları tamamlanmış bir evin toplam fiyatı olarak sunmak yanıltıcıdır. Örneğin Gaia için belirtilen yaklaşık 900 avro, duvar malzemeleriyle ilgiliydi; arsa, temel, çatı, tesisat, yazıcı ve işçilik gibi diğer giderleri kapsamıyordu. Toprak yapının dayanımı da doğrudan betonla eşdeğer varsayılamaz.

Yerel kaynaklardan yararlanma

Uygun yerel malzemelerle baskı yapılabilmesi, bazı taşıma ve tedarik ihtiyaçlarını azaltabilir. Bunun için toprağın veya karışımın uygunluğu, ekipmanın erişilebilirliği ve çalışanların eğitimi değerlendirilmelidir. Her bölgede ithal malzemeden daha kolay veya ucuz olacağı söylenemez.

Daha Ucuz Evler Konut Krizini Hafifletmeye Yardımcı Oluyor

3D baskı bazı işlemleri otomatikleştirebilir, ancak uzman işgücünü ve diğer inşaat maliyetlerini ortadan kaldırmaz. Tasarım, malzeme hazırlığı, yazıcı denetimi, temel, takviye, çatı, tesisat ve güvenlik kontrolleri hâlâ gereklidir. Kesintisiz çalışmanın sınırlarını bakım, malzemenin priz süresi, hava ve şantiye koşulları belirler.

Konut Açığını Azaltmak İçin Gelecekte Sağlanabilecek Destek

Yerel topluluklara ekipmanı kullanma ve bakımını yapma becerisi kazandırmak uzun vadede yararlı olabilir. Yine de gerektiğinde yeni bina üretmek için malzeme, finansman, arazi, izin ve nitelikli işgücü gerekir. Yazıcının bulunması tek başına bütün bu ihtiyaçları karşılamaz.

Karmaşık tasarımlar

3D yazıcılar, geleneksel kalıplarla üretilmesi zor bazı geometrileri oluşturabilir. Yerel iklime uygun gözenekli duvarlar ve yalıtım boşlukları, havalandırma veya ısı yönetimine katkı sağlayabilir. Enerji tasarrufu ise bütün binanın tasarımına ve kullanımına bağlıdır.

3D baskılı yapıların geleceği

Yapı sektöründe 3D baskı gelişmeye devam etmektedir. Dünya dışı ortamlarda yerel malzemelerle yapı üretmek de araştırma konusudur. Ancak uzayda 3D baskı Dünya’daki koşullarla aynı değildir. Mikro yerçekimi, düşük yerçekimi, vakum ve sıcaklık farkları farklı sorunlar yaratır. Ay veya Mars yüzeyinde yerçekimi tamamen yok olmadığından, bunları yörüngedeki mikro yerçekimiyle karıştırmamak gerekir.

NASA, gelecekte Ay ve diğer gökcisimlerindeki yaşam alanları için eklemeli imalatı araştırmaktadır. 3D Printed Habitat Challenge yarışması 2019’da sonuçlandı. NASA, 2022’de ICON’a Ay’da yapı teknolojilerini geliştirmesi için 57,2 milyon dolarlık bir sözleşme verdi.

ICON’un Mars Dune Alpha yapısı, Houston’daki Johnson Uzay Merkezi’nde Dünya üzerinde yapılan CHAPEA yaşam simülasyonu için üretildi; ilk görev 2023’te başladı. Bu yapı, Mars’ta inşa edilmiş veya orada kullanıma hazır olduğu kanıtlanmış bir ev değildir. Ay yüzeyi için geliştirilen baskı çalışmaları da ayrı bir araştırma alanıdır.

Piyasada Dikkat Çeken Bir 3D Baskı Şirketi

Eklemeli imalat, yazıcıların yanı sıra tasarım yazılımları, malzeme ve kontrol sistemlerinden oluşan bir ekosisteme dayanır. Teknolojinin yayılması bütün tedarikçilerin gelirinin veya kârının mutlaka artacağı anlamına gelmez.

Autodesk

Autodesk (ADSK ), mimarlık, mühendislik, inşaat ve başka sektörler için yazılım geliştirir. Modelleme ve tasarım araçları, çeşitli yapı projelerinin dijital planlanmasında kullanılabilir. Şirket ayrıca eğlence ve eğitim alanlarına yönelik ürünler sunar.

ADSK Fiyat Grafiği

Autodesk, John Walker’ın da aralarında bulunduğu bir grup tarafından 1982’de kuruldu. Aynı yıl sunulan AutoCAD, kişisel bilgisayarlarda kullanılan erken dönem CAD programlarından biri oldu. Onu bütün kişisel bilgisayar CAD yazılımlarının ilki olarak tanımlamak doğru değildir.

Autodesk’in gelecekteki performansı ürün talebine, rekabete, finansal sonuçlara ve değerlemeye bağlıdır. Analistlerin belirli bir tarihte verdiği “tut” görüşü bir yatırım garantisi değildir. Belirli bir dönemdeki fiyat hareketlerini tek başına içeriden alım satıma veya genel teknoloji piyasasına bağlamak için ayrıca kanıt gerekir.

İnşaatta 3D Baskı Yöntemlerinin Benimsenmesinin Önündeki Engeller

Yaygınlaşmanın önündeki engeller arasında uzun vadeli dayanıklılık verileri, kalite kontrol ve farklı malzemelerin performansı bulunur. Toprak veya betonun bilinen özellikleri, baskılı her duvarın aynı dayanımı göstereceği anlamına gelmez. Katmanların birleşimi, takviye ve nem gibi etkenler önemlidir.

Mevzuat ve güvenlik

Yapı ruhsatları, standartlar ve güvenlik gerekliliklerine uyum da önemlidir. Yeni yöntemler için test ve değerlendirme gerekebilir, ancak bütün güvenlik kurallarının tamamen değiştirilmesi zorunlu değildir. Uygun onay süreci, kullanılan sistem ve yerel düzenlemelere göre belirlenir.

3D baskı konut açığını azaltmaya yardımcı olabilir

3D baskı bazı yapıların daha verimli üretilmesine katkı sağlayabilir. Bunun konut açığına etkisi; maliyet, arazi, finansman, altyapı ve izin süreçleriyle birlikte değerlendirilmelidir. Gelecekte herkesin evinin basılacağını varsaymak yerine, hangi projelerde somut fayda sağladığına bakmak gerekir.

Diğer eklemeli imalat projelerini buradan inceleyin.