16/09/2022
Door Ad Spijkers
Een 3D-portaalprinter voegde in Houston (Texas) een tweede verdieping toe aan het eerste geprinte gebouw met meerdere verdiepingen in de VS.
De ontwerpers van het huis zijn verbonden aan het College of Architecture, Art and Planning (AAP) van Cornell University in Ithaca. Volgens stedebouwkundige Leslie Lok en roboticus Sasa Zivkovic toont de bouw van de eengezinswoning met twee verdiepingen aan ,dat innovatieve bouwprocessen kunnen worden opgeschaald naar meergezinswoningen en gebouwen voor gemengd gebruik, waardoor woningtekorten worden aangepakt. Beide zijn mededirecteur van Hannah Design Office in Ithaca, een experimentele ontwerp- en onderzoeksstudio die werkt op verschillende schalen, van meubels tot stedenbouw.
Hybride bouw
Het huis wordt gebouwd met behulp van een Cobod BOD2 3D bouwprinter, een groot 3D-portaal dat op locatie wordt opgebouwd. Een project apart was de verplaatsing en bouw van het grote portaal dat de printer ondersteunt. Het is ongeveer 19 m lang, 9 m breed en 9 m hoog. Cobod heeft zijn hoofdvestiging in Nordhavn (Kopenhagen), met daarnaast vestigingen in Kuala Lumpur en New York City. De belangrijkste aandeelhouders zijn Peri3D Construction, General Electric en Cemex.
Het huis in Houston is een hybride ontwerp. Het verbindt structurele elementen uit 3D-geprint beton met conventionele houten kozijnen die representatief zijn voor de Amerikaanse woningbouw. De combinatie laat zien hoe elk materiaal kan worden gebruikt waar dat het beste werkt, met minimaal afval. Hiermee zijn gebouwen te creëren die efficiënt, bestand tegen steeds intensere weersomstandigheden en mogelijk ook beter betaalbaar zijn.
De hybride benadering creëert een bouwsysteem dat structureel efficiënt en gemakkelijk repliceerbaar is. Het project benadrukt ook het ontwerppotentieel van massaal op maat gemaakte bouwkundige componenten. Hiermee kan worden voldaan aan de behoeften van huiseigenaren en is de integratie van bouwsystemen te vereenvoudigen.
Het huis wordt gebouwd in samenwerking met Peri 3D Construction in Elkridge (Maryland), hoofdaannemer CIVE in Houston en andere partners. In het ontwerp zijn verschillende systemen geïntegreerd, van spuitschuimisolatie tot een verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsysteem dat vaker voorkomt in commerciële gebouwen.
Massaal maatwerk
Voor de beide ontwerpers is het huis het nieuwste project dat voortkomt uit jarenlang onderzoek naar het potentieel van 3D-printen om 'massaal maatwerk' mogelijk te maken zonder de kosten te verhogen. Ze experimenteerden eerder met hybride ontwerpen met 3D-geprint beton en hout, niet-uniforme bouwmaterialen en digitale modelleringstools.
Volgens de ontwerpers zou hun aanpak de bouwtijdlijnen kunnen versnellen en de kosten verlagen. De betonprinters kunnen door slechts drie of vier personen worden bediend. Het minimaliseert ook verspilling, omdat materiaal op aanvraag kan worden gemengd en alleen voor structureel belangrijke secties kan worden geprint. De in de VS veel gebruikte houtskeletbouw kan in een modulair ontwerp efficiënter worden geïntegreerd.
Voor het huis in Houston is het geprinte materiaal lokaal geproduceerd. Er wordt gebruik gemaakt van cement met een verminderde ecologische voetafdruk, een mix die vliegas, slakken en andere industriële bijproducten kan bevatten. De ontwerpers werken samen met andere wetenschappers aan Cornell University aan onderzoek met betrekking tot milieuvriendelijke bouwmaterialen, waaronder het potentieel om in het beton het broeikasgas methaan op te slaan.
Volgens Lok en Zivkovic optimaliseert het huis in Houston het gebruik van beide materialen en profiteert het beter van hun ontwerppotentieel dan veel structuren die beperkt zijn tot slechts één van deze materialen.
Foto: Peri 3D Construction