Versando strati di cemento come file di dentifricio, una stampante 3D di dimensioni industriali questa settimana ha continuato ad aggiungere un secondo piano a una casa di Houston che sarà la prima struttura stampata a più piani negli Stati Uniti.

Oltre a questo risultato, i designer Leslie Lok e Sasa Zivkovic, assistenti professori di architettura presso il College of Architecture, Art and Planning (AAP) e co-preside dell'HANNAH Design Office, affermano che la casa unifamiliare a due piani è dimostrando processi di costruzione innovativi che possono essere ampliati fino a sviluppi multifamiliari e a uso misto, contribuendo a far fronte alla carenza di alloggi.

Il loro design ibrido unico nel suo genere collega elementi strutturali composti da cemento stampato in 3D con strutture in legno convenzionali rappresentative della maggior parte delle costruzioni residenziali statunitensi. La combinazione mostra come ogni materiale può essere utilizzato dove funziona meglio, con il minimo spreco, per creare edifici efficienti, resistenti agli eventi atmosferici sempre più intensi e potenzialmente più convenienti.

"Il nostro approccio alla costruzione ibrida crea un sistema di costruzione strutturalmente efficiente, facilmente replicabile e materialmente reattivo", ha affermato Lok. "Il progetto mette in evidenza anche l'entusiasmante potenziale progettuale di componenti architettonici personalizzati in serie per soddisfare le esigenze dei proprietari di case e per semplificare l'integrazione del sistema edilizio."

Zivkovic ha aggiunto:"Questi sforzi di progettazione mirano ad aumentare l'impatto, l'applicabilità, la sostenibilità e l'efficienza in termini di costi della stampa 3D per i futuri edifici residenziali e multifamiliari negli Stati Uniti."

Il 12 settembre, i membri dei media sono stati invitati a osservare i progressi nella stampa della casa con tre camere da letto e tre bagni che sarà anche dotata di un garage per due auto e di un camino di 40 piedi, rendendo la casa una delle strutture stampate più alte per data.

La casa è stata costruita in collaborazione con PERI 3D Construction, che ha completato sei strutture stampate in 3D negli Stati Uniti e in Europa; CIVE, appaltatore di progettazione e costruzione con sede a Houston; e altri partner del settore edile. Il team di progetto continua a cercare collaboratori e sponsor nel settore.

Per Lok, che guida il Rural-Urban Building Innovation Lab presso AAP, e Zivkovic, che guida il Robotic Construction Lab, il progetto è l'ultimo ad emergere da anni di ricerca sul potenziale della stampa 3D per consentire la "personalizzazione di massa" senza aumentare i costi. In precedenza hanno sperimentato un design ibrido utilizzando cemento stampato in 3D e legno riciclato per il progetto Ashen Cabin nello stato di New York. L'installazione HoloWall di Lok sull'Arts Quad ha esplorato la personalizzazione utilizzando materiali da costruzione non uniformi e strumenti di modellazione digitale. La ricerca precedente di Zivkovic prevede lo sviluppo di nuovi metodi di stampa del calcestruzzo e componenti in legno fabbricati roboticamente.

Il progetto di Houston di 4.000 piedi quadrati fa avanzare il lavoro su una scala più ampia, che richiederà un altro "primo" degli Stati Uniti:un trasferimento del grande gantry che supporta la stampante, che misura circa 60 piedi di lunghezza, 30 piedi di larghezza e 30 piedi di altezza, per completare la struttura.

Attraverso vari sistemi, dall'isolamento con schiuma spray a un sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento più comune agli edifici commerciali, i progettisti affermano che la casa integra processi di progettazione e costruzione adatti agli sviluppi multifamiliari che saranno necessari per espandere la capacità abitativa in città in rapida crescita come Houston.

I progettisti hanno affermato che il loro approccio potrebbe anche accelerare i tempi di costruzione e ridurre i costi, poiché le stampanti per calcestruzzo possono essere utilizzate da tre o quattro persone. Riduce inoltre al minimo gli sprechi, poiché il materiale può essere miscelato su richiesta e stampato solo per sezioni strutturalmente importanti e può integrare in modo più efficiente le strutture in legno in un design modulare.

"Oltre alla tecnologia di stampa, l'integrazione della stampa con il design dell'edificio e i materiali da costruzione e la razionalizzazione del processo di costruzione sono aspetti importanti nella realizzazione di un tale progetto", ha affermato Zivkovic. "Stiamo utilizzando questo progetto per dimostrare come la stampa 3D non sia solo pronta per il mercato, ma anche in grado di costruire un'architettura ben progettata e ad alte prestazioni."

Per la casa di Houston, il materiale stampato è di provenienza locale e utilizza cemento con un'impronta di carbonio ridotta, un mix che può includere ceneri volanti, scorie e altri sottoprodotti industriali. I progettisti stanno collaborando con i colleghi del College of Engineering sulla ricerca relativa ai materiali da costruzione ecocompatibili, compreso il potenziale per il calcestruzzo di immagazzinare metano, un potente gas serra. L'intelaiatura in legno, nel frattempo, è una risorsa rinnovabile, ma è spesso un prodotto di monocolture forestali e può essere trasportata su lunghe distanze.

Lok e Zivkoviv hanno affermato che la casa di Houston ottimizza l'uso di entrambi i materiali sfruttando meglio il loro potenziale di progettazione rispetto a molte strutture limitate a uno solo di essi.

"Non c'è un progetto là fuori", ha detto Lok, "che pensi ad alloggi multifamiliari che utilizzino questi due sistemi insieme". + Esplora ulteriormente

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