Világújdonságként nyomtattak Kecskeméten nyár közepén két héten át egy vályogból készített szaunát: a világ első 3D nyomtatott vályog szaunáját. Az Ökodome csapatának úttörő fejlesztése forradalmasíthatja az építészetet, lakóház nyomtatását tűzték ki célul, és reményeik szerint már jövőre meg is valósítanák az elképzelést. A különleges projektről Bihari Ádám építészmérnök, aki egyben a munkálatok felelős műszaki vezetője, és a vályogfalak, a vályogozás szakértője, Gáspár János mesélt, de a vályog előnyös tulajdonságaiba is beavatták a HelloVidéket.

Az Ökodome csapata 2022-ben kezdte meg alkalmazott kutatási-fejlesztési munkáját az olasz Delta WASP cég nagyméretű, kísérleti “WASP Crane” 3D nyomtatójával. Az első évben két építményt készítettek el: a Világ első 3D nyomtatott Tyúkólját és a Regio Earth fesztiválon élő nyomtatásban létrejött Pavilont. Mindkét épület helyi vályogból készült, függőleges falakkal rendelkezik, és hagyományos (azaz: nem nyomtatott) tető fedi.

Az idei évben az Ökodome csapata újabb nagy dobást valósított meg: olyan kísérleti szaunaépületet nyomtattak, amelyet a 3D háznyomtatás “szent gráljának” tekinthető nyomtatott kupola fed. A kupolás szaunát Bihari Ádám okleveles építész tervezte meg.

Az Ökodome csapata kupolás kísérleti szauna épületet tervezett és valósított meg július közepén vályogkeverékből. A különlegessége az idei fejlesztésnek, hogy nyomtatott kupola venné át a tető szerepét, ezzel kiváltva a hagyományos tetőszerkezetet. Így a 3D nyomtatott vályogépület nem csupán gyorsabban és ökológikusabban épülhetne, de jóval olcsóbb is lenne. A munkadíj 50 százaléka megspórolható ezzel a technikával, a többi költségről nem is beszélve - kezdte a beszámolót Gáspár János.

Napjaink építőiparát a maximális gépesítés és az emberi erőforrás minimalizálása jellemzi, már ami az ideális megvalósítást illeti. Ennek a folyamatnak meghatározó jelensége a 3D nyomtatók építőipari megjelenése. Az Ökodome csapata célul tűzte ki, hogy ezen új és reményteli építőipari trendhez társítsák a vályog alapú építést, így környezetbaráttá és fenntarthatóvá téve a technológiát. Hiszünk abban, hogy tradíció és innováció járhat kéz a kézben, nem vagyunk elég őrültek ahhoz, hogy azt higgyük, meg tudjuk váltani a világot, de elég őrültek vagyunk ahhoz, hogy dolgozzunk érte - hangsúlyozta Bihari Ádám.

A nyomtatott, kupolás tető tekintetében komoly előrelépés az idei építmény. Többszáz cég foglalkozik világszerte épületek 3D nyomtatásával, és bár kísérletek folytak, nyomtatott kupolával rendelkező épületet egyelőre egy cég sem kínál.

Azt tűztük ki célul, hogy idén már egy kupolaépületet nyomtassunk. Amíg ugyanis a tető hagyományos megoldással készül, addig a 3D nyomtatás “csupán” gyorsabb, különleges, organikus formákat tesz lehetővé és környezettudatosabb - de sajnos nem olcsóbb! A nyomtatott kupola azonban jelentősen csökkentené az építés költségeit - osztotta meg velünk az építész szakember.

A legnagyobb kihívásnak a tervezés, ezen belül a vályognyomtató speciális követelményeire szabott parametrikus modellezés bizonyult. Egy évvel ezelőtt a csapat nem volt még készen arra, hogy egy kupolával fedett épülethez szükséges parametrikus modellt megalkosson, ezen a téren rengetet segített, hogy Botzheim Bálint okleveles építész csatlakozott hozzájuk.

Bár az épület két hét alatt készült el, a tervezési munka rendkívül összetett folyamat volt. Itt ugyanis nem elég, hogy az építész megtervezi az épületet, annak formáját, a nyílászárók tájolását. Ebben az épületben az volt a kihívás, hogy nemcsak kör alaprajzú, de a falai is dőlnek, metszetei befelé szűkülnek. Most próbálták ki a kupola épületformát, ami nemcsak falszerkezet, hanem tetőszerkezet is egyben.

Miután elkészültem az építészeti tervvel, azt konvertálni kellett egy felszeletelt fájlcsomaggá, ami már képes a nyomtató vezérlő szoftverével együtt dolgozni, továbbítani a jelet a nyomtatónak. Ez adja az utasítást, mikor süllyedjen, emelkedjen a nyomtató feje, mi az a motívum, amit ki kell rajzolnia. Ezt külön egy parametrikus építéstervezővel kellett megterveztetni, ő Botzheim Bálint. Ő fordította le az én építészeti terveimet térinformatikai, ábrázológeometriai eszközökkel felszeletelésre kész állípotúra. Ezután következett Kovács Viktor 3D nyomtatásspecialista, aki megírta a nyomtatónak a szükséges útvonalat. Így valójában három mérnökön és három szoftveren ment át a fájl, mire eljutottunk odáig, hogy a gép elkezdjen nyomtatni - mondta el Bihari Ádám.

Ettől kezdve azonban már minden ment, mint a karikacsapás. Még alapra sem volt szükség, elég volt egy tömörített kavicságy, és kezdődhetett a nyomtatás.

A WASP Crane vályognyomtató egy prototípus, vagyis kísérleti technológia, így az elmúlt évben a nyomtatót számos tekintetben karban kellett tartaniuk, és tovább kellett fejleszteniük. A kupolás épület nyomtatásához újfajta nyomtató-bontási eljárás szükséges ugyanis.

Az Ökodome projekt célja olyan épületek nyomtatása, amelyek energetikai értéke a passzív házakéhoz közelít. A kupolás szauna épülethez új falmintázatot fejlesztettünk ki, amelynek hőtartási, hőszigetelési értékeitől további javulást remélünk a Tyúkólnál tapasztalt egyébként is kedvező értékektől.

A kupolás szauna épület magassága 3 m, a tavaly nyomtatott épületek magassága 2 m volt. A kéthetes munka után a falszerkezet kapott egy külső vízlepergető vakolatot, majd bemeszelték. Ezután szerelik be a nyílászárókat, a sötétített szaunaablakokat, bent pedig egy fatüzelésű szaunakályha kap majd helyet.

A modern technológiát ötvözi a vályog hagyományos értékeivel ez a módszer, amivel egy csapásra két legyet lehet ütni, Magyarországon ugyanis mindenütt ott van helyben az olcsó alapanyag, ami a vályoghoz kell, ezzel pedig rengeteget lehet spórolni.

Meggyőződésünk, hogy az építőipar egyik kitörési pontja a 3D nyomtatás. Ma már az orvosi műszerektől kezdve a speciális szerszámokig szinte mindent gyártanak 3D nyomtatóval, de az építőiparban is hatalmas lehetőség rejlik. Fejlesztésünk egyik legfőbb előnye az, hogy nagyon kevés emberrel lehet üzemeltetni, elvégezni egy ilyen, egyébként komoly, energiát és időt igénylő tevékenységet. Ehhez elég néhány munkás, aki előkeveri, majd bedobja a gépbe az anyagot, plusz egy technikus, aki felügyeli a folyamatot, vagyis azt, hogy a gép hardvere és szoftvere együttműködjön. Manapság világszinten nagy probléma az építőiparban a munkaerőhiány, ez a fajta nyomtatás erre is megoldást jelentene, ráadásul ez rendkívül környezetbarát és fenntartható technológia. A vályogépítészet beépített energiaigénye rendkívül minimális, lényegében csak a szállítása jár CO2-kibocsátással. De ha a helyszínről nyerjük az alapanyagot, ami itthon szinte mindenhol van, még ez is kiküszöbölhető

- emelte ki Bihari Ádám.

Épületbiológiai szempontból is legoptimálisabb megoldás ez a módszer. A vályogfalak ugyanis páradiffúzak, dinamikus légáramlatot biztosítanak, és még a levegőben lévő polleneket, károsanyagokat is képesek megkötni.

A vályogház előnyei és hátrányai
A negatív megítéléssel szemben a vályogház rengeteg előnyös tulajdonsággal bír, természetes alapanyagokból áll, így sokkal környezetkímélőbb egy téglaháznál: a vályogház épülése során kevés hulladék és égéstermék keletkezik, és kifejezetten jól kombinálható más természetes anyagokkal.

A vályogház „lélegzik”: a jól szellőző falak saját mikroklímát alakítanak ki, ennek köszönhetően a vályogház hőszigetelése nagyon jó. A vályogház télen rendkívül jól tartja a hőt, míg a nyári forróságban kellemesen hűvös klímát tart odabent. A falak megkötik a levegőben szálló port és nedvességet.

Hátránya lehet a vizesedés
A régen épült vályogházak falai annak idején nem kaptak szigetelést, így azok magukba szívták az eső- és talajvizet, emiatt lehullhat idővel róluk a vakolat. Az eső ellen leggyakrabban a túlnyúló tetővel védekeztek, ám a talajvíz ellen nem tudtak mit tenni. Ahogy szárad a vályogfal, rengeteg vizet veszít és összezsugorodik, emiatt a téglák közé más betételemeket (régen szalmát) kell helyezni, hogy a vályogház falai ne kezdjenek el repedezni. A szigetelés nélküli vályogházakban a sok nedvesség miatt korhadni kezdtek a burkolatok, a bútorok pedig bepenészedtek, emiatt lett a vályogházak megítélése egy időben negatív.

A vályog felszívja a vizet, és ha cement kerül rá külső vakolatként, a födémet pedig olajfestékkel kezelték, akkor elkezd vizesedni. Ez jellemző a vályogházakra, hiszen nem tudnak kiszellőzni innentől kezdve ezek a természetes anyagok. Régen tapasztották, meszelték a vályogházak falát, és mivel jellemzően nem volt alattuk szigetelés, ha fel is szívták magukba a talajból a vizet, el tudták párologtatni. És pont ezt akadályozta meg az ötvenes-hatvanas években elterjedt, új építkezési technika, a cement, olajfesték, linóleum trió - mondta el tapasztalatait Gáspár János.

Vályogház felújítása: a szigetelés mindenek felett?

A vályogház szigetelése nem a hő kint- vagy benntartását szolgálja, ugyanis a vályogház esetében a víz elleni védekezés a legfontosabb. A tető és a falak vízzáró szigetelése mellett a vályogház aljzatszigetelése kiemelt fontosságú, így védekezhetünk a talajvíz ellen egyszerűen, emellett a vályogház alapozását is körültekintően kell elvégeznünk.

Milyen hibák merülhetnek fel egy vályogház felújítása során?

Nézzük meg, milyen munkafolyamatokat fontos szakszerűen megvalósítani a vályogház felújítása során. Fontos, hogy ha korábban végeztek az épületen szakszerűtlen felújítási munkát, azt is korrigáljuk:

le kell verni a nem megfelelő vakolatot,
ki kell javítani a szükséges falazatokat,
falak bontása, építése,
ha nyílászárót cserélünk, ki kell alakítani az áthidalókat,
ki kell alakítani az új nyílászárók helyét,
fontos, hogy a vályogvakolatot helyben található anyagokból keverjük ki,
ki kell alakítani a megfelelő padlóréteg-rendet,
meg kell oldani a vízelvezetést a falaktól,
gépészeti szerelések kialakítása,
fűtésrendszer kialakítása,
statikai problémák kiszűrése a repedések alapján,
az elkészült vályogvakolat meszelése.

Címlapkép, fotók: Gáspár János, Bihari Ádám

 

• 3D nyomtatás
• vályog
• építészet