Dünyanın İleri Tasarruf Projesi ve 3D Baskı Teknolojisi
Nüshet Çamuşoğlu / nushet@ekoyapidergisi.org
Katalonya İleri Mimarlık Enstitüsü (IAAC), yerel olarak temin edilen toprak ve doğal malzemeler kullanarak yeni bir düşük karbonlu bina prototipinin 3D baskısını tamamladı. IAAC, Barcelona'daki Collserola Doğa Parkı'nda yer alan enstitünün 3D Baskılı Toprak Orman Kampüsü'nün genişletilmesi kapsamında deneysel hafif bir bina oluşturmak için Crane WASP 3D yazıcısını kullandı. Bu proje, sürdürülebilir, yerinde üretim (zero-mile) ve uygun maliyetli bir konut modelinin geliştirilmesinde önemli bir adımı temsil ediyor.
WASP - Dünyanın İleri Tasarruf Projesi
WASP - World’s Advanced Saving Project, 2012 yılında İtalya'nın Massa Lombarda kentinde kuruldu. Çömlekçi yaban arısından ilham alan WASP, büyük ölçekli 3D yazıcılar tasarlar ve üretir. Bu yaban arısı, kendi çömlek şeklindeki yuvasını çamurdan yapar ve WASP da insanlığa fayda sağlamak için benzer bir yol izler. Şirketin 3D yazıcıları, konut, enerji, sağlık ve gıda gibi çeşitli sektörlerde kullanılır. WASP’ın yazıcılarının satışından elde edilen gelir, herkes için refahı artırmaya odaklanan araştırma ve geliştirme çalışmalarına yatırılır. WASP, özellikle dünyanın her yerinde mevcut olan toprak kullanarak insan ölçeğinde sağlıklı kil evler basmaya odaklanmış.
Crane WASP 3D Yazıcı
İlk olarak 2018 yılında geliştirilen Crane WASP, yerel kaynaklı doğal malzemelerden, tarımsal atıklardan ve standart yapı malzemelerinden binalar inşa edebilen iş birliğine dayalı bir 3D baskı sistemidir. Tasarımı, arketipik bina vincini dijital üretim perspektifinden yeniden yorumluyor. Yazıcı, baskı alanına bağlı olarak farklı konfigürasyonlarda monte edilebiliyor. Crane WASP kil, hava ve hidrolik kireç, çimento, agrega ve doğal ve polimer liflerle çalışabilir.
Uygun Maliyetli ve Sürdürülebilir Bir Konut Çözümü
Dünyanın birçok bölgesinde uygun maliyetli bir konut krizi, insanları etkilemektedir. Bir Birleşmiş Milletler raporu, "Dünyada 1.6 milyar insanın yeterli konut ve temel hizmetlerden yoksun olduğunu" vurgulamaktadır. Bunun 2030 yılına kadar üç milyar insana kadar çıkması bekleniyor. On yıldan fazla bir süredir devam eden araştırmaların ardından, IAAC ve "3D Baskılı Mimari Lisansüstü Programı", geleneksel bir malzemeyi son teknoloji ile birleştirerek "uygun maliyetli ve sürdürülebilir bir konut çözümü" önermektedir. Ayrıca, yerinde temin edilen toprak kullanarak yapılan 3D baskı, inşaatın özellikle sürdürülebilir bir yöntemi olup döngüsel ekonomiye büyük katkı sağlar.
3D Baskılı Toprak Orman Kampüsü
Collserola Doğa Parkı'ndaki yeni hafif bina prototipi üzerine IAAC'nin araştırması, küresel mimarlık firması Hassell ile yakın zamanda yapılan bir iş birliği ile güçlendirildi. Proje, başlangıçta Tanzanya'daki bir topluluk merkezi projesi için tam ölçekli bir toprak baskılı duvarın geliştirilmesini içeren bir prototip olarak başlatıldı (Hassell tarafından finanse edildi). IAAC, bu ilk prototipi tam ölçekli bir pavyona genişletti.
IAAC’nin 3D Baskılı Toprak Orman Kampüsü’nün ilk aşaması olan TOVA (2022'de 3D Baskılı Mimari Lisansüstü Programı kapsamında tamamlandı), İspanya'da toprak ve Crane WASP kullanılarak inşa edilen ilk 3D baskılı bina oldu. IAAC, "3D Baskılı Toprak Orman Kampüsü, 3D baskılı topraktan yapılan bir dizi kapalı, kapalı ve açık alanlarla, aynı zamanda yeni yapısal ve mimari çözümlerin test edilmesi için canlı bir laboratuvar olarak hizmet veren bir mimari müdahaledir," şeklinde açıklama yapıyor. Proje, binaların kullanıcılarının ihtiyaçlarına nasıl uyum sağlayabileceğini göstermek için bir dizi odadan oluşmayı hedefliyor.
3D Baskılı Toprak Orman Kampüsü, esas olarak doğal malzemelerden inşa edilmiştir. 50 cm’lik doğal taş temel, stabilite ve drenaj sağlar. Yeryüzünün üstünde, her bir duvarın ilk otuz santimetresi, binayı sel ve yağmurdan koruyan sağlamlaştırılmış bir toprak tabanından oluşur. Taban, yerinde dökme bir toprak kalıbı kullanılarak oluşturulmuştur—bu, daha sonra duvarların baskısında malzeme olarak tekrar kullanılmıştır. Duvar kalınlığı, taşınacak yükün ağırlığına ve gereken güneş ışınımı koruma derecesine bağlı olarak kırk ila yetmiş santimetre arasında değişir.
Toprak duvarlar, sahadan sadece birkaç metre öteden temin edilen malzeme kullanılarak yapılıyor: toprak, organik içerikten kaçınmak için 0,5 metrenin altında kazılıyor; güneşte kurutuluyor, ardından büyük taşları çıkarmak için eleniyor; toprak su, organik bir lif ve doğal enzimle karıştırılıyor; karışım daha sonra 3D yazıcıda presleniyor. Duvar her gün 25 santimetre yüksekliğinde basılıyor, böylece ağırlığı nedeniyle çökmesi önleniyor - yaklaşık on gün içinde 2,5 metre (sekiz fit) yüksekliğe ulaşıyor. Ahşap çatı, duvarlar kısmen kuruduğunda monte ediliyor; çatı hem toprak duvarların üzerine oturuyor hem de onlara sabitleniyor.
3D baskı kullanımı, tasarımda yüksek düzeyde kişiselleştirmeye olanak tanıyor. IAAC, "Proje içindeki konumlarına bağlı olarak duvarlar farklı performansları bir araya getiriyor," dedi. "Yapısaldırlar, kendi ağırlıklarını ve çatılarının ağırlığını taşırlar (potansiyel olarak çok katlı binalarda kullanılırlar); termal bariyerler ve nem düzenleyiciler olarak işlev görürler; doğal havalandırmayı kontrol etmenin yanı sıra ışık ve manzara için küçük açıklıkları çerçevelerler." Baskılı duvarların yüzde 50'si boşlukludur ve boşlukları yalıtım ve hizmetlerin bütünleştirilmesi için kullanılabilir.
TEIXIT
TEIXIT, 3D Baskılı Toprak Orman Kampüsü'nün bir sonraki aşaması olup, kampüsü hafif bir bina inşası ile genişletir.
TEIXIT, TOVA’nın bitişiğinde yer alır ve kampüsün yaşam ve çalışma alanını genişletir. Hafif binanın inşası, "yapısal bir toprak duvarın ne kadar gün ışığı geçirebileceği" sorusunu ele alır. Toprak duvarlar genellikle kalın ve opaktır — 3D baskı teknolojisi, tasarımda esneklik sunarak, bir toprak duvarın derinliği boyunca kontrollü miktarda ışığın geçmesine izin veren yüksek düzeyde gözeneklilikle inşa edilebilmesini sağlar. Her seferinde bir katman yerleştirilerek 20 santimetre genişliğinde açıklıklardan oluşan bir ağ oluşturulur.
TEIXIT, ahşap bir çatıyı destekleyen ve dört haftalık bir süre içinde basılan üç toprak baskı duvardan oluşan 50 m²'lik (538 fit kare) bir açık alan. Duvarların iç boşluklarına yerleştirilen gergi kabloları, çatıyı temellere sabitleyerek rüzgarın kaldırma kuvvetlerini dengeliyor. Sarkan çatı, fırınlanmamış toprak duvarların su hasarından korunmasına yardımcı olur; organik yağ su itici bir işlem de uygulanmıştır.
IAAC'nin 3D Baskılı Toprak Orman Kampüsüne TEIXIT'in eklenmesi, enstitünün araştırmasını, kullanıcılarının ve çevrenin ihtiyaçlarına uyarlanmış karbon nötr bir mimari geliştirmeye bir adım daha yaklaştırıyor.