Nhà in 3D bằng đất sét, triển vọng và thực tế

Share:
Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Nhà in 3D. Ảnh: Buildingreenfutures.org

TECLA – Ngôi nhà in 3D bằng đất sét đầu tiên của thế giới mà cha đẻ của nó là kiến trúc sư Mario Cucinella, sáng lập viên tổ chức phi lợi nhuận Building Green Futures.  

Mario Cucinella cũng là người chuyên nghiên cứu tác động giữa môi trường và công nghệ tại các nước đang phát triển.

Nhà in 3D. Ảnh chụp qua video/mcarchitects.it

Cứu tinh của các nước nghèo?

Dự án vận dụng in 3D là công nghệ mới nhất trong lĩnh vực xây dựng, sử dụng một trong các vật liệu xây dựng cổ xưa nhất cha ông chúng ta: đất sét. Ngôi nhà TECLA gồm hai gian hình vòm (twin-circular), có một phòng khách, một phòng ngủ và một phòng tắm.

Một nhu cầu được đặt ra từ lâu: làm cách nào các phương thức kiến trúc mới, sáng tạo có thể giúp giải quyết cuộc khủng hoảng nhà ở và giải quyết lâu dài vấn nạn khan hiếm nơi cư trú của dân số địa cầu ngày càng đông đúc? Một trong những lời giải đáp là công ty kiến trúc Mario Cucinella Architects của kiến trúc sư Mario Cucinella vừa hoàn tất mô hình một ngôi nhà đáp ứng được cả hai yêu cầu trên. Ngôi nhà nằm ở thị trấn nhỏ Massa Lombarda, thuộc nước Ý.

Nhà 3D. Ảnh: TECLA

Thật ra, nhà in 3D không phải là sáng kiến mới mà trong vài năm trở lại đây, số mẫu nhà in 3D xuất hiện ngày càng nhiều với hai ưu điểm thường được nhắc đến: xây dựng nhanh và chi phí thấp. Điển hình là ngôi nhà diện tích 400 feet vuông ở Nga được hoàn thành trong 24 giờ vào năm 2017. Hai năm sau đó đã có cả một khu dân cư nhỏ in 3D ở Mexico.

Tại Mỹ, ngôi nhà in 3D được chào bán $299,000 vào Tháng Bảy, 2021 là ngôi nhà một tầng có diện tích 1,400 feet vuông ở thành phố nhỏ Riverhead thuộc tiểu bang New York. Tại thủ phủ Austin của tiểu bang Texas, một lô nhà in 3D từ hai đến bốn phòng ngủ sẽ bàn giao cho người mua vào cuối năm nay. Nhưng trong khi những kiến trúc trước đó chỉ sử dụng bê tông hay vật liệu tổng hợp như plastic, thì TECLA (lấy theo tên thành phố tưởng tượng Thekla của nhà văn Italo Calvinon hoặc dùng hai từ ‘technology’ và ‘clay’ ghép lại) dùng vật liệu là đất sét có sẵn tại vị trí xây dựng trộn với nước, rơm và chất kết dính (chỉ chiếm ít hơn 5% tổng khối lượng).

Điểm trừ của thiết kế nhà in 3D bằng đất sét là chậm khô hơn nhiều so với bê tông, có thể mất đến vài tuần để khô hẳn thay vì khoảng 200 giờ như bê tông, tuỳ tình hình khí hậu. Kiến trúc đất sét in 3D cũng bị hạn chế về chiều cao nên ý tưởng tòa nhà chọc trời hoàn toàn bằng đất sét trong tương lai sẽ không khả thi. Nhưng Cucinella tin rằng mẫu nhà đất sét in 3D của ông có thể được triển khai tại nhiều quốc gia, đặc biệt là các vùng nông thôn chưa phát triển, nơi nhiều vật liệu xây dựng thông dụng không dễ tìm. Nhờ vật liệu luôn có sẵn và giá thành rẻ nên TECLA rất phù hợp với các cộng đồng nghèo, thiếu nhà ở nghiêm trọng.

Năm 2015, tổ chức gia cư toàn cầu Habitat for Humanity ước tính hiện có khoảng 1.6 tỉ người trên thế giới không có nơi cư trú đủ tiêu chuẩn. Theo chương trình định cư và phát triển đô thị bền vững UN-Habitat thuộc Liên Hợp Quốc, đến năm 2030 sẽ có ba tỉ người, tức 40% dân số thế giới cần một ngôi nhà riêng tiện nghi cho gia đình. “TECLA và những kiến trúc tương tự là lời giải cho một bài toán khó” – Cucinella nói.

Đóng góp ý nghĩa mới của in 3D

Dĩ nhiên, nhà làm bằng đất sét là ý tưởng cũ thực hiện bằng công nghệ mới: in 3D, một phát minh mang lại cả những điều tốt đẹp (ví dụ in mô xương thay thế) lẫn các điều xấu (ví dụ in… súng cá nhân) Hỗn hợp đất sét, nước và rơm rạ (hoặc các nguyên liệu hữu cơ khác) đã có từ rất lâu và nổi tiếng về độ bền độ bền, khả năng phân hủy sinh học cao và cách nhiệt tự nhiên.

Cái mới ở đây là dùng công nghệ in 3D. Cucinella nhận định: “Thách thức lớn nhất là làm sao dùng công nghệ in 3D để tạo ra diện mạo mới, bắt mắt hơn cho ngôi nhà”. Dự án sử dụng các máy in 3D của công ty Crane WASP để sản xuất mọi thành phần nhà, từ tường mái đến nội thất. Muốn làm vậy, máy in trộn nước với đất sét lấy tại chỗ rồi in lớp này chồng lên lớp khác theo bản vẽ thiết kế và cuối cùng cho ra ngôi nhà mẫu diện tích 645 feet vuông. Ngôi nhà hai gian (có một phòng khách, một phòng ngủ và một phòng tắm) dùng ánh sáng tự nhiên từ giếng trời. Bàn ghế và đồ trang trí nội thất cũng được in 3D.

Tuy nhiên TECLA không có mẫu chung mà được thay đổi tuỳ thực tế địa phương và khí hậu sao cho phát huy được hiệu quả tốt nhất. “Chúng tôi không sản xuất một kiểu nhà đồng phục cho cả phía Bắc nước Ý lẫn châu Phi và Nam Mỹ, mà nó phải thích nghi với từng môi trường khác nhau,” Cucinella nói. “Một ưu thế khác của TECLA là nó có thể chuyển giao công nghệ và phương pháp xây dựng dễ dàng cho người địa phương. Trọn gói thi công ‘Maker Economy Starter Kit’ của WASP sẽ được chuyển đến vị trí trong một thùng chứa duy nhất để in tất cả các cấu kiện của ngôi nhà. Có cả hệ thống tái chế, máy phát điện đi kèm. Tôi không thể nói TECLA sẽ là hình mẫu xây dựng chung của loài người trong tương lai, nhưng tin chắc nó rất có giá trị trước cuộc khủng hoảng dân số và nhà ở tại các đô thị lớn.”

Nhà 3D. Ảnh: TECLA

Cucinella nói thêm: “Rõ ràng, cuộc cách mạng in 3D tuyệt vời là trao cho chúng ta một ‘vũ khí hiệu quả’ để giải quyết nhiều vấn đề mà không cần phải có trình độ cao hay chuyên nghiệp. Mọi cộng đồng phát triển thấp, kiến thức thấp vẫn có thể tự xây dựng nơi cư trú rẻ và tiện nghi cho mình.”

Cucinella cũng tin rằng in 3D bằng vật liệu có sẵn trong thiên nhiên sẽ trở thành “công cụ công nghệ quan trọng” khi châu Âu hướng tới mục tiêu loại bỏ khí thải carbon vào năm 2050. Báo cáo năm 2020 của Cơ quan Môi trường LHQ và Cơ quan Năng lượng Quốc tế cho thấy hoạt động xây dựng nói chung đã phát tán 38 % tổng lượng khí thải carbon trên thế giới.

“Nếu nhìn lui về quá khứ nhiều thập kỷ, chúng ta có thể học được cách thiết kế nhà ở không cần sử dụng nhiều năng lượng và không gây hại cho hành tinh,” Cucinella nói. Khi không còn sử dụng, TECLA để lại rất ít chất thải vì nó có thể tự phân hủy sinh học (trừ các thành phần bằng gỗ, thép như cửa ra vào, cửa sổ) và quá trình xây dựng cũng dùng ít năng lượng hơn nhiều so với xây nhà bê tông, gỗ, vốn thường tiêu thụ nhiều năng lượng và phát tán nhiều khí thải nhà kính”.

Hiện TECLA vẫn đang còn trong giai đoạn kiểm nghiệm về cấu trúc và hiệu suất nhiệt, bước cần thiết để được bật đèn xanh sản xuất qui mô. “Nếu được chấp nhận và đưa vào sản xuất hàng loạt, tôi tin nhiều người sẽ rất hạnh phúc khi vào sống bên trong ngôi nhà bằng loại vật liệu gợi nhớ về quá khứ và thiên nhiên này,” Cucinella bộc bạch.

Hy vọng sáng kiến của ông sẽ sớm trở thành hiện thực và những người không có nhà vì ít tiền hoặc bị mất chỗ ở do chiến tranh, thiên tai, thay đổi khí hậu sẽ có thêm một chọn lựa trong khả năng của mình.

(Theo Real Estate 2021)

Đọc thêm:

-10 năm trên ghế CEO, Tim Cook biến Apple thành “quái vật” khổng lồ như thế nào?

-Khi da người trở thành ‘bãi thử’ công nghệ

-Xe điện cho mọi người – giấc mơ khó thành hiện thực

Share:

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Ý Kiến Độc Giả
Quảng Cáo

Có thể bạn chưa đọc

Quảng Cáo
Quảng Cáo
Quảng Cáo
Quảng Cáo
Quảng Cáo
Quảng Cáo
Share trang này:
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on linkedin
LinkedIn
Share on email
Email
Kênh Saigon Nhỏ: