Share
∗ Κωνσταντίνος Κατάκαλος
Δρ. ∗ Κωνσταντίνος Κατάκαλος: Αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών του ΑΠΘ και διευθυντής του Εργαστηρίου Πειραματικής Αντοχής Υλικών & Κατασκευών (ΕΠΑΥΚ)
Στο επίκεντρο τεχνολογίες, οι οποίες αλλάζουν ριζικά τον τρόπο δόμησης, εξαλείφοντας τα παραδοσιακά μοντέλα παραγωγής, για ένα πιο ανθεκτικό και βιώσιμο περιβάλλον
Η ένταξη νέων μεθόδων δόμησης στην κατασκευαστική βιομηχανία αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της επίτευξης των στόχων της εφαρμοσμένης έρευνας που αναπτύσσεται Εργαστήριο Πειραματικής Αντοχής Υλικών και Κατασκευών (ΕΠΑΥΚ), σε συνεργασία με άλλα εργαστήρια του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Κοινό τόπο της προσπάθειας αυτής αποτελεί η ένταξη των εννοιών της βιώσιμης ανάπτυξης, η ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και η ενσωμάτωση των αρχών της κυκλικής οικονομίας στην καθημερινή πρακτική του κατασκευαστικού κλάδου. Οι καινοτόμες τεχνολογίες δόμησης που αναπτύσσονται στο ΑΠΘ, σχεδιάζονται ή επιλέγονται με στόχο τη μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος καθ’ όλη την διάρκεια του κύκλου ζωής ενός έργου, με γνώμονα τον αειφορικό σχεδιασμό και σαφέστατα κάνουν χρήση «πράσινων» υλικών τα οποία γίνονται ολοένα και πιο σημαντική στον τομέα των κατασκευών, καθώς οι απαιτήσεις προστασίας του περιβάλλοντος και ενεργειακής αποδοτικότητας αυξάνονται. Οι καινοτόμες κατασκευαστικές μέθοδοι σε συνδυασμό με τα «πράσινα» υλικά προσφέρουν λύσεις που μειώνουν τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, διασφαλίζοντας παράλληλα υψηλή απόδοση, αντισεισμικότητα και μακροχρόνια ανθεκτικότητα.
Σε παγκόσμια κλίμακα η πιο σύγχρονη και πολλά υποσχόμενη τεχνολογία δόμησης που θεμελιώνεται στις αρχές της βιώσιμης ανάπτυξης είναι η μέθοδος της προσθετικής κατασκευής (Additive Manufacturing – AM) με τεχνολογίες τρισδιάστης εκτύπωσης (3D printing houses). Η εφαρμογή της στη δόμηση κτιρίων και υποδομών σηματοδοτεί μια ριζική μεταστροφή από τις συμβατικές μεθόδους κατασκευής, προσφέροντας λύσεις που εναρμονίζονται με τις αρχές της βιώσιμης ανάπτυξης, της κυκλικής οικονομίας και της περιβαλλοντικής ευαισθησίας. Αναλυτικότερα, η τρισδιάστατη εκτύπωση στην κατασκευή βασίζεται στην αρχή της προσθετικής παραγωγής, κατά την οποία υλικό εναποτίθεται στρώση – στρώση σύμφωνα με ψηφιακά σχεδιασμένα πρότυπα. Η διαδικασία αυτή επιτρέπει την παραγωγή σύνθετων γεωμετριών με υψηλή ακρίβεια, ελαχιστοποιώντας την ανάγκη για καλούπια ή πρόσθετη υποστήριξη. Επιπλέον, μειώνει δραστικά την σπατάλη υλικών, καθώς χρησιμοποιείται μόνο η απαραίτητη ποσότητα για την εκτύπωση της κατασκευής, γεγονός που οδηγεί σε εξοικονόμηση πόρων και μείωση των αποβλήτων.
Από περιβαλλοντικής σκοπιάς, η τεχνολογία αυτή προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα. Η χρήση εναλλακτικών υλικών, πιο «πράσινων», όπως γεωπολυμερή, ανακυκλωμένα αδρανή και βιοδιασπώμενα πολυμερή, επιτρέπει τη μείωση της εξάρτησης από το τσιμέντο, το οποίο ευθύνεται για περίπου 7–8% των παγκόσμιων εκπομπών CO₂. Επιπλέον, η δυνατότητα ενσωμάτωσης τοπικών υλικών μειώνει το ενεργειακό αποτύπωμα που σχετίζεται με τη μεταφορά πρώτων υλών, ενώ η αυτοματοποίηση της διαδικασίας συμβάλλει στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και του ανθρώπινου δυναμικού. Επιπλέον, η προσθετική κατασκευή δεν περιορίζεται μόνο στην περιβαλλοντική βιωσιμότητα. Προσφέρει επίσης κοινωνικά και οικονομικά οφέλη, όπως η επιτάχυνση του χρόνου ολοκλήρωσης των έργων, η μείωση του κόστους εργασίας και η δυνατότητα μαζικής παραγωγής προσαρμοσμένων κατασκευών. Η ευελιξία στον σχεδιασμό επιτρέπει την υλοποίηση αρχιτεκτονικών μορφών που δεν θα ήταν εφικτές με συμβατικές μεθόδους, ενισχύοντας τη δημιουργικότητα και την καινοτομία στον σχεδιασμό του δομημένου περιβάλλοντος.
Τεχνικές και καινοτόμες πρακτικές φιλικές προς το περιβάλλον
Στην Ελλάδα, το Εργαστήριο Πειραματικής Αντοχής Υλικών και Κατασκευών (ΕΠΑΥΚ) του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) αποτελεί πρωτοποριακό κόμβο έρευνας και ανάπτυξης στον τομέα της τρισδιάστατης εκτύπωσης στην κατασκευή. Στο πλαίσιο των ερευνητικών του δραστηριοτήτων, φιλοξενείται ο μεγαλύτερος ρομποτικός βραχίονας στη χώρα, με δυνατότητα εκτύπωσης κατασκευών σε πρωτότυπη κλίμακα, διαστάσεων έως 4,5m x 4,5m. Ο βραχίονας αυτός, εξοπλισμένος με τεχνολογίες υψηλής ακρίβειας και αυτοματισμού, επιτρέπει την πειραματική υλοποίηση αρχιτεκτονικών και δομικών μονάδων, προάγοντας την εφαρμοσμένη έρευνα και την τεχνολογική καινοτομία. Η εφαρμοσμένη ερευνητική δραστηριότητα στο ΕΠΑΥΚ επικεντρώνεται, μεταξύ άλλων, στη μελέτη νέων υλικών εκτύπωσης, στην ανάλυση της μηχανικής συμπεριφοράς των εκτυπωμένων στοιχείων, κυρίως έναντι σεισμικού κινδύνου και στην ανάπτυξη ψηφιακών εργαλείων σχεδιασμού και προσομοίωσης. Εξετάζονται παράλληλα οι δυνατότητες ενσωμάτωσης τεχνητής νοημοσύνης και αλγορίθμων πρόβλεψης στη διαδικασία εκτύπωσης, με στόχο τη βελτιστοποίηση της παραγωγής και την ελαχιστοποίηση των σφαλμάτων.
Η μεθοδολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης στην κατασκευή δεν αποτελεί απλώς τεχνολογική εξέλιξη, αλλά ένα νέο παράδειγμα στον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε και υλοποιούμε το δομημένο περιβάλλον. Η μετάβαση από τις γραμμικές, ενεργοβόρες και υλικά – εντατικές μεθόδους του παρελθόντος σε κυκλικές, ψηφιακά ελεγχόμενες και περιβαλλοντικά ευαίσθητες διαδικασίες σηματοδοτεί την απαρχή μιας νέας εποχής για την επιστήμη της αρχιτεκτονικής και του πολιτικού μηχανικού.
Συμπερασματικά, η μέθοδος της προσθετικής κατασκευής με τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης συνιστά μια πολλά υποσχόμενη λύση για την επίτευξη βιώσιμης δόμησης σε παγκόσμια κλίμακα. Η ελληνική ακαδημαϊκή κοινότητα, μέσω του ΑΠΘ, συμβάλλει ενεργά στην προώθηση αυτής της τεχνολογίας, ενισχύοντας τη διεπιστημονική συνεργασία και την παραγωγή εφαρμοσμένης έρευνας, ολοκληρώνοντας μια διατριβή και έχοντας σε εξέλιξη ακόμη μία. Η επένδυση σε τέτοιες καινοτόμες υποδομές και η ενίσχυση της ερευνητικής δραστηριότητας αποτελούν καθοριστικούς παράγοντες για τη μετάβαση προς ένα πιο βιώσιμο, αποδοτικό και ανθεκτικό δομημένο περιβάλλον. Απαραίτητη, τέλος, είναι η συνεργασία με τις εταιρείες της κατασκευαστικής βιομηχανίας.
πηγή: Εργοληπτικόν Βήμα Νο_145 της ΠΕΣΕΔΕ
ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ ΤΗΣ ΒΙΩΣΙΜΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ
