Minima è un 3D

Andy Coward progetta un nuovo tipo di trave ibrida minimalista.

Katherine Martinko è un'esperta di vita sostenibile. Ha conseguito una laurea in Letteratura inglese e Storia presso l'Università di Toronto.

Minimo

Ho definito gli edifici stampati in 3D una soluzione alla ricerca di un problema. In un recente post sulle case stampate in 3D, l’esperta di tecnologia edilizia Belinda Carr ha ribattuto che “questo è un settore così nuovo e c’è così tanta ricerca e innovazione in corso, che è un settore estremamente entusiasmante in cui operare”.

In brevissimo tempo, si è dimostrata corretta, come ho appreso dal professore australiano Philip Oldfield su Minimass, una trave di cemento stampata in 3D che è davvero una soluzione a un problema. È stato progettato da Andy Coward di Net Zero Projects Limited; ha conseguito una laurea di primo livello in Ingegneria Civile e Strutturale presso l'Università di Cambridge e ha oltre 15 anni di esperienza nella progettazione e nella costruzione. Prima di inventare Minimass, ha ricoperto posizioni senior presso Bjarke Ingels Group a Copenaghen come direttore dell'ingegneria e presso Foster + Partners a Londra come partner associato.

Dice a Treehugger: "Il mio lavoro è nato dalla frustrazione di vedere il potenziale della stampa 3D sprecato. Quindi ho sfidato me stesso a trovare un modo intelligente di utilizzare le tecniche".

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Il cemento armato ha una grande impronta di carbonio a causa della chimica e del calore necessari per produrre il cemento, che viene miscelato con sabbia e aggregato per produrre il calcestruzzo. Il calcestruzzo è ottimo in compressione, che è ciò che accade alla parte superiore della trave; l'armatura in acciaio alla base della trave è in tensione.

La maggior parte del calcestruzzo al centro fa poco più che fornire la distanza richiesta tra la parte superiore e quella inferiore della trave. Questo è il motivo per cui ogni anno, in occasione dello Swedish Waffle Day, sono così entusiasta delle lastre waffle, che eliminano quanto più cemento possibile e hanno campate lunghe. Purtroppo, sono caduti in disgrazia perché richiedono molta manodopera.

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Ciò che Coward ha fatto di così straordinario è aver progettato una trave che non avresti mai provato a costruire in modo convenzionale a causa della complessità della cassaforma richiesta, ma che può essere facilmente estratta da una stampante 3D. Ha un pezzo di cemento nella parte superiore per la compressione, triangoli di cemento che fungono da rete e separano la parte superiore in compressione dal fondo, e hanno utilizzato un cavo post-teso invece del convenzionale rinforzo in tensione come fondo.

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Non solo la quantità di calcestruzzo richiesta è stata ridotta del 78%, ma vi è una riduzione del 70% nell'armatura in acciaio. E, naturalmente, con la stampa 3D non è necessaria alcuna cassaforma: un risparmio significativo. Coward sostiene inoltre che “la nuova tecnica di stampa 3D sblocca il potenziale di questo progetto consentendo la fabbricazione di queste travi a una frazione del costo dei mezzi tradizionali”.

MOSSOT / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0

Coward nota che è lo stesso principio che si vede nei ponti, come il Pont du Truc de la Fare di Michel Virlogeux in Francia, anch'esso un mix di cemento e acciaio.

La meraviglia di tutto ciò è la drastica riduzione della necessità di cemento, responsabile di oltre il 7% delle emissioni globali di anidride carbonica (CO2), e di acciaio, responsabile fino al 9% delle emissioni di CO2. Ma dove si utilizzerebbe un raggio del genere? Coward dice a Treehugger:

Fotografia di Prakash Patel

Questo è un punto molto interessante. Le lastre di legno lamellare a strati incrociati (CLT) sono bidirezionali, il che significa che possono essere supportate su colonne senza travi, ma sono limitate a circa 6 metri o 20 piedi. Per risolvere questo problema, molti progettisti utilizzano travi in ​​legno lamellare, come abbiamo recentemente mostrato nell'Apex Plaza di William McDonough + Partners a Charlottesville, in Virginia. Erano grandi travi suonanti con molto legno dentro. Anche se il legno ha un’impronta di carbonio molto bassa rispetto alle tradizionali costruzioni in cemento, ha comunque un impatto.

Ed Reeve

Questo è uno dei motivi per cui anche i maestri del legno massiccio, Waugh Thistleton, hanno utilizzato un ibrido di travi in ​​acciaio nel loro progetto 6 Orsman Road. Hanno ottenuto campate più lunghe e hanno potuto perforare le travi e far passare i servizi attraverso di esse invece che sotto di esse.