Tulevikumajad valmivad turbast

Komposiitmaterjalist katsekehad.
Komposiitmaterjalist katsekehad.

Turbast ja põlevkivituhast koosnevast komposiitmaterjalist on võimalik 3D printimispritsessi abil ehitada energiatõhusaid ning efektse konstruktiooniga hooneid, kinnitab Eesti Kunstiakadeemia üliõpilane Märten Peterson.

Tänavu pälvis Eesti Kunstiakadeemia arhitektuuri ja linnaplaneerimise 5. kursuse üliõpilane Märten Peterson Riigi Kinnisvara ASi arhitektuurivaldkonna üliõpilastele suunatud stipendiumi. Tema magistritöö teema “Kaasaegsete tehnoloogiatega vernakulaarsuse otsingutel” on äratanud tähelepanu ning komisjoni hinnangul väärib just see teadustöö murrangulisemat edasiarendust.

Märten Peterson tegutseb koostöös Tartu Ülikooli teadlastega ning tema lähenemist hindavad perspektiivikaks nii tegevad arhitektid kui ka juhendajad. Magistritöös tegeleb Märten Peterson kohalikel materjalidel põhineva uue ehitusviisi väljatöötamisega.

Töö uudsus seisneb värskes materjalipaletis, tänapäevaste tarkvarade ja masinate rakendamises. Koos Tartu Ülikooli teadlaste PhD Jüri Liivi, PhD Toomas Tenno ja Ergo Rikmanniga arendab Peterson materjalikomposiiti, mis koosneb peamiselt turbast ning põlevkivituhast.

“Oma magistritöös loon ma sobilikke stsenaariume, kuidas võiks sellest materjalist energiatõhusaid ning konstruktiivselt efektiivseid hooneid luua,” lausub Peterson.

Rahvusvahelise ekspordiperspektiiviga

“Usun, et Eesti turvas väärib paremat saatust kui puistena eksporti botaanika või kosmeetika tarvis. Võiksime leida viise seda suurepärast ressurssi eelkõige enda jaoks kuidagi paremini ära kasutada ning võib-olla suurema lisandväärtusega ka eksportida,” sõnab stipendiaat Peterson ja lisab, et töö annab suure tõenäosusega Eesti kinnisvarasektorile väga palju juurde, sest võib kujuneda millekski märgiliseks, mille abil oleks võimalik Eestil rahvusvaheliselt välja paista. Petersoni sõnul võimaldab 3D-printimine töötada välja uudse vormikeele.

“Nii printimisprotsessi kui ka koorikstruktuuride sisejõude on plaanis töö käigus simuleerida ning kooli robotkä-pa abil on plaanis teostada üks segment tarindist,” ütleb Peterson.

“Tegelikkuses sisaldab minu töö rohkem sisulisi kihte ja on pigem sümbioos erinevatest töövõtetest, mitte ainult 3D-printimine,” täpsustab ta.

Inspiratsioon Tartu ülikooli materjaliuuringutest

Materjali idee autor on Petersoni sõnul Jüri Liiv, kes aitab turba iseloomu täpsemalt tundma õppida. “Selle omadustest tuletan ma vastava vormikeele ja rakendusstsenaariumid ning loon töö lõpuks eskiislahenduse,” sõnab ta.

Peale turba ja põlevkivituha peab materjal Petersoni sõnul sisaldama mingil määral siduvat armatuuri. “Selleks pakun välja orgaaniliste kiudude rakendamist – linane takk, põhukiud või tselluloosikiud,” loetleb ta. Turba ja põlevkivituha mass on loomu poolest pude.

“See loob eeldused, et see materjal on 3D-prinditav. Seda enam, et seda kombinatsiooni saab luua pritsimismeetodil analoogselt pritskrohviga,” selgitab Peterson.

Termin 3D võib olla eksitav

3D-printimine on Petersoni sõnul eksitav termin. “Selle võtab paremini kokku ingliskeelne sõna additive manufacturing, mis tähendab seda, et ruumis täpselt positsioneeriv seade paigutab materjali kindlatesse punktidesse, mille tulemina valmib struktuur. Selleks paigutavaks seadmeks võib olla misiganes lahendus – kolmeteljeline süsteem, deltasüsteem või robotkäpp,” räägib ta.

3Dprintimise tehnoloogia suureks probleemiks on Petersoni sõnul selle kiirus. Seetõttu on ta loonud magistritöös kombinatsiooni valmis plokkmoodulitest ning erikujuliste osade printimisest. “Uutmoodi kohalik materjal ning selle tabav käsitlus loob eeldused unikaalse arhitektuuri tekkeks. Lõppude lõpuks on meie oma ümbritsev keskkond see, mille põhjal me ennast defineerima kipume. Usun, et lokaalsed materjalid panevad inimesi alateadlikult rahvuslikku narratiivi looma ning tekitavad tugevamat sidet ümbritseva keskkonnaga,” leiab Peterson.

Kohalikke materjale võiks enam rakendada

Peterson räägib, et kohalikke materjale võiks ehituses rakendada rohkemgi. Ühe põneva tehnoloogiana võib esile tõsta savist 3D-printimise. “Praegu tegeleb sellega Eestis Protoinvent. Savi puhul on kuidagi eriti võluv, et baasmaterjali on võimalik sisuliselt labida abil igal pool leida ning peaaegu otse masinasse kallata. See kindlasti ei tähenda seda, et ma käsitöö-na valmistatud keraamikat ei väärtustaks! Pigem peaksime uurima, et kuidas me materjali 3D-printimistehnoloogia abil uutmoodi käsitleda võiks ning millised on võimalikud tulemid,” selgitab ta.

Ilmselgelt oleks Petersoni hinnangul vajalik tegeleda veel enam meie oma puiduga. “Mul on hea meel näha, et selles suunas me juba liigumegi,” näeb ta põhjust rõõmustamiseks. Peterson sooviks ideaalis panna enam rõhku lokaalsete materjalidega tegelemisele ning kohaliku ruumilise keskkonna kujundamisele. “Äriga tegelevad pigem ärimehed. Ilmselgelt oleks sellel materjalil ja tehnoloogial perspektiivi ka ekspordiks. Siinkohal pean oluliseks siiski, et materjal on kohane kasutada selle levikualas. Turvast leidub peamiselt parasvöötmes, kus ta ka jahedamapoolses kliimas ideaalselt soojusfüüsikaliselt ehitusmaterjaline toimiks,” märgib ta.

Praegu on Petersoni jaoks oluline magistritöö lõpuni viia ning koos maketiga kevadel kaitsta. “Seejärel kavatsen kindlasti materjaliga edasi katsetada ning koostöös Jüri Liivaga maketi mõõtkavast arhitektuursesse mõõtkavasse üle kolida. Kui maja mõõtmeline objekt ajas vastu peab, siis miks ka mitte püstitada linnaruumi mõni paviljon, et materjali ka laiemale avalikkusele tutvustada.”

Seni ehituses kasutatud vaid Islandil

Petersoni ütlust mööda on turvast kui ehitusmaterjali seni maailma mastaabis rakendatud peamiselt vaid Islandil. “Sealsed vernakulaarsed rohelised majakesed on valmistatud lõigatud turbamassist plokkidest. Eestist võib tuua näite, kui prooviti samuti lõigatud turbaplokkidest maja luua,” räägib ta ja lisab, et tema kasutatava lahenduse puhul on tegemist olukorraga, kus turvas läheb käiku freesitud kujul ning 3Dprintimise kontekstis on tegemist ainulaadse näitega.

Peterson on oma elus omaks võtnud filosoofia, mille kohaselt on väga oluline luua oma ellu mitmekülgsust ja värvikust. “Niisamuti nagu on oluline süüa mitmekülgset toitu, on oluline elada mitmekülgset elu,” teab noor mees. “Teadvustan endale, et iga kogemus tuleb kuidagi kasuks. Kuidas iganes see turbasaaga ka ei lõppeks, on see äärmiselt põnev avastamisteekond!”

KOMMENTAAR

Meetod vähendab ehitusele kuluvat aega

MARGUS SARMET, Riigi Kinnisvara ASi teadus- ja arendusosakonna juhataja

Uurimistöö eesmärk oli leida kohalikule ökoloogilisele materjalile – turbale – rakendust ehituses ja arhitektuuris, kasutades selleks tänapäevaseid tehnoloogiaid. Töö peamiseks väärtuseks võib pidada asjaolu, et see keskendub ökoloogilisele ja energiasäästlikule ehitusviisile, mis loob lisandväärtust kohaliku loodusliku materjali ja kohaliku jääkmaterjali (põlevkivituha) kasutusvõimaluste laiendamisel ehituses.

Märten Petersoni hinnangul on tema uuritavad materjalid ka tunduvalt odavamad kui praegu enim kasutatavad materjalid, lisaks vähendaks uudne tehnoloogia ehitamisele kuluvat aega.

Samuti võimaldaks selliste uudsete materjalide kasutamine vabamat vormikasutust, mis rikastaks arhitektuuripilti. Hoonete printimine on maailmas jõudsalt arenev trend, kuna selle metoodikaga on võimalik luua kiiresti ja kvaliteetselt väga keerulise kujuga hooneid, mis muude meetoditega oleks pea võimatu või vähemalt äärmiselt tülikas ja kallis.

Enamasti on hoonete 3D-printimisel lähtematerjaliks kas polümeerid või paremal juhul mineraalsetel sideainetel baseeruv betooni- või mörditaoline kiirelt tarduv mass. Tihti on vormide keerukuse vaimustuses unustatud ehitise rajamise ja kasutamisega kaasneva ökoloogilise jalajälje temaatika.

Lisakasu soojusisolatsioonis ja akustikas

Töö on huvitav kahest aspektist. Esiteks soovitakse printimisel kasutada looduslikku täitematerjali ja teiseks on turvas oma iseloomult ka hea soojusisolaator. Kuigi turba juurdekasv rabades on nii aeglane, et seda enamasti taastuvaks loodusvaraks ei peeta, siis kindlasti on turbast hoonete ehitamine mõistlikum ja jätkusuutlikum tegevus kui selle briketi või tükkturba kujul ahjus põletamine.

RKAS peab oluliseks just seda, et lähtematerjaliks on looduslik täitematerjal laiemalt, sest see avab pikemas perspektiivis ukse ilmselt ka teiste looduslike puistete, nagu näiteks puiduhake, purustatud põhk või pilliroog, aga ka näiteks jäätmete (sh põ-levkivituha) või kergkruusa kasutamisele.

Oluline on ka, et looduslikud ehitusmaterjalid aitavad kaasa tervisliku sisekliima loomisele hoones, kuid samas mõjutavad ka inimeste ellusuhtumist loodussõbralikkusesse ja naturaalsete materjalide kasutamisse. Selliste uute materjalide ja tehnoloogiate kasutuselevõtuga võib ilmneda ka muid positiivseid kaasmõjusid, näiteks paranevad akustilised omadused või miks mitte ka juba osaliselt hoonetesse sisse prinditav sisseseade ja mööbel.

Praegu on hoonete 3D-printimine siiski veel prototüüpide faasis, kuid milliseks kujuneb tulevik, saame ilmselt juba paari aasta pärast näha. Kas ja kuidas hoonete 3Dprintimine ennast õigustab, näitab praktika ja võib-olla ei olegi mõistlik tervet hoonet korraga 3D-printida, vaid tulevikus prinditaks vaid mõningaid tarindeid ja elemente.

Osale arutelus

Ehitus­uudised.ee toetajad:

Jälgi ehitusuudiseid sotsiaalmeedias:

RSS

Ehitus­uudised.ee toetajad:

Teabevara ehitus­spetsialistile

Valdkonna tööpakkumised

Ermeesia otsib ENERGIATÕHUSUSE SPETSIALISTI

M-Partner HR OÜ

22. september 2017

Merko otsib SEKUNDAAROSA PROJEKTEERIJAT

Merko Ehitus Eesti AS

29. september 2017

Ehituse erilehed