Vályogból nyomtatnak épületeket az ökoépítészek

Bevallom, amíg nem láttam a saját szememmel, addig nem tudtam elképzelni, hogyan lehet kinyomtatni egy házat. A kecskeméti ház udvarán egy betonkeverőben dolgozták össze a vályogot, betöltötték a nyomtató tartályába ‒ ami egy háromlábú daruhoz hasonlít ‒, és a nyomtató karja programozott mozgással, egyenletesen adagolta az építőanyagot pontosan oda, ahová kell.

‒ A kupolás kísérleti szauna különlegessége az, hogy nyomtatott kupola veszi át a tető szerepét, ezzel kiváltva a hagyományos tetőszerkezetet. Így a 3D nyomtatott vályogépület nem csupán gyorsabban és ökologikusabban épülhet, de olcsóbb is ‒ fogalmazta meg a célt Radnóti Krisztina, aki egyben az Ökodome csapatának szóvivője is. Célul tűzték ki, hogy ezen új és reményteli építőipari eljáráshoz társítsák a vályog alapú építést, így környezetbaráttá és fenntarthatóvá téve a technológiát.

A 3D nyomtatási technológia már körülbelül tíz éve ismert az építőiparban, de mindeddig csak betonnal volt ismert az eljárás. Az Ökodome csapata tavaly kezdte meg alkalmazott kutatási-fejlesztési munkáját az olasz Delta WASP cég nagyméretű, kísérleti „WASP Crane” 3D nyomtatójával. Az első évben két építményt készítettek el: a világ első 3D nyomtatott tyúkólját és a Regio Earth fesztiválon élő nyomtatásban létrejött Pavilont. Mindkét épület helyi vályogból készült, függőleges falai vannak és hagyományos tető fedi.

A kupolás szaunát Bihari Ádám okleveles építész tervezte, aki egyben a Környezettudatos Építők Szervezetének elnöke és oktat a Műegyetemen. A kísérleti szauna az ő édesapja házának az udvarán készül.

‒ Engem már kisgyerekként is érdekelt a fenntarthatóság és a környezetvédelem. Kiskoromban az én ösztönzésemre vezettük be a szelektív hulladékgyűjtést. Azután építész lettem és az egyetemen is az érdekelt, hogyan lehet környezettudatosan építkezni. A szüleim pedig mindenben támogatnak ‒ magyarázta a helyszín megválasztását az építész. ‒ Az Ökodome Góra Krisztián és Radnóti Krisztina kezdeményezésére jött létre, akik ‒ részben európai uniós pályázati forrásból ‒ megvásárolták ezt a kísérleti 3D nyomtatógépet és úgy találtak rám, mint vályogépítészre. Mellettem van parametrikus építésztervező, Botzheim Bálint, aki a kódrajzokat szoftveresen kezeli és van 3D nyomtató specialista, Kovács Viktor, aki a gép szoftverét felügyeli. Ez egyelőre egy drága hobbi, de egyben befektetés a jövőbe.

Az építőiparban most vagy az előregyártott elemeket részesítik előnyben, vagy a helyszíni gépesítést, és igyekeznek az energiafelhasználást, valamint az emberi erőforrást minimalizálni. Ebbe a trendbe nagyon is beleilleszkedik a 3D nyomtatóval épített vályogház. Az Ökodome csapata azt reméli, nincs messze az idő, amikor üzembiztosan tudnak majd épületeket felhúzni vályogból a 3D nyomtató segítségével, gyakorlatilag néhány hét alatt.

‒ Ez egy prototípus gép, még rengeteg kísérletre és fejlesztésre van szükség, de az informatika gyors haladását látva ez 4-5 év alatt megvalósulhat ‒ vélekedik Bihari Ádám. ‒ Hiszünk abban, hogy tradíció és innováció járhat kéz a kézben.

Az eljárás előnye, hogy a munkadíj költsége csökken, az építőanyag olcsó és nem igényel sok energiát, a gép nem fogyaszt több áramot, mint egy hajszárító. Ha helyben található építőanyag, akkor a szállítás költsége is megspórolható. Magyarország területének a 94 százaléka építésre alkalmas vályogtalaj.

‒ Amikor az egyetemen találkoztam a passzívházakkal, nagyon megörültem: ez biztosan környezettudatos, ez való nekem! Aztán az ökologikus építészet órán, amit dr. Lányi Erzsébet tartott, kiderült, hogy nemcsak a használati élettartamot kell nézni, hanem az építést és az elbontást is. Ha a passzívházba beépítünk irgalmatlan sok energiával készülő műanyag dolgokat, amik ráadásul épületbiológiai szempontból is mérgezőek, akkor nemhogy energiatakarékosak vagyunk, hanem egyenesen pazarlók. Nő az ökológiai lábnyom és épületbiológiai szempontból sem előnyös a ház. Hiszen a műanyag szerves vegyületeket párologtat. A nagy üzletláncokban kapható műanyag festékeken vagy falfestékeken ott van a VOC határérték (Volatile Organic Compound, vagyis: „illékony szerves vegyületek”, a szerk.). Ezek persze mindig megfelelnek az egészségügyi határértéknek, de összeadódnak és folyamatosan párolognak, tehát hosszasan hatnak. Ezen vegyületek alkotóelemeire kimondták már, hogy rákkeltők.

Az épületbiológia Magyarországon még gyerekcipőben jár, de tudományos tény: az épület, amelyben lakunk és ahol dolgozunk, jelentős hatással van az egészségünkre. Németországban, Franciaországban már évtizedekkel ezelőtt felismerték és diagnosztizálják a beteg épület szindrómát ‒ sick building syndrome ‒, amikor kimutatható, hogy a rossz lakhatási körülmények miatt betegedett meg a páciens. Érdekes, ezek nem feltétlenül a szegénységből adódnak, néha éppen abból, hogy a tulajdonosnak volt pénze megvenni az akkor innovatívnak kikiáltott, drága anyagokat, amiken a gyártók hatalmas pénzeket keresnek, csakhogy ezek néha az egészségre károsak.

‒ A népi építészetben ilyen nincs, az első világháborúig mindenki csak természetes anyagból építkezett Magyarországon, nem is volt kérdés, hogy a lakhatási körülmények megfelelőek-e – vélekedik az építész. ‒ Egy vályogházat ki lehetett fűteni egy kosár fával, a nyílászárók fából voltak, páragazdálkodó volt a ház, kimeszeltek minden évben, ami antibakteriális hatású. A lakhatási körülmények kimagaslóan jók voltak. Amikor a két világháború között megjelent az ipar, a cementipar térhódításba kezdett, ciki lett a vályogház és inkább a téglára, betonra esküdtek, a vályog pedig a szegénység szimbóluma lett. Ahol lehetett, a vályogházakat is lebetonozták, bevakolták cementtel és próbáltak „haladni a korral”. Na, ezzel tették tönkre a házakat!

A vályogházakat illetően számos tévhit él, hangsúlyozza Bihari Ádám. Sokan azt gondolják, hogy a vályogház dohosodik, büdösödik, a holmi megrohad benne. Pedig ez nem a vályog hibája, hanem az az oka, hogy rosszul újították fel, betonnal és műanyag burkolással, felületfestéssel, amivel eltömítették a vályogot, ami így már nem tudott „lélegezni”. Tehát a vályog a szegénység szimbóluma lett és az is elterjedt, hogy rossz. Felhagytak a vályogépítkezéssel.

‒ Most jókor, jó helyen vagyunk a történelem kerekén, mert az energiaválság meg a klímaválság, a károsanyag-kibocsátás, ami túlterheli a környezetet, arra ösztönöz, hogy kevésbé energiaigényes építkezés után nézzünk ‒ vélekedik az építész. ‒ A mostani konvencionális építőanyagok előállításához rengeteg energia szükséges, és nagy az ökológiai lábnyoma. Nagyon sok beépített energia van ezekben az épületekben, ami hozzájárul az üvegházhatást előidéző gázok kibocsátásához. Mindemellett importáljuk ezeket az építőanyagokat drága pénzen, és sokszor olyasmit veszünk meg, amit Nyugaton már nem tudnak eladni. Németországból költözött haza egy építőmester barátunk, Bíró Árpi bácsi, szerinte Magyarországon most rakják fel azokat a hőszigeteléseket, amiket ott ő már tíz éve szedeget lefelé.

Az Ökodome csapatának és Bihari Ádámnak a célja az, hogy változtassanak az építkezés szemléletén és minél több környezettudatos és az emberi egészség szempontjából is előnyös épület épülhessen. Góra Krisztián úgy véli, tömegével és olcsón húzhatnának fel vályogházakat 3D-s nyomtatással, ha sikerül megbízhatóan kidolgozni a technológiát. A jelenlegi nyomtatóval körülbelül 50 négyzetméteres, egyszintes otthonokat tudnának előállítani, de a technológia, aminek a csiszolásán több európai egyetem is dolgozik, lehetővé teszi majd ennél nagyobb nyomtatók felállítását is. Jelenleg a világon ez az egyetlen, vályoggal 3D-ben nyomtató berendezés, ami nem pusztán tudományos célokat szolgál, hanem egy vállalkozás kezében van. A technológia tömeges alkalmazásához a jogszabályi környezet megváltoztatására is szükség van, hiszen ez eddig nem szerepelt az építésügyi hatóságok látóterében.

‒ Már egy ideje ostromoljuk a döntéshozókat is a témával – teszi hozzá Bihari Ádám. ‒ Készítettünk egy részletes döntéselőkészítő tanulmányt is, melyben szerepel egy esettanulmány. Ebben felvázolunk ‒ egy háromgyerekes, csokra jogosult családdal modellezve ‒ építési megoldásokat, azok előnyeit és hátrányait. Mindenképpen a helyi anyagból készült természetes épületek viszik el a pálmát. És nemcsak az egészség, a gyorsaság és az ár szempontjából, hanem nemzetgazdasági téren is. A jelenlegi építőanyagok jó részét ugyanis külföldről importáljuk, míg a vályogház technológiáját, sőt a hozzá való alapanyag egy részét mi exportálhatnánk. Azt is ki tudná számítani egy közgazdász, hogy mennyi pénzt takarít meg az egészségügy, ha az emberek egészséges körülmények között laknak. A szabályozásnak, a gazdasági-szociális ökoszisztémának kellene megváltoznia.

A vályogépítkezés elérhető anyagszükségletben, tudásban, ennek Magyarországon lehetne a know-how-ja. Ezért is nagy dolog, hogy meghallgattak bennünket és a támogatásukról biztosítottak egyes döntéshozók, bár egyelőre még nem látják azt a perspektívát, amit én vagy mi, az Ökodome csapata.

Az építész szerint két lehetséges végkimenetele van a mostani változásoknak a világban. Az egyik, kevésbé valószínű forgatókönyv szerint továbbra is elérhető lesz a nagy mennyiségű és sűrűségű energia. Ebben az esetben az építőiparra a maximális gépesítés lesz jellemző. Ez esetben a vályog remek kortárs építőanyag: a tulajdonságai kiszámíthatók, az élettani hatása pedig ezerszer jobb, mint bármi másnak. A másik lehetőség, hogy ez a modell, amit az energia korlátlan elérése jellemez, megbicsaklik, és most voltak is erre utaló jelek. Ha egy dominóhatás következtében nem lesz elérhető a nagy sűrűségű energia, akkor viszont azért lesz jó a vályog, mert az itt van a saját földünkön és könnyűszerrel kézzel is megmunkálható.

Néhány megdöbbentő tény a vályogról

• Emeletes épület is építhető belőle, Franciaországban négyemeletes csűrök is készültek vályogból. Kecskeméten is van egy kétszintes polgári ház, ami vályogtéglából épült.
• Valószínűleg országszerte vannak házak, amikről nem is tudjuk, hogy vályogból készültek. Magyarországon mindazonáltal a 4 millió lakásból legalább 600 ezernek vályogfalazata van.
• A vályogfal nyomószilárdsága ugyanolyan, mint a népszerű pórusbeton falazóelemeké.
• A vályogépületnek is ugyanolyan alap kell, mint a téglaépületnek. A modern vályogházak ugyanúgy beton alappal és vízszigeteléssel épülnek, mint a téglaház.
• A vályogház hőszigetelése szalma, kender, nád vagy fagyapot. Kívülről mésszel vakolják. Fából van a födém és a nyílászárók, így az egész épület páraáteresztő. Ezek a házak nem penészednek.
• Nemcsak a falak, hanem a burkolatok és festékek, vakolatok is lehetnek természetes, lélegző anyagok. Van mosható vályogvakolat, mészvakolat. Ezek ugyanolyan tartósak és nagyon egyszerűen javíthatók.
• A vályog kevésbé törik, mint a tégla.
• A vályog természetes anyag lévén nem párologtat illékony szerves vegyületeket.
• Az emberi szervezet az evolúció során a dinamikus pára- és klímakörnyezethez alkalmazkodott. Ha bezárjuk magunkat egy statikus pára- és klímakörnyezetbe, például a passzívházba, ahol állandó hőmérséklet és páratartalom van, az nem tesz jót a szervezetünknek. Ez is előidézhet beteg épület szindrómát.
• A lakásunk a harmadik bőrünk a test bőre és a ruházat után. A vályog természetes és ideális „harmadik bőr”.

Mi a jelentősége a kísérletnek?

1. A nyomtatott, kupolás tető

Több száz cég foglalkozik világszerte épületek 3D nyomtatásával, de nyomtatott kupolával rendelkező épületet egy cég sem kínál. A nyomtatott kupola jelentősen csökkentené az építés költségeit.

2. Parametrikus modellezés

A legnagyobb kihívásnak a tervezés, ezen belül a vályognyomtató speciális követelményeire szabott parametrikus modellezés bizonyult. A kupolával fedett épülethez szükséges parametrikus modell megalkotására Botzheim Bálint okl. építész csatlakozásával nyílt lehetőség.

3. Nyomtató fejlesztése

A WASP Crane vályognyomtató egy prototípus. Kísérleti technológia, így az elmúlt évben a nyomtatót számos tekintetben karban kellett tartani és továbbfejleszteni. A kupolás épület nyomtatásához újfajta nyomtatóbontási eljárás szükséges.

4. Passzívház

Az Ökodome projekt célja olyan épületek nyomtatása, amelyek energetikai értéke a passzívházakéhoz közelít. A kupolás szaunához új falmintázatot fejlesztettek ki, amelynek hőtartási, hőszigetelési értékei várhatóan kedvezőbbek lesznek.

5. Az épület magassága

A kupolás szaunaépület tervezett magassága 3,5 méter, a tavaly nyomtatott épületek magassága csak 2 méter volt.

Sziámi is melléjük állt

Müller Péter Sziámi segített Bihari Ádámnak és társainak felkarolni ezt a nagyon nagy témát és törekvést, mely a vályog és a hazai természetes anyagokban rejlő építőipari potenciált próbálja kiaknázni.

‒ Tartósan éltem Zalában egy majdnem 150 éves vályogházban, amit eredetileg nyaralónak vettünk, de aztán hat évig ott laktunk. Kénytelen voltam megismerkedni a vályoggal és ezzel az építési technológiával és azt tapasztaltam, hogy ez egy fantasztikus tulajdonságokkal bíró, nagyon jó és egészséges építőanyag. Írtunk egy nagy tanulmányt Bihari Ádámékkal, aminek az a célja, hogy a döntéshozókhoz eljuttassuk ennek az építési módnak az érvényes, áttekinthető elemzését és elősegítsük a szemléletváltást. Részt vettem velük vályogházak állapotfelmérésén és a vályogépítő iskolájuk tanfolyamán. Megnéztem általuk felújított tájházakat, ezek lenyűgözően gyönyörűek és praktikusak. A 3D-s nyomtatás pedig látványosan meggyőző és gyors, nagy távlatok vannak benne.

Ez a fajta építési mód összhangban van a felismert világtrendekkel, a környezettudatos építészettel, az ökológiai lábnyom csökkentésével. A vízkincsünk mellett a másik jelentős kincse az országnak a 200-300 évre elegendő, a vályog alapjául szolgáló agyag. A vályogházban azt érzed, hogy jó beszívni a levegőt és jól tartja a hőmérsékletet. Az embereknek ezt újra meg kellene tudniuk ‒ én a saját bőrömön tapasztaltam, mennyire jó.

A tanulmányban az építész szakemberek megállapításait főképp a társadalmi hatások elemzésével, valamint a bevezető és záró gondolatsorral igyekeztem teljessé tenni.

Ádámékkal együtt jelöltük ki a továbblépés vizsgálandó útját is, amely a hazai, sokszor importot is kiváltó természetes alapanyagok kitermelésének, falazó-, szigetelő- és vakolóanyagok gyártásának és felhasználásának, a beépített energia és az ökológiai lábnyom csökkentésének, a lakásbiológiai szempontok érvényesítésének útja kell legyen. Szempont az ellátási láncok lerövidítése, a lakóhelyhez közeli munkahelyteremtés, valamint a kutató-, fejlesztő-, minősítő laboratóriumok fenti témára is racionalizált rendszerbe állítása.

Mi a beteg épület szindróma?

Természetesen nem az épület betegszik meg, hanem a lakója. Azt a tünetegyüttest nevezik így, amit a környezetünkben található, gyakran ismeretlen eredetű vegyi anyagok okoznak, elsősorban az épületbe beépített kemikáliák, vakolatok, festékek. A betegség súlyossága, illetve a tünetek függnek a már meglévő betegségektől, például gyakoribb asztmásoknál, COPD-seknél. Gyakoribb a betegség a depresszióra, szorongásra hajlamosak körében. A vegyi anyagok mellett a különböző gombák és baktériumok, a penész megjelenése is szerepet játszhat a kellemetlen tünetek jelentkezésében. Nőknél gyakoribb.