دشوار است که یک هفته را بدون دیدن داستان هایی در مورد خانه های جدید پرینت شده سه بعدی بگذرانید. برخی برای مسکن کم درآمد، برخی دیگر برای فروش یا اجاره هستند.
احتمالاً این پروژهها و پروژههای دیگر را دیدهاید، اما آیا این فناوری جدید جالب ارزانتر از ساختوساز سنتی است؟ و اگر چنین است، چگونه؟
عوامل زیادی برای محاسبه هزینه کل یک پروژه ساختمانی وجود دارد که نیروی کار و مواد، دو دسته گران قیمت را نشان می دهند. سایر ردیف های بودجه به مسئولیت، هزینه های برق، آموزش، آسیب، سرقت و تاخیر اختصاص دارد.
وقتی صحبت از هر یک از این هزینه ها می شود، شرکت های پرینت سه بعدی ادعا می کنند که هزینه ها را به شدت کاهش می دهند. ادامه مطلب را بخوانید تا بدانید چگونه.
وضعیت ساخت و ساز
با تورم، کمبود نیروی کار، و مشکلات زنجیره تامین که باعث تاخیرهای طولانی مدت می شود، ساخت و ساز سنتی روزهای بهتری را تجربه کرده است. این موانع پیش روی صنعت باعث شده است که میانگین زمان ساخت و ساز در ایالات متحده از ۷٫۷ ماه در سال ۲۰۱۸ به ۱۰٫۷ ماه در شمال شرق کشور در سال ۲۰۲۱ برسد. این افزایش ۲۹ درصدی است!
چندین مرحله ساخت و ساز در طول این چند ماه اتفاق می افتد که با پاکسازی محل و ریختن فونداسیون شروع می شود. سپس کار ساخت قاب شروع می شود و به دنبال آن اجرای دیوار خشک و عایق کاری، لوله کشی و برق کاری، نصب کفپوش، سقف، رنگ آمیزی، محوطه سازی و تکمیل نمای بیرونی انجام می شود.
هر یک از این مراحل به مجموعه های مختلفی از کارگران با مهارت های مختلف نیاز دارد و هماهنگی همه آنها به تاخیرها و هزینه های معمول در ساخت و ساز می افزاید.
پرینت سه بعدی چیست؟
با تمام این مراحل و وظایف پیچیده که تقریباً ۱۱ ماه طول می کشد تا ساخت خانه های جدید بسازید، پرینت سه بعدی مانند ناجی آمده است که خانه های سریعتر و ارزان تر را نوید دهد. اما پرینت سه بعدی واقعا جایگزین کدام مراحل می شود؟
پرینترهای سه بعدی قرار نیست محل ساخت و ساز را از موانع موجود مانند درختان یا تخته سنگ ها پاک کنند و زمین را نیز از خطرات پاک نمی کنند. اما پس از آن، آنها می توانند چندین مرحله را حذف کنند.
طبق گزارشها، پرینترهای سهبعدی میتوانند پایه بتنی (یا هر مادهای که استفاده میشود) را بگذارند، سپس به ساخت قاب ادامه دهند. در ساخت و ساز سنتی، قاب بندی به معنای قرار دادن قطعات کوچکتر (معمولاً چوب) برای شکل دادن به خانه و ساختن یک ساختار پشتیبانی است. مراحل بعدی، مانند دیوارکشی، پس از پر کردن قاب ایجاد می شود تا دیوارهای محکمی ساخته شود که گرما را حفظ کرده و حریم خصوصی مناسبی را فراهم کند.
با خانه های پرینت سه بعدی که لایه به لایه ساخته شده اند، دیگر نیازی به قاب بندی یا دیوارکشی نیست، زیرا دیوارها به طور مداوم از ابتدا و بدون نیاز به راهنماهایی پیچیده از برخی میلگردها برای حمایت از بتن چاپ می شوند. با ترکیب این مراحل در یک مرحله، صرفه جویی در زمان منجر به کاهش قابل توجه هزینه ها می شود.
هنوز به افراد متخصص برای لوله کشی و برق نیاز است، اما با پرینت سه بعدی دیگر نیازی به افزودن سایدینگ به نمای بیرونی نیست که یکی از آخرین مراحل زمان بر است.
ساعت های صرف شده در ساختمان
پس این مراحل چقدر طول می کشد؟ طبق گفته Uphomes، برنامه ریزان معمولاً ۲۸ تا ۶۰ روز برای ریختن فونداسیون اختصاص می دهند، سپس قاب بندی خانه ۵ تا ۸ هفته دیگر طول می کشد. پس از لوله کشی و سیم کشی سازه، سازندگان قبل از حرکت به بیرون برای ساختن نمای بیرونی با قطعات تزئینی مانند آجر، گچ کاری یا سایدینگ، دوباره وارد می شوند تا دیوارهای خشک را نصب کنند. این مراحل معمولاً هر کدام یک یا دو هفته دیگر طول می کشد.
تمام این مراحل را به پرینت سه بعدی تبدیل کنید، و شرکت هایی مانند SQ4D می توانند یک خانه معمولی ۱۹۰۰ فوت مربعی را در ۴۸ ساعت در طول یک هفته بسازند. از آنجایی که پرینترهای سه بعدی به طور قابل توجهی بی صداتر از تجهیزات ساخت و ساز سنتی هستند، در برخی از مکان ها شرکت ها حتی می توانند مجوز ادامه پرینت خانه را در طول شب بدون وقفه دریافت کنند.
سایر پرینترهای سه بعدی دارای بازه زمانی مشابهی هستند. بلک بوفالو ۵ تا ۱۰ روز برای خانه های پرینت سه بعدی بودجه اختصاص می دهد، در حالی که COBOD ادعا می کند که یک خانه ۵۰۰ فوت مربعی را می توان در یک روز پرینت کرد. آیکون خانه هایی با همان اندازه را در ۲۴ ساعت پرینت کرده است که در چند روز پراکنده شده است.
پرداخت هزینه به خدمه ساخت و ساز فقط برای یک هفته کار، نه تنها هزینه های حقوق و دستمزد را کاهش می دهد، بلکه دارای مزایای دیگری نیز برای صرفه جویی در هزینه است که در زیر بررسی خواهیم کرد. با کاهش ساخت و ساز از ۵ ماه به ۵ روز یا بیشتر، پرینت سه بعدی آماده است تا میانگین زمان بندی ساخت و ساز را به زیر ۷ ماه بازگرداند و بودجه را بر این اساس کاهش دهد.
آماده سازی
قبل از اینکه در عرض چند روز بیش از حد در مورد پرینترها هیجان زده شوید، مهم است که به یاد داشته باشید که پرینترهای سه بعدی مانند سایر تجهیزات تولیدی هستند و برای راه اندازی و همچنین نگهداری و تمیز کردن منظم نیاز به زمان دارند.
این تأخیرها موانع بزرگی را نشان نمیدهند، اما برای مثال، برای راهاندازی چاپگر BOD2 COBOD، حدود چهار ساعت در نظر گرفته شود. این یک تعدیل از ساخت و ساز سنتی است، که در آن خدمه معمولاً می توانند ابزار خود را بگیرند و به محض رسیدن شروع به کار کنند یا فقط چند دقیقه را صرف آماده کردن تجهیزات قبل از استفاده از آن کنند.
پس از اتمام یک یا دو روز پرینت، ماشینها باید کاملاً خالی و از بتن پاک شوند که این کار میتواند حدود نیم ساعت طول بکشد. این زمانهای راهاندازی و نگهداری، معاوضههایی هستند که سازندگان باید بپذیرند، زیرا میدانند که به معنای ساعتهای بسیار کمتر ساخت و ساز در طول پروژه است.
یافتن اطلاعات جامع در مورد تعمیر و نگهداری آنلاین دشوار است، زیرا این یک فناوری جدید است که همیشه در حال پیشرفت است، اما ماشینهایی مانند BOD2 و ARCS SQ4D برای دوام طولانیمدت ساخته شدهاند و دارای دفترچههای راهنمای کاربر طولانی هستند که بهترین نکات نگهداری را برای موفقیت مداوم ارائه میدهند.
نیروی کار
در ساخت و ساز سنتی، نیروی کار حدود ۴۰ درصد از هزینه های متوسط ساختمان را تشکیل می دهد که پس از مصالح، بزرگترین اقلام بودجه است. شرکت هایی مانند Black Buffalo و Winsun هر دو ادعا می کنند که این هزینه ها را تا ۸۰٪ با پرینت سه بعدی کاهش می دهند.
کاهش ۸۰ درصدی در هزینههای نیروی کار فوقالعاده اما قابل باور است وقتی متوجه شوید که پرینتر ARCS SQ4D و پرینتر Vulcan از Icon هر دو فقط به سه کارگر برای نظارت بر ماشینها در حین پرینت نیاز دارند و BOD2 COBOD فقط به دو نفر نیاز دارد نه تنها تعداد خدمه کاهش می یابد، بلکه این کارگران فقط برای دو روز کار پرینترها مورد نیاز هستند، نه هفته ها تا ماه ها که برای قاب بندی و دیوارکشی خانه طول می کشد.
خدمه متشکل از ده ها نفر که به مدت پنج ماه کار می کنند، در مقایسه با دو یا سه اپراتور پرینتر که به مدت یک هفته کار می کنند، بسیار زیاد به نظر می رسد. تعیین گزینه ارزانتر آسان است.
مسئولیت
یکی دیگر از مزایای کارگران کمتر در بازههای زمانی کوتاهتر، کاهش شدید هزینههای مسئولیت برای شرکتهای ساختمانی است. ریاضی ساده است: بیمه کردن یک پرینتر سه بعدی با دو یا سه اپراتور برای یک هفته ارزانتر از بیمه کردن گروه بزرگتری از کارگران با چندین ماشین در طول پنج ماه است.
طبیعتاً، سایتهای ساختوساز پرینت سهبعدی SQ4D ادعاهای کمتری را برای جبران خسارت کارگران در اثر صدمات یا تصادف مشاهده میکنند.
با سیاستهای کوتاهتر که ارزش کلی کمتری را تضمین میکند، نمیتوان مدت زیادی طول کشید تا تنظیمکنندگان بیمه به تشویقکنندگان اصلی ساختمانهای پرینت سهبعدی تبدیل شوند.
آموزش کارگران
انواع مختلفی از افراد تجاری وجود دارند که در یک سایت ساخت و ساز ضروری هستند، که بسیاری از آنها برای تأیید اعتبار کامل نیاز به سالها تحصیل و تجربه دارند. همانطور که قبلاً ذکر کردیم، مشاغل فنی مانند برقکارها و لولهکشها را نمیتوان با پرینترهای سه بعدی جایگزین کرد، اما برخی دیگر میتوانند به جای یک ردیف بودجه پرهزینه، هزینههای یکباره را نشان دهند.
قبلاً شاهد این بودیم که این جایگزینی در پروژههای منتخب در اروپا اتفاق افتاده است، جایی که کمبود عمده آجرکاری باعث تاخیرهای قابل توجه در ساخت و ساز میشود. برخی از پروژه ها با روی آوردن به پرینترهای سه بعدی، این تاخیرها را کاهش می دهند.
یک خانه متوسط ۲۴ تاجر برای کمک به ساخت آن در سال ۲۰۲۰ قرارداد فرعی نیاز داشت. در حالی که ما نمی توانیم لوله کشی یا سیم کشی برق را پرینت سه بعدی کنیم (هنوز)، برخی از آن کارگرانی که در فونداسیون یا سایدینگ در کنار سنگ تراشی ها و آجرکاران نقش دارند، این کار را نخواهند کرد. همانطور که در ساخت و ساز پرینت سه بعدی مورد نیاز است.
و در حالی که استخدام افراد با تجربه تر (و بنابراین گران تر) شناخته شده است که به طور قابل توجهی زمان بندی را در ساخت و ساز سنتی کاهش می دهد، به گفته یک شرکت، هر سازنده ای می تواند برای کار با پرینترهای سه بعدی در چند روز آموزش ببیند.
این تفاوتها در آموزش و تجربه مورد نیاز، ابزار مهم دیگری برای صرفهجویی در هزینه خانههای پرینت سهبعدی بر خلاف شیوههای سنتی ساختمانی است.
هزینه مواد
در کنار نیروی کار، مصالح بیشترین هزینه را برای سازندگان به همراه دارد که ۴۰ تا ۵۰ درصد بودجه پروژه به مصالح اختصاص می یابد. برای یک خانه دو طبقه متوسط، مصالح معمولا ۱۴۰۰۰۰ دلار هزینه دارد. در مقابل، چهار پروژه اول COBOD میانگین هزینه مواد ۱۳۰۰ دلاری داشتند.
قبل از اینکه تعجب کنید، این اعداد نیاز به زمینه بیشتری دارند. اولاً، پروژههای COBOD خانههای کوچکتر یک طبقه بودند. دوم اینکه COBOD فقط هزینه موادی را که استفاده کرده بود محاسبه کرد، نه کل پروژه را. این به این معنی است که رقم آنها شامل تمام هزینه های لوله کشی، کارهای برقی، رنگ آمیزی و سقف نمی شود، بدون در نظر گرفتن هزینه های خرید لوازمی که مردم انتظار دارند خانه های خود را با آنها عرضه کنند، مانند کوره ها و مخازن آب گرم.
مقایسه سیب و پرتقال دشوار است، اما با توجه به هزینه های سرسام آور الوار و تورم که بیشتر مواد را تحت تاثیر قرار می دهد، انتظار می رود این اعداد از هم بیشتر شوند. سیمان پرینت سه بعدی با تکثیر فرمول های جدید و استقبال گسترده از قیمت آن در واقع کاهش می یابد.
COBOD در حال حاضر ادعا می کند تا ۹۰٪ صرفه جویی در تنها مواد مورد نیاز برای ساخت فونداسیون ها، قاب ها، و سایدینگ. ارقام بلک بوفالو متوسط تر است اما همچنان هزینه های مواد را بیش از ۵۰ درصد کاهش می دهد.
خسارت و تاخیر
در ساخت و سازهای سنتی، از بین رفتن، آسیب و سرقت مصالح چنان نگرانی است که بیش از ۱۰ درصد بودجه مصالح را تشکیل می دهد. با پرینت سه بعدی، جایی که مخلوط سیمان از طریق دستگاه تغذیه می شود، فرصت های زیادی برای آسیب یا ضایعات حذف می شود که بلک بوفالو تخمین می زند که ۹۰٪ از تلفات مواد جلوگیری می شود در حالی که Mighty Buildings نزدیک به ۹۵٪ ادعا می کند. SQ4D این احساس را با فرآیند چاپ «Zeero Waste» با علامت تجاری خود به اشتراک میگذارد، و Icon برنامهریزی میکند تا ضایعات صفر را در بودجه ساختوساز خود کاهش دهد.
با در نظر گرفتن میانگین بودجه مواد در حدود ۱۴۰۰۰۰ دلار، حذف تمام این اتلاف باعث می شود پرینت سه بعدی مستقیماً مسئول بیش از ۱۰۰۰۰ دلار صرفه جویی در پروژه متوسط باشد.
صرفه جویی بیشتر از پرینترهای سه بعدی حاصل می شود که فقط به یک ماده برای کار نیاز دارند و از هزینه های ناشی از تاخیر در رسیدن مواد خاص به محل ساخت و ساز در زمانی که خدمه آماده کار هستند، جلوگیری می کند.
هزینه های انرژی
هزینه یک شبانه روز
با افزایش قیمت بنزین در سراسر جهان، موتورهای دیزلی میکسرهای سیمان سنتی و سایر تجهیزات ساختمانی بر بودجه ساخت و ساز فشار وارد می کنند. در مورد پرینترهای سه بعدی اینطور نیست. بیشتر آنها به جای گاز، با برق کار می کنند، مانند پرینترهای Nexcon Black Buffalo که فقط ۱۰ کیلو وات در ساعت مصرف می کند. برای دیدگاه بهتر، پرینتر ARCS SQ4D از انرژی معادل استفاده از سشوار روی موهای شما استفاده می کند.
بعلاوه، پتانسیل پرینت یک شبه به معنای کاهش شدید هزینه برق در مناطقی با قیمت گذاری زمان مصرف است.
و با خروج پرینتر سه بعدی از محل ساخت و ساز، صرفه جویی در مصرف انرژی از بین نمی رود. پرینترهای سه بعدی با ساخت لایه های پیوسته، یک پوشش حرارتی ناگسستنی ایجاد می کنند که ظاهرا راندمان گرمایش و سرمایش بسیار بیشتری نسبت به روش های ساخت و ساز فعلی ارائه می دهد. گفته میشود در ترکیب با جرم حرارتی بالای بتن، روشها و مواد پرینت سهبعدی خانههای با انرژی بسیار کارآمدتری را ارائه میدهند که به کنترل دمای مصنوعی زیادی نیاز ندارند. با افزودن پنلهای خورشیدی به سقفها، خانههای Mighty Building میتوانند حتی مصرف انرژی را به صفر برسانند.
نتیجه نهایی
علیرغم مقایسههای قبلی، به دلیل تفاوتهای اصلی بین پرینت سه بعدی و روشهای ساخت سنتی، رسیدن به یک بیانیه قطعی در مورد اینکه کدام سیستم به طور کلی ارزانتر از دیگری است، دشوار است.
برای خانههای پرینت سهبعدی، صرفهجویی در ساعات کاری به حداقل سه کارمند برای چند روز کاهش مییابد و معمولاً به تجربه، آموزش و بیمه کمتری نیاز دارند. کاهش هزینه ها همچنین ممکن است ناشی از استفاده از مصالح ساختمانی ۵۰ تا ۹۰ درصد ارزان تر از مصالح سنتی، کاهش آسیب، اتلاف و مصرف انرژی در محل با حاشیه قابل توجهی باشد. با این حال، ماشین ها، حمل و نقل و راه اندازی آنها، و مواد را نمی توان نادیده گرفت.
اگرچه ممکن است این ترس وجود داشته باشد که خانه های پرینت سه بعدی منجر به تغییر کامل صنعت شوند، هر تغییری که ایجاد شود بعید است که یک شبه باشد.
ترجمه و جمع آوری : واحد خدمات و تحقیق و توسعه پرینتر های سه بعدی ثمین