I přes svou velikost je stará průmyslová hala na okraji Českých Budějovic poměrně nenápadným objektem, okolo kterého řidič projede, aniž by mu věnoval sebemenší pozornost. Jen málokoho by totiž napadlo, že právě v tomto objektu se dost možná píše první kapitola nové éry českého stavebnictví. Ta by mohla přinést kulaté rohy, nerovné stěny a celkově daleko oblejší a rozdílnější bydlení, než na které jsme byli doposud zvyklí.

Plamen této revoluce se pokouší zažehnout sochařsko-architektonický ateliér Scoolpt, který za podpory Stavební spořitelny České spořitelny vytisknul ve výše zmíněné hale první český dům vytvořený 3D tiskem. Technologie 3D tisku nabízí řadu uplatnění. Nejenže by mohla do stavebnictví přinést změny v pojetí designu budov vhodných pro bydlení, ale má potenciál proměnit i ty nejzákladnější principy platné ve stavebním průmyslu tím, že do něj vnese automatizaci.

Kde není člověk, musí být robot

Právě automatizace v průběhu jednotlivých etap průmyslové revoluce pronikla do většiny sektorů lidské činnosti, od zemědělství až po automobilový svět. V případě stavebnictví však neustále se opakující pohyby němých robotů stále chybí. „Stavebnictví běží desítky, možná stovky let pořád stejně. Kromě nových materiálů jsou technologické postupy relativně neměnné,“ připomíná ekonom a analytik Pavel Šik.

Většinu práce stále zastávají ruce dělníků, jejichž počty u nás od roku 2010 výrazně klesají. To platí i o těch, kteří k nám jezdí za prací z východu, což současná situace spojená s koronavirem ještě zhoršuje. S nutností stavět manuálně souvisí časová náročnost výstavby, vysoká cena a mnoho dalších problémů, které dělají i z budování obyčejného rodinného domu relativně náročný a zdlouhavý proces.

Jak ovšem dokazuje Prvok, pro stavbu domu rozhodně nemusí být potřeba desítek zručných lidí a minima zednického náčiní. Srdcem tohoto projektu je průmyslové rameno od výrobce ABB, kterému ve Scoolptu nikdo neřekne jinak než Máša. Jeho tep, lépe řečeno rychlost a trajektorii pohybu, udává Michal Trpák a Jiří Vele spolu s Ladislavem Trpákem, Kateřinou Novákovou, Kamilem Klejnou a Davidem Staňkem, kteří dohromady tvoří jádro Scoolptu.

Sochař Michal Trpák je autorem vizuální podoby Prvoku. Mluví o sobě jako o umělci s vášní pro architekturu. Naopak Jiří Vele, který má na starosti technologickou část projektu, sice architekturu vystudoval, sám ale přiznává, že si k ní příliš vztah nenašel. Mnohem víc jej fascinuje technologie 3D tisku, kterou také vyučuje na ČVUT.

Mimo to mu učaroval i vesmír, konkrétně možnost aplikace inovativních technologií při jeho dobývání. 3D tisk se totiž podle něj jeví jako ideální technologie při zabydlování vzdálených planet, kdy by při zpracování tamní horniny mělo jít na planetách tisknout objekty, které umožní přežití organismů přivezených ze Země. Jiří Vele ostatně toto téma zpracoval i ve své diplomové práci, která si našla cestu až do SpaceX, kde prý výrazně zaujala.

„Jeden zaměstnanec SpaceX řekl, že se můj projekt bude prezentovat na meetingu pro pracovníky, kteří se ve firmě zabývají extraterestriální architekturou, tedy architekturou na Marsu, Měsíci a dalších planetách,“ říká ve vší skromnosti Jiří Vele a za ním již pracuje hbitá robotická paže.

Robot jménem Máša

Vraťme se proto z Marsu zpátky do Českých Budějovic k robotu Máša. Ta je schopna s maximální přesností a buldočí vytrvalostí kopírovat zadanou trajektorii, na kterou vrstvu po vrstvě nanáší další a další centimetry hmoty, ze které je Prvok stvořen.

Mohlo by se zdát, že samotný tisk domu je jen o stisknutí jediného tlačítka a nohách na stole, jenže opak je pravdou. Vrstvy je potřeba prokládat armaturou, tým přibližně deseti lidí, kteří se na stavbě podílejí, musí Mášu neustále hlídat, a především ji krmit správně připravenou směsí betonu.

„Tato směs má jiné nároky než klasická směs využívaná ve stavebnictví. Jednak v ní nemůže být velké kamenivo, ale musí být jemnozrnná. Mimo to je kvůli změně trajektorie tisku, kde by jinak klasický beton praskal, nutné přidávat plastifikátory, pak se přidávají i aktivátory, které urychlují tuhnutí betonu a také plastová vlákna. Ta drží výtisk pohromadě ještě předtím, než zatuhne beton, a umožňuje tisknout přesahy,“ vysvětluje komplexnost tiskové hmoty Jiří Vele.

Samotný tisk nesmí být ani příliš rychlý, ani příliš pomalý a hmota nesmí být ani moc řídká, ani moc hustá. Klíčové jsou také specifika prostředí, ve kterém se tisk provádí. To musí mít správnou, a hlavně stálou teplotu i vlhkost. A problémem mohou být i sluneční paprsky. „V takovém případě se samozřejmě beton v hadici zahřeje a aktivátor začne tvrdnout již v hadici,“ dodává Jiří Vele.

Místo, kde Prvok vznikal, proto připomíná velkou alchymistickou laboratoř plnou nepředvídatelností. Tato náročnost na stálé podmínky prostředí je mimochodem důvodem, proč je prozatím velmi náročné tisknout dům v našich klimatických podmínkách přímo venku.

„Je to Prvok a jen pokusy a omyly se můžeme dostávat dál. Za ten rok jsme takových omylů zaznamenali hodně, ale zatím jsme je vždy dokázali vyřešit,“ poukazuje na složitost procesu tvorby takového domu Michal Trpák, který na Prvoka nahlíží víc jako na obytnou sochu než na dům.

Tímto pojetím jsou ostatně inspirovány i tvary budovy. Nejenže jsou přijatelnější pro tisk robotem, ale odráží se v nich i Trpákovo hledání inspirace v přírodě. „V ní jsou tvary více organické a mně je to nějakým způsobem bližší,“ objasňuje důvod neobvyklých křivek domu Michal Trpák.

Velká podívaná na vodě

Nepřízeň počasí ovlivnila i vznik samotného Prvoka, jehož první část musela být tisknuta v několika fázích. Po 22 hodinách čistého času se však podařilo úspěšně nanést i poslední vrstvu základních stěn objektu a vnitřních příček, které nyní pomalu tvrdnou. Až bude proces tvrdnutí hotov, budou obě vytištěné části Prvoku schopny odolat i tlaku laviny a připraveny na svou velkou cestu.

Ta povede do Prahy, kde bude Prvok od 18. srpna vystavován na Střeleckém ostrově. Zájemci budou moci přejít lávku a vstoupit do jeho interiéru, který nabídne ložnici, obývací pokoj s kuchyní a koupelnu. Návštěvníci si díky tomu mohou udělat jasný obrázek o možné budoucnosti bydlení a popřemýšlet, zda by se jim líbilo nazývat domek bez rovných stěn a pravoúhlých koutů svým domovem.

Důvodem, proč bude Prvok přístupný pouze přes lávku, je skutečnost, že nebude na Střeleckém ostrově stát, ale bude u něj kotvit. Česká legislativa s podobnými stavbami prozatím vůbec nepočítá, a proto jej bylo/bude nutné umístit na plovoucí ponton.

„Ono by to možná i šlo, ale já chci vždy vidět všechno hrozně rychle a stavební úřady mají na stavební povolení i dva roky. To mi přišlo jako dlouhé čekání na zhmotnění mé vize. Rok byl maximum, jak dlouho jsem byl ochoten čekat. Proto to neřešíme se stavebním úřadem, ale se Státní plavební správou,“ přidává vysvětlení Michal Trpák, který se o technologii 3D tisku domů začal zajímat před čtyřmi lety.

Ze Střeleckého ostrova by se pak měl Prvok přesunout k náplavce. Zde si jej bude možné prohlédnout od 1. září a na hladině Vltavy se bude vznášet několik dalších týdnů. Co se bude dít s Prvokem poté, je zatím nejisté. Jak ovšem prozradil Jiří Vele, nejspíše bude umístěn někde za Prahou a nabízen coby velice netradiční ubytování.

Udržitelná budoucnost a dům na biometrickou míru

Zatímco automatizace se doposud stavebnictví vyhýbala velkým obloukem, udržitelnost do něj proniká daleko lépe. I proto se kritéria na efektivitu a ekologičnost stavebnictví, od energetické náročnosti budov až po jejich ekologickou šetrnost, zpřísňují. To potvrzuje i vize Evropské unie, která chce recyklovat až 70 % stavebních odpadů, což už dnes mají některé země pevně zakotveno ve své legislativě.

I tyto snahy nahrávají 3D tisku do karet. Tato technologie je totiž schopna přetvářet materiál, ze kterého jsou vybudovány naše současné domy, ve zcela jiné objekty.

„Za 100 let by mohli na stavbu přijet dva roboti, odstrojit materiály a suť přímo na místě rozdrtit. Pak se to všechno v míchačce smíchá a následně se vytiskne nový dům. A co zbyde, to se využije někde jinde,“ odhaluje svou vizi automatizované budoucnosti stavebnictví Pavel Šik.

„To není žádné sci-fi. My jsme z takového materiálu již zkoušeli tisknout a jde to. Po rozemletí starého domu a přidání aditiv znovu vytisknete novou budovu. Víme, že už to možné je,“ dodává Michal Trpák.

Jenže budoucnost 3D tisku ve stavebnictví může být ještě daleko zajímavější, jak dokazuje vize Ladislava Trpáka. „Já si to představuju tak, že lidé budou chtít v jednu chvíli nový mobiliář či nový dům. V aplikaci si proto vyberou z různých designů. Na druhé straně budou stavební firmy vybavené roboty a ty lidem vybrané produkty vytisknou.“

A Jiří Vele jde ještě dál. „Pomocí umělé inteligence, zabudované v mozku, bude náš ideální dům navržen přesně podle individuálních biometrických dat, abychom měli vše na dosah a vše by odpovídalo našemu tělu. A večer, až se vrátíme z práce, tam již takový dům bude stát.“

Co není, může být

Tato budoucnost je stále ještě daleko, je to ovšem právě Prvok, kdo ji u nás započal. Možná není nejlepší, nejhezčí či nejpraktičtější, ale vždy to bude první dům vytvořený 3D tiskem v Česku. Dům, díky němuž se směs, ze které je vyráběn, dostala do komerčního prodeje, a který by se mohl stát vzorem pro stavební úřady při povolování dalších druhoků a třeťoků, které na sebe jistě nenechají dlouho čekat.

Možná právě tento dům odstartuje novou éru, ve které bude každým dům vypadat naprosto odlišně a města i vesnice se zbaví unifikace, kterou přinášejí rovné stěny, klasické hrany a úhly. A možná to bude právě tento dům, díky kterému začnou stavební fakulty vysokých škol nabízet obory, jako je technolog či operátor 3D tisku.