発展途上国で3Dプリント住宅を建てる方法

エルサルバドルの低い丘陵地帯で家を建てるのは容易なことではない。地震、洪水、火山噴火の被害を受けやすい土地だ。道路は荒れ、電気もまばらだ。サンフランシスコを拠点とする住宅支援団体「ニュー・ストーリー」は、ここ数年で150戸以上の住宅を建設してきた。防水シートとスクラップメタルでできたシェルターを、きちんとした屋根と床を備えた家に建て替えているのだ。人口の約3分の1が住む場所のない国では、これは時間と労力を要する作業だ。

約1年前、同社はもっと良い建設方法があるのではないかと考えていました。創業から3年で、ニューストーリーは1,300戸の住宅建設資金を集め、そのうち850戸を完成させましたが、それはほんの一握りの成果に過ぎませんでした。「1億人以上の人々が、いわゆるサバイバルモードにあるスラム街で暮らしています」と、ニューストーリーの共同創業者兼COOであるアレクサンドリア・ラフチは言います。「段階的に解決していくのではなく、どうすればこの問題に大きく貢献できるでしょうか？」

彼らがたどり着いたアイデアは、3Dプリントでした。

過去10ヶ月間、ニューストーリー社は建設技術企業ICON社と共同で、最貧困層の人々に住宅を提供するための経済的資源が不足している地域で住宅を建設するための3Dプリンターの設計に取り組んできました。本日、両社はその成果を披露します。テキサス州オースティンに完成した350平方フィート（約33平方メートル）の建物は、地域の住宅基準に準拠した米国初の3Dプリンター住宅です。

テキサスハウスは、同社がエルサルバドル、ボリビア、ハイチ、メキシコに導入したいと考えている、迅速で安価、そして持続可能な住宅設計のプロトタイプに過ぎません。従来の工法では、ニューストーリー社は100戸の住宅からなるコミュニティを建設するのに8ヶ月かかり、1戸あたり約6,000ドルかかります。3Dプリンターを使えば、1棟あたり4,000ドルで1日1戸の住宅を建設できると同社は述べています。もしニューストーリー社が成功すれば、3Dプリンターで作られた街に最初に住むのは、シリコンバレーの技術者や未来学者ではなく、世界の最貧困地域に住む、屋根のある家を最も必要としている人々になるでしょう。

オープンハウス

10年前、3Dプリンティングが第二の産業革命の到来を告げると期待されたとき、多くの人が3Dプリンターを使った建築の可能性を見出しました。建築家は、デスクトップ3Dプリンターで樹脂やプラスチックフィラメントを使って新しい住宅設計の小さな模型を作り、次に、類似した、しかしはるかに大きな機械を使って、コンクリートなどの身近な建築材料を使って同じ設計の実物大モデルを出力できるのです。この方法は従来の建築よりも安価で迅速、そして資源も少なく、必要な材料だけを、細部に至るまで印刷するだけで済むと考えられていました。

曲線の壁など、通常は高価で建設が難しい建築要素も、3Dプリンターを使えば簡単に実現できます。「フィボナッチ螺旋の形をした家を印刷することも可能です」と、ICONの共同創業者であるジェイソン・バラード氏は言います。「正方形を印刷するのと同じくらい簡単です。」

2013年、3Dプリント建築の世界は中国の建設会社WinSunの独壇場でした。同社はセメント、砂、リサイクル材を独自に配合し、1日で10軒の住宅を3Dプリントすることに成功しました。その後、同社は6階建てのマンション、オフィスビル、そして11,000平方フィート（約930平方メートル）の邸宅を3Dプリントしました。（同社はドナルド・トランプ氏が提案したアメリカとメキシコの国境の壁も3Dプリントできると示唆していました。）その後、他の企業も3Dプリント建築の競争に参入し、インクジェットのようにモルタルを押し出す特殊な3Dプリンターを使って、タイニーハウスやマンション、ツリーハウスなどを製作しています。

昨年、ロシアの企業アピス・コアは、その場で家を建てられるプリンターを披露しました。オレンジ色に塗装され、イグルーのような形をしたこの家は、約1万ドルで、製作時間は24時間未満でした。ニュー・ストーリーと同様に、アピス・コアも自社の技術によって貧困地域の住宅不足を解消できることを期待しています。「当社の技術を使えば、少人数で、より早く、より安く、そして十分な品質の家を建てることができます」と、アピス・コアのマーケティング責任者であるアンナ・チェニウンタイ氏は述べています。「これにより、短期間で多くの人々に手頃な価格の住宅を提供することができます。」

批評家たちは、3Dプリント業界の他の企業と同様に、これらの企業も事業拡大に苦労するだろうと懸念している。しかし、ニューストーリーのラフチ氏は、この技術が経済の乏しい地域に浸透するのを待つつもりはない。

「3Dプリント住宅が、私たちが住むタイプの住宅を印刷するまでには何年もかかるでしょう。しかし、私たちが建設している場所に、非常に高品質で安全な住宅を印刷できる技術はすでに整っています」と彼女は言う。

機械を作る

New StoryがICONと提携する頃には、同社は既にタイニーハウスを製作できる3Dプリンターのプロトタイプをいくつか製作していました。しかし、それらは倉庫内での使用を想定して設計されていました。New Storyのプリンターは、過酷な環境、悪天候、そして屋外でのプリント中に発生する停電にも耐える必要がありました。また、交通インフラが整備されていない国でも移動できるほどポータブルでなければなりませんでした。

ICON社は、軽量アルミニウム製のガントリー型プリンターを製作し、予備発電機を内蔵しました。また、New Story社の要件を満たす独自の建築用配合材も開発しました。モルタルは、インクのようにプリンター内を流れるほど薄く、かつ建物の形状に沿って固まるほど厚くなければなりませんでした。硬化は比較的速く、しかし速すぎてもいけません。速すぎると次の層がうまく融合しないからです。「硬化した層が積み重なれば、ドミノ倒しのように簡単に重ねられます」とバラード氏は言います。New Story社はさらに要件を加えました。特殊な材料や輸入材料は一切使用しないこと。さらに、同社は地域社会がそれぞれのニーズに合わせて住宅をカスタマイズできる3Dプリントソフトウェアスイートを開発しました。

オースティンでプリンターをテストすることになった時、バラード氏によると、いくつか予想外のことがあったという。コンクリートポンプが何度も動かなくなり、オースティンの大雨でいくつかの部品が詰まってしまったのだ。「8層ごとに掃除しなければなりませんでした」とバラード氏は言う。「とにかく止まって、掃除するんです」。しかし、最終的に家はプリントされ、完成した構造物はオースティンのすべての許可基準を満たした。

ラフシ氏によると、次のステップはエルサルバドルにプリンターを持ち込むことだ。ニューストーリーは今年後半にエルサルバドルで最初の3Dプリント住宅コミュニティを建設する予定だ。それが実現するのか、それとも過大評価された3Dプリントプロジェクトの長いリストに加わることになるのかはまだ分からない。しかし、オースティンで初めて建設されるこの建物は、実際に中を歩き回れるので、良い出発点になりそうだ。

2018年3月12日午後12時（東部夏時間）の訂正：以前の記事では、オースティンにあるニューストーリー社の3Dプリント住宅の面積が誤って記載されていました。実際の面積は350平方フィートです。

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