Un padiglione percorribile costruito con 34 elementi stampati
Baumit Group ha presentato un padiglione percorribile realizzato con il sistema di stampa 3D del calcestruzzo BauMinator all’interno del Reallabor – Nachhaltiges Bauen di STRABAG, ospitato nell’area dell’ex fabbrica di botti di Vienna-Liesing.
Il progetto è stato concepito come dimostratore tecnico per mettere alla prova pareti, pilastri e solai prodotti attraverso un processo additivo. Baumit Group non ha quindi realizzato soltanto una struttura espositiva, ma un sistema nel quale diversi elementi edilizi condividono lo stesso linguaggio geometrico e lo stesso metodo di fabbricazione.
Il padiglione occupa una superficie di 14 metri quadrati e misura 6,30 metri di lunghezza per 2,40 metri di larghezza. La costruzione è composta da 34 componenti progettati individualmente, stampati separatamente e assemblati all’interno dello spazio gestito da STRABAG.
Per produrre gli elementi, Baumit Group ha impiegato circa 1.200 chilogrammi di calcestruzzo formulato per il processo BauMinator. La fase di stampa vera e propria ha richiesto quattro ore, mentre il robot ha seguito una traiettoria complessiva di circa 3.200 metri durante la deposizione del materiale.
Questi numeri non comprendono necessariamente tutte le attività che precedono e seguono la stampa, come la modellazione digitale, la preparazione dell’impianto, il controllo del materiale, la movimentazione, l’assemblaggio e l’installazione delle armature. Consentono tuttavia di comprendere la capacità del processo di costruire geometrie articolate attraverso la deposizione controllata di strati successivi.
Come funziona il sistema BauMinator di Baumit Group
Il sistema BauMinator sviluppato da Baumit Group trasforma un modello digitale in una sequenza di movimenti eseguiti da un robot industriale. Il calcestruzzo viene pompato verso una testa di deposizione e applicato seguendo il percorso definito dal progetto.
Ogni strato deve sostenere quelli depositati in seguito senza deformarsi eccessivamente. Per questo motivo il materiale deve combinare caratteristiche che, nella produzione tradizionale, non vengono sempre richieste nello stesso modo: deve poter essere pompato, uscire in maniera regolare dall’ugello, mantenere la forma e aderire allo strato precedente.
La stampa senza casseforme permette a Baumit Group di produrre elementi curvi, alleggeriti o personalizzati evitando la costruzione di stampi specifici per ogni geometria. Nelle produzioni tradizionali, una forma complessa può richiedere casseforme su misura, lavorazioni aggiuntive e una quantità di materiale superiore a quella necessaria dal punto di vista strutturale.
Con il processo additivo, il materiale può essere collocato seguendo la distribuzione dei carichi prevista dal progetto. Le cavità, le variazioni di spessore e i percorsi interni possono essere integrati direttamente nella geometria del componente.
Questo non significa che la stampa 3D elimini tutte le fasi del cantiere. Gli elementi devono essere trasportati, posizionati, collegati e verificati. La tecnologia modifica però il rapporto tra progettazione e produzione, perché una parte delle decisioni costruttive viene trasferita nel modello digitale prima dell’avvio della stampa.
Pareti, pilastri e solai con un unico linguaggio geometrico
Il padiglione di Baumit Group riunisce una parete, un pilastro e un sistema di copertura. I componenti non sono stati trattati come oggetti indipendenti, ma come parti di una composizione continua.
La superficie stratificata, lasciata visibile, rende leggibile il percorso seguito dalla testa di stampa. Le linee sovrapposte non svolgono soltanto una funzione estetica: rappresentano la sequenza di produzione e mostrano come la geometria digitale sia stata trasformata in materia.
Baumit Group ha inoltre utilizzato il progetto per confrontare elementi stampati in modo continuo con componenti suddivisi in segmenti. Questa seconda soluzione è importante nei lavori di riqualificazione e negli interventi all’interno di edifici esistenti, dove gli spazi disponibili per il trasporto e il montaggio possono essere limitati.
Un componente di grandi dimensioni può risultare efficiente dal punto di vista produttivo, ma difficile da spostare attraverso accessi stretti o all’interno di un cantiere urbano. La suddivisione in parti più piccole consente di adattare il sistema alle condizioni logistiche, purché i collegamenti siano progettati per garantire stabilità, precisione e possibilità di smontaggio.
Il solaio alleggerito e la riduzione del materiale
Uno degli elementi principali del padiglione è il sistema di copertura alleggerito sviluppato da Baumit Group. La geometria è stata modellata per rimuovere massa nelle zone in cui il materiale contribuisce in misura minore alla prestazione strutturale.
Secondo Baumit Group, questa impostazione permette di ridurre di circa il 40% il fabbisogno di calcestruzzo e acciaio di armatura rispetto a una soluzione piena presa come riferimento, mantenendo la capacità portante richiesta.
La riduzione non deriva dalla sostituzione del calcestruzzo con un materiale più leggero, ma dalla distribuzione selettiva della massa. Il principio consiste nel posizionare il materiale nelle aree che partecipano al trasferimento dei carichi e nel creare vuoti controllati nelle altre zone.
Baumit Group sostiene inoltre che la geometria ottimizzata possa contribuire a coprire luci maggiori senza aumentare lo spessore complessivo del solaio. Per valutare l’applicazione in un edificio occorre comunque considerare carichi permanenti e variabili, deformazioni, comportamento al fuoco, acustica, vibrazioni, collegamenti e requisiti normativi.
Il valore del dimostratore di Vienna consiste proprio nella possibilità di osservare il rapporto tra forma, materiale e funzione strutturale in un componente fisico, anziché limitarlo a una simulazione digitale.
Una struttura progettata per essere smontata
Il padiglione di Baumit Group è stato realizzato senza riempire gli elementi stampati con un getto interno di calcestruzzo. Questa scelta mantiene visibili le cavità e permette di separare i componenti alla fine del periodo espositivo.
La costruzione può quindi essere smontata e rimontata, invece di essere demolita come un blocco monolitico. Il progetto mette in evidenza una possibile applicazione dei principi di progettazione per il disassemblaggio, nei quali i collegamenti vengono pensati fin dall’inizio in funzione della manutenzione, della sostituzione e del riutilizzo.
La possibilità di riutilizzare un componente dipende però dalle sue condizioni dopo il primo impiego, dalla compatibilità con la nuova configurazione e dalla disponibilità della documentazione tecnica. La stampa 3D può facilitare la personalizzazione, ma una produzione troppo specifica può rendere più difficile il reimpiego in un edificio differente.
Per questo motivo la standardizzazione dei collegamenti e la tracciabilità digitale degli elementi potrebbero diventare aspetti centrali nello sviluppo industriale di sistemi come BauMinator.
Il rinforzo a fune inserito durante la stampa
Il calcestruzzo presenta buone prestazioni a compressione, ma necessita di rinforzi quando deve resistere a trazione e flessione. L’integrazione dell’armatura rappresenta quindi uno dei principali problemi tecnici della stampa 3D per l’edilizia.
Nel padiglione di Vienna, Baumit Group ha sperimentato su parete e pilastro un sistema brevettato di rinforzo a fune. Il modulo sviluppato per BauMinator inserisce speciali cavi all’interno del materiale durante la deposizione.
L’obiettivo è integrare il rinforzo senza interrompere il processo e senza limitare la libertà geometrica della stampa. Il sistema deve controllare contemporaneamente la posizione della fune, la continuità del materiale e l’adesione tra gli strati.
La soluzione non sostituisce automaticamente tutte le configurazioni tradizionali di armatura. Le prestazioni devono essere valutate in base al tipo di elemento, alla direzione dei carichi, ai collegamenti e alle condizioni ambientali. La dimostrazione consente però a Baumit Group di studiare un metodo nel quale materiale e rinforzo vengono prodotti in un’unica sequenza automatizzata.
Il lucernario come parte della struttura stampata
La copertura del padiglione integra anche un’apertura superiore. Il lucernario mostra come il processo BauMinator possa incorporare direttamente nel componente elementi legati alla luce naturale e alla configurazione dello spazio.
Con una cassaforma convenzionale, un’apertura curva o irregolare può richiedere strutture provvisorie complesse. La produzione additiva permette invece di modificare il percorso degli strati sulla base del modello digitale.
La presenza del lucernario ha anche una funzione dimostrativa: rende evidente che il progetto non è composto soltanto da superfici chiuse, ma può includere attraversamenti, aperture e variazioni di sezione.
Baumit Group dovrà tradurre questa libertà formale in sistemi ripetibili e verificabili. Nel settore delle costruzioni, una geometria personalizzata ha valore quando può essere prodotta entro tempi e costi controllabili e quando rispetta i requisiti strutturali, termici e di durabilità.
Il ruolo del Reallabor di STRABAG a Vienna
Il padiglione BauMinator è stato installato nel Reallabor – Nachhaltiges Bauen, uno spazio di circa 1.200 metri quadrati creato da STRABAG Real Estate insieme a STRABAG SE nell’area dell’ex Fassfabrik di Vienna.
La struttura occupa una porzione dell’ex complesso industriale che ospitava una delle maggiori fabbriche di botti dell’Europa centrale. STRABAG Real Estate ha trasformato temporaneamente l’area in un luogo dedicato alla sperimentazione di materiali, alla produzione artistica e alla presentazione di soluzioni per l’edilizia.
STRABAG SE utilizza il Reallabor per osservare il comportamento di materiali e sistemi in condizioni vicine a quelle operative. Tra le soluzioni installate figurano prodotti a base di paglia, argilla, canapa, lino e lana di pecora, insieme a componenti in legno e calcestruzzi con emissioni ridotte.
Il programma di STRABAG SE prevede due anni di prove. Le pareti degli atelier funzionano contemporaneamente come divisori, superfici espositive e oggetti di ricerca. Il Reallabor ospita cinque laboratori per artisti e una selezione di 14 prodotti per l’edilizia.
Il progetto permette a STRABAG SE di confrontare prestazioni, modalità di installazione, compatibilità con i processi di cantiere e possibilità di recupero dei materiali. STRABAG SE ha indicato l’obiettivo di utilizzare materiali da costruzione climaticamente neutrali entro il 2040, e il Reallabor è uno degli strumenti impiegati per valutare le soluzioni disponibili.
Le persone e le aziende presenti alla presentazione
Alla presentazione del padiglione hanno partecipato Sarah Huber di STRABAG AG, Herwig Sumetzberger di STRABAG AG, Eduard Artner di Baumit BauMinator e Robert Schmid, responsabile delle attività di ricerca e sviluppo legate a BauMinator per Baumit Group.
Robert Schmid ha spiegato che Baumit Group utilizza il progetto per sviluppare i componenti lungo l’intero percorso che va dal modello digitale all’applicazione fisica. Il padiglione deve mostrare come la stampa 3D possa collocare il materiale in maniera selettiva e, nello stesso tempo, ampliare le possibilità progettuali.
Per STRABAG AG, l’installazione completa il programma del Reallabor con un sistema costruttivo che unisce automazione, calcestruzzo alleggerito e progettazione per lo smontaggio.
La collaborazione tra Baumit Group e STRABAG AG è significativa perché mette a confronto due competenze differenti. Baumit Group sviluppa il materiale e il processo di stampa, mentre STRABAG AG e STRABAG SE possono valutarne l’integrazione nelle attività di progettazione, costruzione, montaggio e dismissione.
Dalla dimostrazione di Vienna al progetto REDUCE25 di Salzburg Wohnbau
Il sistema di solaio non è rimasto confinato al padiglione. Baumit GmbH lo ha applicato anche al progetto residenziale REDUCE25 promosso da Salzburg Wohnbau GmbH nella Salzstadlstraße di Hallein.
Il progetto di Salzburg Wohnbau GmbH comprende 28 appartamenti in locazione agevolata e utilizza corpi di alleggerimento stampati in 3D, inseriti all’interno di un solaio in calcestruzzo gettato in opera.
Baumit GmbH coordina la pianificazione e la produzione degli elementi stampati, il controllo della qualità e la logistica per circa 800 metri quadrati di superficie. I corpi cavi riducono la quantità di calcestruzzo nelle zone in cui non è necessario utilizzare una sezione piena.
Secondo i dati comunicati da Salzburg Wohnbau GmbH, il sistema ha ridotto il consumo di calcestruzzo del 34%, corrispondente a circa 94 metri cubi. L’impiego di acciaio di armatura è diminuito del 26%, con un risparmio vicino alle dodici tonnellate.
Salzburg Wohnbau GmbH stima inoltre una riduzione di circa 21 tonnellate di anidride carbonica per la soluzione di solaio. La logistica degli elementi è stata organizzata con cinque consegne su camion, mentre una fornitura tradizionale del volume di calcestruzzo risparmiato avrebbe richiesto un numero maggiore di viaggi.
Nel progetto REDUCE25, Baumit GmbH opera insieme a Salzburg Wohnbau GmbH, Innovation Salzburg GmbH, Deisl-Beton Ges.m.b.H., Leube Zement GmbH, ISO SPAN Baustoffwerk GmbH, Quercraft GmbH ed ENGELSMANN PETERS GMBH.
Berger Architektur ha curato la progettazione architettonica, artfield GmbH segue l’esecuzione e RHZ Bau GmbH svolge il ruolo di impresa costruttrice. Il completamento del progetto di Salzburg Wohnbau GmbH è previsto per ottobre 2026.
La differenza tra un padiglione e un edificio residenziale
Il padiglione di Vienna offre a Baumit Group e STRABAG AG la possibilità di mostrare elementi stampati, rinforzi, collegamenti e superfici senza dover rispondere a tutte le esigenze di un edificio abitato.
Un progetto residenziale come REDUCE25 richiede invece il coordinamento con impianti, isolamento acustico, protezione antincendio, tolleranze di cantiere, tempi di getto e requisiti economici.
Il passaggio dal dimostratore alla costruzione abitativa è quindi decisivo. Una soluzione può apparire efficace in un’esposizione, ma deve dimostrare di poter essere prodotta in serie, trasportata, installata e integrata con il lavoro delle altre aziende.
Salzburg Wohnbau GmbH ha dichiarato che una parte consistente della superficie del solaio può essere coperta utilizzando soltanto due geometrie di corpi cavi. Questo dato suggerisce che la personalizzazione non debba necessariamente comportare la produzione di centinaia di forme differenti.
La combinazione tra elementi ripetuti e componenti specifici può rappresentare una strada per controllare i costi mantenendo i vantaggi della progettazione digitale.
Le opportunità e i limiti della stampa 3D del calcestruzzo
La stampa 3D può ridurre il ricorso alle casseforme, alleggerire i componenti e produrre forme difficili da realizzare con metodi convenzionali. Può inoltre collegare in modo più diretto modellazione, calcolo strutturale e produzione.
I benefici dipendono però dall’intero processo. Un componente più leggero può richiedere una maggiore quantità di progettazione, controlli specifici o sistemi di collegamento complessi. Il risparmio di materiale deve quindi essere confrontato con il consumo energetico dell’impianto, la composizione del calcestruzzo, i trasporti e le lavorazioni successive.
Anche la velocità di stampa deve essere interpretata con cautela. Le quattro ore indicate da Baumit Group riguardano la produzione additiva dei componenti del padiglione, non necessariamente la durata completa del progetto.
Per un confronto industriale servono dati che comprendano progettazione, preparazione, stampa, pulizia, movimentazione, armatura, montaggio, controlli e manutenzione delle apparecchiature.
Il padiglione BauMinator offre comunque un esempio concreto di come Baumit Group stia sviluppando la stampa 3D non come processo isolato, ma come parte di un sistema costruttivo che comprende materiali, rinforzi, geometrie, trasporto e disassemblaggio.
Un laboratorio per valutare la trasferibilità industriale
L’installazione nel Reallabor di STRABAG permette di osservare il sistema BauMinator in relazione ad altre tecnologie per l’edilizia a minore consumo di risorse.
Per Baumit Group, il progetto costituisce un banco di prova per la produzione di elementi complessi, per l’integrazione del rinforzo e per la costruzione di componenti smontabili. Per STRABAG SE e STRABAG Real Estate, il padiglione rappresenta un’occasione per valutare come la stampa 3D possa essere inserita nei processi di un’impresa di costruzioni.
Il confronto con il progetto REDUCE25 di Salzburg Wohnbau GmbH mostra inoltre che alcuni principi esposti a Vienna stanno passando verso applicazioni edilizie con superfici maggiori e requisiti più articolati.
La sfida non consiste soltanto nello stampare una forma in calcestruzzo. Baumit Group, STRABAG AG, STRABAG SE e Salzburg Wohnbau GmbH devono dimostrare che il sistema può garantire prestazioni, qualità, costi controllati e una riduzione misurabile delle risorse lungo l’intero ciclo di vita del componente.
Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI)
