Прошлый год стал настоящим прорывом для 3D-технологий в строительной сфере. Было построено рекордное количество зданий и на рынок вышло сразу несколько поставщиков специального оборудования. При этом отечественные компании по некоторым вопросам даже опережают западных коллег. Напечатанные дома имеют много преимуществ: скорость, себестоимость, трудозатраты, точность воплощения. Но массового распространения технология так и не получила.
Российские стартапы заканчиваются бизнесом в Америке
Развитие 3D-печати из бетона в активную фазу вошло в 2014 году. Тогда шанхайская компания WinSun отпечатала и собрала на месте десять малоэтажных домов за рекордные 24 часа. Потом компания приступила к печати пятиэтажного здания – о его судьбе китайские девелоперы рассказывают неохотно. Спустя год в Миннесоте (США) напечатали из бетона номер отеля. В 2016 году голландская студия DUS Designs представила летний дом, выполненный на 3D-принтере, а китайская компания Zhuoda Group продемонстрировала трехэтажный жилой дом из отдельных напечатанных блоков.
В 2016 году в Дубае с помощью 3D-принтера напечатано первое в мире офисное здание площадью 250 кв. м. Оно было возведено слой за слоем из специальной цементной смеси за 17 дней. При этом всю работу контролировал один сотрудник, еще семь рабочих отвечали за сборку компонентов бизнес-центра на месте строительства. Вдобавок десять специалистов потребовалось на установку и отладку инженерных систем.
Эксперименты в области строительной 3D-печати в России можно назвать скорее удачными. Так, известный американский стартап Apis Cor (строительный 3D-принтер) имеет российские корни. Его основатель – 28-летний Никита ЧЕН-ЮН-ТАЙ из Иркутска, не имеющий специального образования. Он начинал в детстве с простейших роботов и дошел постепенно до станков с программным управлением. Потом Никита увидел строительные 3D-принтеры размером с заводские цеха и понял, что нужно что-то менять.
В прошлом году Apis Cor напечатала дом площадью 36,8 кв. м в подмосковном городе Ступино. Печать стен заняла всего 24 часа, а на установку кровли и окон, внутреннюю и внешнюю отделку ушло три недели. Срок службы строения, по расчетам создателей, составит от 175 лет, но проверить это мы уже не сможем. Сегодня Никита Чен-юн-тай живет в Америке, где успешно развивает свой бизнес в среде малоэтажного домостроения. Его компания торжественно обещает построить 100-метровый дом за 24 часа, сократив при этом издержки на 40%.
Также в прошлом году датское бюро 3D Printhuset при помощи российской компании «Спецавиа» напечатало на трехмерном принтере офисное здание площадью 50 кв. м. Группа «АМТ-Спецавиа» – разработчик и производитель профессионального 3D-оборудования для строительства и промышленности. Первый в Европе серийный производитель строительных 3D-принтеров: от малоформатных (для печати малых архитектурных форм) до больших (для печати зданий высотой до трех этажей). Сегодня строительные принтеры под торговой маркой «АМТ» работают в четырех странах.
В прошлом году Apis Cor напечатала дом площадью 36,8 кв. м в подмосковном городе Ступино. Печать стен заняла всего 24 часа
Сейчас к строительству частного дома в Подмосковье готовится компания «Бетонатор», площадь заявленного проекта – около 120 кв. м.
Над типизацией 3D-жилья думают и наши соседи в Беларуси. По данным представительства Республики Беларусь в Петербурге, принтер сможет напечатать одноэтажный монолитный коттедж за три дня. Республиканская пресса трубила, что разработку такого принтера представили в Минске на международной выставке: «Устройство использует специальную бетонную смесь, которая моментально застывает и позволяет работать принтеру без остановки». Сейчас авторы думают над снижением себестоимости бетонных «чернил». Это, как предполагают наши соседи, удешевит цену квадратного метра инновационного жилья.
Ноу-хау на рынке строительных принтеров
Как правило, строительные принтеры используют бетон или сухие цементные смеси и сразу печатают из них жесткую основу здания в виде сплошной или двойной стены.
Недавно французские ученые представили альтернативную схему 3D-печати домов. Инженеры из проекта Yhnova, проводимого Нантским университетом и несколькими компаниями, решили печатать монтажной пеной двойную стену, во внутреннюю полость которой заливается бетон. В результате получается единая конструкция, внутренний слой которой придает зданию жесткость, а пена обеспечивает теплоизоляцию. Об этом пишет сайт n+1: «В городе Нант уже состоялось открытие дома, стены которого созданы с помощью такого 3D-принтера. Он печатает полый каркас из монтажной пены, который одновременно служит опалубкой для заливаемого бетона и теплоизолирующим слоем». В марте строители возвели по этой технологии пятикомнатный одноэтажный дом площадью 95 кв. м, и уже в июле туда поселят семью по программе социального жилья.
Группа исследователей из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH) работает над проектом трехэтажного здания DFAB House, создаваемого без человеческого участия, только при помощи 3D-печати и роботов. Дом появится в кампусе NEST в Дюбендорфе, и в нем смогут работать и даже жить исследователи и партнеры. Площадь DFAB House около 200 кв. м. Реализовать идею ученые намерены к нынешнему лету.
МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА
Принтеры, которые вообще есть в мире, работают только в цеху. Они отпечатывают отдельные элементы здания, потом уже эти элементы везутся на стройку. Это опять же логистика, погрузка, разгрузка, монтажные работы, крановые работы. Эта технология на самом деле ничем не отличается от панельного строительства.
Компания хочет испытать строительные ноу-хау в реальных условиях и масштабах – речь идет сразу о нескольких технологиях цифрового производства: двухметровый робот на гусеничном ходу прямо на стройплощадке печатает решетчатые конструкции из плотных стальных прутьев, которые служат одновременно формой и арматурой для бетонных элементов. Команда исследователей сможет воспользоваться преимуществами каждого метода по отдельности, а также их синергетическим эффектом.
Недавно дизайнер из Малайзии Хасиф РАФИ представил концепцию строительного аппарата Pod Vending Machine, работающего по принципу вендинг-машины. Алгоритм таков: человек подходит к экрану и выбирает нужный ему товар, 3D-принтер печатает заказ, а стрелы башенных кранов спускают его на нужный уровень в многометровом сооружении. Но в отличие от привычных вендинг-машин товаром считается не вода и шоколадки, а дома. «Из набора типовых модулей можно выбирать и печатать на заказ дома с любым количеством комнат, кухонь и других помещений. Постепенно ячеистая структура должна заполниться жилыми блоками и вырасти в целый небоскреб. Готовые модули можно передвигать, удалять из конструкции и направлять на переработку. Материалы для печати новых блоков будут поступать на принтер, установленный на вершине здания, по гидравлическим лифтам и трубопроводам», – говорится в пресс-релизе Pod Vending Machine. Идея эта удостоена упоминания на фестивале небоскребов eVolo Skyscraper Competition. А сам Хасиф Рафи хочет, чтобы 3D-принтер для домов на заказ помог решить проблему отсутствия доступного жилья для постоянно растущего населения планеты.
Мечта арабских шейхов, китайских девелоперов и американских бездомных
Первыми о практичности напечатанных домов задумались самые богатые из топчущих землю – Арабские Эмираты. В Дубае была запущена государственная программа жилищного строительства, в рамках которой планируется построить виллы, «отпечатанные» на 3D-принтере. Арабские инвесторы уверены, что это существенно сократит расходы и ускорит строительство. Так, министр по делам правительства ОАЭ Мохаммед АЛЬ-ГЕРГАВИ заявил, что 3D-печать сокращает время строительства на 50–70%, а трудозатраты – на 50–80%.
Первое в мире офисное здание в Дубае обошлось инвесторам в $140 000. Проект получил название «Офис будущего» и стоил в два раза дешевле, чем традиционное строительство аналогичного по площади и сложности здания.
Все это стало основой для правительственной программы. По данным Arabian Business, к 2030 году по технологии объемной печати будет строиться четверть всех новостроек эмирата – и жилых и офисных.
Но как бы ни был высок интерес к печати домов – это все пока лишь единичные случаи. До массового внедрения 3D-печати домов и офисов пройдут еще долгие годы
Международные эксперты полагают, что планы, заявленные правительством ОАЭ, вполне осуществимы. Тем более что Эмираты всегда стоят на передовой внедрения различных инноваций.
В США пошли дальше и решили, что данная технология поможет устранить проблему бездомных людей. В Штатах при помощи 3D-принтера хотят за сутки напечатать комфортабельный жилой дом по минимальной цене. Создатели этого сверхдешевого дома получили разрешение на строительство в США. Первый такой проект был представлен в марте на фестивале Southwest в Остине, штат Техас. Пока что себестоимость жилья, отпечатанного с использованием ультрасовременных технологий, оценивается в $10 000. При массовой печати стоимость упадет до $4000, уверяют конструкторы. А это в 10 раз дешевле, чем самое простое традиционное строительство. Одноэтажные дома площадью 55–75 кв. м печатает специально разработанный мобильный принтер Vulcan, который может работать с раствором даже при перебоях с электроэнергией и без постоянной подачи воды. Технология разработана компания ICON, а в ее претворении в жизнь помогает благотворительная организация New Story. Основатель ICON Джейсон БАЛЛАРД заявил на пресс-конференции, что бетонные конструкции хорошо сохраняют тепло и при строительстве практически не бывает отходов. Можно строить быстро, разнообразно при цене «на порядок дешевле». Однако максимальное снижение цены он обещает лишь при отладке промышленного производства принтеров Vulcan. Пилотной площадкой компании станет благотворительный проект в Сальвадоре, где New Story собирается возвести квартал из сотни домов до первой половины 2019 года.
Интересно, что, по данным Apis Cor, стоимость дома, возведенного в Подмосковье, составила чуть более $10 000, или $275 за кв. м.
Почему 3D-печать так и не покорила мир
Но как бы ни был высок интерес к печати домов – это все пока лишь единичные случаи. До массового внедрения 3D-печати домов и офисов пройдут еще долгие годы.
В качестве причины участники рынка называют ряд ограничений, которые не дают тиражировать массово имеющиеся технологии. Так, при печати можно использовать далеко не все материалы, а значит, напечатать все комплектующие не получится. Например, печать из пластика и силикона уже отлажена, бетон также опробован и используется активно. Недавно начали печатать металлические конструкции. Но утепление, коммуникации, кровля, установка окон и отделка пока не могут быть поставлены на поток.
СПРАВКА
Самый большой в мире дом, возведенный с помощью 3D-принтера, находится в Китае. Компания Winsun в 2015 году построила пятиэтажное здание площадью 1100 кв. м. На принтере напечатали части дома, которые после перевозки собрали.
Весьма остро стоят вопросы, связанные с вертикальным армированием. После решения этой проблемы рынок ждет настоящий прорыв в многоэтажном строительстве, утверждают эксперты.
«Что касается тиражирования проектов, то этому во многих странах противостоит суровое строительное лобби, правда, говорить об этом вслух у нас не принято. Кто захочет сдавать свои позиции в монолитном или панельном строительстве, все это интересно девелоперам как чудо или статьи в умных журналах. Терять прибыли не хочет никто», – признался в приватной беседе руководитель одной из крупных строительных компаний.
По мнению директора по работе с портфельными компаниями Фонда развития интернет-инициатив Сергея НЕГОДЯЕВА, технологии трехмерной печати вряд ли в ближайшее время найдут массовое применение при строительстве многоквартирных домов. Он полагает, что виной тому – требования российских госстандартов и строительных норм. При этом в строительстве частных домов можно использовать элементы, изготовленные с помощью 3D-печати, и здесь спрос будет напрямую зависеть от себестоимости.
Директор департамента недвижимости Sezar Group Виктор ПРОКОПЕНКО считает такие эксперименты неоправданными в принципе. «На данный момент каждый напечатанный в 3D дом – это индивидуальный проект. Строительство одного дома методом печати экономически неоправданно. Построить малоэтажное здание с помощью проверенных технологий будет дешевле, быстрее и качественнее, чем организовать процесс строительства методом 3D», – уверен он.
Любовь Андреева