Дома, напечатанные на 3D-принтере, похоже произведут революцию в жилищном строительстве. Использование технологий 3D-печати в больших масштабах, необходимых для изготовления домов, раскрывает потенциал дизайна и устраняет многие барьеры для традиционных строительных материалов и представленных методов. Основы 3D-печати точно такие же, как и у робота-машины, который "сидит" на столе и создает шахматные фигуры, только этот 3D-принтер "питается" цементом и размером буквально с дом. Недавно появилось огромное количество интересных дизайнов и несколько компаний работают над распространением 3D-печати по всему миру.
Рассмотрим, что входит в строительство дома. Бригада рабочих подрядчика должна измерить, резать и собирать деревянные балки одну за другой, пока не будет построен дом, после чего следует утеплитель и гипсокартон. Следующий шаг — отделка, защита от атмосферных осадков и так далее, пока дом не будет завершен. Это требует много времени, материалов и рабочих. С помощью 3D-печати большая машина укладывает узкую полосу бетона по заранее определенной траектории и повторяет ее рядами, каждый раз увеличивая высоту здания. Технология очень простая и дом в итоге становится прочнее обычного. Когда принтер закончил работу, остается только добавить крышу, окна и двери. Эта технология только сейчас начала набирать популярность и малоизвестна, поэтому предлагаю вам прочитать интересные факты, лежащие в основе этого метода строительства дома.
Технология старше, чем вы думаете
Компактные 3D-принтеры получили широкое распространение за последние несколько лет и появились во многих домах. Некоторые из первых патентов на то, что впоследствии стало 3D-принтером, были поданы в 70-х годах. Стереолитография - технология, которая делает возможной 3D-печать, была запатентована в 1984 году, а первое устройство, использующее её, было создано в 1987 году. Именно в 90-е годы были достигнуты значительные успехи в области медицинского и промышленного применения, которые в конечном итоге привели к широкому внедрению. В 2006 году появилась Makerbot (американская компания-производитель настольных 3D-принтеров), которая произвела технологическую революцию в 3D-печати и распространила эту технологию на весь мир.
С тех пор известные личности и компании продвигали технологию в новых направлениях, выясняя способы использования новых материалов для создания постоянно растущего списка объектов, которые были бы невозможны без массового производства всего десять лет назад. Всё это послужило тому, что 3D-принтер увеличился до размеров дома. Habitat for Humanity объявила в январе 2022 года, что первый частный дом, построенный с помощью 3D-печати, будет заселён семьёй из Вирджинии. Habitat - это благотворительная организация, которая строит дома для семей с низким доходом, активно рассматривает возможность дальнейшего использования 3D-печати, чтобы помочь большему количеству семей по всей стране. Для домов, напечатанных на 3D-принтере, все только начинается.
Печатные дома строятся быстро
Realtor.com утверждает, что среднее время строительства дома в США составляет около семи месяцев, от разрешения властей до окончательной проверки. Кроме того, местоположение дома может сыграть свою роль, строительство домов на северо-востоке займет до трех месяцев больше времени. Одним из главных преимуществ 3D-печати является сокращение времени строительства. Специалисты сообщили, что 3D-печать целого дома была завершена всего за 28 часов. Это сокращает время, необходимое для создания каркаса, поклейки гипсокартона и отделки дома, до чуть более одного дня. С завершающими штрихами установки окон, дверей и других задач, время строительства должно сократиться с семи месяцев до менее чем одного.
Нью-йоркская компания S-Squared 3D Printers утверждает, что способна построить скромный дом площадью 580 кв. метров всего за восемь дней от начала до конца. Из этого времени только 48 часов были использованы для печати каркаса дома. При огромном дефиците доступного жилья в во всем мире, 3D-печать может помочь решить жилищные проблемы и одновременно ослабить давление на рост арендной платы.
Недорогое строительство
Строительство домов с помощью принтера сокращает не только количество сырья, необходимого для создания конструкции, но и потребность в рабочих. Самая трудоемкая часть проекта — установка принтера, который представляет собой большую и сложную сборку. Когда он настроен и установлен на место, притер выполняет большую часть работы, а за процессом следит всего пара рабочих. Компания Icon из Остина делает все возможное для 3D-печати домов, уже построив прототип дома площадью 106 кв. метров в Остине с помощью своей запатентованной системы печати. Icon утверждает, что их дом в Остине, который был построен за 48 часов, стоит около 10 000 долларов, но они рассчитывают снизить его до 4 000 долларов в будущем, увеличив размер и сократив время строительства.
В более широком масштабе компания SQ4D на Лонг-Айленде недавно выставила на продажу свой первый напечатанный дом. Расположенный на участке в Лонг-Айленде, дом площадью 427 кв. метров с тремя спальнями и гаражом на две машины, оценен чуть менее чем в 300 000 долларов, что примерно вдвое меньше обычной цены в этом районе. На своем официальном сайте SQ4D хвастается тем, что построила самый большой печатный дом. Этот дом указан как жилище площадью 610 кв. метров с четырьмя спальнями и двумя ванными комнатами и для его печати потребовалось всего 15 дней. Похоже, что дома, напечатанные на 3D-принтере, готовы перевернуть рынок.
Жилье в развивающихся странах
Отсутствие достойного и доступного жилья часто приводит к появлению обширных трущоб с антисанитарными условиями жизни. По данным Wired, некоммерческая благотворительная организация New Story работает над обеспечением жильем людей в Центральной Америке, построив за последние несколько лет 150 домов в Сальвадоре. Собрав деньги на строительство 1300 домов за последние несколько лет и уже завершив 850, главный операционный директор Александрия Лафчи хотела посмотреть, есть ли лучший способ сделать это быстрее и помочь большему количеству людей. В конечном итоге она нашла компанию Icon.
Сейчас благотворительная организация работает с Icon над внедрением своей технологии в развивающиеся страны. Уже построенный дом площадью 106 кв. метров является прототипом дома, который хотят начать строить в Латинской Америке. Текущие дома строятся восемь месяцев и стоят около 6000 долларов, Icon хочет снизить эту стоимость до 4000 долларов при сроке строительства менее недели. Возможно, самой большой проблемой является перемещение этого огромного оборудования в места с плохой инфраструктурой и суровым климатом. При определенном успехе это может изменить жизнь уязвимых сообществ по всему миру.
Печатные дома достаточно надежные
Строительство дома оказывает огромное влияние на окружающую среду. От расчистки лесов под пиломатериалы до выбросов углерода от дизельного и газового оборудования, строительство имеет экологические издержки. Дома, напечатанные на 3D-принтере, помогают уменьшить это за счет строительства в основном из устойчивого бетона и потребления меньшего количества топлива в процессе, создавая меньше выбросов. 3D-печать также производит намного меньше отходов, так как строительство зданий ежегодно производит миллионы тонн отходов, которые отправляются на свалки. Хотя эти преимущества реальны и ощутимы, их можно улучшить, используя полностью натуральные или переработанные материалы.
Azure — это компания, которая ищет альтернативные способы печати новых домов. В ее процессе используется переработанный пластик для принтера, а исходным материалом в основном являются пластиковые бутылки и упаковка для пищевых продуктов. Вместо того, чтобы печатать дом на месте, Azure создает готовые детали на своем складе и отправляет их для сборки на месте. Текущие предложения предназначены для небольших построек, предназначенных для размещения дополнительных пространств на заднем дворе, но планы по созданию полноценных жилых помещений находятся в разработке.
Сделав шаг вперед в области устойчивого развития, итальянский архитектор разработал планы печати конструкций с использованием глины из близлежащих природных материалов. С фирмой уже заключен контракт на реализацию дизайна и создание тестовых структур, чтобы доказать, что концепция работает. Альтернативы 3D-печати только сейчас изучаются, а более инновационные строительные материалы, безусловно еще впереди.
Печатные дома могут противостоять стихийным бедствиям
Печатные дома из бетона не только быстро строятся и недорого стоят, но и прочны. Бетон – один из самых прочных и эластичных строительных материалов, которые мы сегодня имеем в своем распоряжении. Он также прочен и долговечен, а конструкции из бетона прослужат десятилетиями практически без обслуживания. Это также то, что делает дома, напечатанные из бетона, идеальными для районов, известных экстремальными погодными условиями.
Houston Chronicle сообщила о строительстве печатных домов в этом районе, поскольку жители Хьюстона слишком хорошо осведомлены о последствиях ураганов, пострадав от разрушительного урагана Харви в 2017 году. Icon также работает в своем родном штате над строительством пяти домов рядом с побережьем Мексиканского залива, рассчитанных на то, чтобы выдержать ураган 5 категории. Генеральный директор Icon принимает этот проект близко к сердцу, поскольку однажды он провел Рождество в трейлере FEMA, потому что перед праздником потерял свой семейный дом. Бетонные конструкции могут противостоять силам ураганных ветров, но они также предотвращают рост плесени и затопление, что делает их идеальными для использования на побережье Мексиканского залива и в других районах, подверженных экстремальным погодным явлениям.
Сейчас доступны тысячи дизайнов напечатанных домов
Построенные дома часто имеют традиционный вид по уважительным причинам. Доступные материалы и подрядчики, достаточно опытные для строительства домов, работают в рамках хорошо зарекомендовавших себя проектов домов. Создание авангардной архитектуры возможно, но дорого. Использование квадратов и прямоугольников, а также большого количества прямых углов упрощает и ускоряет строительство домов, а когда на планах появляются кривые, наклонные или другие формы, затраты резко возрастают. Однако с 3D-принтером эти ограничения исчезают.
С помощью 3D-принтера дома можно строить практически любой формы, которую вы только можете себе представить. Кривые и странные углы для стен не проблема и занимают не больше времени, чем большой квадрат. Это оставляет большой простор для фантазии дизайнеров. Yanko Design пишет о широком спектре уже созданных дизайнов, отмечая уникальные атрибуты. Он представляет собой стальной мост в Амстердаме с плавными формами и повторяющейся решеткой по бокам; консольный дом из больших коробчатых конструкций, сложенных в виде дома в Сан-Себастьяне, Испания; и еще один амстердамский проект по строительству домов на каналах в традиционном стиле из переработанного пластика, строительство которого уже началось. Свидетельство того, что первоначальные проекты были завершены по всему миру, говорит о том, что этот метод строительства является жизнеспособным и развивается.
Будущее домостроения
Возможность быстро и недорого строить дома в больших масштабах, по-видимому, является будущим жилищного строительства. Но какое будущее ждет миллионы подрядчиков, работающих в этой отрасли по всей стране и по всему миру? Возможности для экономии средств и времени невероятны, и возможность исследовать творческие проекты не менее интригующие. Итак, какие препятствия или трудности ждут индустрию строительства печатных домов?
Статья с мнением от ученых утверждает о некоторых вредных свойствах печатной структуры. Чтобы выделить некоторые из них, официальные лица в Дубае хотят создать центр 3D-печати в своем городе и сделать его центром инноваций в отрасли. Они уже напечатали несколько "умных" офисов, но в городе сверкающих небоскребов печатные конструкции в настоящее время ограничены всего парой этажей и необходимо преодолеть огромные препятствия, чтобы построить что-то вроде небоскреба. Напечатанные квартиры также может оттолкнуть покупателей, которые привыкли к типичным стенам из гипса или гипсокартона.
Несмотря на некоторые возражения против внедрения 3D-печати в жилищное строительство, мне кажется, что скоро такие дома будут распространены по всему миру. Если люди будут смотреть в будущее и увидят преимущества новой технологии, то 3D-принтеры могут быть так же распространены как и существующие строительные компании. Конкуренция неизбежна!
