В 2022 году тайская компания The Concrete Products and Aggregate Co., Ltd (дочерняя компания Siam Cement Group ) успешно построила первое в мире двухэтажное жилое здание из ПВХ в Сарабури, Таиланд. Он был построен с использованием технологии сборных сборных объемных конструкций (ППВХ), напечатанной на 3D-принтере, в результате чего получилось здание общей площадью 68 квадратных метров.
Давайте рассмотрим проект под названием «CPAC-PP3DVC» более подробно.
CPAC-PP3DVC
Сборные сборные объемные конструкции (ППВХ) — это метод строительства, при котором отдельно стоящие трехмерные модули комплектуются внутренней отделкой, приспособлениями и фурнитурой на стороннем производственном предприятии, прежде чем они будут доставлены и установлены на месте.
Использование метода строительства из ПВХ имеет множество преимуществ, включая повышенную производительность, лучшую среду строительства (без воздействия непогоды и пыли) и улучшенное качество.
Обычно здания из ПВХ изготавливаются за пределами строительной площадки с использованием форм и заливки бетона — PP3DVC отказывается от форм и вместо этого использует строительную 3D-печать для достижения тех же целей, что и модульное строительство.
И это именно то, что компания Concrete Products and Aggregate Co (также известная как «CPAC») использовала для своего первого в мире строительства в Сарабури. Вы можете увидеть собранное здание в его окончательном месте на изображении ниже.
Состоящий из четырех модулей разных размеров (от 3×3 метра до 3×6 метров), каждый модуль был напечатан на 3D-принтере и имеет характерные изогнутые стены, украшенные различными параметрическими текстурами. Цифровое проектирование модулей было выполнено для обеспечения оптимальных тепловых свойств стенок каждого модуля.
Структурная целостность здания сочетает в себе прочность стен из строительного раствора, напечатанных на 3D-принтере, и стального каркаса. Был проведен тщательный анализ методом конечных элементов для обеспечения безопасности на протяжении всего жизненного цикла здания, от строительства и транспортировки до эксплуатации здания.
Легкая конструкция для эффективности
Модульная конструкция часто требует большого веса модулей, что создает проблемы при сборке. Чтобы смягчить эти опасения, проект CPAC-PP3DVC установил максимальный предел веса модуля в 10 тонн, что значительно легче, чем традиционные железобетонные модули.
Для достижения этой цели инженеры разработали легкий раствор для 3D-печати с плотностью 1600 кг/м³, что делает его на 16 % легче обычных аналогов. Примечательно, что этот легкий раствор обладал сопоставимой прочностью на сжатие, что обеспечивало прочность здания.
В системе полов здания также был применен инновационный подход, включающий гибридную сталь-бетонную композитную систему, позволяющую снизить вес пола на 40% по сравнению с традиционными методами. Совместные исследования SCG и университетов оптимизировали напечатанные на 3D-принтере стены, включив в них заполнитель из бетона с армированием, что позволило добиться превосходных характеристик конструкции стен. В конечном счете, модули из ПВХ, напечатанные на 3D-принтере, весили на впечатляющие 70% меньше, чем их железобетонные аналоги.
Отделка за пределами площадки и быстрая сборка
Используя методологию PPVC, здание CPAC-PP3DVC было завершено с внутренней отделкой, крепежом и фурнитурой на стороннем производственном предприятии перед транспортировкой на строительную площадку. Это значительно повысило производительность строительства и свело к минимуму зависимость от рабочей силы на месте. Для дальнейшего ускорения строительства была использована опалубка для фундаментов, напечатанная на 3D-принтере.
Одним из самых впечатляющих достижений проекта CPAC-PP3DVC была его быстрая сборка. Все здание было возведено всего за четыре часа, а сроки строительства проекта были завершены примерно за восемь недель, что на 51% быстрее, чем традиционные методы строительства из кирпича и раствора.
Устойчивое развитие и сокращение отходов
Помимо впечатляющей скорости строительства, здание CPAC-PP3DVC также продемонстрировало устойчивые методы строительства: подход с использованием 3D-печати из ПВХ привел к ошеломляющему сокращению строительных отходов на 95% по сравнению с методами строительства из каменной кладки.
Это соответствует сокращению выбросов CO2 на 3,7 тонны в пересчете на отходы. Подобные показатели устойчивости демонстрируют, что методы строительства PP3DVC могут внести значительный вклад в борьбу с изменением климата.
Заключение
В целом, CPAC-PP3DVC показал, что 3D-печать зданий имеет большие перспективы, особенно когда подрядчикам не нужно перевозить строительные принтеры и материалы на объект. Предварительное изготовление модулей с помощью 3D-принтеров позволило дизайнерам и инженерам создавать конструкции, столь же прочные, как и традиционные здания из ПВХ, с дополнительными преимуществами, заключающимися в уменьшении выбросов CO2 и текстурированной отделке без плесени.
Сейчас здание функционирует и служит местом совместной работы для местного сообщества.
CPAC представит свой проект на 16-м Международном конгрессе по химии цемента 2023 , который пройдет в конференц-центре Centara Grand & Bangkok в Centralworld, Бангкок, 18-22 сентября 2023 года. Итак, если вы находитесь в районе Бангкока и хотели бы узнать больше о конструкции PP3DVC, а затем отправляйтесь на конгресс, чтобы узнать больше.