Дома, напечатанные на 3D-принтере: как их строят и почему им пророчат большое будущее? 7 реальных домов, в которых уже живут

Сам метод 3D-печати существует с начала 1980-х годов, но в последнее время набирает обороты. Его используют для изготовления самых разнообразных изделий — от зубных имплантатов и до деталей для самолетов. За исключением технологических нюансов, сам принцип везде один и тот же — объемный предмет создается из множества слоев. Цифровая модель разделяется на слои специальной программой — слайсером, а принтер печатает эти слои, постепенно составляя из них трехмерный объект.

С 3D-печатными домами это происходит так. Пастообразная смесь на основе бетона выходит через сопло и закрепляется. Поверх него наносится еще один слой, затем еще один и т.д. Изменяя форму (а иногда и состав каждого слоя), можно создавать объекты, которые было бы трудно или невозможно построить традиционными способами. И что еще немаловажно, в отличие от привычных строительных процессов, отходы практически сведены к нулю. Главный вопрос, могут ли 3D-печатные дома стать повсеместно востребованными? Попробуем разобраться.

Сплошные плюсы

• Быстрее быстрого. 3D-печать дома значительно быстрее по сравнению с традиционными технологиями строительства. В большинстве случаев процесс занимает всего несколько дней. Так, к примеру, на возведение стен первого напечатанного жилого коттеджа в 38 м² потребовалось всего лишь 24 часа. (Он был построен выше упомянутой компанией Apis Cor еще в 2017 году.). Остальные работы (монтаж кровли и окон, внутренняя и внешняя отделка) заняли еще около трех недель. Оговоримся, что пока 3D-принтеры могут создавать только фундаменты, а также внешние и внутренние стены.
• Принтер на все руки. Для 3D-печатного дома требуется значительно меньше рабочих, чем на обычных стройплощадках, так как роль главной рабочей силы играет печатное оборудование. Сравните, традиционное строительство многоэтапно, оно включает бригаду в среднем из 5-10 человек, которые находятся в непрерывном рабочем движении: разгружают, перевозят, готовят материалы и т.д. С 3D-принтером требуется всего несколько человек, чтобы контролировать процесс.

• Не только время, но и деньги. Само возведение напечатанных домов дешевле. Меньшее время, затраченное на стройплощадке, сокращение числа рабочих — как результат, окончательные расходы значительно ниже. Все тот же дом (38 м²) от Apis Cor в 2017 году обошелся в сумму 593,6 тыс. руб.

• Свобода творчества. 3D-принтер дает возможность создавать сложные формы без дополнительных усилий. Например, он умеет строить замысловато изогнутые стены так же легко, как и прямые. Благодаря этому, реализовывать гибкие формы и оригинальные архитектурные идеи, а также оптимизировать внутреннее пространство становится проще.
• Эффективное использование материалов. 3D-принтеры производят меньше отходов, так как в дело идет только необходимое количество материала — нет обрезок и пр. Кроме того, исходные смеси на основе бетона бесформенны, а значит, любые остатки допустимо использовать на следующем объекте. Строительным материалом может выступать также грунт со стройплощадки. Например, дом Gaia от компании WASP строили из смеси, в состав которой входит 25% почвы, взятой на месте (песок и глина), 40% соломы, 25% рисовой шелухи и 10% извести.

А что из этого следует?

О перспективности 3D-печати говорят цифры. В 2019 году производитель бетонных 3D-принтеров COBOD сообщил о прибыли уже на второй год своей деятельности. И это огромное достижение, учитывая, насколько сырым пока остается само направление.

По данным, опубликованным на сайте GlobeNewswire ожидается, что мировой рынок строительной 3D-печати вырастет с 4,4 миллиона долларов в 2019 г.до 114,4 миллиона долларов в 2023 г.

Компания Mighty Buildings в течение трех лет разрабатывала технические решения для воплощения в жизнь интересного проекта — строительства частных домов с помощью 3D-принтера за рекордные 24 часа.

Недавно компания вышла на рынок с уже готовым решением, предоставляющим возможность всем желающим заказать полностью укомплектованный дом, который создадут буквально за сутки.

В проекте Mighty Buildings применяется высокотехнологичный композит на основе реактопластов и минеральных наполнителей. Данный материал сравним по прочности с бетоном, но больше подходит для печати.

Дом строится на огромном 3D-принтере, установленном в производственном помещении компании. Композит практически сразу полимеризуется под воздействием ультрафиолета, что во много раз ускоряет процесс. Теплоизоляцию пеной и шлифовку стен выполняют роборуки. Они же наносят праймеры и штукатурку, так что рабочие на строительстве не нужны.

Напечатанный дом площадью от 32,5 до 285 м² оборудован в соответствии с проектом и пожеланиями заказчика. В стоимость 115 000 долл. входит не только само здание, но и его оснащение, включая основные предметы мебели, сантехнику и бытовые приборы. Даже типовой проект позволяет сразу же заселяться в дом и жить со всеми удобствами и комфортом.

Компания ICON (США) разработала уникальную технологию печати сверхдешевых жилых домов, которая призвана решить проблему доступного жилья. Дома площадью 55-75 м² печатает из бетона гигантский передвижной принтер Vulcan. Сейчас стоимость «цифрового» жилья составляет в среднем 10000 долларов, но массовая печать позволит удешевить его до 4000 долларов, и это, возможно, еще не предел.

Первый распечатанный дом был представлен на фестивале SXSW. Модель площадью 60 м² имеет гостиную, ванную комнату, спальню и даже террасу. Стоит отметить, что принтер создает лишь бетонный короб дома, который опирается на предварительно уложенную плиту. Сооружать крышу, а также монтировать окна и двери пока приходится вручную. Но даже с учетом этого дома возводятся в рекордно сжатые сроки, ведь на распечатку стен уходит всего лишь от 12 до 24 часов!

Он предназначен для постоянного проживания и соответствует всем нормам и правилам, применяемым в нашей стране к индивидуальному жилищному строительству.

Печатали дом по частям (стены дома, декоративные элементы, башню), везли на стройплощадку и собирали на месте по принципу конструктора. Для производства был использован строительный 3D-принтер портального типа с рабочим полем 3,5 × 3,6 × 1 м. Устройство работает с бетоном марки М-300, при этом печать производится слоями высотой 10 мм и шириной от 30 до 50 мм. Скорость изготовления стен до 15 м²/ч.

Дом, площадь которого составляет 298,5 м², получил паспорт БТИ и поставлен на кадастровый учет. Здание подключено ко всем коммуникациям.

Дом площадью 38 м² создан при помощи строительного 3D-принтера иркутской компании Apis Cor. Этот первый в России напечатанный жилой коттедж был возведен еще в 2017 году. На строительство стен потребовалось всего лишь 24 часа. Остальные работы (монтаж кровли и окон, внутренняя и внешняя отделка) заняли еще около трех недель. Строительство «под ключ» (включая фундамент, стены, перекрытия, кровлю, электропроводку, двери и окна, наружную и внутреннюю отделку) обошлось в сумму 593,6 тыс. руб. В расчете не учитывалась цена работ некоторых специалистов.

Компания WASP (World's Advanced Saving Project) разрабатывает специальные строительные 3D-принтеры, позволяющие возводить дома в кратчайшие сроки. С помощью такого устройства всего лишь за 10 дней удалось создать экохижину Gaia (20 м²).

Основным материалом для стен стала смесь, в состав которой входит 25% почвы, взятой со строительной площадки (песок и глина), 40% соломы, 25% рисовой шелухи и 10% извести. Все компоненты хорошо перемешали до однородного состояния. После застывания материал стал прочным, как многослойные строительные панели. Gaia возвели на бетонном фундаменте, созданном также с помощью 3D-принтера. Венчает экохижину деревянная кровля. По заявлению WASP, дом тщательно теплоизолирован, поэтому в нем будет комфортно круглый год.

Заметим, что бюджет в 1000 долларов включает только затраты на строительные материалы, окна, дверь, а также теплоизоляцию, кровлю и освещение (по оценке на 2018 год).

Первый жилой дом в Германии, построенный с помощью 3D-принтера, был сдан в этом году. Строительством занималась компания PERI GmbH, проектированием - MENSE-KORTE ingenieure+architekten. Дом двухэтажный, площадь - 160 м². При возведении использовали 3D-принтер BOD2, умеющий печатать трубы. С его помощью реализовать сложные решения можно быстрее и дешевле, чем при стандартном подходе. К сведению, 3D-принтер строит 1 м² всего лишь за 5 минут.

Этот мини-отель Urban Cabin в парке Амстердама спроектирован и построен архитекторами DUS. Коттедж является частью исследовательского проекта, посвященного компактному жилью в городских условиях. Кроме того, он демонстрирует возможности 3D-печатных домов как временного жилья в случае стихийных бедствий.

Крошечная коробочка имеет площадь всего лишь 8 м², внутри диван, который превращается в двуспальную кровать. К дому примыкает терраса, ванная обустроена снаружи. Проект был изготовлен методом 3D-печати FDM с использованием экологически чистых биопластиковых материалов. Необычный рельефный фасад призван показать разнообразие, которого можно достичь с помощью 3D-печати. Бетон был использован в проекте для стабилизации конструкции и обеспечения прочности пола.