Про застосування 3D технологій у будівництві

фото до статті 3D технології в будівництві

Прогноз вчених про розвиток демографічної ситуації в найближчі 20 років вказує на бурхливе зростання населення планети. Це може стати серйозним випробуванням для урядів багатьох країн в забезпеченні підростаючих поколінь комфортними умовами життя, в першу чергу житлом. Так, на основі даних, наведених ООН, через 15 років середньодобова потреба людства в новому житлі перевищить 100 тис. одиниць, і до 2030 року приблизно 4 млрд. осіб з малозабезпечених верств населення (з доходом менше $ 3 тис. на рік) буде мати гостру потребу в житлі.

Майбутня загроза – як це відбувалося не раз, – заявляють оптимісти, буде відвернена за допомогою інноваційних технологій в будівельній галузі. Найбільш вірогідним шляхом вирішення наростаючої проблеми – стверджують фахівці – стане застосування 3D технологій: будівельних принтерів.

Саме це рішення, на їхню думку, дозволить задовольнити швидко зростаючу потребу широких верств населення і забезпечити тих, хто гостро потребують, житлом. Оптимізм обгрунтований підтвердженнями з різних джерел: у порівнянні з традиційними технологіями використання 3D принтерів при зведенні будинків дозволить економити на затратах до 80%, а час будівництва скоротити на 60-70%.

З недавніх пір будівельний тривимірний принтер стали активно застосовувати в багатьох країнах.

Застосування 3d принтерів у світі

У серпні минулого року компанія WinSun (Китай) офіційно заявила про наймасштабніший на сьогоднішній день проект житлового будівництва з використанням 3D технологій. В компанії запевняють, що китайські будівельні принтери протягом п'яти років «надрукують» півтора мільйона житлових будинків в Саудівській Аравії.

фото дома, збудованого за допомогою 3D принтеру

Компанія WASP (Італія) розробила і випробувала найбільший, на даний період, будівельний принтер. Агрегат – металева конструкція заввишки 12 м, шириною 6 м, в центральній частині якої встановлено «друкуючий» екструдер – пристрій, який змішує і завдає пластичну масу, шар за шаром зводячи каркас будівлі. У недавньому минулому за допомогою унікального принтера вдалося «надрукувати» невелике приміщення, яке використовується як укриття.

В даний час розробники найбільшого 3D принтера планують його застосовувати лише при будівництві найпростіших будівель, таких, наприклад, як будинки для мігрантів або людей, які постраждали від стихійного лиха.

В ОАЕ (Дубай) за допомогою принтера завершено будівництво офісної будівлі, де не тільки каркас, а й оздоблення інтер'єру виконано із застосуванням 3D технологій. Період будівництва склав 17 днів, а вартість становить $ 140 тисяч. У новій будівлі розміститься компанія, яка його «надрукувала», що, на думку адміністрації, буде одним із символів майбутнього Дубая.

Під керівництвом вчених Технічного університету Ейндховена (Нідерланди) розроблений тривимірний будівельний принтер, здатний «друкувати» деталі розміром з горошину. Фінансування проекту 3DCP здійснюється десятьма компаніями і становить 650 тис. євро. Розробники стверджують, що унікальність принтера в тому, що, завдяки поворотній друкуючій голівці, можна створювати об'єкти будь-якої форми, обмежуючись лише габаритами: 11 × 5 × 4 м. Протягом 2017 року розробники 3DCP планують приділити увагу демонстрації свого дітища і роботі з будівельниками з метою найбільш ефективного його практичного застосування.

Архітектурною компанією WATG Urban Architecture (США) розроблено проект першої в світі споруди спеціальної форми, яка в найбільшій мірі, на думку авторів, підходить для застосування будівельного принтера. Обрис будівлі представлено архітекторами у вигляді сфери з хвилеподібним дахом, в якому гармонійно поєднуються високі технології і навколишня природа. Приступити до «друкування» будинку майбутнього планується в 2017 році в місті Чаттануга, штат Теннессі.

фото дома, побудованого 3D принтером

Роблять сміливі і плідні кроки в розробках і практичному застосуванні технології 3D-друку в Швейцарія, Данія, Японія.

У Росії освоєння і розробка віртуального моделювання в будівництві проводиться силами окремих новаторів-одинаків. На загальному консервативному тлі викликає інтерес повідомлення компанії Apis Cor, яка розробила 3D-принтер, котрий може «надрукувати» будівлю площею до 40 квадратних метрів за добу. Апробація принтера проведена в підмосковному місті Ступіно. Всі елементи будівлі були «надруковані» безпосередньо на будівельному майданчику портативним 3D-принтером, яким керувало двоє людей. Розробник тривимірного будівельного принтера – російський інженер Чен-Юн-Тай стверджує, що гарантійний термін будівлі становить 175 років.

Намагаються підтримати дух інновацій і в нашій країні. Українська фірма PassivDom розробила та продемонструвала будинок, створений за допомогою 3D-принтера. Автори проекту стверджують: унікальність будинку складається в його повній автономності, тому він називається – Розумний будинок. Конструктив будівлі зводиться не більше ніж за добу. У створенні каркасу використовуються матеріали, що не піддаються корозії (склопластик, вуглеводнево волокно). Як стверджують автори проекту, будинок можна побудувати практично на будь-якій ділянці.

Багато фахівців досліджують нові горизонти, вивчаючи можливості застосування тривимірних будівельних принтерів в контексті концепції Smart House – Розумний будинок. Цю концепцію слід розглядати як комплексну програму, що пов’язує всі складові сучасного будинку, його системи і елементи, включаючи технологічні, економічні, екологічні, функціональні і людські фактори.

Слід звернути увагу на дві основні відмінності будівельного 3D-принтера від аналогів, які застосовуються в інших галузях:

По-перше, розміри тривимірного будівельного принтеру можуть коливатися, в залежності від масштабу об'єкту будівництва, і бути порівнянними з розміром невеликого вантажного автомобіля або досягати габаритів потужного автокрана.
По-друге, в будівельному 3D-принтері в якості основного матеріалу використовується бетонна пластична суміш, подачу якої забезпечує головка принтера. За допомогою високоточної роботи цієї головки – головної деталі принтера – зводяться різного роду елементи: фундаменти, стіни, сходи, технологічні отвори для інженерних комунікацій.

На закінчення відзначимо, що ефективне застосування будівельних принтерів в даний час обмежено. Їх застосування може бути успішно здійснено лише при виконанні окремих видів робіт, – таких, наприклад, як спорудження монолітних каркасів.

Переваги і недоліки будівельних принтерів

Головні переваги будівельних принтерів – мінімальні (в порівнянні з традиційними способами виконання робіт) терміни і ефективність логістичних операцій.

Як недоліки:

неможливість впровадження 3D технологій в комплексний процес будівництва, реконструкції та ремонту
висока вартість сучасних моделей тривимірних будівельних принтерів

*Увага!
Дана стаття є інтелектуальною власністю групи компаній "Нові Зодчі" і захищена законом про авторське право. При передруку статті цілком або її фрагментів зазначення авторства, а також активне (dofollow) гіперпосилання на джерело обов'язкові!