Напечатанные дома: как сэкономить на строительстве при помощи 3D-принтера

Необычные формы — это главное, что позволяет 3D-печать. В Америке, например, напечатали дом-ракушку. Принтеру удалось сделать плавными линии даже между стенами и потолком. Дом в Голландии вдохновлен природной формой валуна. На его возведение слой за слоем ушло всего пять дней. Мост в Шанхае — это 26 метров из фибробетона, которые уложили за 18 дней. Стоимость по сравнению с классическими технологиями сократилась почти на треть, в конструкции не использовали арматуру.

Мировая столица принтерного домостроения — это, конечно, Дубай. В 2016 году здесь торжественно открылось первое в мире напечатанное офисное здание. Сейчас в нем располагается так называемая академия будущего. Сообщалось, что благодаря технологии удалось сэкономить 50% на оплате рабочей силы. Правда, тогда отдельные бетонные блоки отпечатали в Китае, а уже потом привезли на объект. Но это был первый опыт, который вдохновил на рекорд. В 2019-м в пустыне появилось уже целиком отпечатанное на месте здание, которое вошло в Книгу Гиннесса как самое большое из сделанных на принтере.

Ахмед Аль-Салами, руководитель департамента новых разработок муниципалитета Дубая: «Здесь хорошая звукоизоляция. Мы находимся рядом с шоссе, но его шума совсем не слышим. Видите комнату? Когда мы ее проектировали, то поставили себя на место хозяина дома и подумали: а если захочется что-то поменять, например расширить спальню? Просто отрезаете, в одно мгновение большая комната получается. Вместо двух комнат одна».

Чтобы построить дом, понадобилось много месяцев экспериментов с участием инженерных групп из разных стран. Нужно было создать прочную и не слишком быстро сохнущую смесь на основе местного песка и других материалов, а это непросто, тем более в жарком климате.

Андрей Пустовгар, научный руководитель НИУ МГСУ: «Вода практически моментально выходит из системы. Соответственно, возникают очаги неравномерного твердения. И, как правило, если смесь запроектирована неправильно, она начинает трескаться уже сразу после нескольких минут после укладки в конструкцию».

Среди участников проекта были и специалисты из Московского государственного строительного университета, а печатала в итоге американская компания с российскими корнями. Здание выдержит даже землетрясение — стены сделали полыми, слой за слоем наливая бетонную смесь. Затем пустоты для прочности заполняли арматурой и бетоном. Строение принадлежит дубайскому муниципалитету.

Сергей Малозёмов: «Когда находишься внутри, почти совсем не чувствуешь, что это какое-то особенное здание. Ну разве что закругленная форма стен, иногда продольные полоски, которые оставил принтер. Но в целом это обычное офисное здание, в котором пока никто не работает, его решено использовать для экскурсий, потом открыть тут музей, показывая такое окно в будущее, которое, как верят в Дубае, окажется именно напечатанным на 3D-принтере».

Власти Дубая излучают оптимизм и планируют, что уже через три года четверть всех зданий в стране будет возводиться именно при помощи 3D-печати, потому что это станет выгодно.

Сергей Малозёмов: «Власти Дубая говорят, что строительство заняло всего три месяца вместо обычных для зданий такого размера 12–18, а стоимость упала с 3 миллионов дирхам до 800 тысяч. Но, конечно, в эту стоимость не включают стоимость всех исследований и разработок, а также самого принтера. Так что манипулирование цифрами тут присутствует».

К тому же полы и потолки здесь пока не напечатанные — это просто уложенные плиты, принтеру такое еще не под силу.

В России с технологией свои проблемы. Смесь долго сохнет на морозе. Глава фирмы по производству строительных принтеров Александр Маслов говорит, что его температурный рекорд — минус 7 градусов. В такую погоду он сделал небольшой домик — часть гостиничного комплекса. Толщина стен — 40 сантиметров, должно быть тепло. Вместе с крышей, окнами и дверями дом обошелся в 914 тысяч рублей, что вполне конкурентоспособно.

Александр Маслов, генеральный директор фирмы по производству принтеров: «Напечатаны только корочки, которые потом залиты пенобетоном. Это и определяет теплоемкость этого здания. Они не будут штукатуриться ни снаружи, ни изнутри. Окна двухкамерные, теплые, теплый пол».

Личный дом у Александра тоже напечатанный. Вместе с семьей он живет тут уже 8 лет.

Александр Маслов: «Дом довольно-таки большой. Площадь по фундаменту 196 квадратных метров, общая площадь 300 квадратных метров».

Изнутри дом отделан жидкими обоями, то есть он ничем не отличается от других таких же домов, только в некоторых местах оставлена фактура, которая напоминает, что дом напечатан на 3D принтере. Печатали это здание, в отличие от гостиницы, не на месте, а в цехах. А потом из 600 отдельных блоков две недели собирали, дополнительно заливая бетоном. Несмотря на сложности, Александру технология так нравится, что он напечатал себе еще и летнюю кухню, которая вписана в фигуру отдыхающей кошки. Выглядит действительно необычно, но правда ли это выгодно?

Программа «Чудо техники» провела опрос среди московских строителей. Нашлось немало тех, кто уже присматривался к технологии, но после детальных подсчетов от нее отказался.

Александр Чесноков, руководитель проектов строительной компании: «Определенная скорость в производстве работ, безусловно, есть. 3D-печать позволяет достаточно быстро заливать бетонную опалубку, но есть и дополнительные затраты , которые включают в себя перебазировку этой техники, перевозки ее с места на место, установки ее на новой площадке».

Эксперт Александр Чесноков сравнил стоимость, например, напечатанной гостиницы в Ярославле с возведением дома того же размера из популярных материалов — клееного бруса, дерева, кирпича, керамических и газосиликатных блоков. Прежде всего, любой дом начинается с фундамента. И тут 3D-принтер не поможет. Закладываем около 680 тысяч рублей. Для кирпича нужен усиленный фундамент, а он дороже — примерно 730 тысяч.

С возведением стен 3D-печать должна демонстрировать свои преимущества, но по стоимости она сравнима с газосиликатными или керамическими блоками — примерно 600 тысяч рублей. Дешевле на 100 тысяч будет каркас из сосны, а вот кирпич или клееный брус обойдутся в сумму от одного до полутора миллионов. Дальше крыша, инженерные коммуникации, а это самые затратные этапы, — около 2,5 миллиона. Принтер здесь снова не поможет.

На отделку отпечатанных стен уйдет в полтора-два раза больше материала, в то время как брус или дерево можно просто покрасить, сэкономив 300–400 тысяч. Финальная стоимость 3D-дома будет сравнима с дорогим кирпичом или брусом. И он окажется дороже дома, построенного из газосиликатных блоков. Но это пока. Все явно будет развиваться.

Александр Чесноков: «Будущее возможно, как мне кажется, только в сегменте высотного строительства. Там какие-то преимущества могут существенное воздействие на весь процесс оказать. В сегменте индивидуального жилого строительства, особенно для частного заказчика, таких преимуществ я не вижу».

Многоквартирные дома пока так строить у нас не разрешается — технологию считают слишком молодой и не опробованной. Тем не менее проектов появляется все больше по всему миру. В Америке уже пробуют печатать дома без отделки, куда заселяют малоимущих, и начали строить так большой блок армейских казарм в Техасе. В том же Дубае запланированы целые кварталы домов из принтера. Возможно, благодаря увеличению масштабов, как уже не раз бывало с разными технологиями, цена в итоге упадет и именно за печатью в строительстве окажется будущее.