3Д печать домов: как их строят и почему им пророчат большое будущее? 7 реальных домов, в которых уже живут

17 реальных зданий, напечатанных на 3D-принтере — Будущее на vc.ru

Технологии 3D-печати развиваются чрезвычайно быстро и используются в самых разных сферах жизни человека.

46 885 просмотров

В последнее время большое внимание уделяется печати зданий, и напечатанные дома все чаще появляются в последние годы в разных странах мира — в США, Саудовской Аравии, Мексике, Франции, России, ОАЭ и других. Я подготовил список существующих на 2020 год зданий, возведенных методом строительной 3D-печати.

Что собой представляет 3Д-принтер для строительства.

Существующие на сегодняшний день строительные 3D-принтеры, отличаются конструкциями и методами возведения стен. Наиболее часто встречаются принтеры портальной конструкции, двух- и четырех- опорной конструкции, на базе руки-манипулятора или циркульной конструкции. Оборудование позволяет создавать малые архитектурные формы и элементы сооружений для последующей их сборки на месте, либо позволяют печатать здание целиком на строительной площадке.

Высота и размеры печатаемого здания зависят от технических характеристик используемого принтера.

Как происходит процесс печати.

Экструдер выдавливает быстротвердеющую бетонную смесь с различными добавками. Каждый последующий слой наносится поверх предыдущего, благодаря чему образуется вертикальная конструкция. Бетонные слои, находящиеся снизу, таким образом, уплотняются, тем самым растёт их способность выдерживать следующие слои, а значит, и весь вес конструкции. Для упрочнения конструкции производится ее армирование, которое может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Укладка горизонтального армпояса производится между слоями, вертикальную арматуру устанавливают по окончании затвердевания состава, а затем заливают бетоном.

Преимущества 3D печати перед другими методами строительства.

Изготовление конструкций 3D-принтером открывает большие возможности для предприятий строительной и смежных отраслей. Практическое применение выявило следующие преимущества аддитивного производства:

• Снимает ограничения с фантазии дизайнеров и архитекторов, проектирующих здания, так как даёт возможности, не доступные при строительстве привычными нам методами.
• Высокая скорость возведения зданий и сооружений.
• Полная автоматизация процесса.
• Низкое энергопотребление оборудования.
• Значительная экономия в сравнении с классическими методами строительных работ за счёт снижения затрат на оплату труда персонала и энергоресурсы и ускорения сроков строительства.
• Полностью исключается образование отходов стройматериалов.
• Минимизация человеческого вмешательства в процесс строительства не только позволяет строить в недоступных для людей местах, но и на обычных территориях нивелирует человеческий фактор и уменьшает вероятность ошибки.

1. Июнь 2014. Китай. Китайская компания Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co представила дома, построенные с помощью техники 3D-печати в промышленном парке в китайской провинции Цзянсу. Всего было создано десять домов, каждый из которых стоил немногим больше трех тысяч фунтов стерлингов. За последовавшие десять месяцев технология была усовершенствована, и компания изготовила для выставки несколько разнотипных зданий, самое высокое из которых насчитывает пять этажей.

2. Август 2014. США. Компания Totalkustom Андрея Руденко отпечатала замок. Печать заняла в общей сложности 2 месяца.Скорость печати машины составляла 50 см за 8 часов. Основная часть замка размерами 3 м х 5 м и 3,5 м в высоту, была напечатана как единое целое, а башни затем были напечатаны отдельно.

3. Июль 2015. Китай. Китайская компания Zhuoda собрала двухэтажный дом в рекордно короткий срок. Модульный дом состоящий из шести модулей, созданных с помощью технологии 3D печати, были собран на месте менее чем за 3 часа. Конечно на самом деле около 90% работ были выполнены в цехах компании, а на участке они уже были только собраны в единое здание.

4. Сентябрь 2015. Филиппины. Компания Totalkustom Андрея Руденко построила апартаменты на территории гостиницы на Филиппинах, размерами 10,5 м х 12,5 м и высоту 3 метра. Здание было построено с применением местных материалов — песка и вулканического пепла.

5. Май 2016. ОАЭ. Китайская компания Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co отпечатала сборные конструкции для последующей сборки офисного здания в Дубае. Площадь одноэтажного здания составляет около 250 кв. м.

6. Март 2017. Россия. Компания Apis Cor представила первое полностью отпечатанное на строительной площадке здание площадью 37 кв. м.. Напечатанный дом имеет интересную форму, но как говорят сами участники: это лишь для того, чтобы показать гибкость технологии печати, форма построек может быть и привычной квадратной. В сравнении с другими строительными 3D-принтерами, этот принтер весьма компактный (4×1,6×1,5 м), весит 2 тоны, благодаря чему может спокойно транспортироваться на место строительства.

7. Октябрь 2017. Россия. В Ярославле компания Спецавиа представила первый в Европе и СНГ жилой дом, построенный с помощью технологии строительной 3D-печати. Строительство дома началось в 2015 году. Коробка здания была отпечатана портальным принтером по частям, а затем смонтирована на фундаменте за один месяц в декабре 2015 года. Летом 2017 завершено устройство крыши и проведен основной объем внутренних отделочных работ.

8. Март 2018. Франция. Компания Yhnova представила пятикомнатный одноэтажный дом с площадью 95 квадратных метров. Для его возведения инженеры использовали большой манипулятор, на конце которого закреплен экструдер для монтажной пены. Во время работы он наносил пену в соответствии с загруженной в него 3D-моделью здания. После нанесения пены строители периодически заливали возведенную часть бетоном, а также вставляли рамы дверей и окон.

9. Март 2018. США. Американская компания Icon возвела прототип дома в Техасе для подтверждения работоспособности своей технологии. Площадь здания составила 32 кв.м., печать выполнялась портальным типом 3D-принтера, передвигающегося по установленным на площадке рельсам.

10. Июль 2018. Испания. Компания Be More 3D отпечатала здание из бетона площадью 24 м2. Для постройки использовался двухопорный 3D-принтер , ширина которого составляет 7 метров, а высота 5 метров.

11. Сентябрь 2018. Дания. Компания 3D Printhuset отпечатала в Нордхавне офис площадью 50 квадратных метров. Используемый для печати 3D-принтер относится к типу «портальный» и имеет размер 8 x 8 x 6 метров. Скорость печати 2,5 метра / мин. Каждый слой 50-70 мм. Материал для печати — бетон, изготовленный в значительной степени из переработанных плиток и песка.

12. Октябрь 2018. Италия. Компания Crane Wasp используя трехопорный строительный 3D-принтер возвела здание за десять дней. В доме используется технология пассивного солнечного нагрева и естественная вентиляция.Состав для печати был создан на основе отходов от выращивания риса (он на 25% состоял из местной почвы (глина и песок), на 40%, из – из соломы, еще на 25% – из рисовой шелухи и на 10% – из гидравлической извести).

13. Ноябрь 2018. Италия. Компания Arup в коллаборации с архитектурным бюро CLS Architetti возвели здание за 1 неделю площадью 100 кв.м. Здание печаталось сегментами с последующей сборкой на строительной площадке.

14. Ноябрь 2018. Саудовская Аравия. Нидерландская компания CyBe Construction завершила строительство здания площадью 80 кв.м. На 3D-печать необходимых элементов ушло около недели, а на сборку чуть больше суток. Стены состоят из 27 напечатанных блоков, на изготовление парапетов понадобилась еще 21 блоков.

15. Август 2019. США. Компания S-Squared 3D Printers (SQ3D) показала прототип жилого дома, который можно от пола до крыши возвести всего за двенадцать часов. Дом имеет площадь 46 м2. В процессе печати использовался 3D-принтер двухопорной конструкции.

16. Октябрь 2019. ОАЭ. Компания Apis Cor объявила о завершении строительства крупнейшего в мире здания с помощью технологии 3D-печати. Расположенное в Дубае, здание площадью 650 кв. метров имеет высоту здания 9,5 метров и вошло в Книгу рекордов Гиннесса как самое большое здание, отпечатанное непосредственно на строительной площадке.

17. Декабрь 2019. Мексика. Американская компания Icon возвела два жилых здания по заказу некоммерческой организации New Story, в юго-восточной Мексике. Отпечатанные здания имеют плоскую крышу, изогнутые стены и площадь 46,5 квадратных метров

Как видно из внушительного перечня завершенных проектов, прогресс в сфере строительной 3D печати явно не стоит на месте, постоянно внедряются новые методики, создаются различные материалы, в том числе из переработанного сырья, разрабатывается высокотехнологичное оборудование. За короткий промежуток времени технология заинтересовала большое количество предприятий, которые занимаются разработкой оборудования, специальных строительных смесей, библиотек конструкционных решений для проектирования зданий под 3D-печать, а также подготовкой законодательно-нормативной и регуляторной базы.

Уверен, что в будущем весь процесс строительства сможет стать полностью автоматизированным, без вмешательства людей не только при печати фундамента и стен, но и при печати перекрытий и крыш, автоматически устанавливать инженерные коммуникации, двери и окна. Также, возможно, в будущем мы не будем ограничиваться печатью домов в 2-3 этажа, а сможем перейти к многоэтажному строительству. Все это уже не является чем-то невозможным и перестало звучат как фантастические мечты о высокотехнологическом будущем. Нужно лишь дать время для естественного хода эволюции технологии 3D строительства.

3D-печать домов – технология, плюсы и минусы

Как уверяют адепты этой технологии, по скорости и цене она оставляет позади «обычных» конкурентов. 3D-печать подразумевает создание продуктов слой за слоем и, таким образом, трёхмерно, то есть буквально, «печатая». Сейчас это используется во многих областях: от компонентов в автомобилестроении до предметов одежды, протезов и искусственных органов.

Как правило, для этого используется пластик, но металлы и керамика также работают как «чернила для принтера». Есть и другие материалы, такие как гипс, цемент или даже биоматериалы.

3D-печать постепенно появлялась на сцене ещё в 1980-х годах, но сначала её высмеивали как нишевый рынок. По оценкам, к 2020 году отрасль будет стоить около 30 миллиардов долларов.

 

Больше, чем бетонные блоки

За последние несколько лет 3D-печать сделала много успехов и открыла путь для новых приложений. Строительство домов до сих пор было довольно экзотикой.

Это ни в коем случае не касается простых бетонных квадратов: почти все дома, которые были напечатаны 3D-принтере, до сих пор были довольно маленькими, но часто имели интересные формы, например, с множеством кривых.

И что, вероятно, даже более важно для многих людей: печать выполняется очень быстро и, благодаря относительно низким затратам на материалы и рабочую силу, также довольно дёшево. Этот метод также означает меньшее количество отходов материалов, что делает его более экологически чистым, чем обычное строительство.

Напечатанный с помощью 3D-принтера дом площадью в 32 квадратных метра в 2019 году стоит около 3.600 евро.

 

Одна запись за другой

Время для конкретных примеров: в марте 2018 года стартап из США Icon представил миру 3D-принтер, на котором можно построить небольшой дом площадью в 32 квадратных метра и всего лишь за 48 часов – по приемлемой цене в 10.000 долларов, в настоящее время около 9.000 евро.

То, что уже тогда впечатляло, затмилось всего год спустя: та же компания, Icon, представляет улучшенную версию своего собственного 3D-принтера. Теперь небольшой дом можно построить всего лишь за 24 часа и за небольшую сумму в 4.000 долларов.

Сочетание высокой скорости и низких затрат делает эту технологию идеальной для строительства домов в экономически слабых районах. Соответственно, Icon хотела бы построить жилые комплексы для нуждающихся в развивающихся странах, таких как Сальвадор, вместе с НПО New Story.

3D-принтеры, которые используются в домостроении, огромны – принтер американской компании Icon имеет высоту три с половиной метра и длину десять метров.

 

Золотая эра гигантских принтеров

Icon ни в коем случае не единственный провайдер. Быстрый прогресс в 3D-печати приводит к созданию целого ряда компаний и прототипов. Русский Apis Cor разрабатывает мобильные 3D-принтеры, которые печатают дома на дому. Стоимость: порядка 10.000 долларов.

COBOD из Дании снова построил первую в Европе 3D-типографию в 2017 году, Building on Demand (BOD), которая была полностью завершена, за исключением окон и дверей.

Winsun из Шанхая уже произвёл впечатление в 2014 году десятью печатными домами — и все это за один день. Автор этой статьи считает это несправедливым: за время, необходимое для написания статьи, Винсун напечатал десять домов. В отличие от других примеров в этом тексте, они уделяли меньше внимания эстетике, но стоили всего 4.800 долларов каждый.

Преимущества домов из 3D-принтера:

• Очень высокая скорость строительства
• Значительная экономия средств
• Более экологичный, меньше отходов материала

Недостатки домов из 3D-принтера:

• Не каждый материал подходит для 3D-печати
• Пока неясно, какие требования будут к 3D-печатным зданиям.
• Только основы можно пока напечатать с помощью 3D-принтера

 

Хижины, офисные здания и небоскрёбы

Есть также экзотические виды в экзотической области 3D-строительства. Есть итальянский стартап WASP, который работает над экологичными и биоразлагаемыми домами. WASP спроектировала каюту песочного цвета площадью 20 квадратных метров под названием Gaia. Он состоит из отходов производства риса, а это означает, что затраты на материалы составляют всего 900 евро.

Самым передовым домом для 3D-печати на сегодняшний день является офисное здание в Дубае, произведённое компанией Winsun. Футуристическое здание площадью 250 квадратных метров просуществовало 17 дней и стоило 140.000 долларов (126.000 евро). Много для конструкции, напечатанной на 3D-принтере, но примерно вдвое меньше, чем потребовалось бы при использовании обычного метода строительства.

Проект арабской компании Cazza, вероятно, будет самым амбициозным на сегодняшний день. Она хочет построить в Дубае первый в мире небоскрёб, напечатанный на 3D-принтере. О проекте пока известно не так много, но несомненно, что здание с 50-ю этажами станет новой высотой для молодых технологий – в буквальном смысле.

 

Реальные квартиры для настоящих людей

Помимо всевозможных впечатляющих доказательств осуществимости, 3D-печать уже постепенно показывает, что она может совершить прыжок в реальный мир. Есть, например, проект «Сальвадор» от Icon и New Story, который должен создать место на 400 человек.

Ещё одно мероприятие – проект Milestone Project Университета Эйндховена, который строит пять домов с 3D-печатью в жилом районе в Босрийке, Нидерланды. А в 2017 году первая в мире семья переехала в дом 3D-печати в Нанте, Франция.

Так что, может быть, пора относиться к нашим принтерам лучше и скоро собственные четыре стены могут выкатиться из 3D-принтера.

 

ВИДЕО:

При полном и/или частичном копировании данного материала, для последующего размещения его на стороннем ресурсе, обратная, индексируемая ссылка на источник обязательна!

Двухэтажный дом поднимает планку для домов, напечатанных на 3D-принтере: NPR

Двухэтажный дом поднимает планку для домов, напечатанных на 3D-принтере Команда дизайнеров и инженеров строит первый в своем роде дом Дом, напечатанный на 3D-принтере. Они думают об этом как о пилотном проекте по строительству более дешевых многоквартирных домов с хорошей планировкой.

Технологии

16 января 2020 г.: 35:00 по восточноевропейскому времени

Хьюстон получает то, что считается первым в стране двухэтажным домом, напечатанным на 3D-принтере. Энтони Ву/Ханна скрыть заголовок

переключить заголовок

Энтони Ву/Ханна

В Хьюстоне появится первый в стране двухэтажный дом, напечатанный на 3D-принтере.

Энтони Ву/Ханна

3D-печать выводит жилищное строительство на новый уровень. В Хьюстоне гигантский принтер строит, по словам дизайнеров, первый в США двухэтажный дом, напечатанный на 3D-принтере. вместе с немногочисленной рабочей силой на месте, чтобы создать дом площадью 4000 квадратных футов.

Хотя строительная 3D-печать существует уже более десяти лет, эта технология только начала осваивать рынок жилищного строительства США за последние пару лет, сказал Лесли Лок, архитектурный дизайнер проекта. Несколько домов, напечатанных на 3D-принтере, уже построены или находятся в стадии разработки в нескольких штатах.

Лок, которая является соучредителем дизайнерской фирмы Hannah, говорит, что ее команда стремится в конечном итоге масштабировать свои проекты, чтобы иметь возможность эффективно печатать многоквартирные дома на 3D-принтере.

«Этот проект в Хьюстоне — шаг к этому, ведь это довольно большой дом на одну семью», — сказала она.

Макет двухэтажного дома, созданный дизайнерским бюро Hannah. Ханна скрыть заголовок

переключить заголовок

Ханна

Макет двухэтажного дома, созданный конструкторским бюро Hannah.

Ханна

Этот дом с тремя спальнями является результатом двухлетнего сотрудничества немецкой компании Hannah Peri 3D Construction и инженерно-строительной компании Cive из Хьюстона.

Сторонники этой технологии говорят, что 3D-печать может решить ряд строительных проблем, включая нехватку рабочей силы и строительство более устойчивых домов перед лицом стихийных бедствий.

Работая над домом в Хьюстоне, команда довела промышленный принтер до предела своих возможностей, чтобы понять, как можно оптимизировать технологию, стремясь быстро строить экономичные и хорошо спроектированные дома.

«В будущем он должен быть быстрым и простым, чтобы конкурировать с другими строительными технологиями», — сказал Хикмат Зербе, руководитель отдела проектирования конструкций Cive.

Тем не менее, время не имеет значения для этого нового проекта. Зербе называет двухэтажный дом «большой лабораторией», где коллеги будут изучать возможности технологии в жилищном строительстве.

«Мы не пытаемся опередить время», сказал Зербе. «Это тематическое исследование. Мы изучаем возможности машины, изучаем реакцию материала на различные погодные условия. Мы учимся оптимизировать скорость печати», — сказал он. «Когда этот проект будет завершен, у нас должно быть очень хорошее представление о том, как действовать в будущем».

После начала строительства в июле процесс печати почти наполовину завершен, говорит он.

Дизайн проекта подвергает испытанию автоматизированное строительство со сложными функциями, такими как встроенные стеллажи. Энтони Ву/Ханна скрыть заголовок

переключить заголовок

Энтони Ву/Ханна

Дизайн проекта подвергает испытанию автоматизированную конструкцию со сложными функциями, такими как встроенные стеллажи.

Энтони Ву/Ханна

Бетон лучше противостоит сильным ветрам и штормам, но это более дорогой строительный материал по сравнению, скажем, с деревом. Хотя в долгосрочной перспективе прочный и не требующий особого ухода материал может сэкономить деньги, говорит Зербе, его подготовка и установка являются дорогостоящими и трудоемкими. Но как только технология 3D-печати будет усовершенствована, говорит он, строители могут достичь точки, когда такое строительство будет дешевле, чем жилье без печати.

Что касается дизайна, Lok видит возможность однажды предложить индивидуальные функции в массовом масштабе без чрезмерных трудозатрат. Например, она использовала 3D-печать для создания уникальных встроенных полок для различных жилых помещений в доме в Хьюстоне.

«Принтеру все равно, напечатаете ли вы один и тот же стул 100 раз или вы напечатаете 100 разных стульев», — сказала она. «Это открывает возможность того, как мы можем предложить пользователям индивидуальный дизайн, будь то дом на одну семью или многоквартирный дом или квартира».

Сообщение спонсора

Стать спонсором NPR

Посмотрите, как этот дом, напечатанный на 3D-принтере, был построен всего за 80 часов

Посмотрите, как этот дом, напечатанный на 3D-принтере, был построен всего за 80 часов

Перейти к

1. Основное содержание
2. Поиск
3. Счет

Значок поискаУвеличительное стекло. Это означает: «Нажмите, чтобы выполнить поиск». Логотип InsiderСлово «Инсайдер».

Рынки США Загрузка… ЧАС М С В новостях

Значок шеврона указывает на расширяемый раздел или меню, а иногда и на предыдущие/следующие варианты навигации. ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА

Недвижимость

Значок «Сохранить статью» Значок «Закладка» Значок «Поделиться» Изогнутая стрелка, указывающая вправо. Читать в приложении Интерьер напечатанного на 3D-принтере дома, построенного SQ4D в Риверхеде, Нью-Йорк. Предоставлено SQ4D

• SQ4D — компания, занимающаяся 3D-печатью, которая предоставляет свои услуги подрядчикам.
• Компания построила дом за 80 часов. Он был указан по цене 299 000 долларов, что ниже средней цены в этом районе.
• Вот процесс печати и готовый продукт на Лонг-Айленде.

SQ4D строит дома с помощью 3D-принтера на Лонг-Айленде, в пригороде Нью-Йорка. Его цель — помочь облегчить кризис доступности жилья, ускорив и удешевив строительство домов, сказала Insider главный технический директор Кристен Генри.

3D-печатный дом, построенный SQ4D в Риверхеде, Нью-Йорк. Предоставлено SQ4D

SQ4D использует автономную систему робототехники, также известную как принтер ARCS.

Принтер SQ4D ARCS печатает стены дома. Предоставлено SQ4D

Вот как SQ4D построил этот дом с тремя спальнями в Риверхеде, Нью-Йорк.

На печать ушло 80 часов в течение нескольких недель. Дом был выставлен на продажу за 299 000 долларов, что ниже средней цены в этом районе в 450 000 долларов.

Предоставлено SQ4D

SQ4D строит дом на месте. Он привозит на место свой принтер, насос и объемный смеситель вместе с сырьем для бетона — песком, водой и портландцементом, рассказал Генри Insider.

Предоставлено SQ4D

Во-первых, это началось с фундамента, который начинался примерно в трех футах под землей.

Траншея засыпана цементом, объяснил Генри.

Предоставлено SQ4D

Затем принтер строит фундаментные стены.

Предоставлено SQ4D

Изоляция укладывается между землей и цементом.

Предоставлено SQ4D

Трубы для водопровода и электричества укладываются вдоль фундамента, а сверху укладывается бетонная плита.

Предоставлено SQ4D

Вот как выглядит готовый фундамент.

Предоставлено SQ4D

Затем сверху рисуется план этажа. Красные линии на этом рисунке — это места, где будут построены стены. Трубообразные конструкции, выступающие из земли, обозначают места, где на плане этажа были размещены водопроводные и электрические соединения.

Предоставлено SQ4D

Затем принтер строит стены дома поверх фундамента.

Что с водой? Ну, бетон затвердевает в процессе, называемом гидратацией. «Чтобы правильно затвердеть, бетону нужно много воды», — сказал Генри. Предоставлено SQ4D

Операторы следят за работающим принтером.

Принтер ARCS строит дом. Предоставлено SQ4D

После возведения стен и установки деревянного каркаса дом выглядит так.

Дом после завершения печати. Предоставлено SQ4D

Крупный план цементной стены.

Стена дома Риверхед. Предоставлено SQ4D

Стены слегка изогнуты там, где принтер повернулся.

Эти стены и деревянные дверные рамы находятся в коридоре дома. На очереди изоляция.

Коридор в доме Риверхед. Предоставлено SQ4D

Принтер также может создавать уникальные геометрические фигуры. Например, эта изогнутая цементная плита, выступающая из стены, станет полуостровом кухонной стойки после завершения строительства дома.

Кухня дома Риверхед. Предоставлено SQ4D

Готовое изделие может быть окрашено в любой цвет по выбору владельца.

Риверхед дом. Предоставлено SQ4D

Это касается и интерьера дома. Вот дом Риверхед, где стены гостиной выкрашены в шалфейно-зеленый цвет.

Гостиная в доме Риверхед. Предоставлено SQ4D

В то время как некоторые стены сохраняют текстуру, напечатанную на 3D-принтере, SQ4D оштукатуривает определенные поверхности — например, за этими шкафами — чтобы придать им более гладкий вид.

Готовая кухня в доме Риверхед. Предоставлено SQ4D

Вот пример контраста текстуры. SQ4D установила деревянный молдинг по всему дому после завершения печати.

Гостиная в доме Риверхед.