Строительство домов 3д: принтеры для возведения домов, самые важные новости о технологии

Содержание

мечта или реальность — Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы

Новые технологии активно внедряются в строительство: это BIM-технологии, позволяющие эффективно управлять возведением объектов, живые материалы, которые «выращивают» сами себя, роботы, перемещающие инструменты по площадкам, или 3D-печать, завоевавшая особое место на мировом рынке.

Сейчас ставки делаются на инструменты, которые могут максимально сократить сроки, при этом оставив качество на высоком уровне. Является ли таким 3D-печать? Разбираемся.

С помощью 3D-принтера можно создать модель здания, напечатать его целиком, или, наоборот, создать очень маленькие детали (при разработке проекта интерьера или ландшафта).

Ждет ли 3D-печать повсеместное внедрение – как BIM-технологии, применение которых обязательно на всех объектах госзаказа с 1 января 2022 года? Какие плюсы у такого типа строительства? Подходит ли он российскому рынку? В каких странах популярна печать зданий? Нужны ли специалисты в этой области? Ответы на эти и другие вопросы – в нашем материале.

«3D-печать зданий и элементов сооружений – перспективная тема, которая в будущем, скорее всего, станет трендом во всем мире. Сейчас эта технология применяется в основном для малоэтажного домостроения, создания малых архитектурных форм, детских и спортивных площадок, а также для разработки мебели, отделки интерьеров и внутренних пространств зданий», – сказал

Игорь Грецов, генеральный директор компании GPGroup.

Начать просмотр

ВОПРОСЫ #4

Малые архитектурные формы: что это и зачем нужны Москве?

МАФы, или малые архитектурные формы, – это все, что окружает застройку: скамейки, урны, фонари, велопарковки, клумбы, ограды, указатели, фонтаны, декоративные водоемы, нестационарные торговые павильоны.

Именно они делают городскую среду уютной и комфортной.

Малые архитектурные формы – важнейший инструмент для формирования среды. Они организуют жизнь на территории, меняют отношение к улице и дворовым пространствам.

Кроме того, МАФы дают возможность заняться спортом, зарядить телефон, а в некоторых случаях помогут сориентироваться на местности, потому что, например, арт-объекты могут обозначать знаковые места. Они создают комфорт и являются точками притяжения, вокруг которых собираются горожане.

Прежде чем реализовать любой проект благоустройства специалисты изучают образ жизни жителей конкретного района – как они проводят досуг, чего им не хватает для комфортного времяпровождения на улице.

Хорошим примером можно считать качели на Триумфальной площади, которые вошли в набор малых форм урбанистической среды Москвы и стали популярны у горожан.

Столь же востребованы качели на Новом Арбате. Подобные качели есть и в парке усадьбы «Люблино» на юго-востоке Москвы, в Ивановском лесопарке на востоке столицы, в парке «Фруктовый» в Южном округе и в парке Победы Зеленограда.

Еще один интересный пример — разбитый на пустыре в районе Куркино парк «Пальмира» с дождевым садом. Для его создания в низине установили габионы – объемы из сетки, наполненные щебнем. Через них легко проходит вода, которая питает высаженные на склонах влаголюбивые растения. «Пальмира» стала одним из самых посещаемых мест в этом районе.

По его словам, в мире 3D-строительство появилось несколько лет назад. Им уже воспользовались в Китае, США, ОАЭ, Голландии и Германии. Россия тоже не отстает: 3D-дома возведены в Ступино и Ярославле.

Активно используют технологию в Дубае – к 2030 году четверть всех местных муниципальных объектов будет печататься. Для возведения самого крупного дома здесь на стройплощадке были задействованы всего три специалиста. То есть 3D-печать не только сокращает расходы и время на строительство объекта, но и зависимость от человека. Это играет важную роль в периоды, когда отрасль испытывает дефицит кадров.

Первое в мире здание, напечатанное на 3D-принтере. Офис в Дубае

Как утверждает Андрей Михайлов, главный конструктор архитектурного бюро «Крупный план», работу по этой технологии можно разделить на две группы:

печать опалубки бетоном или похожими смесями с пространством внутри, которое наполняется утеплителем;

печать готовыми бетонными или пенобетонными блоками.

«В последнем случае принтер становится своеобразным роботом-каменщиком: по заранее разработанному проекту он складывает смазанные клеем кубики блоков друг на друга. Хоть машина делает все с большой скоростью и высокой эффективностью, технология все же предполагает дальнейшее участие человека – например, вставку оконных рам, дверей», – отметил Михайлов.

С аппаратной точки зрения то, что сейчас называют строительным 3D-принтером, мало чем отличается от обычных 3D-принтеров, которые печатают расплавленным пластиком. Это одни и те же станки с ЧПУ, только стройпринтеры – больше размером.

Помимо этого, они активно используются и при моделировании зданий. В компании Formlabs, производителе таких машин, отмечают, что архитекторы и специалисты используют печать для получения деталей, таких как лестницы и деревья, которые долго создавать вручную. Кстати, фирма тесно сотрудничает с мастерской Renzo Piano, которая проектировала электростанцию ГЭС-2 в Москве.

В компании активно используют проектирование, которое позволяет удостовериться в том, что каждая составляющая работает и показывает здание в мельчайших деталях. Чтобы проверить разные варианты, для каждого проекта в Renzo Piano печатают сотни разномасштабных моделей.

Деревья на макете, напечатанные с помощью 3D-принтера Formlabs.
Фото: пресс-служба Formlabs

«Применение аддитивных технологий позволяет архитекторам предвидеть влияние определенных конструктивных особенностей. Например, увидев модель своими глазами, специалист может измерить такие аспекты, как поток света, проходящий через структуру здания, с более высокой точностью», – добавила

Светлана Бодиловская, старший менеджер по маркетингу в Восточной Европе и Африке компании Formlabs.

Рендер: пресс-служба Formlabs

3D-печать: не нужно бояться прогресса

О 3D-строительстве и его перспективах мы поговорили со старшим научным сотрудником Научно-исследовательского института строительных материалов и технологий (НИИ СМиТ), кандидатом технических наук Алексеем Адамцевичем.

– Распространен ли такой вариант возведения зданий в России?

– С одной стороны, значительная часть наиболее востребованных в мире технологий строительной 3D-печати – родом из нашей страны. Это и проект Андрея Руденко, и первый мобильный строительный 3D-принтер Никиты Чен-юн-тая из Apis Cor, и, наконец, серийные портальные машины «АМТ-Спецавиа». С другой стороны, мы – одно из немногих развитых государств, где до сих пор отсутствуют системные меры стимулирования спроса на подобные новшества.

Фактически возникла ситуация, когда имея передовые технологии в перспективной сфере, Россия рискует упустить тренд на формирование нового рынка, что может привести к уходу хороших стартапов в другие страны, где этот рынок активно формируется.

– Как вы думаете, есть ли шанс перейти от традиционного возведения зданий к строительству исключительно с помощью новых технологий, как BIM и 3D?

– Лично мое мнение – это неизбежный процесс. Все отрасли всегда идут по пути повышения производительности за счет автоматизации процессов. У строительной – накопился отложенный спрос на инновации и внедрение технологий автоматизации. Похоже, мы как раз живем в то время, когда долго копившийся спрос будет наконец реализован. Вероятно, стоит ждать новой технологической революции.

– Если в скором времени все будет делать машина, каким вы видите будущее строителей?

– Бояться прогресса не нужно – он неизбежен. Правильная тактика: быть на гребне развития. Хороший пример, немецкая компания PERI, мировой лидер в производстве опалубки для монолитного строительства. Как ни странно, но именно они сейчас считаются локомотивом продвижения 3D-печати в Германии. А ведь именно рынок опалубки первым окажется под ударом в случае перехода отрасли на аддитивные технологии. Но если бороться бессмысленно – надо возглавить, в этом смысле, фирма поступает очень дальновидно.

– Может ли печать на 3D принтерах сократить сроки строительства? Чем это удобно для специалистов отрасли и будущих пользователей зданий?

– И сроки, и стоимость. Аддитивное строительное производство – это не так сложно и дорого, как может показаться. Применение технологий строительной 3D-печати уже сейчас связано с доступным жильем для малоимущих семей и различными недорогими объектами социальной инфраструктуры. Например, в Индии недавно был предложен проект печати туалетов для обеспечения ими всех жителей страны.

Понимание экономических показателей такого вида производства уже есть: это отказ от использования опалубки, составляющей порядка 50% себестоимости возведения монолитной конструкции, снижение расходов на работников и заработную плату, избавление от трат на вывоз мусора, так как 3D-печать – практически безотходное производство. И самое главное: сокращение продолжительности инвестиционно-строительного цикла и более быстрый возврат инвестиций.

Что касается удобства для пользователей, думаю, что через некоторое время каждый из нас сможет получить загородный дом в любом архитектурном стиле – хоть в форме инопланетного модуля, хоть в виде замка Винтерфелл. Нужно будет лишь заказать его модель и вызвать строительный 3D-принтер на участок. При этом, не нужно будет беспокоиться о поиске высококвалифицированных архитекторов и скульпторов.

– Обучаются ли студенты МГСУ навыкам 3D-печати в строительстве?

– Задача любой системы высшего образования – готовить специалистов для обеспечения рынка востребованными кадрами. Как я уже сказал, ниша строительной 3D-печати в России пока не сформирована. Поэтому и запроса на кадры, у которых в дипломе указывалось бы что-то напрямую связанное с этой темой 3D-печати, к нам пока не поступает.

Однако надо отметить, что все не так плохо. Важной особенностью технологии является то, что для печати строительного объекта нужно создать его информационную модель. Традиционные чертежи тут уже не подойдут. Поэтому необходимо обеспечить подготовку специалистов, владеющих САПР и средствами компьютерных расчетов, а также понимающих, что такое BIM и как его использовать на всех стадиях жизненного цикла. Эти направления у нас в вузе есть и активно развиваются.

Начать просмотр

ВОПРОСЫ #6

Что такое BIM-технологии

BIM (Building Information Modeling) – это технология информационного моделирования в строительстве, включающая процессы создания, изменения и последующего использования виртуальной копии здания.

BIM-технология используется на всех стадиях жизненного цикла объекта — от проектирования, строительства и эксплуатации до реконструкции.

С помощью BIM специалисты создают не просто картинку в 3D-формате, а базу данных, где хранится вся информация об объекте: сколько нужно стройматериалов, какова начинка здания, а главное – в модели можно увидеть проблемные участки будущего объекта еще на этапе проекта и исправить их – одним кликом компьютерной мыши.

Особенность BIM в том, что строительный объект проектируется как единое целое. Изменение какого-либо параметра влечет за собой автоматическое изменение связанных с ним параметров и объектов, вплоть до чертежей, визуализаций, спецификаций и календарного графика.

BIM позволяет создавать и контролировать не только сам объект на всем его жизненном цикле, но и все, что расположено рядом – дороги, поликлиники, школы и так далее.

Использование технологии информационного моделирования позволило существенно сократить время прохождения экспертизы, минимизировать многократные корректировки проекта. Грамотная проработка и синхронизация разделов проектной документации позволила оптимизировать затраты на строительство.

Все московские застройщики, работающие с проектами по государственному заказу, должны перейти на BIM-технологии. При этом в столице технологии информационного моделирования уже использовались при строительстве таких объектов как:

Москва стала пилотной зоной внедрения технологий информационного моделирования в программу реновации. Апробация BIM-технологий на пилотных объектах – один из важных шагов не только к централизованному применению информационного моделирования в Москве, но и к формированию единого информационного городского пространства.

Использование BIM-технологий позволило сократить сроки проектирования инфекционного центра в Новой Москве.

Одним из преимуществ использования BIM при проектировании инфекционной больницы стало высокое качество проектной документации в части увязки смежных разделов по архитектурно-строительным и инженерным системам.

К примеру, с помощью BIM оперативно выявляли коллизии при разработке проектных решений по системе вентиляции. Это позволило исключить переток воздуха из грязной зоны в чистую, обеспечив полную изоляцию от попадания вируса во внешнюю среду.

BIM-форум – это не только смотр передовых достижений в области информационного моделирования, но и профессиональная дискуссионная площадка для двух тысяч игроков рынка: проектировщиков, девелоперов, поставщиков строительных материалов и услуг, представителей власти и зарубежных экспертов.

IV Международный BIM-форум проходил в Москве 13-14 апреля 2021 года. Состоялось более 50 сессий, посвященных самым разным аспектам цифрового развития архитектурно-строительной отрасли. В мероприятии приняли участие около 3 тыс. человек, в том числе зрители прямой трансляции.

Особое внимание уделялось вопросам государственной экспертизы BIM-моделей, нормативно-технического регулирования, межплатформенного взаимодействия всех участников проекта, а также новым возможностям информационного моделирования на разных стадиях жизненного цикла объектов.

В проектах, которые непосредственно связаны с использованием строительной 3D-печати, заинтересованные студенты НИУ МГСУ все же могут поучаствовать в ходе своего обучения, но уже факультативно. Обычно это происходит на проектах, реализуемых нашим университетом по заказу организаций-партнеров.

Стройкомплекс подготовит более 1000 ТИМ-специалистов

Инновации в строительстве

В ТиНАО появится завод готовых квартир

3Д принтер для строительства дома

На 3D-принтерах сегодня можно печатать как жилые, так и нежилые постройки. Речь идет не только о миниатюрных летних домиках, но и о многоэтажных конструкциях, пригодных для круглогодичного проживания. Их изготавливают на основе бетона, поэтому по своим техническим характеристикам они почти идентичны стандартному жилью. С помощью 3D можно создавать здания необычной формы и конфигурации, воплощать в жизнь самые авангардные дизайнерские решения. Это намного проще и дешевле, чем пытаться реализовать ту же задумку по традиционной строительной технологии.

Основные перспективы 3D-печати в строительстве относятся к двум направлениям. Первое — это экономически рациональное создание уникальных построек по авторским проектам. Второе — это обеспечение малоимущих слоев населения долговечным, экологичным, удобным жильем с минимальными финансовыми вложениями. К сожалению, развитию обоих этих направлений сегодня препятствует отсутствие законодательной базы для 3D-строительства. В отсутствие единых для всей отрасли стандартов и нормативов эта технология не может стать по-настоящему массовой. В этой статье будет дан обзор уже реализованных проектов 3D-строительства, описаны нюансы строительных смесей и принтеров, а также перечислены объективные плюсы и минусы данной технологии.

Технологии строительных 3D-принтеров

Строительные 3D-принтеры оснащены экструдерами, из которых выдавливается бетон и укладывается послойно, формируя внешние и внутренние стены будущего здания. Чертеж здания предварительно разрабатывается в виде трехмерной модели в компьютерной CAD-программе. Чтобы придать бетону необходимую жидкую консистенцию, его смешивают с водой и добавками. Полученную смесь под давлением подают в шланг, подсоединенный к головке принтера. Из головки материал поступает на предыдущие напечатанные слои или непосредственно на строительную площадку.

Если сравнивать с обычным строительным бетоном, материал для 3D-строительства по своим характеристикам будет больше всего напоминает марку М50. Чтобы придать ему дополнительную прочность, стены постройки армируют. С этой целью в раствор добавляют фиброволокно либо укладывают в стены стекловолоконную арматуру.

ВНИМАНИЕ : Стены готовой постройки не будут идеально гладкими. Живым строителям придется выровнять их, оштукатурить, выполнить облицовку.

3D-печать не слишком удобна для создания длинноразмерных конструкций. В отсутствие законодательства, которое регламентировало бы ее применение для поточной застройки, эта технология будет использоваться в первую очередь для создания:

беседок;
ландшафтных построек;
клумб и скамеек;
небольших мостов;
дачных домиков;
детских городков;
гаражей;
построек хозяйственного предназначения.

Этого уровень среднего и малого 3D-предпринимательства, но не крупных городских застройщиков.

ВНИМАНИЕ : Площадка для 3D-строительства должна быть безупречно ровной. Это требуется и для укладки направляющих рельсов, и для обеспечения их последующей параллельности.

Типы строительных 3D-принтеров

XYZ-принтеры

Такие устройства известны также под названием портальных. Это рамы, по осям XY у которых перемещается печатная головка. Чтобы подвесить головку к раме, задействуют порталы (обычно их три). Для перемещения порталов используют высокоточные шаговые двигатели.

Используют XYZ-принтеры тремя способами:

Если постройка компактная, ее можно распечатать целиком.
Если постройка большая, принтер поставят в цех, и он будет печатать компоненты постройки по отдельности.
Если поместить принтер внутрь возводимой постройки, он сможет распечатать для нее внутренние стены.

Дельта

Дельта-принтеры способны создавать более изощренные объекты, если сравнивать с XYZ-устройствами. Они не привязаны к трехмерным направляющим. Их печатающие головки висят на тонких рычагах, закрепленных за вертикальные направляющие.

Роботы

Принтеры этой разновидности представляют собой роботов-манипуляторов промышленного типа. Они оснащены экструдерами, управляет ими компьютер.

D-Shape

Аппараты D-Shape выделены в отдельную категорию по объективной причине: их филамент представляет собой не раствор, а сухой порошковый материал. Филамент укладывается послойно с желаемой толщиной и уплотняется, потом его пропитывают связующей субстанцией из сопла принтера. Затем с готового элемента снимают излишнее сырье.

Строительные смеси

3D-печать в строительстве производится на основе бетона. При прохождении материала через экструдер могут возникать трудности, поэтому консистенция бетона должна быть такой, чтобы он не растекался и ложился равномерными слоями. Материал должен быстро схватываться, чтобы сохранять форму — однако если процесс будет происходить на слишком высокой скорости, накладываемые слои утратят химическую активность и не сформируют в месте соприкосновения единую структуру. Кроме того, если бетон начнет схватываться чересчур быстро, он забьет сопло, и принтер выйдет из строя. Прочность бетона повышается за счет добавления пластифицирующих веществ. Благодаря им смесь становится более подвижной, водоцементное отношение уменьшается.

ВНИМАНИЕ : Для 3D-печати применяют не тот же самый бетон, что для традиционного строительства. В 3D нужны мелкозернистые смеси, которые каждое предприятие изготавливает по собственной рецептуре. При составлении рецептуры учитывается специфика целевых объектов, а также нюансы конструкции принтера и его сопла.

Примеры домов, напечатанных на строительном 3D-принтере

Дома, распечатанные по 3D-технологии, уже возведены во многих странах мира: России, Китае, США, ОАЭ. Вот несколько наиболее ярких тому примеров.

АМТ «Спецавиа»

Это ярославское предприятие сначала специализировалось на производстве ЧПУ-станков, а теперь переориентировалось на разработку строительных 3D-принтеров. Визитной карточкой этой компании стала постройка для охранников Екатеринбургского цементного завода, стилизованная под замок Винтерфелл из «Игры престолов». Первый объект недвижимости площадью 165 кв. м АМТ распечатали в 2015 году: часть конструкции создавалась на площадке, а часть поставлялась с завода в разобранном состоянии.

Apis Cor

Иркутское предприятие Apis Cor пользуется любопытной технологией: печатная головка размещена на телескопической штанге, которая регулируется по высоте и размещается на поворотной платформе. Такая установка печатает из гипсовой смеси стены вокруг себя. После завершения работ принтер легко транспортировать на новую строительную площадку с помощью обычного подъемного крана. В 2019 году компания возвела в Дубае дом площадью 640 кв. м, для чего потребовалось 500 часов работы принтера. В Ступино аналогичная постройка была возведена для демонстрационных целей, не для проживания.

Winsun

Китайская компания Winsun присутствует на рынке с 2003 года и успела за это время зарегистрировать 225 национальных патентов. Прагматичная цель ее такова: обеспечить доступным жильем малоимущие слои населения, вдвое сократить строительные издержки и за счет применения экологичных материалов добиться того, чтобы в китайских городах не стояла дымка смога.

В 2014 году Winsun сделали амбициозное заявление о том, что готовы напечатать 10 жилых домов за 10 суток. В итоге они действительно возвели 10 домов площадью 200 кв. м и стоимостью всего $4 800 каждый. Конфигурация у домиков была самая примитивная, но в них можно было заселяться.

В 2015 году в промышленном парке в Сучжоу Winsun реализовали более сложные 3D-проекты: уютный особняк площадью 1 100 кв. м и пятиэтажный жилой дом. Габариты принтера, который использовался для этих работ, составили 6 × 10 × 40 м. Блоки печатались по отдельности, а затем монтировались в цельную конструкцию. Для производства строительной смеси задействовали строительные и промышленные отходы, стеклопластик, песок, цемент и специализированный отвердитель. И стройматериалов, и времени потребовалось в 3 раза меньше, чем на возведение построек по традиционной технологии, а состав строительной бригады уменьшился в 5 раз.

CyBe Construction

В 2019 году к этой голландской компании обратились клиенты из ОАЭ. Они хотели бы, чтобы к 2025 году 25 % всех новых зданий в Дубае возводились по 3D-технологии. Первое в мире офисное здание, построенное в 3D, находится именно в Дубае. CyBe Construction пригласили продемонстрировать свои возможности в парке SRTI — исследовательском центре, специализирующемся на водных технологиях, возобновляемых источниках энергии, экологических технологиях, цифровизации, промышленном дизайне 4.0, мобильности и умных городах. Строительный 3D-принтер CyBe Construction работает со скоростью до 600 мм/с и создает все несущие конструкции для здания менее чем за час. Он может выполнять опалубку, стены, канализационные ямы, полы.

D-Shape

Как уже упоминалось выше, печатная технология D-Shape несколько отличается от остальных. Она задействует метод стереолитографии, а в качестве филамента выступает песок с неорганическим связующим составом. По своему внешнему виду такой материал напоминает мрамор, а по прочности и долговечности превосходит и железобетон, и каменную кладку. Для полного высыхания смеси достаточно лишь 24 часов. Уже в 2012 году компания заявляла о готовности распечатывать двухэтажные здания с внутрикомнатными стенами, лестницами, трубопроводами, сводчатой крышей, колоннами и прочими элементами. Приоритетом развития D-Shape считают создание домов нестандартной формы, которым не страшны ураганы, землетрясения и прочие стихийные бедствия.

BatiPrint

В 2017 году на Неделе дизайна в Нанте (Франция) компания BatiPrint распечатала жилой дом под названием Yhnova House. Этот социальный проект был разработан учеными из Нантского университета. Сначала его открыли для просмотра и посещений, а затем в дом заселились люди. Площадь Yhnova House составляет 95 кв. м, в нем 5 комнат. Постройка является энергоэффективной, поэтому счета за услуги ЖКХ у ее обитателей ниже, чем у жителей обычных домов. BatiPrint задействовали для печати руку робота, направляемую лазером. Процесс строительства не зависел от капризов погоды, для постройки не потребовалось возводить леса. Создатели проекта особенно акцентировали внимание на том, что отходов и вреда для экологии от него было намного меньше, чем при традиционном строительстве.

WASP

Итальянцы WASP в сотрудничестве с архитекторами из Mario Cucinella Architects возвели в Болонье необычные жилые дома легко узнаваемой скругленной формы. Этот проект получил название Tecla. Для строительства домов задействовали вторсырье и XYZ-принтер под названием Crane. Ранее компания распечатала дом GAIA, созданный в буквальном смысле из сырой земли. Строители руководствуются принципом «нулевого километра» — им важно, чтобы стройматериалы были местного происхождения, и их не приходилось бы везти из других регионов или стран.

Само название бренда WASP переводится как «оса». Его команда черпает вдохновение у природы и стремится в первую очередь к экологичности и энергоэффективности. Компания ставит своей задачей возведение не отдельных построек, а экопоселков, призванных решить проблему перенаселения планеты и дефицита традиционных ресурсов. В основу планировки таких поселков положены пчелиные соты. Несмотря на то что постройки от WASP внешне напоминают летние домики, они рассчитаны на круглогодичную эксплуатацию.

Contour Crafting

Американская компания Contour Crafting обладает более чем 100 патентами и рассматривает скорость строительства как основной приоритет. На строительство одного дома она планирует тратить менее недели, а заселяться туда можно через 2–5 дней после завершения строительства. 3D-принтер от Contour Crafting весит всего 360 кг, а стандартный радиус его действия составляет 12 м и допускает возможность увеличения. По заявлению представителей компании, их технология более перспективна, чем та, что используют в Winsun. Китайцы сочетают 3D-технологии с традиционным подходом, а Contour Crafting стремится полностью автоматизировать процесс, тем самым максимально ускорив и удешевив его. Дом не придется собирать по частям: принтер послойно возведет его из цемента прямо на строительной площадке.

Плюсы и минусы

Темпы развития 3D-технологий позволяют предположить, что недостатки, с которыми строителям пока приходится мириться, будут преодолены в самом ближайшем времени.

Плюсы

Постройку с оригинальным дизайном гораздо проще и дешевле напечатать в 3D, чем выстроить по традиционным технологиям.
3D-печать позволяет воплотить в жизнь практически любые фантазии архитекторов и дизайнеров.
Процесс печати происходит быстро и точно. Принтер безошибочно переносит все детали проекта в материальную реальность. Если что-то пошло не так — значит, в проекте была ошибка либо попался некачественный филамент.
Потребность в человеческом труде практически отпадает.
От строительства остается меньше мусора и отходов. Все компоненты распечатываются точно в нужном количестве под конкретный проект. Если какие-то компоненты по непредвиденным причинам остались неиспользованными, их можно утилизировать (то есть изготовить из них новый филамент).
Строительный процесс создает ощутимо меньше рисков и угроз как для людей, так и для окружающей среды.

Минусы

Живые строители, производители традиционных строительных материалов, предприятия по аренде строительной техники остаются без работы.
Тем живым работникам, которые все-таки будут задействованы в процессе, придется срочно получать новые навыки и повышать квалификацию.
Сегодня многие принтеры способны печатать только на одном типе филамента.
Выбор строительных филаментов ограничен.
С хранением и транспортировкой принтеров с одной строительной площадки на другую могут возникать проблемы.
Разработку моделей для печати зданий можно доверять только экспертам, которых пока крайне мало. Недостаток знаний или опыта может привести к обрушению конструкции и прочим малоприятным последствиям.
Сборка готовых компонентов на месте в ряде случаев может оказаться такой же длительной, как и строительство по традиционной технологии.
Современное законодательство недостаточно совершенно для того, чтобы поставить 3D-строительство на поток.

3D-технологии уже сейчас позволяют строить комфортные жилые дома для круглогодичного проживания. Это могут быть как компактные домики с минимальной площадью и стоимостью, так и просторные особняки и пятиэтажные многоквартирные дома. С технологической точки зрения эти объекты такие же прочные и долговечные, как их аналоги, возведенные по традиционным технологиям.

Более того, они более экологичны и энергоэффективны, а затраты на их производство существенно ниже (и по расходу материалов, и по затраченному времени и труду). Однако на поток 3D-строительство пока что не может быть поставлено ввиду отсутствия соответствующего законодательства.

Сегодня строительство в 3D вынуждено ограничиваться локальными проектами от малого и среднего бизнеса. В перспективе эта технология поможет решить проблему перенаселения планеты, нехватки социального жилья и доступных ресурсов. Кроме того, 3D-печать позволяет воплотить в жизнь практически любые фантазии архитекторов и дизайнеров.

Стартапы с технологиями 3D-печати снизят стоимость жилья и время строительства

Компании из Дании COBOD и PERI напечатали на 3D-принтере стены четырех домов за четыре дня на недавней выставке bautec 2020 в Берлине. В течение четырех дней эту демонстрацию Tour de Force посмотрели тысячи посетителей. Если быть точным, компания напечатала стены для 3,5 домов и два логотипа Bautec со скоростью восемь квадратных метров в час.

COBOD — одна из наиболее перспективных компаний 3D-печати в сфере строительства, которая вместе с PERI намерена в реальном времени продемонстрировать альтернативу традиционным методам, применяемым в бетонном строительстве. В традиционном строительстве сроки выполнения заказов трудно прогнозировать и контролировать, и есть проблемы с транспортировкой за пределы площадки и с безопасностью на площадке. Весь процесс часто очень расточителен для глобальной экологии. Гражданские инженеры используют процедуры литья или сборного железобетона на строительной площадке, чтобы создавать конструктивные объекты, поддерживающие мосты, дома и здания. Материалы, как правило, обычного портландцемента. Альтернативы этим методам широко рекламировались в отраслевой прессе и других публикациях, но COBOD и PERI первыми продемонстрировали 3D-печать дома в режиме реального времени перед 30 тыс. человек.

Используя один из строительных 3D-принтеров COBOD: BOD2 3D, COBOD и PERI печатали с 9 до 17 часов во время выставки. Цель заключалась в том, чтобы продемонстрировать надежность их 3D-печати в масштабах строительства. В первые три дня группа успешно напечатала небольшой дом. В последний день выставки bautec руководители выставки попросили COBOD и PERI распечатать несколько логотипов Bautec, что они и сделали.

Принтер COBOD BOD2 является модульным с шагом 2,5 метра и достигает 10 метров в высоту и 15 метров в ширину. Длина BOD2 увеличивается до бесконечности или до тех пор, пока это необходимо. Он печатает со скоростью 100 см/сек. Ограниченные рамками выставочной обстановки, COBOD и PERI напечатали дома с тремя спальнями со стенами примерно 4 на 4 метра с более медленной скоростью 25 см/ сек. Частично причиной более медленной настройки было соответствие директиве ЕС по машиностроению и робототехнике. Директива требует, чтобы вокруг принтера был установлен защитный забор, если аппарат будет печатать с максимальной и наиболее эффективной скоростью. Отказавшись от ограждения для выставочных целей, COBOD и PERI выбрали открытый, без ограждения дисплей с BOD2, работающим на более медленной скорости.

Генрик Лунд-Нильсон, генеральный директор COBOD, заявил, что компания достигла своей цели на выставке, но цель компании — печатать со скоростью 20 квадратных метров в час. При такой скорости принтер COBOD может напечатать дом большего размера, чем тот, который был напечатан в Bautec за 24 часа.

3D-принтеры в строительстве уже начали применяться в реальности. Недавно, Icon, стартап из Остина, штат Техас, который также разработал собственный 3D-принтер строит шесть небольших домов под названием Community First! Village. Также Icon использует эту же технологию для строительства домов в Мексике для людей живущих в условиях крайней нищеты, создав первый в мире квартал с помощью 3D-печати.

Компания считает, что 3D-печать может существенно снизить стоимость жилья, так как принтер может работать автономно и непрерывно, это наиболее быстрый способ сборки. При этом, дома можно строить разных дизайнов с использованием цифровой схемы.

Несмотря на то, что технология находится на ранней стадии развития, в конечном итоге можно будет напечатать дом за половину стоимости традиционного строительства и за половину времени, благодаря автоматизации в сочетании с низкой стоимостью материала.

Icon, молодой стартап из Соединенных Штатов, провел всего один раунд финансирования и привлек $9 млн, где основным инвестором выступила компания Oakhouse Partners в октябре 2018 года.

Развитие направления 3D-печати происходит по всему миру, в конце января в Дубае было построено самое большое в мире здание, площадью 640 квадратных метров с помощью этой технологии. Строительством этого здания занялась компания Apis Cor. Временный офис Фонда будущего Дубая был построен за 17 дней и стоил около $140 тыс.

Apis Cor также разработала собственный 3D-принтер, провела обширные исследования и разработки для тестирования своего материала на основе гипса, который используется для стен и конструкции. Здание в форме дуги, которое построила компания, дало Дубаю и его администрации доказательство того, что их стратегия 3D-печати будет успешной. Мохамед Аль Гергави, министр по делам кабинета Объединенных Арабских Эмиратов, утверждает:

«Исследования показали, что технология может сократить время строительства на 50-70%, а затраты на рабочую силу на 50-80%».

Apis Cor, стартап из Бостона, штат Массачусетс, основанный в 2014 году провел раунд долгового финансирования, где привлек $3 млн, основным инвестором выступила компания Rusnano Sistema Sicar.

Примеров когда стартапы начинают внедрять технологию 3D-печати в индустрию появляется все больше, и эта новая технология значительно изменит отрасль строительства, снижая стоимость жилья, делая его более доступным и персонализированным для людей.

Интерфакс-Недвижимость / BIM-технологии могут ускорить строительство домов по реновации в Москве

12 августа 2021, 10:31

Москва. 12 августа. ИНТЕРФАКС-НЕДВИЖИМОСТЬ — BIM-модели позволят исключить коллизии и более корректно подсчитывать строительные объемы — и тем самым ускорят строительство жилья по программе реновации, сообщила пресс-служба столичного стройкомплекса.

«Благодаря использованию BIM-модели может быть значительно повышено качество проектирования. Так, принципиальный момент — исключение коллизий и более корректный подсчет строительных объемов. Все это серьезно влияет на срок реализации проектов, включая процесс согласования и доработок», — рассказал заместитель мэра Москвы Андрей Бочкарёв.

Благодаря большей точности проектов сроки согласования и строительства будут сокращаться, а темпы реализации программы реновации вырастут, отметил вице-мэр.

Так, BIM-технологии уже использовали при проектировании пилотного дома по реновации на Судостроительной улице в Москве. В информационную модель были включены архитектурные и конструктивные решения, коммунальные сети, системы пожаротушения, электроснабжения и электроосвещения и пр.

Четырехсекционный дом на 110 квартир с одноуровневой подземной парковкой по адресу: Судостроительная, вл. 15, построенный с применением информационной модели ТИМ, планируется сдать в эксплуатацию в первом квартале 2023 года, заявлял ранее глава департамента градостроительной политики Москвы Сергей Лёвкин.

Напомним, 5 марта 2021 года председатель правительства РФ Михаил Мишустин подписал постановление, которое с 1 января 2022 года закрепляет обязательность применения BIM (ТИМ)-технологий на всех этапах жизненного цикла объектов социального, культурного, спортивного и образовательного назначения, финансируемых за счет бюджета.

BIM-технологии предполагают создание компьютерной 3D-модели будущего объекта, содержащей всю необходимую информацию о нем. Технология информационного моделирования зданий позволяет создавать трехмерные виртуальные модели любого здания, каждый элемент в котором имеет конкретные физические свойства. Такая модель коллективно создается всеми участниками процесса и используется в течение всего жизненного цикла проекта.

Эксперты ожидают, что внедрение BIM-технологий позволит сократить сроки строительства жилья на 30%.

Программа реновации жилищного фонда Москвы была утверждена летом 2017 года. Она предусматривает расселение более 350 тыс. квартир общей площадью примерно 16,4 млн кв.м, в которых проживает около 1 млн москвичей. Всего в программу включено 5 175 домов, завершить ее планируется в 2032 году. Для строительства новых домов в городе подобрано 500 стартовых площадок.

Печать домов на 3D принтере: перспективы развития технологии

29 апреля 2016 г.

Возведение любого здания предполагает наличие элементарных структурных единиц: кирпичей, панелей, готовых модулей. Создание новых единиц и их существование определяются многими факторами, но прежде всего ценой и возможностями комбинации. Как правило, чем массивнее такая единица, тем быстрее возводится здание и тем меньше его цена, но из-за этого постройки, как правило, лишены индивидуального характера. Контурное строительство, которое предлагает просто распечатывать дома на специальных 3D принтерах, может стать революцией в решении этой дилеммы.

Технология 3D принтеров не так нова, как может показаться на первый взгляд: она была разработана ещё в 1984 году компанией Charles Hull. Через четыре года была создана первая модель 3D принтера для печати в домашних условиях.

Первый 3D принтер для печати в домашних условиях SLA-250

Но пик популярности 3D принтера, как и скачок в развитии технологии, приходится на XXI век: уже сейчас принтер может печатать большую часть своих собственных деталей, ведутся эксперименты по использованию биоматериалов для картриджей, что позволит печатать даже человеческие органы. Неудивительно, что достаточно большой 3D принтер представляется идеальным вариантом для строительства домов.

Принтер для контурного строительства домов

Суть технологии в том, что специальным устройством послойно укладывается пластичный материал, заправленный в картриджи. «Распечатать» дом на таком устройстве можно будет за считанные дни, при этом сведя отходы от стройки фактически к нулю.

3D принтер для строительства, разработанный в университете Лафборо

На данный момент в промышленных масштабах проект такого принтера реализован только китайской компанией Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co. Устройство высотой 150 метров пока может «печатать» только типовые конструкции не более 6 метров в высоту.

Дом, напечатанный на 3D принтере

Но в перспективе, при развитии технологии, контурное строительство предполагает очень большую гибкость в реализации архитектурных проектов. На одном и том же принтере, не закупая новые материалы, только внося изменения в программу, можно будет возводить самые разные по форме здания. Уже сейчас архитекторы из Universe Architecture (Голландия) планируют «напечатать» дом в форме ленты Мёбиуса.

«Ландшафтный дом» в форме ленты Мёбиуса

Пока не разработано 3D принтеров, позволяющих «печатать» высотные здания, но и в этом направлении идёт активный поиск решений. Компания MX3D планирует «распечатать» мост в Амстердаме, чтобы впоследствии применить протестированную таким образом технологию к строительству высотных зданий.

Проект «напечатанного» моста MX3D

Использование 3D принтера может стать идеальным решением для строительства дешёвого, но уникального жилья быстро и без отходов. И такой способ возведения зданий может быть востребован не только на Земле: эти качества также важны, если строить дома на других планетах. Уже сейчас Nasa планирует использовать 3D принтер, разработкой которого занимается профессор университета Южной Калифорнии Берок Кошневиц, для постройки обитаемой базы на Луне.

Проект возведения обитаемой базы на Луне

3D-технологии в строительстве и проектировании

3D-технологии в строительстве

Генеральный директор «КБК Проект»

3D-технологии в строительстве и проектировании в ближайшие пару десятков лет кардинально изменят строительную отрасль. Мнение Василия Костина, генерального директора “КБК Проект”.

Содержание статьи [развернуть]

Например, в ОАЭ собираются построить 25% объектов посредством 3D-технологий к 2030 году. Такие объемы достигаются за счет увеличения высотности строительства, поэтому с нетерпением ждем, когда будут решены проблемы, связанные с вертикальным армированием напечатанных многоэтажек и будет решен весь связанный с этим комплекс задач. Но даже сегодня скорость 3D-строительства (сотни квадратных метров в сутки) позволяет нам быть уверенными, что такие темпы вполне возможны.

Пример зD строительства: офисы в Дубае

Преимущества 3D-строительства

Преимущества 3D-строительства — экологичность, безопасность, высокая скорость строительства и снижение расходов. Это и минимум строительного мусора, и применение побочных продуктов производства в качестве строительного материала (геополимеров).

Напечатанные дома значительно надежнее построенных другими способами в том же ценовом сегменте (деревянных, композитных и т.п.).

За счет того, что проектирование, планирование и реализация проекта становятся единым процессом, сокращение сроков достигает 80%. Пропуск целого ряда этапов строительства существенно удешевляет проект. Действительно, те же китайцы утверждают, что стоимость строительства сокращается на 50%, экономия на расходных материалах составляет 60%, а трудочасов нужно на 80% меньше, чем обычно. Ну и наконец, гибкий дизайн выделяет напечатанные объекты среди прочих на рынке.

Недостатки 3D-строительства

Из-за определенных ограничений 3D-технологии строительства пока применяются только в малоэтажном строительстве (не более шести этажей), а это – сегмент среднего и малого предпринимательства, в котором вопрос стоимости оборудования стоит весьма остро.

3D-строительство в России

Особо отмечу, что Россия не просто принимает технологии 3D-строительства, но и является одной из площадок их развития! Именно у нас изобретен мобильный 3D-принтер, позволяющий печатать дома прямо на месте.

Российские компании успешно заходят на европейский рынок, именно российская компания осуществила печать первого 3D-дома в Дании. У нас есть огромный интеллектуальный потенциал. И я верю, что этот потенциал будет реализован в преодолении таких сложностей, как увеличение этажности 3D-строительства, устранение климатических препятствий и так далее.

Ожидаемые технические решения позволят нам совершить настоящую революцию на строительном рынке, перевернув все привычные представления о скорости, себестоимости, качестве и эстетической гибкости строительства.

Жилой дом впервые напечатали на принтере в Европе

2021-07-30T04:18:00+03:00

2021-07-30T07:17:53+03:00

2021-07-30T04:18:00+03:00

2021

https://1prime.ru/sience/20210730/834335602.html

Жилой дом впервые напечатали на принтере в Европе

Наука

Новости

ru-RU

https://1prime.ru/docs/terms/terms_of_use.html

https://россиясегодня.рф

В Германии завершено строительство первого жилого эко-дома, созданного на 3D-принтере, пишет RT со ссылкой на издание Welt. Процесс создания строения продлился 14 дней, при этом… ПРАЙМ, 30.07.2021

наука, технологии, жилье, европа, новости, технологии, наука

https://1prime.ru/images/83409/81/834098147.jpg

1920

1440

true

https://1prime.ru/images/83409/81/834098147.jpg

https://1prime.ru/images/83409/81/834098146.jpg

1920

1080

true

https://1prime.ru/images/83409/81/834098146.jpg

https://1prime.ru/images/83409/81/834098134.jpg

1920

true

https://1prime.ru/images/83409/81/834098134.jpg

https://1prime.ru/tourism/20210729/834331170.html

Агентство экономической информации ПРАЙМ

7 495 645-37-00

ФГУП МИА «Россия сегодня»