Московские девелоперы начинают тестировать 3D-принтеры

Сегодня процесс строительства, несмотря на все большую автоматизацию, требует много ручного труда и остается, по сути, на уровне столетней давности, считает Сергей Егоров, партнер, директор «S.A. Ricci жилая недвижимость». Но 3D-печать способна изменить ситуацию кардинально – полностью автоматизировать все процессы и тем самым многократно их ускорить.

«За 3D-принтерами будущее. Технология позволит воплощать в жизнь необычные, детализированные, сложные архитектурные объекты при минимальных инвестициях: принтер сможет печатать при одинаковых затратах сооружения любой формы (сейчас для реализации каждого уникального объекта разрабатываются столь же уникальные технологии). Нарисованные дома смогут чудесным образом материализовываться в точности такими, какими были задуманы», – вдохновлен перспективами гендиректор IND Architects Амир Идиатулин.

Проба пера

По словам гендиректора компании «Спецавиа» (производитель 3D-принтеров) Александра Маслова, строительные 3D-принтеры находятся на начальном уровне развития: «Можно сказать, что сейчас это «паровая машина». В 1995 г. американский ученый Берок Хошневис запатентовал технологию трехмерной печати из материалов, сделанных на основе керамических полимеров. В 2000-х гг. в Великобритании уже велась разработка принтеров, печатающих детали зданий из традиционных материалов на основе цемента. К 2014 г. технологии развились до строительства при помощи 3D-принтеров жилых домов из бетона – тогда китайская WinSun напечатала 10 зданий, в настоящее время в арсенале компании есть даже пятиэтажный дом. Также в Китае активно используют эти технологии компании ZhuoDa group и HuaShang Tengda. «Это проба пера, – считает Маслов. – Технологии еще далеки от совершенства, кроме того, у 3D-принтеров пока небольшая производительность – до 1 куб. м в час (если печатать просто стены). За 100 часов можно напечатать 100 кв. м дома».

Для строительства применяются портальные принтеры, в основании которых направляющие рельсы, по ним передвигается конструкция с головкой, которая слой за слоем согласно переданному в принтер G-коду печатает из бетонных смесей изделия любой формы – от скамеек и скульптур до перегородок и стен зданий (несъемная опалубка), в соответствии с нарисованным в любом графическом редакторе проектом. «Несъемная опалубка, в которую потом укладывается арматура и заливается бетон, может быть любой формы, принтеру все равно, что печатать, – прямую линию или сложную, изогнутую. Технология напоминает монолитное строительство, но имеет важные преимущества: высокая скорость и точность печати, возможность создавать элементы любой формы и без ошибок, обусловленных человеческим фактором», – рассказывает Маслов.

Мало чем отличается эта технология и от панельного домостроения. 3D-принтеры целесообразно использовать для создания именно элементов здания – любых, за исключением крыши, фундамента и перекрытий, – в заводских условиях. Непосредственно на стройплощадке их применять довольно неудобно из-за сложностей с установкой на месте и ограниченных размеров. Например, максимальный размер принтеров «Спецавиа» – 12 м на 16 м, а принтер должен быть больше сооружения, которое он печатает.

Впрочем, примеры печати зданий прямо на фундаменте существуют. Недавно на территории Екатеринбургского цементного завода таким способом построили двухэтажное здание в виде башни замка Винтерфелл из сериала «Игра престолов» (25 кв. м, высота – 5,5 м). Как рассказывает гендиректор завода Ринат Брылин, они экспериментировали с разрабатываемыми на предприятии бетонными смесями для принтера.

Самая перспективная область применения портальных 3D-принтеров в строительстве – создание уникальных, сложных частей зданий с минимальными усилиями в короткие сроки. «Таким образом, портальные 3D-принтеры могут интегрироваться в существующие строительные технологии, усовершенствовать их», – считает директор по инвестициям Est-a-Tet Владислав Луцков. Однако это далеко не все возможности, которые способна открыть 3D-печать.

Мобильный поворот

Вывести сферу трехмерной печати зданий на новый уровень могут мобильные 3D-принтеры. Российская компания Apis Cor разработала такой принтер. С 9 по 11 декабря на территории Ступинского завода ячеистого бетона в Подмосковье компания представит распечатанный при поддержке ГК ПИК одноэтажный дом площадью 36,8 кв. м.

По словам менеджера проекта Apis Cor Анны Чен-Юн-Тай, их конструкция в корне отличается от принципа работы портальных приборов. «Это своеобразный башенный кран, который печатает здание изнутри. Он имеет небольшие габариты, в сложенном состоянии 4 м в длину и 1,5 м в высоту, весит 1,5 т. Установка принтера на стройплощадке занимает всего около часа», – описывает Чен-Юн-Тай.

Принтер сканирует поверхность и начинает печатать: несъемную опалубку для фундамента, самонесущие стены и перегородки. Таким способом можно строить даже многоэтажные здания: за раз принтер печатает один этаж, после чего его извлекают наружу, например, при помощи обыкновенного башенного крана, устанавливают перекрытие, возвращают на него принтер – и он печатает следующий этаж.

Уже сегодня, по словам Чен-Юн-Тай, так можно будет строить частные дома площадью около 100 кв. м всего за 1–3 дня вместо стандартного месяца и за меньшие деньги – экономия может составлять до 30% за счет сокращения расходов на оплату работы строителей, транспортировку элементов здания, отделочные работы (принтер Apis Cor печатает сразу ровную поверхность).

Первым покупателем мобильного 3D-принтера станет ГК ПИК. «Мы только начали, у нас в планах переговоры с Apis Cor на тему плотного сотрудничества для совместной разработки 3D-принтеров для многоэтажной печати. У этой технологии, безусловно, есть перспективы, и мы хотим быть одними из первых, кто протестирует ее, чтобы понять, насколько она применима (или не применима) в строительстве. Сначала посмотрим, на что способно это оборудование, хотим поэкспериментировать. Потом, возможно, начнем строить с его помощью некоторые элементы зданий, после чего поймем, какова выгода от его использования», – комментирует заместитель директора департамента дизайна ГК ПИК Алексей Дук.

Такой принтер может стоить около 23 млн руб., говорит один из экспертов, пожелавший остаться неназванным. Экономический эффект при строительстве многоквартирных домов пока сложно оценить. Маслов считает, что себестоимость напечатанных частей здания может быть ниже стоимости изготовленных на заводе или отлитых на стройплощадке в 1,5–1,6 раза.

Помимо ГК ПИК тестировать 3D-технологию собирается «Апекс». По проекту «Института гелиотектуры» (создан в 2014 г. для реализации экспериментальных градостроительных проектов под эгидой РААСН), компания планирует построить под Казанью трехэтажное здание-поселок «Семиозерка» на 145 квартир для 700 жителей. «Здесь будет создано автономное поселение с собственными системами очистки воздуха и стоков, энергоцентром. Как раз энергоцентр мы и планируем напечатать. Это экспериментальное здание, логично на нем попробовать и возможности новых строительных технологий», – рассказывает главный архитектор института Сергей Непомнящий. Начало строительства комплекса запланировано на 2017 г., окончание – на 2018 г.

Завтрашний день

По мнению коммерческого директора «Гинт-М» Артема Пантелеева, пройдет еще немало лет, пока технология станет для строителей привычным инструментом. «Быстрее и активнее 3D-технологии будут применяться при создании интерьеров. Например, в офисном пространстве – для организации различных функциональных зон», – говорит эксперт.

В ближайшее время, по прогнозам Егорова, 3D-печать начнет массово использоваться в трех сегментах строительства: в секторе ИЖС для создания частных жилых домов, гаражей, беседок и проч.; для изготовления разнообразных внутренних форм (например, каминов) и декоративных элементов; для создания отдельных строительных деталей для сборки на стройплощадках любого масштаба. Луцков добавляет, что небольшие здания, напечатанные на трехмерных принтерах, благодаря низкой стоимости и высокой скорости строительства могут стать весьма востребованными в проблемных регионах – например, при расселении трущоб, для обеспечения жильем беженцев, пострадавших от стихийных бедствий. Стоимость таких зданий может составлять 250 000–350 000 руб. По словам Маслова, напечатать на трехмерном принтере коробку дома площадью 60 кв. м без отделки обойдется в 250 000 руб., коробка дома такой же площади, построенная по обыкновенным технологиям, – около 1 млн руб.

«В мировой практике технологии могут приобрести массовый характер в течение 3–5 лет, ведь никто не мешает совмещать технологии, использовать гибридные варианты – к примеру, несущие стены строить традиционным путем, а внутренние перегородки изготавливать с помощью принтера», – рассуждает Дук.

Для полного перехода на новые технологии, в частности создания несущих стен и других несущих конструкций при помощи 3D-печати, для начала нужно, чтобы страны приняли соответствующие нормативы. Например, в настоящее время в России строительство всех зданий, площадь которых превышает 1000 кв. м, а высота 12 м (три этажа), подлежат прохождению госэкспертизы, которая оценивает проекты в соответствии с существующими законами и нормативами. «Для полноценного применения 3D-принтеров необходимо внести поправки в Технический регламент о безопасности зданий и сооружений (384-ФЗ) и Технический регламент о требованиях пожарной безопасности (123-ФЗ), возможно, еще потребуются соответствующие изменения в Градостроительном кодексе РФ. Изменения затронут и систему нормативно-технических документов, включенных в перечень национальных стандартов и сводов правил», – комментируют в пресс-службе Госэкспертизы. Дук уточняет, что при этом делать ненесущие элементы зданий можно будет и до принятия новых правил.

Одна из первых стран, которая уже озаботилась созданием необходимой нормативной базы – ОАЭ, где недавно примерно за три недели при помощи китайского 3D-принтера построили одноэтажное офисное здание Dubai Future Foundation площадью 250 кв. м и высотой 6 м.

По мнению гендиректора «Северин проект» Александра Балабина, в течение примерно 10 лет 3D-принтеры начнут массово применять для строительства частных жилых домов. А примерно через 30 лет с помощью новых технологий будут возводить практически любые здания, в том числе высотные. Такого же мнения придерживается Амир Идиатулин: «Возможно, эта технология постепенно заменит типовое домостроение». Или обойдет его «и по ценовым, и по качественным характеристикам», – добавляет управляющий партнер Glorax Development Дмитрий Коновалов. По его словам, скоро должны появиться 3D-принтеры, способные воспроизводить конструкции, запроектированные по BIM-технологии.

По словам директора по строительству RD Group Дмитрия Мамаева, сегодня самые смелые, оригинальные и сложные идеи архитекторов чаще всего разбиваются об ограниченные возможности инвесторов, применяемых технологий и материалов, сложности с транспортировкой и монтажом отдельных элементов зданий и сооружений. Для каждого гениального проекта приходится специально разрабатывать свою уникальную технологию реализации. Именно эти ограничения и могут снять 3D-принтеры.