В Башкирии ближайшим летом планируется напечатать на специальном 3D-принтере двухэтажный жилой дом. Здание будет полностью готово для проживания и станет первым в России такого типа. В преддверии начала работ об амбициозном проекте, научном подходе и экономическом эффекте 3D-печати в строительстве в программе «Интервью» на телеканале РБК Уфа рассказал заместитель директора «Уфимской гипсовой компании», руководитель проекта «Аддитивные технологии в строительстве» Игорь Сандулов.
— Игорь Владимирович, ранее ваша компания анонсировала строительство двухэтажного жилого дома с применением аддитивных технологий, то есть 3D-печати. На какой стадии находится реализация проекта?
— Да, весной этого года мы анонсировали крупнейшее событие в области строительной 3D-печати — первый в России двухэтажный жилой дом площадью 160 кв. м.
Начну с самого главного — так называемых «чернил». Наша компания совместно с Национальным исследовательским Московским государственным строительным университетом разработала сухую строительную смесь торговой марки «Баркрафт», предназначенную специально для 3D-печати. Эта смесь успешно прошла все испытания и показала соответствие новому ГОСТу «Материалы для строительного аддитивного производства», введенному в действие 1 апреля этого года. В итоге на сегодняшний день мы имеем полностью готовую и сертифицированную смесь для 3D-строительства.
Буквально на этой неделе совместно с НИУ МГСУ мы завершаем проектирование непосредственно самого дома и готовимся к устройству фундамента. Стоит отметить, что проектирование нашего объекта выполнено с применением современной технологии информационного моделирования. Она позволяет нам перейти от плоских чертежей к многомерной модели. Мы создаем цифровую модель, которая позволяет гармонизировать не только строительные конструкции, но и все инженерные системы, включенные в проект. Когда мы меняем, например, расположение несущих или ограждающих конструкций, у нас автоматически происходит изменение инженерных коммуникаций, тем самым позволяя создать оптимальную схему здания.
— Где будет расположен дом?
— Мы выбрали несколько участков для реализации этого проекта, в том числе коттеджный поселок «Алкинские пруды», где мы возводим малоэтажные дома пока еще по традиционной технологии, но с использованием собственных современных материалов.
Строительный 3Д-принтер датской компании Cobod, при помощи которого уже напечатаны и печатаются в настоящее время дома в разных странах, мы ожидаем получить уже в июне. Это будет первый принтер в России этой компании. Буквально через несколько дней наши сотрудники смогут пройти обучение у датских специалистов, после чего мы будем готовы к печати нашего объекта.
Для печати двухэтажного дома будет использован строительный 3D-принтер Cobod (Дания). Это принтер портального типа с точным геометрическим позиционированием и с полем печати 15 м длиной, 12,5 м шириной и 9 м высотой. Принтер устанавливается непосредственно на строительной площадке, а для его транспортировки требуется одна еврофура с манипулятором. Время монтажа — около трех часов. Скорость печати может достигать 1 м/с.
— Какими преимуществами обладают аддитивные технологии строительства?
— Это очень интересный вопрос. В первую очередь, мы решаем самую острую проблему в строительстве: дефицит квалифицированных рабочих кадров. Здесь хочется отметить, что уровень производительности труда в строительстве по сравнению с другими традиционными производствами ниже в пять раз. Например, за последние 60 лет производительность труда в промышленном производстве выросла в 86 раз, в сельском хозяйстве — в 18 раз, а в строительстве — всего на 10%.
Второе преимущество — экономия времени. На печать двухэтажного дома уходит всего 72 часа. Печать может выполняться непрерывно и круглосуточно.
Третье — экологичность работ. На площадке не остается никакого строительного мусора и прочих отходов. Все материалы также экологически чистые.
В-четвертых, стоит отметить уникальный дизайн. Благодаря 3D-печати становится осуществима почти любая задумка архитектора. Даже при самых смелых и нестандартных решениях удается избежать удорожания готового объекта.
В-пятых, все действия автоматизированы, необходимо лишь присутствие оператора для контроля над процессом. Как известно, по статистике, 70% брака в строительстве — это нарушение технологии строительства рабочими. В нашем случае человеческий фактор исключается полностью.
— Кто принимал участие в разработке проекта?
— «Уфимская гипсовая компания» производит инновационную продукцию уже более 20 лет, используя современные ресурсосберегающие и экологически безопасные технологии, внедряя новейшие разработки и используя накопленный научный опыт.
С середины 2017 года, стараясь двигаться в ногу со временем, мы начали активное изучение аддитивных технологий в строительстве. Суть аддитивных технологий в постепенном наращивании слоев. Это направление, по нашему мнению, должно изменить привычный подход к строительству и позволит получить быстровозводимое, качественное и недорогое жилье.
Основательно изучив теорию, в начале 2018 года мы приобрели и установили на территории нашего предприятия строительный 3D-принтер Ярославской компании «АМТ СпецАвиа». На тот момент это была единственная серийная модель в мире. Принтер позволил нам на практике изучить все тонкости данной технологии. С этого же момента мы начали активно сотрудничать с ведущими строительными вузами страны — Московским государственным строительным университетом и архитектурно-строительным институтом УГНТУ. Совместно мы приступили к созданию сухих строительных смесей — так называемых «чернил», разработке конструкций стен и проектов домов, а также составлению нормативно-технической документации на строительство.
Пилотным проектом стала печать в 2019 году одноэтажного здания, расположенного на территории нашего завода. Сегодня оно используется круглый год как операторская на действующем производстве.
Сама технология печати здания состоит из нескольких этапов.
• Устройство фундамента: здесь мы пока используем традиционную технологию, но в последующих проектах планируем применять 3D-принтер.
• Возведение стен: происходит непрерывная печать внешних и внутренних контуров с последующим заполнением утеплителем. Мы предлагаем экологически чистые и эффективные утеплители собственного производства на основе керамзитового гравия, монолитного пеногипса и вспученного перлитового песка.
• Устройство межэтажных перекрытий и кровли.
• Отделочные работы.
— Насколько прочными будут напечатанные на принтере конструкции?
— По большому счету, прочность и срок эксплуатации здания не меняется при использовании аддитивных технологий. Поэтому долговечность дома не будет отличаться от зданий, возведенных традиционным способом. Эти показатели закладываются на этапе проектирования. Изменяется только способ укладки материала, вот и все. Например, конструкция, напечатанная 3Д-принтером с использованием нашей сухой смеси, по прочности будет равна бетону класса В20-В25.
— Может ли использование передовых технологий привести к удорожанию строительного процесса? Или наоборот, напечатанное на принтере жилье будет более доступным для населения?
— Нужно сразу отметить, что применение данной технологии в строительстве не приводит к экономии материалов, как, скажем в машиностроении. В строительстве используются практически те же самые материалы для обеспечения тепловой защиты здания.
Тем не менее аддитивные технологии позволяют серьезно экономить на фонде оплаты труда, а также в разы сокращать сроки строительства — равно как и инвестиционный цикл в случае возведения коммерческих объектов. В целом мы прогнозируем удешевление квадратного метра жилья на 30–50% по сравнению с традиционными способами строительства.
— Кто является партнерами проекта, запущенного вашей компанией?
— К сожалению, в России — в отличие от многих других стран — сегодня отсутствует государственная поддержка развития аддитивных технологий в строительстве. Поэтому реализация подобных инициатив возможна только с привлечением частного капитала. «Уфимская гипсовая компания» является основным инвестором проекта, партнерами стали ведущие строительные университеты страны — МГСУ и АСИ УГНТУ, а также немецкое архитектурное бюро Mense Korte, датская компания Cobod, завод оконных конструкций «Мастер окон». Кроме того, компания «Уфанет» будет проектировать и монтировать всю инженерную коммуникацию в здании, а также внедрять технологии «умного дома» в наш проект.
Мы открыты к сотрудничеству и приглашаем присоединиться к нашем проекту производителей и поставщиков отделочных материалов, сантехнического и электромонтажного оборудования, производителей кровельных работ, архитекторов, проектировщиков, девелоперов, а также представителей всех заинтересованных организаций.