Заметки о будущем: архитектурные прорывы и новый урбанизм

Александр Ермаков 21 апреля

Недвижимость — одна из самых масштабных и затратных статей в мировой экономике. Поэтому основные игроки на этом рынке давно наблюдают за достижениями 3D-печати в строительстве с любопытной смесью волнения и тревоги. Похоже, на наших глазах открывается невероятный потенциал: от массового жилья эконом-класса до экстравагантных особняков, от глобальной инфраструктуры до умных домов нового поколения. 

3D-печать уже в ближайшем будущем позволит сократить расходы на строительство любых объектов в разы и даже на порядки, увеличить скорость возведения и изменить ландшафт рынка в целом.

В текущие лидеры в области архитектурной печати незаметно вышел Китай. Крупнейший игрок на рынке — компания WinSun China — за последние три года освоила промышленную печать домов и жилых блоков, включая строительство пятиэтажных комплексов. В минувшем году WinSun China презентовала полностью напечатанную виллу общей площадью 1100 кв.м. Успех компании обусловлен двумя факторами: постоянно совершенствующимися материалами, в числе которых переработанные строительные отходы, стекловолокно, сталь, цемент и другие добавки, и производством собственных крупномасштабных 3D-принтеров, имеющих 7 метров в высоту, 10 метров в ширину, 150 метров в длину и работающих по принципу непрерывной печати.

Сразу за Поднебесной следует Дубай. Активное развитие строительной отрасли, серьезная поддержка со стороны государства, доходящее до фанатизма желание развивать новейшие технологии — вот основные факторы успеха ОАЭ. Именно в Дубае в 2016 году было напечатано первое в мире офисное здание. За 17 дней из смеси цемента и строительных присадок с помощью печатной платформы размером 6 х 40 х 12 метров. Проект от Dubai Future Foundation примечателен тем, что 3D-печать использовалась не только для создания самого здания, но и для большинства ее внутренних компонентов, включая электрические, водопроводные и телекоммуникационные системы.

Западные компании пока идут немного по другому пути. Они не ставят идеи и технологии на поток, а ищут оптимальные пути развития, параллельно готовя общество к новому миру. Например, проект 3D Print Canal House, запущенный в Амстердаме, работал не столько над совершенствованием техники (хотя был напичкан оригинальными инновациями), сколько над популяризацией технологии как таковой. Строительная площадка была открыта для посетителей и на работу принтера KamerMaker в итоге посмотрели более полумиллиона человек. Принципам максимальной открытости и зрелищности следует и компания Fastbrick Robotics: ее роботы Hadrian 105 не создают здания из слоев бетонных или полимерных смесей, а скромно укладывают кирпичи по 225 штук в час (по одному каждые 15 секунд). Причем используют для строительства систему лазерного наведения. В этом году новая модель будет устанавливать уже более 1000 кирпичей в час, что вдвое больше, чем профессиональный каменщик может сделать за один день.

Новая классика

Словосочетание «нанотехнологический кирпич» звучит так же глупо, как веник с самонаведением, но на самом деле эта методика радикально улучшает уже существующие строительные подходы. Компания Ronald Rael разработала технологию печати кирпичей с испарительной системой охлаждения. Это пористые блоки, структура которых впитывает влагу изнутри и снаружи помещения, а затем использует ее испарение для охлаждения дома. Это элементарный физический процесс, который банально замещает необходимость в электрических кондиционерах. Для России открытая технология может быть скромным достижением, но 2/3 человечества живет в жарком климате, где до половины потребляемой в сезон электроэнергии может уходить на охлаждение помещений.

Еще один интересный способ оптимизации пришел из мира сборных конструкций. Команда архитекторов из Чикаго заменила привычные кирпичи и бетонные блоки элементами из углеродного волокна и пластика. Напечатанные элементы — самонесущие конструкции, включающие карбон и армированные волокна. Благодаря использованию вторсырья и технологии печати, себестоимость панелей уже сравнима с классическими материалами, имеющими при этом гораздо более скромные характеристики. Готовые панели закрепляются друг с другом на месте с помощью специальной пены. После сбора каркаса пена также распыляется вокруг структуры для изоляции и дополнительной прочности.

Доминат дизайна

В то время как другие обсуждают методологию и концепции развития, пекинская Beijing HuaShang Tengda за три недели создала шикарную виллу с декоративными башенками площадью в 400 кв. м. Работа велась стандартным манипулятором с печатающей головкой для бетонной смеси. Каждая стена получилась толщиной 25 сантиметров, здание может выдержать землетрясение в 8 баллов по шкале Рихтера. Данный проект нужно рассматривать как привет из будущего. Серьезные, крупные, надежные конструкции премиум-класса по цене стандартного жилья — вот такими будут новые реалии рынка недвижимости.  

В Амстердаме провели не менее впечатляющую демонстрацию возможностей. Компания Janjaap Ruijssenaars решила показать не столько масштаб, сколько сложность решаемых задач. На первый план вышли дизайнерские решения, послушный и умный робот напечатал сложную конструкцию с пористой или решетчатой основой, задающей нужные прочностные характеристики и любую выбранную внутреннюю и внешнюю конфигурацию. Голландцы представили оригинальный и элегантный дом в форме ленты Мебиуса, который технически не имеет ни начала, ни конца и выполнен как один длинный коридор. Это потрясающий образец чистого дизайна, исполненный шестиметровым роботизированным манипулятором за время меньшее, чем нужно чтобы построить баню из соснового сруба.

Каталонский Институт передовой архитектуры представил в 2016 году свою оригинальную концепцию, которая, вероятно, откроет совершенно новое направление в строительной отрасли. Вместо одного большого принтера Minibuilders предлагает использовать армию небольших машин размером от большой кошки (42 см) до маленького хомяка. Бригада таких мини-принтеров теоретически может создавать небоскребы. Машины сугубо специализированы: один тип роботов закладывает основу, другие — заполняют промежутки, третьи — осуществляют отделку. Роботы могут работать как в вертикальной, так и горизонтальной плоскости, у каждого есть свой рабочий материал и своя программа. Помимо функциональности и свободного масштабирования у подобных строительных машин есть и другие преимущества: они дешевле, чем огромные печатные краны, легче в транспортировке, могут работать круглосуточно. Это серьезный прорыв, устраняющий логистические и организационные проблемы и позволяющий при этом решать весь спектр строительных задач в любом ценовом сегменте.

Новые материалы

Классическое строительство и 3D-печать используют одни и те же материалы. Подавляющее большинство действующих принтеров работает на бетонных смесях с теми или иными присадками. Совсем другой подход предлагает компания CO2NCRETE. Ее концепция все еще находится в экспериментальной фазе. Текущая разработка — захват выбросов CO2 от электростанций и превращение его в твердый углерод, который затем используется для замены бетона в печати зданий. Спасение планеты от глобального потепления и, как побочный эффект, строительство зданий из дешевого, надежного и пластичного материала.

Компания IAAC из Барселоны решила пойти еще более новаторским путем. Захват углерода это, конечно, хорошо и экологично, но тем не менее требует затрат на технологии и логистику, в то время как можно использовать для строительства материал, который буквально валяется под ногами. Институт нашел способ взять обычный грунт и с помощью оригинальных присадок превратить его в походящий для строительных целей материал. Их текущий продукт уже сейчас обладает прочностью на растяжение в три раза выше, чем у промышленной глины. Когда команда начнет скармливать обычную землю принтерам, эти установки наверняка станут самым востребованным строительным оборудованием, причем не только для беднейших стран. Прямо сейчас мы должны учитывать стоимость производства и транспортировки сырья к месту сборки, новое поколение принтеров позволит рыть котлован прямо во дворе будущего дома. А образовавшуюся яму можно будет использовать, например, под бассейн.

Моментальное жилье

Компания Innoprint делает быстрые и очень дешевые дома: ее принтеры работают с полиуретаном, а на возведение стандартной конструкции уходят считанные часы. Вопрос — зачем это нужно? Затем, что потребность в предоставлении срочного жилья ежегодно составляет десятки тысяч единиц. Хотя далеко не все события попадают в нашу ленту новостей, но в результате стихийных бедствий в мире ежегодно без крова остаются миллионы людей. Проект Университета Нанта (Франция) может реально помочь жертвам землетрясений, ураганов, наводнений, а также беженцам и переселенцам. Задача проекта — моментально делать на месте нормальные приюты, которые дадут кров и крышу над головой тысячам людей, оказавшимся в беде. Пять лет назад можно было бы добавить еще один тезис: создавать жилье для бедных, которые не могут себе позволить что-то лучшее. Но с развитием уже упомянутых ранее технологий стоимость жилья вскоре должна сократиться настолько, что его заказ не будет представлять проблем для большинства жителей нашей планеты.

Еще один бюджетный проект представила архитектурная фирма SOM совместно с Национальной лаборатории Ок-Ридж (США). Это полимерная конструкция, размером 10 х 3 метра, оснащенная солнечными батареями и напечатанной внутренней инфраструктурой. На данный момент это крупнейшее печатное полимерное жилье в мире. Чуть не забыл: еще это мобильный дом на колесах, который также может использоваться в качестве небольшого медицинского учреждения, школы или исследовательского аванпоста.

Новый урбанизм

Со времен Месопотамии и Египта и вплоть до наших дней собственное жилье оставалось предметом первой необходимости и одновременно роскошью и привилегией. Все поселения и города строились и развивались, исходя не столько из технических ограничений и требований, сколько экономических и социальных рамок. Государственные дворцы, кварталы для богатых, трущобы («хрущебы») и бараки для бедных. 3D-печать в строительстве фактически нивелирует экономический аспект: новый дом с самой изощренной конфигурацией, дизайном и технологической начинкой превращается в абсолютно доступный проект. Отсюда вопрос: а что будет с современными городами, которые явно не приспособлены для развития в подобном направлении? Ответ нужно искать в концепции нового урбанизма.

Идее нового урбанизма уже более 20 лет. Концепция фокусируется на городском дизайне, базирующемся вокруг комфортной среды обитания не только для каждого отдельного человека, но и для общества в целом. Экологичная застройка низкой плотности, шаговая доступность рабочих, культурно-развлекательных и торговых узлов, мультимодальные перевозки, включающие вело-, авто- и общественный транспорт. В представлении неоурбанистов будущее Земли будет состоять из множества небольших и уютных кластеров индивидуальной застройки, которые связываются между собой и центром сетью скоростного общественного транспорта. Как виноградины на грозди.

Примеров реализации поселений нового типа уже десятки — от Мемфиса до Сан-Антонио. Но при использовании классического строительства это все еще остается довольно дорогой, пусть и чрезвычайно красивой экзотикой. Эра строительной печати даст концепции нового урбанизма необходимый импульс для массового внедрения. Ведь очевидно, что быстро и дешево строить аналоги бетонных хрущеб — это издевательство над здравым смыслом. И если можно строить жилье своей мечты, то оно должно находится в месте, где было бы комфортно жить и за пределами родных стен. Новый урбанизм прагматичен и целостен. Единственное, что его ограничивало, — стоимость строительства новых городов с нуля. Но ведь вскоре это будет уже не проблема, ведь так?

Прогноз

  1. Жилье станет экологичным, энергосберегающим, рассчитанным на условия окружающей среды и автономным.
  2. Дома будут представлять цельную конструкцию из «умных материалов» с изменяемыми характеристиками: стены, пол, потолок, коммуникации, окна, гидроизоляции и т.д.
  3. Жилье перестанет быть самой дорогой вещью в жизни человека — вместо 20-летней ипотеки будет составлять размер зарплаты за 3-6 месяцев.
  4. Дома станут индивидуальными, возрастет роль дизайнерских и проектных бюро. В области недвижимости преимущественно будет работать малый и средний бизнес.
  5. 3D-печать будет использоваться для создания инфраструктуры: дороги, тротуары, мосты, туннели, развязки.
  6. На смену существующих «исторических поселений» придет малоэтажная, кластерная застройка в рамках концепции нового урбанизма.

Александр Ермаков, консультирующий эксперт по маркетингу и PR


Поделиться
Не пропусти новые публикации

Подписывайтесь, и мы будем один раз в неделю присылать полезные бизнес-советы, аналитические статьи, истории успеха и провала, интервью, а также мнения экспертов на острые темы

Подписаться
254 просмотра
В избранное
Комментарии Написать свой
Спасибо за ваше мнение!

Читайте также

Загрузить еще
loader

Заполните, пожалуйста, все поля.

Предложение, замечание, просьба или вопрос.