Во Львове впервые в Украине печатают школу на 3D-принтере. Как это происходит

В Украине появится школа, отпечатанная с помощью 3D-принтера. Как эта технология поможет восстановить разрушенные города и в чем ее преимущества.

Во Львове в районе Голоско строят первую в Европе школу, напечатанную с помощью 3D-принтера. Новый корпус школы откроется для первых 100 учеников уже в 2024 году.

Liga.Tech рассказывает, в чем преимущества такого 3D-строительства, может ли 3D-принтер использовать материал из разрушенных зданий и что еще планируют в ближайшее время строить по этой технологии в Украине.

Откуда идея

Идея проекта возникла у главы гуманитарного фонда Team4UA Жана-Кристофа Бониса во время встречи с мэром Львова Андреем Садовым в первые месяцы вторжения. В тот момент город принимал большое количество переселенцев и необходимо было разместить около 700 000 человек с учетом того, что они могут остаться в городе.

"Во время встречи я вспомнил о технологии, которая становится очень популярной в Европе за последние пять лет, и подумал, почему не начать принтовать дома? Это быстро и экономически выгодно, если масштабировать проект", – рассказывает в комментарии Liga.Tech Жан-Кристоф Бонис.

Далее команда взялась за изучение технологии, международного опыта и поиска партнеров, специализирующихся на строительной 3D-печати. Пилотным проектом стало школьное здание, стены которого сейчас уже построены.

Из каких этапов складывается строительство

Строительство школы состоит из пяти этапов. Первый – устройство конструкций бетонных стен и парапетов здания – уже завершено.

Второй этап – подготовка конструктива. Это плиты перекрытия, кладка перегородок, стен и устройства других конструктивных элементов, кровельные и фасадные работы.

Третий этап – электротехнические сети, сети водоснабжения и канализации, сети отопления и вентиляции, устройства топочной; заполнение проемов здания: оконные, фасадные конструкции, двери. После чего следует устройство инженерных сетей. В частности, теплого пола в стяжке, сетей систем контроля доступа, подключения магистральных коммуникаций, внутренней отделки стен, потолков, полов. Последний этап – благоустройство территорий.

По технологии 3D-печати построены конструкции наружных и внутренних стен учебных классов, что составляет 60% от общего объема бетонных конструкций.

Фундаменты, несущий каркас и плита покрытия выполняются из монолитного железобетона.

Особое внимание было уделено архитектурной концепции школьного здания и окружающему благоустройству с учетом всех профессиональных норм, установленных для школьных сооружений, говорят в фонде. Процесс строительства и использования материалов был согласован со всеми требованиями, указанными в государственных строительных нормах. Не забыли и о высоких показателях энергоэффективности здания.

Сколько людей вовлечено в строительство

Для обслуживания 3D-принтера требуется пять специалистов: оператор принтера, технолог для приготовления бетонной смеси и три специалиста, которые помогали при приготовлении смеси и уходе за бетоном после печати.

Бетон нужно было увлажнять после печати в течение нескольких часов, а в солнечную погоду – дольше.

Если сравнивать со строительством стен по технологии монолитного железобетона, то необходимо было бы привлечь вдвое больше специалистов, объясняет Жан-Кристоф Бонис.

В чем преимущества технологии

Самое главное преимущество этой технологии – скорость строительства, говорят в Team4UA. Стены небольшого жилого дома, рассчитанного на одну семью, можно возвести за 48 часов.

Например, крупнейшее по размеру здание в Европе – помещение для компьютерных серверов в Германии – возвели с помощью 3D-печати за 140 часов. Если есть несколько принтеров и масштабировать строительство, можно в скором времени отстроить небольшие поселения или разрушенные кварталы, объясняют в фонде.

"Сейчас с помощью 3D-печати строят двух- и трехэтажные здания, но уже есть принтеры, размеры которых позволяют печатать здания до семи-восьми этажей, и надеемся, что скоро мы сможем затестить эту технологию и применить для будущего восстановления разрушенных регионов Украины", – говорит Бонис.

Подписывайтесь на LIGA.Tech в Telegram: главные новости мира технологий

Вторым весомым преимуществом 3D-печати является вариативность архитектурных форм, которые могут быть реализованы принтером. Начиная с проектирования здания архитектором, дальнейшая передача данных инженеру, работающему с 3D-печатью, позволяет создать модель печати, по которой принтер может распечатать стены разнообразной формы. Это открывает широкие возможности для новаторских архитектурных решений, которые при традиционном строительстве требуют значительных финансовых вложений.

3D-печать обеспечивает оптимальную стоимость реализации таких проектов, предоставляя дизайнерам и архитекторам гораздо большую свободу для креативных изображений.

Третье преимущество – эффективное использование материалов и потенциально более низкая стоимость по сравнению с классическим строительством. "Школа, над строительством которой мы работаем, имеет более высокую стоимость по сравнению с обычным строительством, поскольку это пилотный проект для нашей команды, вложившей значительные усилия в подготовку и изучение технологии и ее практического применения в Европе", – рассказывает руководитель фонда.

Кроме того, команда столкнулась со смещением сроков реализации проекта. Первоначально печать планировалась на октябрь прошлого года, однако из-за обстрелов и проблем с электроэнергией, это пришлось перенести на весну.

В целом, при масштабировании такого типа строительства потенциально возможно снизить стоимость на 10-15% по сравнению с традиционным строительством, заключает наш собеседник.

Безопасность здания во время войны

В случае школы бетон для 3D печати не используется как несущий каркас здания. Его предназначение – устройство наружных и внутренних стен, хотя имеет прочность в четыре-пять раз больше обычной кирпичной стены. Основной несущий каркас здания выполнен из монолитного железобетона, отвечающего требованиям действующих государственных строительных норм.

Укрытие в младшей школе не предусматривается, поскольку расстояние до старшей школы в соответствии с ДБН позволяет использовать укрытие старшей школы.

Об использовании переработанных материалов

Около 95% материалов использованных для приготовления бетонной смеси по технологии 3D-печати были произведены в Украине. Среди них цемент, предоставленный компанией Cemark, щебень, песок и полипропиленовая фибра. В целом, большая часть материалов была отечественного происхождения.

"Что касается иностранных материалов — мы использовали специальные добавки для бетонной смеси, которые придают бетону большую пластичность для создания разнообразных форм 3D-принтером, а также ускоряют его затвердение, чтобы предыдущий слой мог выдержать нагрузку следующего", – говорят в команде, занимающейся проектом.

Сейчас не используется бетон из разрушенных зданий, поскольку необходима точная формула и плотность бетонной смеси для процесса печати. Однако рассматривается и обсуждается возможность использования материалов из разрушенных зданий в будущем, необязательно для 3D-печати.

Что дальше

Строительная 3D-печать позволяет строить не только дома, но и инфраструктурные объекты. "Именно сейчас наша команда работает над проектом возведения моста с помощью технологии 3D печати в Херсонской области", – рассказывает Жан-Кристоф.

Если школу они строили на месте, то с мостом планируется другой формат – его будут печатать за границей или на западе Украины, а дальше уже установят готовый мост в Херсоне.