3D напечатанный "Дом на канале"

На 3D-принтере можно напечатать деталь для автомобиля, предмет мебели, ювелирное украшение, медицинский протез и много чего еще. Но все это — вещи не слишком объемные. Насколько крупные предметы можно изготавливать таким способом? Почему бы, к примеру, не «напечатать» дом?

За ответом на этот полуфантастический вопрос мы отправились в Амстердам. Там, сев на паром у Центрального вокзала, перебрались на другой берег залива Эй и оказались в северной части голландской столицы, куда не то что туристы, а даже большинство местных жителей без необходимости заезжают редко. А между тем здесь, за футуристическим зданием Музея кино, посреди заросших травой пустырей, рядом с неоконченной стройкой и непримечательными сооружениями барачного типа архитекторы из бюро DUS Architects печатают на принтере «Дом на канале».

БЕЗОТХОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Во дворе возле небольшого офиса, из которого руководят всем процессом, размещено множество цветных блоков и деталей разных размеров и не поддающихся описанию форм. Очевидно, что часть из них будет использована во время строительства, но вот в каком порядке они будут собраны, пока непонятно. Все заготовки проектируют и делают здесь же, на месте. Это позволяет не только ускорить процесс, но и избежать расходов на транспортировку, а также минимизировать количество отходов.

Печать осуществляется с помощью специально изготовленного и помещенного в эффектный серебристый шестиметровый корпус 3D-принтера KamerMaker. По сути, это многократно увеличенная копия обычного настольного 3D-принтера. Размеры готовых деталей заданы строго (2×2×3 метра), а вот их внешний вид ограничен только фантазией архитекторов и дизайнеров. Гранулированный пластик подается в экструдер, где подвергается нагреванию до 170 °C и превращается в однородную жидкость. Через нагретые трубки расплавленная масса отправляется в печатное устройство, головка которого двигается для создания нужных деталей в трехмерной системе координат.

Кстати, основным материалом для печати служит не обычная пластмасса, а биопластик Macromelt, разработанный компанией Henkel на основе промышленного клея, состоящего на 75–80% из растительного масла. Очевидно, что выбор был сделан в пользу не наносящего ущерб окружающей среде материала биологического происхождения, способного плавиться при сравнительно низкой температуре и при этом быть достаточно прочным. В настоящий момент биопластик лучше всего подходит для печати, хотя технически принтер KamerMaker может использовать любой материал, который плавится и впоследствии хорошо застывает, например серебро. Однако для печати годятся и другие перерабатываемые материалы, правда, только в виде примесей: древесные отходы (их измельчают в порошок, а изделия из такого материала действительно пахнут деревом), крошка из натурального камня, глина. В ход идет даже… картофельная кожура — именно с ней (и с некоторыми другими материалами) сейчас проводят эксперименты голландские исследователи.

Многие опытные образцы можно увидеть и потрогать. Например, полупрозрачные золотистые детали или матово-черные блоки изготовлены из биопластика, а те, что имеют белый или желтый цвет, — из неорганического материала, плавящегося при слишком высокой температуре (от него в итоге отказались). В пластик можно добавлять красители — дома будущего не обязаны быть одного цвета. Однако гораздо важнее то, что свойства биопластика с помощью различных добавок постоянно улучшают, чтобы материал получился еще более прочным, водонепроницаемым и огнеупорным. Для улучшения последнего качества в ячейки напечатанных заготовок, которые внутри имеют зигзагообразную полую структуру, заливают смесь, близкую по физико-химическим свойствам к пенобетону. Технологи уверяют, что благодаря этому, если дом загорится снаружи, то внутри температурных изменений никто не почувствует.

Архитектор Хедвига Хейнсман, которая вместе с Хансом Вермёленом и Мартиной де Вит основала DUS Architects в 2004 году, рассказывает: «Когда мы только начинали, нас просто будоражила идея, что мы можем напечатать все, что захотим, и из всего, из чего захотим. Но впоследствии мы научились отбирать только самые качественные материалы. Для нас очень важно, чтобы напечатанный дом был безопасным и удобным, поэтому мы так много времени уделяем исследованиям. На постройку дома мы отвели для себя три года, совсем скоро приступим непосредственно к его сборке. Однако все последующие дома, подобные нашему, будут возводиться гораздо быстрее. Уже сейчас мы видим, насколько эффективнее 3D-печать в сравнении с привычными строительными техниками».

Кстати, трехмерная печать — почти безотходное производство: неудачные отливки и случайно образовавшиеся остатки материалов идут в переплавку.

Что касается эксплуатационных качеств «дома из принтера», то они пока неизвестны. В DUS Architects проводят эксперименты с теплопроводными и звукоизоляционными материалами и говорят о том, что хотят создать специальный фундамент, соответствующий легкости основного материала, из которого дом будет построен, и дающий возможность без затруднений собирать и разбирать сооружение.

СИМВОЛ АМСТЕРДАМА

Хедвига не скрывает, что использования традиционных способов, например в прокладке инженерных систем и коммуникаций, избежать не удастся. Однако мы понимаем, что готовые, но пока лежащие во дворе без дела элементы, из которых сначала соберут комнаты, а затем и весь дом, символизируют выход строительного дела на новый уровень. «Одно из главных преимуществ строительства с помощью 3D-принтера, — продолжает Хейнсман, — это возможность изготовления немыслимого количества деталей в совершенно невероятных вариациях. Вместо того чтобы использовать стандартизированные элементы, 3D-печать позволяет модифицировать и улучшать их в соответствии с потребностями и вкусами любого из нас. Благодаря этому стало проще с минимумом усилий создавать уникальные объекты».

В DUS Architects не без основания считают, что сегодня уникальные архитектурные сооружения доступны либо крупным компаниям, либо очень богатым людям. Голландцы же готовы предложить индивидуальные проекты совершенно разным клиентам и, кажется, действительно способны демократизировать архитектуру.

Напечатанный на 3D-принтере дом внешне вовсе не будет выглядеть как очередное чудо современного зодчества. Более того, проект DUS Architects, соединяющий в себе взгляд на будущее строительства с обращением к прошлому, напоминает классические амстердамские дома на каналах, общепризнанный символ голландской столицы. Такие дома могут выполнять разные функции: в одних располагаются магазины со складами, в других — жилье или мастерские. И сама сеть каналов, хоть и утратила значение главной транспортной артерии города, после того как его жители стали пользоваться автомобилями и велосипедами, все равно продолжает быть всеобщим центром притяжения.

С тем, что проекты жилых домов должны не только соответствовать современным стандартам, но и быть обращены в будущее, согласны и специалисты в России. Например, коммерческий директор ФСК «Лидер» Григорий Алтухов уверен, что организация внутреннего пространства дома, в том числе и общественных зон, должна быть актуальна и через 10, 20 и даже 30 лет. По сути, напечатанный дом — это жилище со свободной планировкой, которая может учитывать потребности жильцов вне зависимости от их возраста и личных интересов.

В DUS Architects при проектировке своего дома пытаются сочетать местные традиции и передовые технологии, используя архетип в контексте современного города. Не случайно во дворе пока еще не начавшейся стройки установлено огромное зеркало, в котором отражается колокольня Вестеркерк, расположенная на обильно «усаженном» домами XVII–XVIII веков канале Принсенграхт. Этот канал в старой части города, по мнению Хейнсман и ее коллег, должен найти свое визуальное «продолжение» в Северо-Голландском канале, на берегу которого мы беседуем. И когда-нибудь оба берега залива Эй, не в последнюю очередь благодаря инициативе DUS Architects, будут связаны не только отражением в зеркале, но и вполне «вещественно».

В отдаленной перспективе множество напечатанных домов украсят берега каналов, а на данный момент международная команда во главе с архитекторами доказала, что метод «исследуй и делай» работает прекрасно. В этом может убедиться любой желающий: строительная площадка дома DUS Architects может быть не только своего рода выставкой, открытой со вторника по субботу с 11.00 до 17.00, но и местом кратковременного «трудоустройства», поскольку в некоторые дни стать помощником может любой желающий, а самым способным предлагают пройти здесь стажировку.

Кстати, уже сейчас место, где будет стоять напечатанный дом, работает как важное общественное пространство, а через два года здесь появится исследовательский центр, в котором будут изучаться строительные инновации, обсуждаться новые идеи и проводиться поиск оптимальных решений для их воплощения.

ПО ВСЕМУ МИРУ

DUS Architects не были первопроходцами в деле «печатания» домов. Энтузиасты использования 3D-принтера при строительстве есть во многих странах. Например, итальянец Энрико Дини, которого называют «человеком, печатающим дома», хотя ни одного дома он пока полностью не построил. В качестве материала для создания своих образцов Дини использует песок, затвердевающий под воздействием связующего вещества на основе хлорида магния. Эту технологию он запатентовал около 10 лет назад, а сейчас итальянцу предлагают строить базы на Луне, благо пескоподобного реголита там предостаточно.

Серьезно интересуется наработками итальянского коллеги голландский архитектор Янъяп Рёйссенарс, разработавший проект «Ландшафтного дома». Этот дом представляет собой огромную ленту Мёбиуса, которая, собственно, и должна быть напечатана, а затем укреплена металлическими и бетонными вставками.

Технологию, похожую на ту, что применяют при строительстве «Дома на канале», используют в Университете Южной Калифорнии в ходе программы Contour Crafting, ставшей итогом серьезного научного исследования. Массивное роботизированное устройство, напоминающее своим видом кран мостового типа, по заданной траектории кладет слой за слоем цементный раствор.

В первую очередь исследователи, занятые в программе, обращают внимание на ее коммерческие выгоды: расходы на постройку зданий уменьшатся за счет сокращения персонала, безотходности производства и его ускорения. Создатели устройства предлагают использовать его не только для строительства социального жилья для малоимущих или временных укрытий для людей, пострадавших в результате стихийных бедствий, но и во время заселения других планет.

Наибольшего успеха на сегодняшний день достигла китайская компания Shanghai WinSun Decoration Design Engineering. Ее принтер имеет еще более внушительные размеры: 40 метров в длину, 10 — в ширину и шесть — в высоту. Он закреплен на 150-метровой платформе и способен в считаные часы целиком напечатать дом из высококачественного бетона с добавлением стекловолокна. Шанхайские дома не отличаются разнообразием декора, но еще до начала печати учитывается, где будут располагаться окна и двери, отверстия для водопроводных труб и электрической проводки. Продавать свои дома WinSun пока не собирается, опытные образцы отдадут под социальное жилье. Однако компания все равно на пути к расширению, поскольку уже запланировано строительство около сотни перерабатывающих предприятий по всему Китаю, на которых наладят выпуск расходных материалов для печати таких домов.