Экологически устойчивый дом, напечатанный на 3D-принтере из глины, воды, волокон рисовой шелухи

В Италии впервые был напечатан дом, полностью созданный из природных материалов пригодных для вторичной переработки (TECLA).

Еще три года назад компания WASP, которая специализируется на разработке технологий и производстве 3D-принтеров, совместно с архитектурным бюро Mario Cucinella Architects представили концепцию экологически устойчивой модели жилья. И только сейчас партнерам удалось реализовать уникальный проект, получивший название TECLA (технология и глина). Необычный куполообразный домик был напечатано всего за 200 часов в небольшом городке Масса Ломбарда недалеко от Болоньи (Италия).

Руководители проекта Массимо Моретти и Марио Кучинелла возле экспериментальной модели TECLA. | Фото: corriereinnovazione.corriere.it.

Примечательно: Название компании WASP, расшифровывающееся как «передовой спасательный проект в мире», было вдохновлено осой поттера, которая строит гнездо из материала, извлеченного из природной среды. Итальянская компания с 2012 г. разрабатывает строительные процессы, основанные на принципах круговой экономики и производства из натуральных материалов. Не стала исключением и разработка TECLA, благодаря которой авторы надеются связать тему древних вневременных домов с передовыми технологиями XXI века. Кроме того, проект отвечает требованиям решения глобальной проблемы изменения климата и необходимости использования эффективных и быстрых методов устойчивого строительства, которое особенно актуально в контексте разрушений во время стихийных бедствий и обеспечения доступным жильем малоимущих или беженцев.

Материал для печати дома TECLA можно брать прямо на участке, где идет стройка.

По сведениям редакции Novate.ru, уникальность нового проекта заключается в том, что для печати стен используется не дорогостоящий бетонный раствор и синтетические материалы, а только природное сырье – грунт или глина, вода, волокна рисовой шелухи и 5% связующего вещества (добавки адаптируют под сырье местности). Такая технология значительно упростит строительство, особенно в тех регионах, где возникают проблемы с доставкой и со стоимостью материалов или бетонных смесей для 3D-принтеров.

Для строительства купольного дома TECLA площадью 60 кв. м понадобилось 7 тыс. запрограммированных машинных кодов (G-код).

Главным преимуществом технологии примененной в модели TECLA является:
• экологическая устойчивость;
• полная безопасность для окружающей среды и людей;
• безотходное производство;
• сроки строительства (если сравнивать с традиционными процессами);
• не требует затрат на доставку материалов на место строительства.

Такой процесс печати подразумевает строительство соединенных между собой домов на любой площадке (концепт). | Фото: corriereinnovazione.corriere.it.

Хотя есть и существенный недостаток, которого нет при использовании специально разработанных синтетических смесей или бетонов. Если брать за основу глину или любую другую почву, имеющуюся на участке строительства, то процесс печати затягивается, ведь используемый материал требует намного больше времени на схватывание каждого слоя. Плюс ко всему, после того, как стены уже выгнаны, глине нужно как минимум 2 недели (все зависит от климатических условий и времени года), чтобы полностью просохнуть. Также имеются ограничения по высоте и конфигурации сооружения.

Стены возводятся с учетом тепло- и гидроизоляции и устойчивости к природным катаклизмам и пожарам (TECLA, Италия).

Однако использование материала, который находится в буквальном смысле под ногами, делает эту технологию привлекательной для труднодоступных регионов с дефицитом жилья. Единственное, что придется доставить оборудование на место строительства и парочку специалистов, которые смогут руководить процессом.

Оригинальная купольная форма выгодна и с эстетической точки зрения, и повышает устойчивость строения даже при сильных ураганах и мощных землетрясениях (TECLA, Италия).

Несмотря на некоторые неудобства, дом получится оригинальным, максимально теплым зимой, а летом в нем надолго сохранится прохлада. Ему не страшны ни мощные порывы ветра, ни землетрясения. Также не потребуются дополнительные затраты на внутреннюю и внешнюю отделку.

Внешняя и внутренняя отделка стен, потолков и пола для такого типа домов не понадобится (TECLA, Италия).

Подготовка к строительству с использованием наработок примененный при печати TECLA много времени не заберет. Для начала инженеры анализируют образцы почвы, затем выравнивается участок (грунт также пойдет в дело), устанавливается принтер с двумя синхронизированными рычагами, чтобы ускорить процесс строительства. После этого остается лишь копать рядом с объектом яму для забора грунта, смешивать с водой и добавками, слой за слоем создавая специально разработанный «рисунок» стен. Именно он позволяет построить дом, отвечающий всем требованиям пожарной безопасности, термоизоляции, вентиляции, влагоустойчивости и санитарным нормам.

Окна предусмотрены лишь на вершине купола каждой структуры (TECLA, Италия).

Вышеперечисленные перспективы уже прошли апробацию в экспериментальной модели TECLA, которую решили сделать пещерообразной конфигурации, чтобы она больше походила на древнее творение из глины. Это была задумка основателя и главного вдохновителя студии Mario Cucinella Architects – архитектура Марио Кучинеллы. «Было бы поистине удивительно создавать будущее, трансформируя древний материал с помощью технологий, которые мы имеем сегодня. Эстетичность этого дома родилась в результате технических и материальных усилий». — говорит автор идеи – «Причем подход основывался не только на эстетике, он также заключал в себе открытость и искренность формы».

3-D печатные дома можно строить вокруг деревьев (TECLA, Италия). | Фото: newatlas.com.

При этом форма глиняного дом TECLA не будет единственной и неизменной - разработчики не планируют создавать однотипные дома. Приоритетом концепции является адаптация дизайна в соответствии с климатическими условиями, традициями и предпочтениями местных жителей.

Кухонный стол напечатали вместе со стенами дома (TECLA, Италия). | Фото: newatlas.com.

Конструкционные особенности первой модели: Для дома, состоящего из двух соединенных куполообразных структур, понадобилась укладка 350 слоев толщиной 12 мм (приблизительно 60 кубометров природных материалов или 150 км смеси, вышедшей из сопла принтера). На площади 60 кв. м. изначально сформированы гостиная, спальня и ванная комната. Часть мебели создавали вместе с домом, а отдельно стоящие предметы были сделаны из переработанного сырья или из материалов, которые в дальнейшем можно переработать и повторно использовать. Двери и окна устанавливались лишь после того, как материал полностью высох, чтобы не нарушить конструкцию.

В напечатанном доме имеется изолированная ванная комната (TECLA, Италия). | Фото: corriereinnovazione.corriere.it.

Интерьер спальни в доме, созданном из глины при помощи передовых технологий и 3D-принтера Crane WASP (TECLA, Италия). | Фото: atlasofthefuture.org.

Для того, чтобы обеспечить дом естественным светом, а ночью восхитительным видом на звезды, на вершине обоих объемов предусмотрены световые люки-окна. А масштабный арочный проем, созданный для установки стеклянной двери, повторяет очертания самого сооружения и является дополнительным источником света. Для обеспечения жилого дома электроэнергией и водой проектом предусмотрена установка солнечных панелей и системы накопления, очистки и переработки сточной и дождевой воды.



Буквально за несколько последних лет технология 3D-печати домов завоевала строительную индустрию, поскольку обеспечивает быстрые сроки сдачи в эксплуатацию объектов и значительную финансовую экономию. Так, например, в Германии используя инновационные методы, уже возводят многоэтажные дома, рассчитанные на проживание сразу нескольких семей.