Сюрреалистичная «Пепельная хижина», напечатанная на 3D-принтере, громко заявляет об экологичности

Сюрреалистичная «Пепельная хижина», напечатанная на 3D-принтере, – экспериментальный проект фирмы Hannah и группы ученых (Ashen Cabin, США).

Благодаря появлению инновационной технологии 3D-печати, которую активно использует и строительная индустрия, стали появляться удивительные во всех отношениях проекты. Новая технология позволяет не только в разы ускорить процесс строительства архитектурных объектов, многие приобрели футуристические формы, но все же главным преимуществом подобных объектов является экологичность. Возможность использовать переработанное до нужного состояния вторсырье (сухих растительных остатков, глины и всего того, что можно найти под ногами), щебня, цемента (самые доступные материалы) практически без отходов, делает 3D-печать экономически выгодным и экологически безопасным строительством.

Инновационный дом на лесной поляне, в котором может отдохнуть любой путник (Ashen Cabin, США). | Фото: teenyabode.com.

Проект причудливой лесной хижины. | Фото: morgen-filament.de.

Учитывая вышеперечисленное неудивительно, что это направление быстро развивается и широко применяется как для строительства индивидуальных домов, так и многоквартирных. Одним из самых ярких примеров изобретательности разработчиков и ученых, а также креативности дизайнеров считают крошечную лесную обитель Ashen Cabin (что в переводе означает «Пепельная хижина»). Она появилась в природной зоне Итаки, расположенной на побережье озера Кейюга (штат Нью-Йорк). Ее построили специалисты нью-йоркской компании Hannah, а вот как использовать ясень в этой технологии, придумали ученые Корнелльского университета Нью-Йорка, в частности доценты кафедры архитектуры Лесли Лок и Саша Живкович, которые несколько лет разрабатывают методику использования «больной» древесины.

Ясеневая изумрудная златка уничтожает листву, а ее личинки делают древесину непригодной для распила.

Примечательно: Речь идет о Agrilus planipennis или ясеневой изумрудной узкотелой златке – настоящей напасти, ставшей причиной повреждения ясеня, который является популярным материалом, широко используемым в строительной индустрии. Этот жук-вредитель, пришедший из Восточной Азии, наносит непоправимый вред, точнее сказать, его личинки, отложенные в коре самкой, развиваются и питаются древесиной целых два года, образовывая ходы. После их «подселения», испещренная туннелями древесина становится непригодной для распила досок, бруса и других типов древесно-стружечного материала. А это нешуточный урон. Как оказалось, в США ежегодно выбраковывается до 9 млрд взрослых ясеней, которые вместо того, чтобы стать строительным материалом попросту сжигаются или остаются в лесу, заражая тем самым соседние деревья. При одном и другом варианте решения проблемы экосистеме наносится мощный удар, который и пытаются смягчить ученые со всего мира.

В университетской лаборатории опытным путем нашли возможность использовать поврежденную древесину взрослых ясеней.

Именно в этом проекте проводились эксперименты по использованию стволов ясеней, пораженных жуком-точильщиком. Сотрудникам Лаборатории роботизированного строительства Корнелла, которую возглавляет Живкович, используя инновационные технологии, открывающие большие возможности для развития нового направления в строительстве, удалось найти выход. Несмотря на то, что древесина не входит в состав бетона (обошлись гравием, цементом и песком нужной фракции), исследователи университета опытным путем нашли применение поврежденному ясеню.

Запрограммированный робот-манипулятор смог разрезать стволы ясеня на тонкие слэбы.

По сведениям редакции Novate.ru, чтобы использовать выбракованную древесину, исследователям пришлось разработать особую технологию распила. Для этого был приобретен робот-манипулятор, который когда-то использовался в автомобильной промышленности при процессе сборки. Затем были созданы 3D-сканы, позволившие оцифровровать сложную и неправильную геометрию стволов взрослых деревьев. И только потом роботизированную руку запрограммировали на нужную функцию, подключив циркулярную пилу, которой получилось разрезать стволы вдоль на тонкие слэбы.

Комбинирование материалов разного типа, фактуры и направления делают строения эстетически привлекательными (Ashen Cabin, США).

Благодаря тонкой нарезке даже самые причудливые доски можно было использовать для создания наборных панелей, которые стали основным материалом как для создания фасад, так и внутренних поверхностей. Основой же дома была выбрана напечатанная конструкция, которая выдержит любые погодные условия и даже катаклизмы в виде землетрясений, мощных ураганов или наводнений. «Мы знаем, что бетон выделяет 8% от общего объема выбросов CO2, — объясняет свое решение доцент Лесли Лок. – Благодаря 3D-печати, мы исключаем использование опалубки и можем наносить бетон выборочно, только там, где это конструктивно необходимо, тем самым значительно сокращая его использование, сохраняя при этом целостность здания».

Тонкие срезы древесины легко наклеить друг на друга.

Распиловка древесины и печать бетонных элементов происходили в мастерских.

Стоит отметить, что подборка древесины для создания панелей не составила труда, поскольку вместо традиционной техники «доска и рейка» – наложение друг на друга. Мало того, что нарезка шла за счет высокоточного оборудования и сохранялась последовательность слэбов, был применен альтернативный метод укладки досок. Такой подход позволил сохранить естественный край древесины, что придает облицовочным панелям из ясеня более органический вид.

Чтобы уменьшить углеродный след без ущерба для прочности дома, бетон использовали только для создания основания (Ashen Cabin, США).

Благодаря инновационным технологиям бетонные элементы могут иметь разную конфигурацию и рисунок (Ashen Cabin, США).

Пока шел процесс нарезки и подборки поврежденного жуком ясеня учеными, специалисты Hannah вели печать на 3D-принтере Ashen Cabin, которая возвышается прямо над землей на коротких и толстых бетонных сваях. Образуя сюрреалистичный образ строения, одна из свай была поднята над крышей хижины, она превратилась в высокий и тонкий дымоход. Слои бетона, имеющего в своем составе лишь материалы местного производства, для создания стен укладывались вертикально, как и предусмотрено технологией.

Сборка бетонных сегментов и возведение стен происходили на месте (Ashen Cabin, США).

Понадобилось всего две недели упорного труда, чтобы сюрреалистичная хижина радовала путников (Ashen Cabin, США). | Фото: archilovers.com.

Поскольку процесс печати происходил на производстве, а не на опушке леса, куда робот доставить очень сложно, как и подвести необходимые коммуникации, конструкцию «Пепельной хижины» разделили на 9 сегментов, закрепив их после полного застывания в нужном месте. Там же печатались и элементы интерьера: каминная конструкция, тумба с мойкой в кухонной зоне, высокая платформа в виде столика, которую можно использовать и в качестве места для сидения, если захочется полюбоваться живописным окружением. Единственным дополнением стала деревянная лавка, которая выступает и в роли спального места, и в качестве гостиной. Кстати сказать, на этом обустройство жилого пространства и ограничено, ведь домик совсем крошечным, его площадь составляет всего лишь 9 кв. метров.

Интерьер экспериментального домика, при строительстве которого использовались разные технологии (Ashen Cabin, США). | Фото: archpaper.com.

Уютная обстановка «Пепельной хижины» (Ashen Cabin, США).

В заключение стоит сказать, что «Пепельная хижина» с самого начала являлась экспериментальным проектом, который является общественным объектом. Разработчики использовали лишь новые материалы, подключив цифровые технологии создания основной структуры здания, для расчетов и изготовления бетона, а также задействования древесины, которую ждала незавидная участь быть сожженной или брошенной гнить. При этом скрупулезно изучался дизайнерский потенциал, использовались инновационные принципы параметрического проектирования.



Это не единственный пример использования инноваций в строительстве. В Чехии, например, был построен плавучий дом, на процесс печати которого ушло всего 48 часов.

Если не знаете, как пожарить рыбу без неприятных запахов по всей квартире, загляните на наш канал: