Перспективы аддитивных технологий в строительстве: ожидания и реальность

Введение. Строительные аддитивные технологии в настоящее время относятся к технологиям формирующихся рынков будущего, то есть технологические решения еще не сформированы, но потенциально способны обеспечить в перспективе значительный объем потребления.

Цель. На основе анализа 20-летнего периода развития науки и практики в области строительных аддитивных технологий выявить основные достижения и нерешенные проблемы, обозначить перспективы развития.

Потенциал аддитивных технологий в строительстве связан с возможностью создания строительных объектов бионического дизайна, который предполагает сочетание свободы внешней формы и организованного внутреннего пространства конструкций объекта, в котором масса материала располагается только по линиям действующих напряжений. Это может обеспечить радикальное снижение массы материала в объеме конструкции, изменить принципы проектирования и строительства.

Практика применения строительных аддитивных технологий в современном строительстве. На основе анализа типичных реализованных проектов показано, что к настоящему времени их внедрение ограничивается малоэтажным жилищным строительством, созданием объектов функционально-декоративного и специального назначения. В настоящее время роботизированный процесс 3D-печати используется только для возведения оболочки вертикальных конструкций строительных объектов, остальные конструкции данных объектов изготавливаются по традиционной технологии бетонного литья, что определяет их высокую стоимость.

Нерешенные проблемы и факторы, сдерживающие внедрение строительных аддитивных технологий, состоят в отсутствии методов проектирования, нормативной базы, эффективных универсальных технологических комплексов, достаточной номенклатуры составов смесей для печати. Представлены подходы к решению данных проблем.

Перспективы развития. К рациональным направлениям внедрения строительных аддитивных технологий на текущем технологическом уровне отнесено следующее: возведение малых строительных объектов, особенно на территориях с суровыми климатическими условиями, где отсутствует развитая база строительной индустрии; внедрение строительных аддитивных технологий в индустриальное домостроение для отделки фасадов зданий; внедрение печати элементов декоративной инфраструктуры жилых комплексов.

1. Распоряжение Правительства РФ об утверждении «Стратегии развития аддитивных технологий в РФ на период до 2030 г.» от 14 июля 2021 г. № 1913-р.

2. ПНСТ 495-2020. Строительные работы и типовые технологические процессы. Аддитивные технологии. Применение трехмерной печати (ЗD-ПЕЧАТЬ) в строительстве. Общие требования. Москва: Стандартинформ, 2009.

3. Славчева Г.С. Строительная 3D-печать сегодня: потенциал, проблемы и перспективы практической реализации // <i>Строительные материалы</i>. 2021. № 5. С. 28–36. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-791-5-28-36

4. Yi Wei Daniel Tay, Biranchi Panda, Suvash Chandra Paul, Nisar Ahamed NoorMohamed, Ming Jen Tan, Kah Fai Leong. 3D printing trends in building and construction industry: a review. <i>Virtual and Physical Prototyping</i>. 2017, no. 12 (3), pp. 1–16. DOI: https://doi.org/10.1080/17452759.2017.1326724

5. Boss F., Wolfs R., Ahmed Z., Salet T. Additive manufacturing of concrete in construction: potentials and challenges of 3D concrete printing. <i>Virtual and Physical Prototyping</i>. 2016, no. 11 (3), pp. 1–17. DOI: https://doi.org/10.1080/17452759.2016.1209867

6. Buswell R.A., Soar R., Gibb A., Thorpe A. Freeform construction: mega-scale rapid manufacturing for construction. <i>Automation in Construction</i>. 2007, no. 16 (2), pp. 224–231. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2006.05.002

7. “ICON”: сайт. URL: https://www.iconbuild.com/projects (дата обращения: 01.10.2024).

8. “Contour Crafting Corporation”: сайт. URL: https://www.contourcrafting.com/building-construction (дата обращения: 01.10.2024).

9. “TOTAL KUSTOM”: сайт. URL: http://www.totalkustom.com (дата обращения: 01.10.2024).

10. Группа компаний «АМТ»: сайт. URL: http://www.specavia.pro (дата обращения: 01.10.2024).

11. «3Д СТРОЙ»: сайт. URL: https://3dconstruction.ru (дата обращения: 01.10.2024).

12. “WinSun”: сайт. URL: http://www.yhbm.com (дата обращения: 01.10.2024).

13. “Branch Technology”: сайт. URL: https://branchtechnology.com/projects/ (дата обращения: 01.10.2024).

14. “Bruil”: сайт. URL: http://www.bruil.nl (дата обращения: 01.10.2024).

15. “CyBe Construction”: сайт. URL: http://www.cybe.eu (дата обращения: 01.10.2024).

16. “XtreeE@”: сайт. URL: http://www.xtreee.com (дата обращения: 01.10.2024).

17. “WASP”: сайт. URL: http://www.wasproject.it (дата обращения: 01.10.2024).

18. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Москва: Стандартинформ, 2020.

19. “Gramazio Kohler Research”: сайт. URL: http://www.gramaziokohler.arch (дата обращения: 01.10.2024)