Как 3D принтеры меняют рынок недвижимости прямо сейчас?

Несколько новых домов, расположенных по всей Калифорнии, продаются необычно быстро. За последние два месяца было раскуплено 82 дома, а ещё 1000 находятся в списке ожидания. Однако ожидание не должно быть долгим: пусть на возведение обычного кирпичного дома могут уйти недели, Palari Homes и Mighty Buildings могут построить один объект менее чем за 24 часа. Это связано с тем, что их объекты собирается из предварительно собранных на заводе компонентов. Сама по себе идея не нова, но в данном случае составляющие получены необычным способом: они напечатаны.

3D-печать существует с начала 1980-х годов, но сейчас набирает обороты. Она уже используется для изготовления самых разных вещей, от ортопедических имплантатов до комплектующих для самолетов.

Детали различаются в зависимости от продуктов и процессов, но основной принцип остается неизменным: укладывается слой материала и фиксируется, поверх него кладется ещё один, а затем ещё и ещё. Изменяя форму, а иногда и состав каждого слоя, можно создавать предметы, которые было бы сложно или невозможно изготовить более традиционными методами. Кроме того, в отличие от традиционных производственных процессов, здесь отсутствует перерасход материалов.

В случае с Palari Homes и Mighty Buildings принтеры намного больше, чем те, которые требуются для искусственных колен и самолётных крыльев, а материалы несколько грубее. Но принцип остаётся тем же. Форсунки выдавливают пасту (в данном случае композитную), которая затем затвердевает под воздействием ультрафиолета. Это позволяет Mighty Buildings печатать такие детали, как карнизы и потолки, без использования опорных форм — также как и более простые вещи вроде стен. Затем они собираются на месте и прикрепляются к постоянному фундаменту строителями Palari Homes.

3D-печать не только обеспечивает универсальность и ускоренные темпы строительства, но также обещает более низкую стоимость и более экологичный подход, чем тот, который сейчас предлагают традиционные методы строительства. Это может стать ответом сразу на две проблемы, с которыми сейчас сталкивается мир: нехватка жилья и изменение климата. Около 1,6 миллиарда человек — более 20% населения Земли — не имеют надлежащего жилья. А на строительную промышленность приходится 11% мировых антропогенных выбросов углекислого газа. При этом отрасль не демонстрирует успехов в снижении углеродного следа.

Автоматизация приносит огромную экономию средств. Mighty Buildings заявляет, что компьютеризация 80% процесса печати означает, что фирме требуется только 5% от той рабочей силы, которая была бы задействована ранее. Это также удваивает темпы производства. Это радостная новость для строительной отрасли, которая годами борется за повышение своей производительности. По данным консалтинговой компании McKinsey, за последние два десятилетия отрасль выросла лишь на треть от общего уровня производительности в мировой экономике в целом. Цифровизация идет медленнее, чем почти в любой другой индустрии. Во многих местах отрасль также страдает от нехватки квалифицированной рабочей силы. И ожидается, что дальше ситуация не улучшится. В Америке, например, ожидается, что около 40% занятых в строительстве граждан выйдут на пенсию в течение ближайшего десятилетия.

Преимущества для экологии проявляются по-разному, но важным является то, что исчезает необходимость перемещать много тяжёлых объектов. Например, по оценкам Palari Homes, сборка её продуктов сокращает количество поездок на грузовиках при строительстве дома настолько, чтобы выбросы углекислого газа при строительстве одного дома уменьшаются на две тонны.

Palari Homes и Mighty Buildings не одиноки в своих начинаниях: подобные проекты запускаются повсеместно. Подавляющее большинство конструкций печатают с использованием бетона. 14Trees, совместное предприятие Holcim (крупнейшего в мире производителя цемента) и CDC Group, британской правительственной организации по финансированию развития, работает в Малави. Его представители утверждают, что можно напечатать дом всего за 12 часов по цене менее $10,000. 14Trees отмечают, что этот процесс не только дёшев и быстр, но и экологичен. Holcim говорят, что за счёт нанесения точного количества необходимого цемента и, соответственно, сокращения отходов, 3D-печать генерирует только 30% от углекислого газа, вырабатываемого при использовании обожженного глиняного кирпича.

Тем временем в Мексике благотворительная организация New Story для бездомных создала партнёрство с фирмой ICON, занимающейся 3D-печатью, чтобы построить десять домов площадью 46 квадратных метров. Каждый из этих домов был напечатан примерно за 24 часа (хотя эти часы были распределены на несколько дней), а последние элементы были собраны Échale, другой местной благотворительной организацией. В Европе первый на континенте дом, напечатанный на 3D-принтере, был построен в Эйндховене, Нидерланды - ключи от него были переданы арендаторам 30 июля.

Рассматриваемый дом, первый из пяти отдельных домов с двумя спальнями в проекте, координируемом муниципальным правительством Эйндховена и Городским технологическим университетом, является результатом сотрудничества нескольких фирм. Голландское подразделение французской компании по производству строительных материалов Saint-Gobain разработало необходимый бетонный раствор. Строительная фирма Van Wijnen возвела сооружение, а консультант Witteveen + Bos отвечал за проектирование. Здание сдает в аренду его владелец Vesteda, голландский инвестор в жилую недвижимость.

Однако использование цемента в подобных проектах - это не экологичный процесс. В ходе него карбонат кальция в форме известняка превращается в оксид кальция и диоксид углерода, и считается, что на этот процесс приходится около 8% антропогенных выбросов этого газа. Поэтому группа из Техасского университета A&M во главе с Сарбаджитом Банерджи разработала способ обойтись без цемента.

Новый строительный материал доктора Банерджи был вдохновлен проектом, который он инициировал несколько лет назад. Это была программа по строительству подъездных дорог в отдалённые районы канадской провинции Альберта с использованием материалов, находящихся под рукой. Изобретённый им щебень сочетал в себе местную почву с мульчей из древесных волокон и удерживался вместе с помощью жидких или водорастворимых силикатов, которые затем затвердевали и действовали как цемент. Для строительства домов он использует глину и каменные обломки, которые лежат под верхним слоем почвы возле строительной площадки, измельчает их в порошок и смешивает с силикатами. Получившуюся смесь можно выдавить через сопло, после чего она быстро затвердеет и наберёт прочность, чтобы сохранить свою форму и выдержать вес следующего слоя. Таким образом, процесс становится вдвойне "зелёным": из него выпадают как цемент, так и необходимость транспортировки на стройплощадку, часто на большие расстояния, песка и заполнителей, используемых в обычном бетоне.

Существуют свои ограничения на строительство домов с 3D-печатью. Для начала необходимо создать законодательную базу для строительства таких домов. С этой целью UL, одно из крупнейших сертификационных агентств Америки, в сотрудничестве с Mighty Buildings разработало первый стандарт 3D-печати. Его принципы будут включены в новый Международный жилищный кодекс, который используется или был принят во всех американских штатах, кроме Висконсина. Хотя это долгожданный шаг для молодой отрасли, большинство правительств ещё не разработали стандарты для конкретных стран. Также есть вопросы по качеству и отделке домов, построенных на 3D-принтерах.

Тем не менее перспективы выглядят многообещающими. В прошлом году в Германии были утверждены планы 3D-печати многоквартирного дома. Трёхэтажная конструкция немецкой строительной компаниии Peri собрана из деталей, изготовленных с использованием разработанных датской фирмой Cobod принтеров. В этом доме будет пять квартир. Использование технологии также расширяется на Ближнем Востоке и в Азии. Правительство Дубая хочет, чтобы к 2030 году четверть новых зданий в стране были напечатаны на 3D-принтере, и выделяет целый район на окраине столицы для размещения компаний, занимающихся 3D-печатью, и их складов. Саудовская Аравия планирует использовать 3D-печать для строительства 1,5 млн домов в течение следующего десятилетия. Министерство жилищного строительства и городского хозяйства Индии хочет использовать 3D-печать для решения проблемы нехватки жилья в стране.

В случае успеха строительство с помощью 3D-печати может распространиться за пределы жилищного сектора: хорошие перспективы есть у складских помещений, офисов и других коммерческих зданий. Американское космическое агентство НАСА изучает возможности использования 3D-печати для строительства посадочных площадок, жилых помещений и дорог на Марсе и Луне. На этих двух небесных телах нет почвы, только раздробленная порода, называемая реголитом. Группа доктора Банерджи, которая работает с НАСА, заявляет, что их подход к 3D-печати также хорошо работает с этим материалом. «В конечном итоге мы хотели бы иметь недвижимость на Марсе и Луне, но мы не сможем возить там бетон с собой, - говорит д-р Банерджи. - Нам придется работать с реголитом».