Несмотря на обещания, 3D

Apr 16, 2023

Новое здание центра обработки данных, строящееся в Гейдельберге, Германия, станет крупнейшим в Европе сооружением, напечатанным на 3D-принтере. Технология многообещающая, но проблемы на пути ее широкого внедрения остаются.

Центры обработки данных обычно не славятся своей экстравагантной архитектурой. Но здание, обретающее форму в Гейдельберге, Германия, наверняка привлечет внимание. Его гофрированный фасад, похожий на занавеску, кажется, обтекает строение.

«С помощью этой формы мы хотели расширить границы возможного», — сказал Ханс-Йорг Краус, управляющий партнер Krausgruppe, разработчика проекта. Творческая свобода архитекторов была больше, чем обычно, благодаря особой технологии строительства: 3D-печати.

3D-печать означает, что форсунка с компьютерным управлением наносит слой за слоем специальную бетонную смесь, создавая тем самым стены здания. Горизонтальные элементы, такие как потолки, по-прежнему необходимо строить традиционными методами.

По завершении строительства в июле одноэтажный дата-центр будет иметь длину 54 метра, ширину 11 метров и высоту 9 метров (177 на 36 на 29 футов). По данным Krausgruppe, это станет крупнейшим в Европе зданием, напечатанным на 3D-принтере.

Некоторые преимущества 3D-печати, помимо экстравагантных изогнутых форм, которые она позволяет получить, можно наблюдать на строительной площадке в Гейдельберге.

Большую часть времени на объекте работают только два работника, которые управляют принтером. В отличие от обычного литого бетона, слои напечатанного бетона сохраняют свою форму, что делает ненужным использование форм.

Устранение форм сокращает количество отходов, а также время сборки и разборки — это «гигантское преимущество» 3D-печати, рассказал DW Ян ван дер Фельден-Фолькманн, один из архитекторов здания.

По данным компании PERI 3D Construction, участвовавшей в проекте, на печать вертикальных элементов здания уходит всего 140 часов. Однако печать необходимо прерывать для выполнения других детальных задач, поэтому окончательный слой можно будет напечатать только примерно через четыре месяца работы.

Хотя технология находится в разработке уже около двух десятилетий, здания, напечатанные на 3D-принтере, по-прежнему являются редкостью. По данным COBOD, производителя технологий 3D-печати, к 2022 году во всем мире было напечатано 130 зданий площадью более 10 квадратных метров (107 квадратных футов), причем 55 из них были построены только в прошлом году.

Одной из причин медленного развития технологии является отсутствие стандартов для оценки стабильности печатных конструкций, говорит Арно Перро, профессор гражданского строительства в Университете Южной Бретани во Франции. Без этих стандартов невероятно сложно продемонстрировать властям, что печатные здания безопасны, сказал он DW.

Но даже при наличии стандартов 3D-печать по-прежнему будет сталкиваться с проблемами, особенно когда речь идет о строительстве высоких конструкций.

Высокие бетонные конструкции обычно армируются сталью, чтобы выдерживать нагрузки, которым они подвергаются. По словам Ману Сантанама, профессора кафедры гражданского строительства Индийского технологического института Мадраса в Ченнаи, это сложно сделать с помощью структур, напечатанных на 3D-принтере.

Следовательно, для зданий с более чем двумя или максимум тремя этажами «3D-печать не вариант», — сказал Сантанам DW.

Перро настроен более оптимистично, по крайней мере, в долгосрочной перспективе. «С технической точки зрения нет ничего, что запрещало бы печатать многоэтажные здания», — сказал он. В краткосрочной перспективе он считает, что сочетание 3D-печати с традиционными технологиями является самым простым способом построить нечто большее.

То же самое делается и в Гейдельберге, где полые стены, созданные принтером, заполняются обычным железобетоном для повышения устойчивости здания.

Так в чем же 3D-печать может проявить свои сильные стороны? Что касается Индии, Сантанам видит свой наибольший потенциал за пределами городских районов, где нет необходимости строить высокие здания, особенно в крупномасштабных общественных застройках в сельской местности.

«Если вы напечатаете ряд домов, скажем, 20 или 30 домов, это определенно превзойдет любую другую технологию, потому что у вас есть возможность индивидуально настроить каждый дом», — сказал Сантанам.