Личный опыт. Сложно ли построить 3D-отель?
Рассказывает основатель экопарка «Ясно Поле» Дмитрий Черепков
В январе в экопарке «Ясно Поле» в Тульской области открылся первый в России отель, напечатанный на 3D-принтере. Необычные домики имеют шаровидную форму и построены с применением инноваций. Чтобы получить поражающий воображение результат, команде экопарка потребовалось стать первопроходцами и экспериментировать, например, с устойчивостью материала. Как строился необычный отель и реально ли повторить этот опыт, RUSSPASS Журналу рассказал основатель экопарка и серийный предприниматель Дмитрий Черепков.
От идеи к воплощению
Я инженер по образованию, очень люблю изобретать, производить и строить. Кроме того, мне всегда хотелось иметь какое-то пространство, которое не ограничено заборами и где можно выстраивать отношения с природой. Так появилась идея экопарка «Ясно Поле», где мы развиваем пространство с уважением к природе: устроили пруд, который изменил водный баланс на территории и улучшил питание фруктовых садов, организовали инфраструктуру для раздельного сбора мусора и регулярно высаживаем деревья, строим энергоэффективные здания и используем в сельском хозяйстве только органические и пермакультурные практики — все натуральное, без гербицидов и ГМО.
В экопарке есть обширный жилой фонд, в него входят как номера в гостинице, так и отдельные дома. Например, мы возвели несколько оригинальных конструкций: «гостиница-теплица», «дом-бык» и «дома-коровы», чем-то похожие на животных.
После того как мы погрузились в строительство, мне стало интересно узнать, можно ли построить дом с помощью 3D-печати. Я еще не видел в стране ни одного примера коммерческой недвижимости, напечатанной на 3D-принтере. Летом 2022 года совершенно случайно узнал, что такие принтеры для строительства домов уже существуют в России, и загорелся идеей напечатать такой дом в экопарке.
Наша команда изучила мировой опыт. Обнаружили здание для госучреждения в Дубае, которое сделала компания Apis Cor — выходцы из России. Но их принтеры для печати домов очень дорогие и стоят от миллиона долларов. В Америке есть компания ICON, которая тоже производит принтеры для недвижимости. Компания сама «печатает» коттеджи и формирует из них поселки в Калифорнии. Нашли экспериментальные здания TECLA в Испании с довольно сложными архитектурными формами. Они круглые и ребристые, за счет чего сами себя дополнительно поддерживают. В Японии, невероятно технологически развитой стране, держат свои технологии в секрете. Проекты в Китае очень просты с точки зрения архитектурной формы, и отелей среди них нет. В результате анализа я понял, что придется полностью получать опыт «с нуля».
Построить дом с помощью 3D-принтера оказалось не дороже, чем обычный. Разница в цене составляет плюс-минус 10 %. Стоимость на каждые 100 кв. м получилась около пяти миллионов рублей.
Мне с самого начала казалось, что история с 3D-отелями не просто интересная, но и очень перспективная, потому что при отлаженном процессе такие дома сопоставимы по цене с традиционными, формы зданий могут быть очень интересными, а скорость работ сопоставима с традиционными технологиями. Мы не прогадали. Наши напечатанные домики уже начали приносить доход. Например, сейчас мы сдаем их примерно за 20 тыс. рублей в выходные и за 15 тыс. в будни. Недавно ко мне приезжали в гости знакомые из курорта Домбай, где они строят экопарк. Они посмотрели и сказали: «Нам это так нравится, что мы хотим построить такой же дом у себя!» Это высокая оценка от людей, имеющих возможность построить себе любой дом.
Если процесс отлажен, погода подходящая, стены дома вертикальные, то дома на 3D-принтере можно возводить быстрее традиционных строений, и при этом они привлекают гостей.
Как разрабатывали проект
В августе 2022 года мы заключили договор на создание проекта дома с бюро Тотана Кузембаева. Тотан — выдающийся архитектор, создает уникальные дома. Многие его самые известные работы находятся на территории поселка Туристический Пансионат «Клязьминское водохранилище»: «дом-телескоп», «дом-мост», «дом-дракон». Выбор проектировщика был для меня несложным: с Тотаном мы уже были знакомы, я всегда восхищался тем, как он мыслит. Архитектурные формы его домов мне всегда казались достаточно смелыми и практичными одновременно. По проекту Тотана каждый дом был задуман шарообразным, округлым, причем не только по форме, но и по внутреннему объему. Для традиционных видов строительства эта форма не так удобна, и в нашем случае потребовалось продумать дополнительное укрепление конструкции.
В ноябре из Ярославля к нам приехал принтер. Его сделала компания АМТ. Это один из первых производителей строительных 3D-принтеров в России. С помощью их принтеров построен жилой дом в Ярославле и офисное здание в Копенгагене. Стоимость агрегата составила порядка 12 млн рублей.
Как строили первый дом
В основе принтера для строительства дома лежит та же технология, по которой работают любые 3D-принтеры. В блоке смесителя формируется смесь для печати. По трубе она подается в печатающую головку, которая движется по задаваемой компьютером траектории. Сначала создается один слой стены, потом поверх него накладываются следующие слои.
Для печати мы сначала создали электронную модель дома. Она состояла только из стен. Крышу и фундамент разрабатывали отдельно. Тут нюансов нет, мы использовали ровно такой же фундамент, как если бы строили малоэтажный дом традиционным способом: применили довольно популярный вариант — утепленную шведскую плиту. Такой монолитный плитный фундамент находится на небольшой глубине и за счет утепленного материала позволяет сократить потери тепла в холодный сезон. Для удешевления и упрощения производства в фундаменте заложили коммуникации, связанные с канализацией и подачей воды и отоплением.
Обязательные условия для печати 3D-дома: строить в тепле, при температуре не ниже +5 °C, когда нет осадков и высокой влажности.
Пока материал затвердевает слой за слоем в течение нескольких часов, постройку надо беречь от воздействия воды. Мы начали печатать элементы первого дома, когда на улице было холодно, поэтому расположились в цеху компании. Предполагали, что весной вывезем стены на место строительства, поставим фундамент, сделаем армирование и сложим элементы друг на друга как конструктор.
Довольно скоро стало понятно, что крупные элементы крайне сложно транспортировать. Поэтому мы решили допечатывать остальное на строительной площадке. Сделанные в цеху элементы мы все-таки вывезли, а потом интегрировали с теми частями, которые печатали на строительной площадке.
В процессе возведения первого дома мы все больше убеждались, что создавать отдельные элементы в цеху для такого проекта было ошибкой: возникли сложности с перевозкой, потребовалось создание дополнительные адаптации 3D-модели, стыковка. Производство частей здания в цеху возможно, но проект должен быть подходящим, простым с точки зрения архитектуры.
Выбор материалов
Мы печатали сразу два контура стен — внешний и внутренний. Между ними проложили утепляющий материал и несущие конструкции. В мире чаще всего для этой цели используют пенобетон. Например, мы видели такие решения в Испании и Калифорнии. Они удобны там, где нет такого холода, как в России. Для наших широт толщина пенобетона должна быть не меньше 50 см.
Я специально поэкспериментировал, построив два абсолютно одинаковых дома, отличавшихся только материалом, из которого мы возводили стены. В одном использовали монолитный пенобетон, во втором — арболит.
Пенобетон оказался технологически удобнее, но для утепления в итоге пришлось дополнительно использовать базальтовый утеплитель толщиной 100 мм. Только после этого в доме стало возможно жить с комфортом в холодный сезон. В остальном особая система отопления не потребовалась. Мы используем обычные теплые полы, и гости говорят, что им комфортно.
Арболит — это материал, разработанный в советское время для строительства коровников, однако он хорошо подходит и для жилых домов — из него строили типовые дома до трех этажей. Материал состоит из смеси цемента и щепы, специально обработанной для защиты от грибка. Если здание, выстроенное из арболита, невысокое, оно не требует дополнительного армирования. У него теплоизоляция на 30 % выше, чем у деревянных строений. Дом из арболита мы ничем не стали утеплять, в нем было и так тепло. Еще материал способен выводить наружу пары влаги, образуемые внутри здания. Это «дышащий» материал, но он более трудоемкий в производстве, требует больше времени. Первый дом мы делали два месяца, потому что у нас половину времени заняло заполнение стен арболитом. В основном из-за того, что в нашем доме стены не вертикальные, а бочкообразные. Это в несколько раз затягивает процесс печати — необходимо ждать, когда твердеют нижние слои, чтобы не происходило обрушения напечатанного. Это очень редко, когда в 3D-домостроении делают стены, отклоняющиеся от вертикали. Мы же поставили себе сложную задачку.
Арболит никто и никогда в 3D-печати не применял, мы первые в мире провели такой эксперимент.
Второй дом мы строили месяц. Третий создали меньше чем за три недели. Эти три дома мы уже ввели в эксплуатацию, еще два достраиваем сейчас. Внешнюю сторону зданий мы не стали зачищать или штукатурить. Нам понравилась чуть неровная слоистая фактура, она похожа на природную. Плюс таким образом мы снизили расходы на возведение.
В результате нашего опыта мы выявили алгоритм действий:
- создание модели;
- закладка фундамента;
- установка принтера на месте будущего дома;
- печать стен — внутреннего и внешнего контура;
- заполнение пространства между контурами.
Я настолько вдохновился 3D-домами, что создал компанию, которая занимается печатью таких строений. Вместе с командой сейчас участвуем в разработке принтера новой модификации. К печатающей головке такого принтера подаются только сухие компоненты, а создание смеси происходит внутри агрегата. Так можно заметно снизить количество брака, время настройки, промывки, повысить качество печати. Кроме того, такой принтер позволяет печатать дома, имеющие сложную форму, например нависания.
Возможные риски
Пока мы можем оценивать срок службы напечатанных 3D-домов только теоретически. Индустрия новая, опыта практического использования пока не так много. Если крыша закрывает стены здания от прямого воздействия воды, то такой дом и сто лет простоит. Для бетона в процессе эксплуатации возможно растрескивание, но бетон в нашем случае это только несъемная опалубка, основные несущие и теплоизоляционные функции выполняет заполнение стен. Микротрещинки не сказываются на прочности дома. Сейчас мы ищем возможность печати крыши здания, для этого изучаем и тестируем различные материалы, чтобы обеспечить водонепроницаемость покрытия. Сейчас в мировом 3D-домостроении применяют традиционные кровли — это сильно ограничивает полет архитектурной мысли.
В перспективе территория нашего экопарка позволяет напечатать до 50 домов. Мы решили творчески подойти к дальнейшему процессу и предложили разным архитекторам присылать нам свои идеи для 3D-домов. Пришло 65 работ. Из них около 20 будоражат мозг: их просто нельзя не сделать.
