По оценкам ООН, к 2030 году людям потребуется строить 96 тыс. домов в день, чтобы обеспечить жильем 3 млрд человек. Стремясь ускорить строительство и снизить затраты, архитекторы и девелоперские компании используют технологии 3D-печати, модульной сборки и пробуют новые материалы в строительстве. Рассказываем об актуальных трендах в строительстве жилых домов.
Надувные дома
Многие компании стремятся упростить технологии строительства настолько, чтобы дом можно было построить буквально за один день. К примеру, нью-йоркский стартап Automatic Construction разработал методику, которая позволит строителям возводить так называемые «надувные дома». По оценкам компании, эта технология позволит строить жилье менее чем за час, а само строительство обойдется примерно в пять раз дешевле классической методики.
Технология получила название «Надувная гибкая заводская опалубка». По задумке компании, строители на грузовом транспорте будут доставлять «свернутый» вариант будущего дома из ПВХ, затем конструкцию будут раскатывать по земле и надувать с помощью обычных строительных воздушных компрессоров. Первая надувная конструкция будет представлять собой внутреннюю подпорку, которая будет поддерживать будущее здание в ходе строительства. Второй конструкцией станет сам надувной дом. С одной стороны в его конструкцию будут вкачивать бетон, а с другой — выпускать воздух.
Затем конструкция с бетонным наполнением будет сохнуть в течение примерно двух дней. После этого внутреннюю опору можно будет сдуть, чтобы использовать уже при новом строительстве. При этом оболочка основной конструкции, удерживающая твердый бетон, будет работать как водо- и воздухонепроницаемые стены. Эти стены толщиной 10 см будут заполнены десятками тысяч полиэфирных нитей, которые применяют при изготовлении досок для серфинга, каяков и так далее. Тем не менее, уже готовой конструкции потребуется дополнительная внутренняя теплоизоляция и внешняя отделка, чтобы она выглядела более эстетично.
Automatic Construction использует первичный ПВХ, но в будущем планирует перейти на переработанные материалы. Компания уже построила прототипы строений площадью 9,5 на 18,5 м2, и сейчас она работает над проектом одноэтажного дома площадью 60 м2 в северной части штата Нью-Йорк. Чтобы «надуть» дом, строителям потребуется около 15 минут, а на заливку бетоном уйдет чуть больше часа. Каждый квадратный метр строительства будет стоить от $100 до $300, тогда как сейчас средняя его стоимость колеблется от $1 тыс до $2 тыс.
Дома-«пончики»
Другие фирмы предлагают изменить подход к планировке, чтобы сделать здания максимально используемыми. Фирма из Торонто B + H Architects предложила строить многофункциональные небоскребы unTower, которые можно будет трансформировать под разные нужды, например, превращать офисы в квартиры. Это станет возможным благодаря конструкции, напоминающей пончик. У здания внутри и снаружи уже есть все структурные опоры, что позволяет надстроить пространство для любого типа использования. В частности, конструкция «пончика» уже имеет внутренние окна, чтобы помещение бывшего офиса можно было переоборудовать в квартиры с помощью новых стен, но при этом сохранить нормальное освещение. Атриум здания сконструирован так, что на него можно «навешивать» балконы.
unTower строится как система сборных балок, похожих на велосипедные спицы, которые объединяются в колеса на каждом этаже. Их можно изготавливать из композитных металлов в случае с небоскребами или из массивной древесины для более устойчивых зданий средней этажности. Разработчики проекта утверждают, что благодаря такой конструкции их здания прослужат вдвое дольше обычных. Они объясняют, что при модульной конструкции строение проще обслуживать и ремонтировать: к примеру, у него можно заменить одну из стен. B+H Architects готовится возвести два первых здания-«пончика» в Сиэтле и в Британской Колумбии.
Дома из 3D-принтера
Будущие технологии 3D-печати домов будут включать в себя не только создание деталей за пределами площадки, но и собственно строительство. Такую технологию уже представила американская Apis Cor.
Компания разработала «принтер» для печати стен из бетона, который внешне похож на небольшой подъемный кран. Это решение позволяет «печатать» будущий дом прямо на площадке, возводя стены из слоев бетонных смесей. «Принтер» печатает стены, перегородки и ограждающие конструкции дома из прочного бетонного материала. После того, как они высохнут, рабочие могут покрасить дом, установить электропроводку и добавить крышу.
Разработчики технологии уверены, что 3D-печать зданий позволит сэкономить время, снизить трудозатраты и будет гораздо меньше вредить окружающей среде, чем традиционное строительство. «Принтер» можно перевозить с площадки на площадку, а сам он способен выстраивать дома площадью до 132 м2.
Apis Cor уже напечатала свое первое здание в техасском городе Бока-Чика на площадке SpaceX.
Дома из «умных» кирпичей
Отдельное внимание заслуживают материалы для стройки будущего. Компания из США Kite Bricks предлагает строить такие дома из «умных» кирпичей — модулей вроде Lego из высокопрочного бетона. Компания заявляет, что они способны удерживать гораздо больше тепла в стенах, а внутри каждого такого кирпича есть место для размещения проводки или труб для подведения коммуникаций. Кроме того, кирпичи идеально прилегают друг к другу, и для такой стройки не нужен раствор или тяжелое оборудование — достаточно обычного лифта.
Разработчики технологии подсчитали, что использование новой кирпичной системы поможет сэкономить до 50% бюджета при строительстве восьмиэтажного дома. В Kite Bricks отмечают, что кирпичи для каждого проекта можно изготавливать по индивидуальному заказу с внутренней и внешней отделкой, что позволит сразу возвести здание с облицовкой и готовыми внутренними стенами. Каждая такая поверхность кирпича снимается, что облегчает доступ к коммуникациям и делает замену полов или потолков более быстрой и дешевой.
Дома из шерсти и окурков
В последние годы компании активно изучают технологии «зеленого» строительства. Компании уже начинают внедрять новые материалы в конструкции зданий.
Вот несколько примеров инновационных продуктов, которые используются в строительстве:
- Сигаретные окурки. По оценкам некоторых экспертов, их объем в общей массе отходов составляют 38%. Добавление окурков в состав кирпичей на 58% снижает количество энергии, необходимое для их выпекания. Кроме того, кирпичи из окурков лучше изолируют тепло.
- Супердревесина. Ученые обнаружили, что кипячение древесины в растворе, содержащем гидроксид натрия и сульфит натрия, перед прессованием укрепляет ее молекулы. Это делает дерево намного более прочным и долговечным.
- Бамбук. Доступный во многих стилях и цветах, бамбук стал популярной альтернативой традиционной твердой древесине. Он относится к быстрорастущим растениям, вырубку которого легко компенсировать.
- Овечья шерсть. Она используется в качестве альтернативы стекловолоконной изоляции. Это натуральный материал, который изолирует так же хорошо, как стекловолокно, но требует гораздо меньше энергии для производства. Кроме того, овечья шерсть может повысить энергоэффективность и обеспечивает лучшую звукоизоляцию.
- Феррок. Это альтернатива бетону, в составе которой используется стальная пыль или железная порода из отходов промышленного производства. Эти отходы обрабатывают двуокисью углерода с образованием карбоната железа, альтернативы цементу. Затем его можно смешать и залить, чтобы создавать фундаменты, дорожки, лестницы, подъездные пути и многое другое. Исследователи считают, что феррок может быть даже более устойчивым к погодным условиям, чем бетон.