Легкий бетонный потолок с опалубкой, напечатанной на 3D-принтере из песка является одним из новшеств, которые можно увидеть в экспериментальном доме, построенном роботом, в Швейцарской высшей технической школе Цюриха (ETH Zurich).
Дом «DFAB House», который в настоящее время строится в Дюбендорфе, Швейцария, демонстрирует пять цифровых строительных методов, которые никогда ранее не использовались в архитектуре, а бетонная опалубка «Smart Slab» – его последнее дополнение.
Конструкция рассчитана на использование минимального количества материала, необходимого для несущей нагрузки. Этот материал весит вдвое меньше обычных бетонных плит.
Легкую форму удалось придать при помощи песочной 3D-печати, благодаря чему была создана опалубочная плита. С 3D-печатью крайне сложные структуры так же просты в изготовлении, как и обычный прямоугольник – это означает, что лишний материал можно вырезать из конструкции до отправки на принтер.
В Швейцарской высшей технической школе Цюриха надеются – нововведение приведет к тому, что в строительстве больше не будет производить «одни и те же сплошные потолки, снова и снова».
«Недостатком [традиционного производства опалубки] является чрезмерное потребление материалов и, конечно же, большой углеродный след», – говорят ученые из Цюриха. «Цифровые методы изготовления могут привнести здесь ключевой вклад: компоненты могут быть оптимизированы, обеспечив необходимую стабильность с использованием гораздо меньшего количества материала».
«При использовании 3D-печати геометрическая сложность компонента совершенно не имеет значения и не вызывает никаких дополнительных затрат – принтер просто печатает то, что ему говорят печатать, до миллиметров».
Опалубка «Smart Slab» покрывает 80 квадратных метров между землей и первыми этажами дома «DFAB House». В целом она весит 15 тонн, а узорчастый, волнистый дизайн в самом тонком месте насчитывает всего 20 миллиметров.
Технология была разработана исследовательской группой во главе с архитектором Бенджамином Дилленбергером (Benjamin Dillenburger), доцентом в области технологий цифрового строительства в Швейцарской высшей технической школе Цюриха.
Работая вместе с промышленными партнерами, группа использовала песочный 3D-принтер для создания складчатой, напоминающей дюны опалубки. Материал похож на искусственный песчаник, с нанесенным сверху бетоном, усиленным волоконным полимерным композитом.
В то время как бетон может быть непосредственно напечатан на 3D-принтере (как было в таких структурах, как велосипедный мост, построенный инженерами из Технического университета Эйндховена и строительной компанией BAM Infra), ключевым преимуществом гибридного процесса является то, что он позволяет использовать этот высокоэффективный армированный волокном бетон.
В Швейцарской высшей технической школе Цюриха описывают эту плиту как комбинацию «структурной прочности бетона с конструктивной свободой 3D-печати».
Вторичная опалубка, выполненная с использованием более традиционной формы из древесины, вырезанной с ЧПУ, создала для структуры полноценную сетку.
Исследовательская группа разрабатывала обе опалубки с использованием специального программного обеспечения, которое не только сделало форму как можно более тонкой, но также скоординировало идеальные размеры и позиционирование для системы освещения и противопожарной системы.
«Мы не нарисовали плиту, мы ее запрограммировали», – говорит архитектор Мания Агайе Мейбоди (Mania Aghaei Meibodi), руководитель проекта «Smart Slab». «Было бы невозможно координировать все эти аспекты с аналоговым планированием, особенно с такой точностью».
В то время как в «ETH Zurich» говорят, что в «DFAB House» плита экономит лишь несколько сантиметров, они предполагают, что в высотных зданиях можно устанавливать плиту на нескольких дополнительных этажах.
«DFAB House» активно строится с 2017 года, когда в Швейцарской высшей технической школе Цюриха объявили о проектировании и постройке трехэтажного жилого помещения в «NEST» – модульном научно-исследовательском и инновационном здании, управляемом Институтом по развитию науки и техники «Empa» и организацией водных исследований «Eawag».
«DFAB House» является частью проекта «Цифровое изготовление» Национального центра компетенции в области исследований (NCCR) Digital Fabrication.
Другая технология, используемая на этом же месте – это «Пространственные сборки лесоматериалов», где рамы деревянных домов собираются роботами, которые могут работать быстро, при этом не сталкиваясь
https://www.dezeen.com/2018/08/03/eth-zurich-makes-light-concrete-ceiling-using-3d-sand-printing/
