.png)
3D-дом на 3D-принтере – новые технологии формируют новую среду
Московский государственный строительный университет (МГСУ) опубликовал форсайт-исследование «Аддитивное строительное производство 2030-2036: глобальные тренды и стратегические возможности для России».
По данным анализа, мировой технологический ландшафт аддитивного строительного производства характеризуется стремительной динамикой, переходом от экспериментальной стадии к фазе ранней коммерциализации и формированием конкурирующих технологических платформ.
При этом, несмотря на относительную молодость отрасли, уже сложились отчетливые тренды, определяющие ее развитие. Ключевой технологический подход, фактически ставшим отраслевым стандартом, - это метод послойной экструзии бетонной смеси. Также в современном аддитивном строительстве сосуществуют и дополняют друг друга несколько технологических платформ, определяемых архитектурой оборудования. Ключевые из них - стационарные портальные (декартовы) системы, обеспечивающие стабильную точность при создании крупногабаритных объектов, и решения на основе роботизированных манипуляторов, открывающие возможности для реализации сложных пространственных форм.
Отдельное и динамично развивающееся направление формируют мобильные принтеры на самоходном шасси, основное преимущество которых заключается в возможности быстрого развертывания и работы на масштабных или труднодоступных площадках.
При этом растущим трендом становится также гибридизация разных подходов, позволяющая создавать комплексные системы для специфических задач.
Центральным элементом технологической цепочки выступают специализированные строительные смеси, чья разработка перешла от кустарных экспериментов к индустриальному производству.
Мировые и отечественные производители ведут активные исследования в целях разработки специализированных составов смесей, оптимизированных под параметры экструзии, с заданными свойствами прокачиваемости, экструдируемости, способности к наращиванию и высокой межслоевой адгезии. Для многих стран важным трендом становится также снижение углеродного следа строительной отрасли за счет применения геополимерных вяжущих, использования промышленных отходов и местных сырьевых компонентов в аддитивном строительном производстве.
Анализ мирового рынка показывает, что он фрагментирован, но при этом демонстрирует быстрый рост. Согласно прогнозам международных аналитических агентств, в ближайшее десятилетие ожидается увеличение объемов рынка: от умеренно-высокого 10-кратного роста к 2030 г. до взрывного роста от 300 раз к 2035 г., при среднегодовых темпах роста свыше 80% и вплоть до 166,7%.
Ключевыми драйверами этого процесса выступают общие для глобальной мировой строительной отрасли вызовы: преодоление кадрового дефицита, сокращение сроков строительства и отходов, а также растущий спрос на уникальные архитектурные решения.
А что в России?
Несмотря на то, что внутренний рынок аддитивного строительного производства (АСП) в России находится в стадии пилотного развития, в то же время роль российских специалистов в формировании глобальных технологических трендов оказалась неожиданно весомой. Это явление можно охарактеризовать как «экспорт мозгов» и технологических заделов, предшествовавший созданию полноценной отечественной отрасли.
Исторически первым, кто привлек мировое внимание к потенциалу полноразмерной строительной печати, стал инженер Андрей Руденко, основавший в США компанию Total Kustom. В 2014 г. его проект по возведению бетонного замка в штате Миннесота на собственном стационарном принтере наглядно доказал осуществимость данного подхода, задав тренд на строительную 3D-печать сложных архитектурных форм.
Позднее ярославская компания «Спецавиа» (ныне - AMT) разработала одну из первых в мире промышленных портальных систем для аддитивного строительного производства.
Интересно, что датская компания COBOD - один из мировых лидеров в сегменте крупногабаритных строительных принтеров, начинала свою деятельность в роли дистрибьютора портальных систем «Спецавиа» в Европе и возводила первый объект The 9 BOD с использованием оборудования именно российского производства. Это стало фундаментом для последующей разработки их собственной технологической платформы BOD2.
Еще одним значимым событием непосредственно на российской территории стал проект компании Apis Cor, основанной Никитой Чен-Юн-Таем. В 2017 г. в подмосковной Ступино компания впервые в мире продемонстрировала технологию мобильной строительной 3D-печати, возведя офисное здание непосредственно на строительной площадке.
Кроме того, россияне стояли у истоков калифорнийского стартапа Mighty Buildings, который, используя технологию 3D-печати фотополимерными композитами и робототехнику, сформировал новую парадигму автоматизированного заводского производства модульных домов с нулевым углеродным следом.
Параллельно с присутствием российских специалистов в глобальных проектах внутри страны формируется собственная экосистема аддитивного строительного производства, представленная на сегодняшний день уже более чем 20 активными компаниями. Возраст присутствия многих участников рынка по состоянию на 2025 г. превышает 5 лет, что свидетельствует о накопленной экспертизе.
Знаковые проекты и сегменты
Реализованные пилотные проекты демонстрируют разнообразие архитектурных и функциональных решений, хотя рынок еще далек от массовой стандартизации.
Знаковым объектом стал «Первый жилой дом в Европе» в Ярославской области (компания АМТ, проект завершен в 2017 г.), доказавший жизнеспособность технологии.
Сегодня география расширилась: от типовых одно- и двухэтажных жилых домов в Ставропольском крае и Московской области (Смартбилдсервис, RVS-3D) до уникальных арт-объектов. Например, масштабный Экопарк «ЯсноПоле» в Тульской области, где компания WonderDom реализовала серию футуристических домов по проектам известных архитекторов.
Выделяются также нишевые проекты: купольные дома «Кантридом», печатаемые полярным принтером за один цикл вместе с крышей; модульные дома «Рокет Трейд» (г. Орел) для быстрого развертывания; и включенный в Книгу рекордов России общественно-культурный центр «Мелля» в Татарстане (ООО «3Д Арт») площадью 1600 кв. м - первый объект такого масштаба и назначения, прошедший государственную экспертизу проектной документации.
Современный рынок строительной 3D-печати можно условно разделить на 2 ключевых сегмента - цеховой и полевой печати.
В цеховых условиях печатают, как правило, малые архитектурные формы, префаб-элементы для сборки более сложных объектов, а также крупногабаритные модули различного функционального назначения. В условиях строительной площадки обычно возводят малоэтажные здания и сооружения.
Спрос и стоимость
Проведенный анализ сметной стоимости более 20 реализованных в России пилотных объектов выявил значительный разброс удельных затрат, который, по данным, полученным непосредственно от застройщиков, составляет, от 38 до 180 тыс. руб. за кв. м. Наименьшую стоимость демонстрируют функциональные объекты для собственных нужд компаний и типовые дома в комплектации «теплый контур» от девелоперов на юге страны - заявляемая стоимость около 65 тыс. руб./кв. м.
Высокая стоимость характерна для уникальных архитектурных объектов с большой высотой стен и сложными фасадами - стоимость фиксируется в пределах 65 - 125 тыс. руб. за кв. м.
Сформировавшаяся к 2025 г. структура спроса на технологию аддитивного строительного производства в России носит фрагментированный нишевый характер, и большинство проектов можно отнести к одной из двух основных категорий, определяющих текущий рынок сбыта.
Первая категория - это объекты массового спроса в сегменте ИЖС, где технология применяется для возведения одно- и двухэтажных домов с относительно простой геометрией. Спрос в этой категории формируется небольшими частными застройщиками и технологическими компаниями, которые видят в АСП инструмент для ускорения строительства и снижения зависимости ручного труда. Однако экономическая целесообразность здесь возможна лишь при масштабировании и на данном этапе в большинстве случаев не выдерживает прямой конкуренции с традиционными каркасными или блочными технологиями при строительстве единичных объектов.
Вторая категория формирует спрос на уникальные архитектурные и имиджевые решения. Потребителями в этом сегменте могут выступать обеспеченные заказчики, ориентированные на высокотехнологичные и статусные решения, для которых стоимость не является определяющим фактором; коммерческие девелоперы, создающие арт-объекты для повышения привлекательности территорий, а также крупнейшие региональные игроки и корпорации, заинтересованные в создании знаковых достопримечательностей.
Отдельный, но пока единичный, вектор спроса - это строительство утилитарных объектов для собственных нужд технологических компаний - шоу-румов, учебных центров, производственных цехов.
Стратегически важный элемент экосистемы аддитивного строительного производства - рынок специализированных строительных материалов, который в России начал формироваться с 2017-2018 гг.
В то же время из почти 300 производителей сухих строительных смесей в России лишь менее 4% имеют опыт производства составов, адаптированных под требования АСП, из которых всего 6 компаний наладили промышленный выпуск таких материалов.
При этом до 10% от общего числа производителей выражают уверенную готовность выпускать соответствующие материалы по рецептуре заказчика при получении соответствующего запроса, что указывает на наличие потенциала расширения предложения в ближайшем будущем.
Однако более 50% совокупного объема материалов для АСП, произведенных в России с 2020 по 2025 г., приходится на единственную компанию «Фирма ВЕФТ» (г. Королев), которая одной из первых вышла на рынок специализированных материалов для аддитивного строительного производства и сегодня выпускает промышленную смесь под брендом «Монолит».
Перспективы и угрозы
Наиболее значимая перспектива - это интеграция технологии в масштабные государственные программы комплексного освоения территорий. АСП может стать ключевым инструментом в стратегиях развития Арктической зоны, Дальнего Востока и новых субъектов, обеспечив создание социальной и жилой инфраструктуры с недостижимой ранее скоростью и адаптивностью.
В то же время ключевая угроза - риск стремительного и необратимого технологического отставания от глобальных лидеров (США, Китай, ЕС). В случае сохранения инерционного сценария уже через 5-7 лет Россия может столкнуться с необходимостью импорта не только оборудования, но и целых технологических цепочек, упустив возможность занять лидирующие позиции на формирующемся рынке.
Этот риск усугубляется системными институционально-рыночными ограничениями, среди которых - отсутствие гарантированного спроса.
Отдельную проблему представляет неподготовленность ключевых заказчиков, чьи процедуры закупок и технические требования не адаптированы для новых решений.
Препятствием для распространения АСП также пока остаются актуальные для всего глобального рынка технологические и нормативные барьеры, к которым относятся неразвитость нормативно-технической базы и отсутствие единых стандартов аддитивного строительного производства, и технологические ограничения.
Дополнительным сдерживающим фактором выступает кадровый дефицит в связи с нехваткой в существующей строительной отрасли специалистов, обладающих компетенциями на стыке строительных специальностей, робототехники, материаловедения и цифрового проектирования.
В условиях отсутствия четкого государственного сигнала и скоординированной поддержки совокупное действие этих угроз может свести на нет существующий технологический задел и внешние возможности для развития аддитивного строительного производства в России.
Галина Крупен
Этот материал опубликован в февральском номере Отраслевого журнала «Строительство». Весь журнал вы можете прочитать или скачать по ссылке:
Комментарии