В последние годы технологии 3D-печати приобретают всё большую популярность в различных сферах, в том числе в строительстве. Одним из самых революционных подходов в данной области является использование не традиционных строительных материалов, а природных компонентов, что позволяет существенно повысить экологичность возводимых зданий. Одним из ярких примеров такого подхода стала разработка японской компании Lib Work, которая создала технологию производства домов с помощью 3D-принтера, используя в качестве основного материала грунт вместо цемента. Этот материал сочетает в себе земные компоненты, известковое вяжущее и натуральные волокна, что делает конструкцию прочной, безопасной и экологичной. Традиционные методы строительства часто требуют значительных ресурсов и генерируют большой объем углекислого газа, главным образом из-за производства цемента, который является энергоемким и несет существенный углеродный след.
В отличие от этого, Lib Work использует смесь, состоящую на 65% из грунта и песка, с добавлением извести и натуральных волокон, что позволяет не только значительно снизить выбросы CO2, но и сохраняет отличные эксплуатационные характеристики дома. Согласно подсчетам компании, углеродный след строительство дома при применении технологии снижается более чем вдвое — с 45 000 кг CO2 до примерно 22 500 кг, что даже превосходит показатели деревянных домов. Основой для смеси, используемой в процессе 3D-печати, послужил древний строительный материал под названием «ваттл и даб» — классический способ создания стен из деревянной основы, залитой глиной или землей, известный уже более 6 тысяч лет. Такие конструкции выдерживают время и природные испытания, иногда оставаясь целыми и функциональными даже 700 лет, что говорит о большой прочности и надежности этих материалов при правильном использовании. Доктор Эко строительства важен не только экологический аспект.
Сейсмоустойчивость для страны, как Япония, где землетрясения носят регулярный характер, является критически важным параметром. Дом, построенный по технологии Lib Earth от Lib Work, получил наивысший уровень сейсмоустойчивости в Японии — третий класс, что делает жилье безопасным для проживания даже в районах с активной сейсмической активностью. Это еще одна причина, по которой технология заслуживает внимания как инновационное и надежное решение. Современная 3D-печать домов позволяет воплощать в реальность архитектурные проекты с необычными формами и сложной геометрией, что значительно расширяет творческий потенциал и возможности дизайна в строительстве. Технология избавляет от ограничений, свойственных традиционным методам, где существуют трудности с производством сложных изогнутых и неправильной формы конструкций.
3D-принтер буквально «рисует» слои материала, создавая цельную и монолитную структуру, прочную и долговечную. Новая модель дома Lib Earth Model B, представленная как более разветвленная система расположения помещений, демонстрирует развитие и техническое совершенствование подобных сооружений. Еще один интересный аспект связан с устойчивостью ресурсов и доступностью используемых материалов. Почва, известь и натуральные волокна — сравнительно дешевое и доступное сырье, широко распространенное на планете. Это не только снижает затраты, но и способствует равномерному распределению строительных ресурсов, особенно в удаленных и сельских районах, где доставка цемента и других материалов усложнена.
Более того, снижение зависимости от цементного производства положительно сказывается на экологии за счет уменьшения антропогенного давления на природу. Российский климат и почвенные условия также могут быть перспективной площадкой для адаптации подобных технологий. Здания из природных материалов хорошо удерживают тепло, имеют здоровые для человека микроклиматические характеристики и позволяют подойти к строительству с минимальным воздействием на окружающую среду. Аналоги известковых смесей и процессы укрепления с добавлением натуральных волокон также исторически были широко распространены на территории России и соседних стран. В дополнение к экологии и безопасности, важно упомянуть и экономическую сторону вопроса.
Строительство дома из грунтовой смеси с помощью 3D-принтера не только снижает себестоимость, но и ускоряет процесс возведения, позволяя возводить жилые здания с меньшими трудозатратами и почти без отходов. Это особенно актуально для решения жилищных кризисов и аварийного жилья, где оперативность и стоимость играют решающую роль. Компания Lib Work также разрабатывает проекты для экстремальных условий, таких как постройки на Марсе, где использование местного грунта является обязательным условием. Подобные исследования расширяют практические возможности применения грунтовой 3D-печати и открывают перспективы в освоении космоса при условии минимального использования земных ресурсов. Важно отметить, что такие природные материалы, как грунт с добавлением извести и волокон, обладают уникальными характеристиками — они «дышат», регулируют влажность внутри помещения и способствуют созданию здоровой атмосферы без химических загрязнителей.
