Размещено на портале Архи.ру (www.archi.ru)

24.08.2018

Швейцарские исследователи представили бетонное перекрытие, которое вдвое легче обычного

Алина Измайлова

Исследовательская группа Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zürich) спроектировала и с помощью 3D-принтера (технология 3D sand printing) изготовила бетонное перекрытие общей площадью 80 м2. На изготовление 11 секций конструкции, названной Smart Slab, ушло минимальное количество материала, а её вес – 15 тонн – в два раза меньше, если сравнивать с обычными бетонными плитами. Уточним, что учёные распечатали не само перекрытие, его отлили обычным способом, а лишь нижнюю опалубку для него.

Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa

Дешевизна и повсеместная доступность бетона, как говорят сотрудники ETH, «избаловали» игроков строительного рынка: производители выдают одинаковые ровные перекрытия, затрачивая при этом гораздо больше ресурсов, чем требуется. Современные цифровые технологии способны поменять сложившуюся в индустрии ситуацию и разнообразить визуальные решения, а также оптимизировать расход сырья.
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Demetris Shammas
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Demetris Shammas

Процесс изготовления Smart Slab начался с печати фигурной нижней опалубки. Швейцарским учёным пришлось разработать программное обеспечение, чтобы заранее просчитать параметры итоговой конструкции и добиться минимальной толщины в каждой её точке: в самом тонком месте она составляет не более 20 мм.
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Tom Mundy
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Tom Mundy
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa
Проект Smart Slab. Фотография © NCCR Digital Fabrication / Michael Lyrenmann
Проект Smart Slab. Фотография © NCCR Digital Fabrication / Michael Lyrenmann

С помощью лазерного станка с ЧПУ была создана вторая, деревянная опалубка, которая сформировала несущие рёбра Smart Slab. В пространстве между рёбрами имеются полости, где разместятся инженерные сети – системы освещения и пожаротушения. Кроме того, наличие пустот уменьшает расход материала и снижает вес объекта.
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa

Затем на нижнюю опалубку нанесли фибробетон; на схватывание бетона ушло две недели. В результате появилась конструкция с фактурой, напоминающей дюны: её крупные элементы исполняют конструктивную роль, а мелкие – улучшают акустику.
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa

Проект Smart Slab стал очередным этапом в работе над трёхэтажным экспериментальным домом DFAB House, который возводится в швейцарском городе Дюбендорфе. Это своего рода полигон, где инженеры ETH «обкатывают» строительные разработки. Как отмечает исследовательская группа, с помощью Smart Slab им удалось выиграть несколько сантиметров. Возможно, для проекта DFAB House разница не столь значительна, но при строительстве высотных зданий она может стоить дополнительных этажей.
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Tom Mundy
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Tom Mundy
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Tom Mundy
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Tom Mundy
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa
Проект Smart Slab. Фотография © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa
Проект Smart Slab. Изображение © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa
Проект Smart Slab. Изображение © Digital Building Technologies (dbt), ETH zürich / Andrei Jipa