Снижение себестоимости строительства путем внедрения 3D-печати

Введение

В век технологического прогресса у нас есть возможность использовать современные технологии для решения многих задач экономики, в том числе, снижения издержек в строительной отрасли.

Методологическую базу исследования составляют анализ данных и их интерпретация. Для анализа данных используются методы статистического анализа.

Целью работы является выявление возможности снижения издержек строительной отрасли путем внедрения 3Д печати.

Основная часть

3D печать домов происходит с помощью специализированного 3D принтера, который использует материал, обычно бетон или специальную смесь, для создания физической структуры. Принтер печатает слой за слоем, создавая стены и другие детали дома по заранее загруженному в компьютер дизайну. Подобные технологии уже используют в строительстве, но для оценки применения подобной технологии необходимо обозначить ее преимущества и недостатки (табл.).

Таблица

Преимущества и недостатки использования 3D-принтера в строительстве

Из данной таблицы мы можем сделать вывод о том, что 3D печать на строительном объекте – это достаточно эффективный способ снижения издержек. Разберем подробнее каждый из характеристик, представленных в таблице.

Время возведения объекта строительства. Американская компания, занимающаяся разработками 3D принтеров, «S-Squader» (SQ3D), с помощью своей технологии напечатала жилой дом, площадью 177 кв. метров за 48 часов непрерывной работы, при этом, на подготовку данного проекта ушло 6 дней. Если из подобных условий убрать возможность печати и поставить обычных рабочих с классическими методами постройки, то только на возведение фундамента уйдет 25–30 дней, а на возведение стен (допустим, из самого простого материала – газобетона) около 7 дней. Такие возможности в разы сокращают расходы на заработную плату рабочих.

Повторное использование материалов. На данный момент времени возможно совершать постройки практически из любых материалов. Так, в 2016 году итальянские инженеры из компании «WSAP» создали проект «Gaia», в котором они построили дом, основой для которого служила смесь из отходов, а именно: 25% – местная почва, 40% – солома, 25% – рисовая шелуха, 10% – гидравлическая известь.

Ручной труд. На примере дома, который был построен за 48 часов, компанией «S-Squader», мы можем видеть, что, при отлаженном процессе работы, в строительстве может быть задействовано бригада из рабочих до 3-х человек. При таких же вводных, но по классическому методу строительства, бригада сможет возвести подобное здание минимум через месяц работы.

Высокая стоимость оборудования. Данная черта компенсируется скоростью возведения объектов и быстрой окупаемостью оборудования.

Нехватка квалифицированных кадров. Рынок труда еще не до конца осознал перспективы данной профессии, и нехватка кадров широко сказывается на подобных проектах. Специалистов в этой сфере мало, а по закону «чем меньше товара, тем выше его стоимость», можно предположить, что заработная плата такого работника будет достаточно высока.

Дополнительные постройки при работе принтера в низких температурах. У каждого принтера существует свой температурный режим, как и у строительной смеси, поэтому, для того чтобы производить строительство объекта в низких температурах, необходимо сооружать так называемый «тепляк», то есть, отапливаемое помещение, размером с объект будущего строительства. Данные условия неблагополучно сказываются на себестоимости будущего проекта. В условиях продолжительных зим или же постоянно холодного климата, себестоимость строительства будет выше, чем при работе в теплых регионах.

Доставка в места возведения объекта. Принтер устанавливается на месте строительства объекта, что достаточно трудозатратно. Для того чтобы возвести здание или сооружение, необходимо транспортировать принтер на место работ и произвести его корректировку и сборку, что влечет за собой дополнительные расходы на логистику.

Строительство при помощи 3D принтера это достаточно новое направление в данной области, но имеет огромные перспективы. При помощи такой технологии можно сократить использование рабочей силы, сократить логистические нагрузки (по примеру проекта «Gaia»), «сократить строительные расходы на 20–25%, а расходы на строительные материалы на 25–30%, благодаря возможности использовать переработанные материалы» [3, с. 832-849]. «Использование технологии 3D-печати позволит уменьшить трудоемкость производства на строительных предприятиях, увеличить точность исполнения проектов и моделирования жилищных комплексов. При этом эта методика позволит значительно сократить временные и интеллектуальные затраты на создание моделей и проектов различных строительных объектов» [4]. Приведем в пример проект здания от «SQ4D», который был построен за 24 часа. Его себестоимость 6000 долларов, что в рублях составляет 538 215,59, построить подобное здание, при классическом методе строительства, с себестоимостью в 500 000, удается возможным при условии, что строительство будет производиться из газобетона, жилая площадь будет 40 кв. метров, а его возведение будет длиться 6 месяцев. Таким образом, мы можем наблюдать, что себестоимость 1 м. квадратного при использовании технологии 3D печати составляет примерно 3 040 рублей за метр квадратный, а при использовании классического метода строительства 12 500 рублей за 1 м.кв., экономия составляет 9 460.

Заключение

Внедрение 3D печати в строительство обещает существенное снижение себестоимости, такой способ будет способствовать повышению доступности жилья и улучшению качества строительства. Но есть и свои особенности: необходимо учесть и возможные сложности, связанные с технологическими и нормативными вопросами. Несмотря на это, перспективы в снижении издержек, путем внедрения 3D печати, будет развиваться и давать новые возможности снижения себестоимости еще не один десяток лет.