住进3D打印建筑是什么感觉?播

2023-06-28 10:15
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随着3D打印技术不断成熟,在建筑行业应用越来越广泛,成功案例不胜枚举。将建筑物直接从计算机模型中“打印”出来,不仅简化建筑过程,还能够精确计算所需建材的数量,几乎不产生建筑垃圾,减少能源消耗,特别是有的功能灵活便于移动使用,甚至被称为适配“火星移民建筑”。

在德国海德堡市,号称“欧洲最大的3D打印建筑”预计今年7月完工。据环球网报道,该建筑从今年3月31日开始施工,未来作为一个计算机服务器中心。据项目开发商介绍,3D打印机器是按照预先输入的设计程序,像打印机那样从喷嘴中“挤”出建筑材料,对“打印”出的建筑结构进行简单组装即可。可以说,这又将是3D打印技术在建筑行业的应用取得的一次重大进展。

早在2016年,全球首座使用3D打印技术建造的办公室在迪拜国际金融中心落成。这座单层建筑楼板面积为250平方米,建筑材料的所有“零部件”由一台6米高、36米长、12米宽的大型3D打印机耗时17天“打印”,施工方仅用2天完成安装。

图为2016年5月25日在阿拉伯联合酋长国迪拜拍摄的全球首座3D打印办公室

在中国,首例有居民入住的3D打印建筑由清华大学徐卫国教授和团队完成。该团队用“机器人3D打印混凝土”技术陆续“打印”了一座桥、一座书屋、数个公园,还为一对70后乡村夫妇“打印”一栋住宅,建筑面积106平方米,全程仅160小时。

图为中国河北省武家庄3D打印农宅室内外

那么,相比传统的建筑方式,3D打印技术在建筑行业中的应用有哪些优势

首先,使用3D打印技术建造一座建筑所需的时间大大缩短。例如,上述德国南部城市海德堡正在建设中的“欧洲最大的3D打印建筑”,这座建筑占地600多平方米,传统建造方式需现场十几个工人同时配合工作,而使用3D打印技术建造只需要一台大型机器设备,配备两个人“监工”,在现场监督进度即可。

图为海德堡数据中心项目,长约49.4米、宽约36.9米、高约9.1米。

其次,3D打印技术还可以实现更高水平的精度和更大的自由度。传统建筑方式可能会受到建筑规划、建筑结构以及工人技能等因素的限制,而3D打印技术则可以根据设计者的意愿直接“打印”出最终建筑的模型,从而实现更高水平的设计创意和更大的自由度。

图为德国第一个落地的3D打印房子,每层居住空间大约80平方米

然而,建筑主体采用3D打印技术的方式也存在一些挑战。在成本方面,专属机器设备和原材料价格对于小型建筑企业来说必定增加建造成本,例如,上述中国首例有居民入住的3D打印建筑成本累计二十多万人民币,而调研本地村民的房屋大多用砖头和夯土建成,成本大约10万,相较之下建造成本高出一倍。在规模方面,目前还不能满足大型建筑的需求,如高层建筑等;另外,由于大多数建筑都需要遵循严格的建筑标准和法规,因此3D打印建筑在这方面的应用还有待进一步的研究和实践,对于质量和耐久性也需要进一步勘测实地使用数据佐证。

图为美国名为“曲线吸引力”的房屋,世界首个自由形态的3D打印住宅

未来,随着3D打印技术的不断创新和进步,建筑领域的应用也将继续扩展。例如,人们可以将3D打印技术应用于建筑维护和改造,以减少破坏和浪费的发生。通过建筑的材料研发和改进以提高建筑的稳定性和耐久性。此外,建筑设计师们还可以利用3D打印技术将更多的创意和想象付诸实践,创造出更加具有“唯美”“功能性”“未来感”的风格建筑。相信3D打印建筑将成为建筑业发展的重要动力,为城市带来美好意境造福人类。


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