在河北省張家口市武家莊村,一對70后夫婦住上了3D打印房,這棟房屋由清華教授徐衛(wèi)國“操刀”,總體打印時間用了160個小時,不到7天。
根據(jù)聯(lián)合國人居署數(shù)據(jù),預(yù)計到2030年,全球?qū)⒂谐^30億人渴求住房、基建、水和衛(wèi)生系統(tǒng),而3D打印在建筑上的應(yīng)用有望緩解一部分問題。
在美國得克薩斯州,一項3D打印住宅項目即將完工,屆時這里將成為全球迄今為止使用3D打印機建設(shè)的最大社區(qū)。據(jù)公開報道,這些住宅面積從每棟139平方米到185平方米不等,價格從45萬美元到接近60萬美元(約合人民幣320萬元至430萬元)。截至目前,100套住宅已售出超25套。
3D打印技術(shù)走進村莊
3D打印房子早已不是什么新聞。早在2014年,上海就3D打印了10幢小房子,作為當(dāng)?shù)貏舆w工程的辦公用房。
10年過去,隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟,住進3D打印建造的房子已經(jīng)不是什么難事。
在中國河北省張家口市武家莊村,一對70后夫婦住上了3D打印房,這棟房屋由清華教授徐衛(wèi)國“操刀”,總體打印時間用了160個小時,不到7天。據(jù)了解,這座占地106平方米的住宅堅固耐用,包括簡易的室內(nèi)裝修在內(nèi),造價約為2000到2500元每平方米,總成本約為20萬元。打印過程中自動化程度高,減少了人力成本的投入。
同樣,在中國河北省故城縣房莊鎮(zhèn)宋莊村,56歲的張國烈自家農(nóng)房成為“網(wǎng)紅”景點。
這座約400平方米、由6間北房組成的農(nóng)家院落成,采用“3D打印與模塊化裝配”的新型建造方式,在工廠將數(shù)字模型打印制作成一塊塊像積木一樣的墻體模塊,運到現(xiàn)場后,僅用7天就完成了主體結(jié)構(gòu)安裝。
浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院副教授孫曉燕介紹:“院落采用一體化數(shù)字設(shè)計,整個房屋、院墻、廊柱等結(jié)構(gòu)部件,還有花壇、地磚、假山、雕塑等景觀裝飾均由混凝土3D打印而成,外部雕花紋理和內(nèi)部管線空腔都是在設(shè)計階段隨著結(jié)構(gòu)一起做好,三維建模,所見即所得?!?/p>
3D打印的房子還需要質(zhì)量考證
在廣大農(nóng)村地區(qū),傳統(tǒng)砌磚建筑仍是許多家庭的首選。相反地,3D打印建筑作為一種新興技術(shù),雖然展現(xiàn)出諸多創(chuàng)新優(yōu)勢,但初期投資成本仍高昂不下。
與傳統(tǒng)砌磚建筑相比,3D打印建筑的造價往往更高,這首先歸因于高昂的設(shè)備費用。一臺先進的建筑3D打印機不僅價格昂貴,還需要專業(yè)的技術(shù)人員進行操作和維護。目前由于3D打印技術(shù)尚處于快速發(fā)展階段,材料供應(yīng)鏈尚未形成規(guī)模化效應(yīng),導(dǎo)致定制化材料成本相對較高,進一步推高了建筑成本。
除了價格,建筑主體采用3D打印技術(shù)的方式也存在一些挑戰(zhàn)。
在成本方面,專屬機器設(shè)備和原材料價格對于小型建筑企業(yè)來說必定增加建造成本,在張家口市武家莊村的案例里,相關(guān)調(diào)研指出,受訪的本地村民表示房屋大多用磚頭和夯土建成,成本約10萬,而3D打印建造成本高出一倍。
此外,在規(guī)模方面,3D打印技術(shù)目前還不能滿足大型建筑的需求,如高層建筑等;另外,由于大多數(shù)建筑都需要遵循嚴格的建筑標(biāo)準和法規(guī),因此3D打印建筑在這方面的應(yīng)用還有待進一步的研究和實踐,質(zhì)量和耐久性也需要進一步勘測實地使用數(shù)據(jù)佐證。
確實,隨著3D打印技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進步,建筑領(lǐng)域的應(yīng)用也將繼續(xù)擴展。例如,人們可以將3D打印技術(shù)應(yīng)用于建筑維護和改造,以減少破壞和浪費的發(fā)生。通過建筑材料的研發(fā)和改進以提高建筑的穩(wěn)定性和耐久性。
未來,建筑設(shè)計師們還可以利用3D打印技術(shù)將更多的創(chuàng)意和想象變?yōu)楝F(xiàn)實,創(chuàng)造出更具“唯美”“功能性”“未來感”的風(fēng)格建筑。