3D打印房屋一夜爆紅但安全性耐用性需檢驗
自人類文明誕生以來,房屋是生存必不可少的工具之一。而房屋建筑在經歷了洞穴、土坯、茅草、磚瓦、框架之后,形成了現在使用范圍最廣的鋼筋混凝土結構。如今的人們已經很難想象沒有鋼筋混凝土房子會是怎樣的,然而3D打印技術的出現將顛覆一切想象。
眼鏡、擴音器、雕塑、巧克力乃至醫用范圍的人工器官,3D打印技術的無所不能顛覆了眾多傳統制造產業,如今已涉足土木工程,這項技術能否顛覆房地產行業?
日前10棟沒有鋼筋用時24小時打印出來的房子亮相在張江高新青浦園區。與此同時國內開發巨頭萬科也對該項技術表現出濃厚的興趣。萬科董事會主席王石稱,萬科下一步要用3D打印機打印房子。
3D打印房的時代真的要來了?
第一批整體打印房屋
今年3月末一則“美國總統奧巴馬不吃國宴去看3D打印展”的新聞占據各大媒體的頭條。在各國國家元首皆出席的荷蘭海牙核安全峰會期間,奧巴馬興致濃厚地參觀了荷蘭DUS公司的3D打印展覽館,參觀全球最大的3D打印建筑物。由此可見,如今全球火熱的3D打印技術的魅力無窮。
4月初,全球首批使用3D打印機整體打印的建筑亮相上海張江高新青浦園區。這首批10棟一至兩層的毛坯新房,其中最大的一幢兩層建筑長10米、寬6米、高4米。這些房屋都是由一臺3D打印機在24小時內打印出來的。
基于目前已披露的信息,這10棟建筑是全世界范圍內第一批通過3D打印技術整體打印而成的實體建筑。這不僅吸引了國內各大媒體爭相報道,更是驚動了來自全球的媒體,新華社、路透社、法新社等全球五大新聞社,以及法國、德國、日本、俄羅斯、比利時等多國電視臺紛紛前來采訪報道。
“出名”讓3D打印房屋第一人的上海盈創裝飾設計工程有限公司董事長馬義和自發布產品來始終處于高度繁忙狀態。除了接待媒體記者,他還要與相關項目的研究專家探討、尋找批量合作的潛在伙伴以及作為各種論壇的發言嘉賓,馬義和的日程被排得滿滿的。
這位3D打印狂人自豪地告訴記者:“雖然現在美國、俄羅斯、荷蘭等國研發了3D打印建筑的技術,但各個國家的技術各有不同。俄羅斯曾發布一幢3D打印建筑,原理是打印一個個像樂高積木一樣的配件,然后通過組裝做成建筑的墻體。而荷蘭打印了一個景觀房建筑是通過用沙子和黏合劑的方式打印若干個模塊進行組裝。而我們是第一個實現建筑物的整體打印。產品呈現出來后,荷蘭的技術人員也前來探訪討論相關的技術問題。”
記者在現場看到,打印出來的毛坯房還沒有經過裝飾,房子的外立面上能夠很清晰地看到一層一層的混凝土紋路。通過一段視頻,記者看到了打印的過程,就像制作一個裱花的奶油蛋糕,一個巨大的噴頭將混凝土“油墨”呈Z字形排列打印,并一層層底疊加形成墻體,這便是眼前所看到的房子的墻體。
據了解,這臺能夠打印出房子的超級打印機位于蘇州的工廠,高6.6米、寬10米、長32米,占地面積有一個籃球場大小,高度有三層樓高,打印機的長度還可以延伸,完全拉開足有150米長。
馬義和表示,整個打印過程,只需要一張圖紙、一臺電腦以及專業“油墨”——一種由砂石、改良水泥與玻璃纖維制成的新型石材,“就可以在24小時內打印出10棟,每棟200平方米的建筑。”
湯臣集團“嘗鮮”打印售樓處
在盈創發布首批3D打印房半月之后,萬科董事長王石在“萬科公開講壇·致敬1984”系列活動的上海分會場的演講中稱,“萬科下一步要用3D打印機打印房子。三年之后,萬科的建研中心就會用3D打印機打印出一棟房子。”
而近日王石又在接受采訪時提及3D打印房屋并表示,萬科將與美國宇航局(NASA)合作搞3D房子。將由機器人[0.85% 資金 研報]控制全過程,自動化生產房子。但同時,王石坦言,這項新技術的實驗室研究成果可能在3年后才能進行實踐,而如果要推廣到一線,則可能需要10年以上的時間。
馬義和告訴記者:“在產品發布后,萬科第一個找到了我們,希望能夠在技術層面合作,隨后合作方紛紛上門,不乏央字頭的大型建筑企業。”對于合作,馬義和始終抱著開放的態度,盈創希望這項技術能夠讓建筑不再是對環境的破壞,而是能夠有利于改善當今的產業環境。
據馬義和介紹,與傳統的建筑方式相比,3D打印建筑技術可以節約60%的建材,節省80%的人工,工期將會縮短70%。綜合成本相比傳統建筑降低30%。另一方面,打印房屋在建造過程中不產生建筑垃圾,揚塵污染。另外,打印過程全數字化操控,精細度提高,杜絕了偷工減料等人為因素對工程質量的影響,從而提高了建筑品質。
事實上,新技術與開發商的合作部分已經進入實質階段,湯臣集團已經與盈創簽約,將在上海打印湯臣集團旗下的一個別墅項目的售樓處。馬義和透露,該項目目前的樣板墻已經完成,正在做圖紙的進一步修改。這棟500平方米左右的非線性建筑用傳統建筑方式起碼需要半年時間,而通過3D打印技術,3天就能完成,預計今年9月就能看到成品。
光環與質疑并存
如果沒有看到實物,確實很難想像房屋被打印出來。但與一切新生事物一樣,3D打印建筑的誕生伴隨著光環的同時也遭到了不少質疑的聲音。
同濟大學建筑系教授來增祥表示,作為一項新技術,3D打印在建筑材料和建筑工藝上有了創新的探索,但是該3D打印的“油墨”構成主要是高標號水泥和玻璃纖維。而某些國家禁止建筑大量使用玻璃纖維,因為玻璃纖維會影響人體呼吸系統。“油墨”的承載力強度、耐久性等各項指標是否符合標準,還有待專家部門的權威檢測和認證。
的確,3D打印建筑的安全性能、強度、耐久性是業界最為關注的焦點。
中國3D打印技術產業聯盟3D打印在線運營總監吳志坤擔憂,目前3D打印建筑的技術處于試驗階段,所使用的材料能夠建造一兩層樓的小別墅,但打印幾十層的高樓就未必足夠安全。而且,目前國家尚未對3D打印建筑出臺相關標準,這使得3D打印房的安全性、抗震性等性能無法得到檢驗。
而現場的大多數參觀者也多對房屋的安全性能表示擔憂,認為這種房屋最多只能作為臨時建筑或是救災用房,相比活動板房3D打印房更快更省還能反復利用。
對此,馬義和回應:“國家對普通房屋的混凝土強度要求是C20、C30,而我們的材料可以做到C80以上的強度。雖然我國還沒有針對3D打印技術所建造的房屋的相關建筑標準,但目前研發的技術與建設傳統房屋一樣,打印房子之前首先需要打下地基。打印機根據圖紙打印墻體結構,同時預留梁與柱澆筑的位置和空間,預留鋼筋以及填充保溫材料的空間。打印機只是代替了人去砌墻、建模,打印完成后,直接預留各個空間,現場拼裝后直接再做現場澆筑,房屋可以完全在技術上符合現代建筑標準。”
“當然,未來相關標準出臺后,房屋完全可以做到沒有鋼筋,用纖維技術替代鋼筋,那樣便可實現現場直接打印,建造過程將更為方便快捷。”馬義和補充道。3D打印建筑更為環保、堅固、高效。
不過,這讓人不禁想起了當年的PC(Prefabricated Concrete預制裝配式混凝土結構)建筑。作為住宅產業化的一種模式,該建筑以高效、節能、環保的優勢著稱,然而在國內正式投入批量生產后,在滬的首個住宅產業化全裝修樓盤便出現了嚴重滲水的質量問題。開發商給出的解釋是由于對新工藝的把握不夠成熟而造成施工中的破壞產生的滲水。
可見一項新的技術的發展和成熟需要不斷地探索和嘗試。
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