首棟3D整體打印別墅亮相通州

首棟3D整體打印別墅亮相通州

首棟3D整體打印別墅亮相通州

“我想蓋一棟房子，盧浮宮的頂，金字塔的底，還有長城一樣的墻體�！边@樣的夢想或?qū)⒖梢猿烧�。日前，一�?00平方米的兩層別墅在通州區(qū)宋莊鎮(zhèn)的工業(yè)區(qū)亮相，整個別墅的墻體都是用3D打印技術(shù)整體打印而成，工期僅45天。據(jù)建造方北京華商騰達工貿(mào)有限公司稱，這樣的工藝省時省人工，還可以實現(xiàn)“私人訂制”，完成各種異形建筑的建設(shè)。

近日，有外媒報道，在北京的通州區(qū)出現(xiàn)了世界上首個3D整體打印的別墅，別墅有兩層高，占地400平方米，由巨型打印機使用特殊的鋼筋混凝土來建造，僅用了45天就建造完成，且與之前國內(nèi)外的3D打印建筑不同，這個別墅是打印機在施工現(xiàn)場打印的，而不是提前打印好然后拼接而成。打印出來的房子什么樣？記者在宋莊鎮(zhèn)富豪工業(yè)區(qū)進行了實地探訪。

在北京華商騰達工貿(mào)有限公司，這棟400平方米的別墅就坐落在廠房的旁邊，有著深灰色的外墻、深綠色圓錐形的屋頂，還有棕色的門窗，但與傳統(tǒng)四四方方的樓房不同，這棟別墅屬于“異形結(jié)構(gòu)”，從正面看，中間裝有玻璃門的一面是四方形，兩邊則是近乎圓柱形的弧形墻面，且與傳統(tǒng)建筑的墻體不同的是，這棟3D打印別墅的墻體呈現(xiàn)出年輪蛋糕般的螺紋結(jié)構(gòu)。

這棟別墅長和寬都為15米左右，每層共有6個房間，使用面積200平方米，目前二層已經(jīng)有了簡單的裝修，走進別墅，能明顯感到比屋外的氣溫略低一些。據(jù)北京華商騰達工貿(mào)有限公司總經(jīng)理吳建平介紹，這棟別墅是公司試驗3D打印設(shè)備的試驗品，去年就已經(jīng)完工，不會對外出售，一層將用作“樣板間”進行展示，二層將用作員工的辦公用房。 

揭秘：巨型打印噴頭工作時就像奶油裱花

如今3D打印在航空航天、汽車零部件、重大裝備、文化創(chuàng)意、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，打印一個小物件很常見，但打印房子如何操作？用3D打印機來“造”房，是世界各國建筑師的夢想。此前，俄羅斯曾發(fā)布一幢3D打印建筑，但他們的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；荷蘭打印了一個景觀房建筑叫“莫比烏斯環(huán)”，通過沙子和黏合劑打印若干個模塊進行組裝，但最終也沒有打印出完整的房子。通州的這棟別墅，則是打印機在施工現(xiàn)場整體打印而成。

在別墅旁邊的廠房里，吳建平向記者展示了自己的“打印機”。這臺“打印機”長20米，寬和高都是6米，6米的架子上還帶著一個可以移動的大型噴頭。設(shè)備分為四個系統(tǒng)，第一個系統(tǒng)是電子配料系統(tǒng)，第二個系統(tǒng)是攪拌系統(tǒng)，第三個系統(tǒng)是輸送系統(tǒng)，把攪拌的材料輸送到打印機， 最后一個是打印系統(tǒng)，根據(jù)電腦設(shè)計圖紙和方案，由電腦操控噴頭噴出“油墨”，像奶油裱花一樣層層疊加，按墻體的走向噴射“打印”。

吳建平告訴記者，無論是小型的3D打印機還是這樣的“超級打印機”，打印的原理都是將材料一層一層堆疊，所以不管是3D打印出來的杯子還是房子，外表上看都有一圈一圈的螺紋，這就是堆疊打印的結(jié)果。未來他們還會在“打印機”上加裝其他設(shè)備，可以抹平這些凸起的螺紋，讓房子更加美觀。吳建平介紹，建筑結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，3D打印技術(shù)的優(yōu)勢越明顯，任何形狀的建筑只要有圖紙都可以電腦操作打印出來，“隨心所欲地打印出你想要的樣子，給房子來個‘私人訂制’，且精確度也更高，人工造房子的精確度在厘米，使用‘打印機’可以精確到毫米”。 

3D打印使三個月建造期縮至45天

3D打印機不用墨水，但與航天、醫(yī)療等領(lǐng)域使用納米等高科技材料進行3D打印不同，這棟別墅使用的就是普通的混凝土，與傳統(tǒng)建筑完全一致�！艾F(xiàn)在打印房子材料大都是沙子和黏合劑，但是黏合劑帶有化學(xué)成分，時間一長容易發(fā)生化學(xué)變化。但這棟別墅的材料就是鋼筋混凝土，適合于現(xiàn)在建筑行業(yè)的要求�！�

吳建平介紹，別墅墻體、樓層板都是按建筑行業(yè)規(guī)范要求用鋼筋綁扎，墻體厚度24厘米，抗震級別達到八級以上，不過普通的混凝土含水量比較高，這臺“打印機”的混凝土需要重新調(diào)配。

除此之外，這種工藝還能省時省人工，一棟400平方米別墅的建造期在三個月到半年左右，3D打印45天就可以完成�！啊�打印機’每層可打的厚度是10厘米，這樣的房子打一層只需要半個小時，但因為混凝土有一個凝固的過程，打完一層不能馬上打下一層，所以如果單純算機械施工的時間，比45天還要再短一些�！眳墙ㄆ礁嬖V北青報記者，3D打印機直接澆筑成型，取消了模板工序，能夠降低工程造價成本，用機械施工代替人工，能縮短施工工期，加快施工速度，且不容易受到天氣因素的影響。 

專家觀點：3D打印房屋造價不低 但是未來的趨勢

對話人：同濟大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院副教授 湯眾

3D打印造出來的房子真的可以住人嗎？這樣的房子是概念產(chǎn)品還是建筑行業(yè)的未來？同濟大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院副教授湯眾表示，3D打印的房屋還在試驗階段，目前國家沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如果能保證結(jié)構(gòu)安全和消防安全，正常居住應(yīng)該沒有太大隱患。

記者：3D打印的房屋安全性如何？

湯眾：3D打印本身并不是先進技術(shù)，發(fā)展到現(xiàn)在材料和設(shè)備的價格都有所下降，所以可以從打印人體關(guān)節(jié)這樣的小東西發(fā)展到打印房子這樣的大型建筑。目前，3D打印房屋還是實驗階段，沒有正式應(yīng)用于商品化的住宅。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計和工程國家有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但3D打印范圍的目前還沒有，沒有標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的東西怎么做都不能說錯，但是不是符合現(xiàn)行建筑的安全，需要看兩個方面。一個是結(jié)構(gòu)安全，結(jié)構(gòu)上有抗震級別，不能塌，不過現(xiàn)在3D打印的房子都是一到兩層，材料比較厚，一般塌不了。還有一個方面是消防安全，比如材料是不是可燃，是不是符合消防規(guī)范。如果這兩個安全都能保證的話，人住在里面，對生命財產(chǎn)是沒什么隱患了。

記者：3D打印的房屋會比傳統(tǒng)建筑方式更省錢嗎？

湯眾：3D打印房屋的成本低，是相對于打印其他東西而言的，實際打印房屋造價肯定不會太低。省的地方在于，傳統(tǒng)方式建筑，形狀不一樣肯定價格不一樣，拿磚砌，直的方的肯定比歪歪扭扭的要便宜，但3D打印，形狀就跟成本無關(guān)了。再者，從設(shè)計到施工，不管是現(xiàn)場打印還是預(yù)制拼接，人力的消耗都會降低。但是，3D打印的材料肯定不普通，就算是用混凝土，打印出來的混凝土也要快速干掉才能形成強度，總的造價算起來也不會低到哪里去。

記者：3D打印技術(shù)未來會在建筑行業(yè)廣泛應(yīng)用嗎？

湯眾：現(xiàn)在3D打印房屋在國外應(yīng)用的比較多，因為國外的人工費用較高，我們造房子大量還是需要人工來搬磚砌墻。不過，越來越多地使用機器來建造建筑這是未來的趨勢。3D打印的“形狀”比較自由，磚砌房子肯定是橫平豎直的，所有3D打印出來的房子基本上都是看上去比較“酷”的形狀，但在中國的文化中，房子有很多講究，比如正氣、風(fēng)水，這些問題3D打印不一定都能解決。