3D打印機(jī)24小時(shí)打印10間房 這樣的建筑你敢住嗎？

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資料圖

號(hào)稱“全球首批3d打印實(shí)用建筑”的房屋近日亮相上海青浦。“將建筑垃圾變廢為寶，讓建筑工人做更體面的工作，讓建筑成本降低50%，讓更多人住得起房子，房型家具私人訂制，讓水更清、天更藍(lán)……”其研發(fā)者馬義和近日也被冠上“全國(guó)3d打印第一人”的名號(hào)。

3d打印建筑究竟會(huì)帶來(lái)怎樣的革命？建筑學(xué)專家認(rèn)為，作為全球建筑革命的熱點(diǎn)，3d打印改變了傳統(tǒng)的建筑施工工藝，從環(huán)保節(jié)能省時(shí)省力角度看，有其創(chuàng)新意義。不過(guò)新型“油墨”打印的建筑，其剛度、強(qiáng)度和耐久性等綜合性能還待進(jìn)一步驗(yàn)證。

“24小時(shí)能打印10間房”

近日，張江高新青浦園區(qū)內(nèi)的3D打印建筑正式揭開神秘面紗。在園區(qū)內(nèi)的一片空地上，10幢一至兩層的毛坯新房錯(cuò)落安置。據(jù)悉，這10幢有著方便面式外表紋理的房子，并非由工人一磚一瓦砌出來(lái)，而是由一臺(tái)3D打印機(jī)，在24小時(shí)內(nèi)打印出來(lái)的。 走進(jìn)一個(gè)3D打印的房間：設(shè)計(jì)的多樣性可以讓門窗等位置在“打印”過(guò)程中就預(yù)留出來(lái)，并且根據(jù)需要安裝預(yù)埋件。與眾不同的墻體，也并非鋼筋水泥澆筑，而是用一種特殊的“油墨”，根據(jù)電腦設(shè)計(jì)圖紙和方案，在現(xiàn)場(chǎng)層層疊加“噴繪”而成。 這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明者，上海盈創(chuàng)裝飾集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)馬義和展示了現(xiàn)場(chǎng)打印時(shí)拍攝的視頻片段，只見(jiàn)一只巨大的噴頭，像奶油裱花一樣源源不斷噴出灰色的油墨，油墨呈“Z”字形排列，層層疊加，很快便砌起了一面高墻。之后，墻與墻之間還可像搭積木一樣壘起來(lái)，再用鋼筋水泥進(jìn)行二次“打印”灌注，連成一體。整個(gè)打印過(guò)程，只需要一張圖紙、一臺(tái)電腦、就地取材制造的足夠“油墨”，就可以在24小時(shí)內(nèi)打印出10幢200平方米建筑。

打印機(jī)長(zhǎng)啥樣不讓看

能打印房子，該要一臺(tái)多大的3D打印機(jī)？技術(shù)方稱，這臺(tái)超級(jí)打印機(jī)是企業(yè)的最高商業(yè)機(jī)密，外人都無(wú)緣一見(jiàn)。有幸見(jiàn)到了這臺(tái)巨型打印機(jī)的視頻，機(jī)器呈長(zhǎng)方體，廠方介紹的高6.6米、寬10米、長(zhǎng)32米的打印機(jī)，底面占地面積足有一個(gè)籃球場(chǎng)那么大，高度足有3層樓高。且打印機(jī)的長(zhǎng)度還可以延伸，完全拉開足有150米長(zhǎng)。馬義和前幾年對(duì)它完成了設(shè)計(jì)研發(fā)，然后全球定制零部件，最終在蘇州工廠組裝而成。這次現(xiàn)身青浦的3D打印房屋就是在蘇州打印好后搬運(yùn)到上海的。

“用3D打印機(jī)來(lái)造房，是世界各國(guó)建筑師的夢(mèng)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(gè)個(gè)像樂(lè)高積木一樣的配件，然后通過(guò)組裝做成建筑的墻體；荷蘭打印了一個(gè)景觀房建筑叫莫比烏斯環(huán)，是通過(guò)用沙子和黏合劑的方式打印若干個(gè)模塊進(jìn)行組裝，最終，也沒(méi)有打印出完整的房子。而有了這臺(tái)打印機(jī)，就可以就地取材，制造打印‘油墨’，打出整棟房子。”馬義和稱。

“油墨”來(lái)自建筑垃圾

3D打印的房子是否為一種噱頭？打印的建筑牢度怎樣？能用多少年？如果在不久的將來(lái)推出3D打印住宅，有人會(huì)買嗎？面對(duì)一連串的疑問(wèn)，馬義和回答得胸有成竹。

在他眼里，3D打印不僅是一種全新的建筑方式，更是一種顛覆傳統(tǒng)的建筑模式。它更加堅(jiān)固耐用、保護(hù)環(huán)境、高效、節(jié)能，不僅解放人力，還能大大降低建造成本，造出普通百姓都能住得起的房子。

 據(jù)其介紹，3D打印最大的亮點(diǎn)，就是把建筑垃圾再利用，同時(shí)讓新建筑不會(huì)產(chǎn)出新的建筑垃圾。“今后建筑過(guò)程將大大降低揚(yáng)塵和污染，建筑工地不再會(huì)是一片狼藉，城市空氣質(zhì)量也會(huì)得到改善。”馬義和說(shuō)。中國(guó)建筑垃圾的數(shù)量已占到城市垃圾總量的1/3以上，而盈創(chuàng)3D打印建筑“油墨”的核心技術(shù)就是將建筑垃圾再利用，通過(guò)技術(shù)處理、加工、分離，使之成為3D打印建筑“油墨”的原材料。

讓更多人住得起房子

那么這樣的“油墨”牢度怎樣？馬義和表示，“油墨”是一種經(jīng)過(guò)特殊玻璃纖強(qiáng)化處理的混凝土材料，其強(qiáng)度和使用年限大大高于鋼筋混凝土。“空心的墻體不但大大減輕了建筑本身的重量，還可以隨意填充保溫材料，并可任意設(shè)計(jì)墻體結(jié)構(gòu)，一次性解決墻體的承重結(jié)構(gòu)問(wèn)題，因此無(wú)論是橋梁、簡(jiǎn)易工房、劇院，還是賓館和居民住宅，其建筑體的強(qiáng)度和牢度都符合且高于國(guó)家建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。”

更顛覆想象的是，“油墨”擠出后會(huì)很快凝固，保證打印機(jī)能連續(xù)打印。“如果是整棟25層的住宅樓，只要打好地基，僅十天半月即可完成整棟樓的建筑框架。之后安裝好門窗，排好各類電線管道，再由打印機(jī)打印出整體的復(fù)合地板和家具，業(yè)主一個(gè)多月就可拎包入住。”馬義和說(shuō)，這絕不是未來(lái)的夢(mèng)想，而是現(xiàn)今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的技術(shù)。“現(xiàn)在，你看中了外灘的哪棟建筑，或者喜歡全球哪套品牌家具，只要用照相機(jī)拍下來(lái)，將設(shè)計(jì)圖紙輸入電腦，很快就可不走樣地拷貝打印出來(lái)。”

更令他對(duì)自己產(chǎn)品信心十足的是3D打印的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。據(jù)他測(cè)算，打印能使建筑能耗從70%降低到30%以下，讓建筑成本降低50%，讓更多人住得起房子。

建筑專家看法

原材料玻璃纖維會(huì)影響呼吸系統(tǒng)

創(chuàng)新值得肯定，但3D打印住宅還有很長(zhǎng)的路要走。

因青浦打印建筑的亮相，馬義和成為建筑業(yè)內(nèi)的關(guān)注熱點(diǎn)。而他的下一步計(jì)劃，將在全國(guó)尋找合作方，在全國(guó)間隔300公里范圍內(nèi)建100家夢(mèng)工廠，今后就地取材，就地制造油墨，就地打印。不過(guò)，對(duì)于如此大手筆的規(guī)劃，似乎也有人表示了擔(dān)憂。有專家表示，雖然在理論上運(yùn)轉(zhuǎn)良好，但當(dāng)規(guī)模變大后，可能會(huì)突然失效。在很長(zhǎng)的時(shí)間里，3D打印房屋可能只會(huì)用在一些臨時(shí)建筑上。

同濟(jì)大學(xué)建筑系教授來(lái)增祥同樣表示，3D打印在建筑新材料開拓和建筑工藝上的創(chuàng)新探索值得稱贊，不過(guò)3D打印房屋要真正普及，恐怕還需斟酌。比如該3D打印“油墨”的構(gòu)成主要是高標(biāo)號(hào)水泥和玻璃纖維。而據(jù)他所知，某些國(guó)家禁止建筑物大量使用玻璃纖維，因?yàn)椴ＡЮw維會(huì)影響人體呼吸系統(tǒng)。高強(qiáng)度水泥未來(lái)的回收也有困難，目前我國(guó)高層住宅普遍使用的是鋼筋混凝土或全鋼結(jié)構(gòu)，其中鋼鐵可以回收，因此傳統(tǒng)建筑材料在未來(lái)的一段時(shí)期內(nèi)依舊有很大優(yōu)勢(shì)。

此外，建筑不光有外在的形態(tài)，特別是人居住宅，更需要對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、綜合強(qiáng)度、剛度、防火性、使用年限等多方面進(jìn)行綜合考量。來(lái)增祥認(rèn)為“油墨”的承載力強(qiáng)度、耐久性等各項(xiàng)指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，還有待專家和有關(guān)部門的權(quán)威檢測(cè)和認(rèn)證。