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工期短成本低 3D打印能否引领建筑业的潮流

发布时间: 2015-01-25 13:53 来源: 光明日报 作者: 陈晶晶 点击: 我要评论 条评论)

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近日,数栋使用3D打印技术建造的建筑亮相江苏省苏州工业园区。一时间,关于3D打印建筑的讨论不绝于耳。3D打印建筑是如何建造的?是否符合国家安全标准?与传统建筑相比,3D打印建筑有何优势,其全面推广又面临哪些难题?为此,记者走进负责打印建筑的盈创新材料(苏州)有限公司(以下简称“盈创公司”),实地探寻3D打印建筑的奥秘。

核心是打印材料和设备,强度是普通混凝土5倍

在苏州东方大道和金谷路的路口,一幢1100平方米的三层别墅和一幢六层(含一层地下室)近1000平方米的在建住宅楼立即吸引了记者的眼球。若非建筑上写着“3D打印绿色建筑”,记者很难察觉眼前的建筑与传统住宅有何不同。

走进仔细观察后,记者发现,墙体看上去就跟用水泥建造出来的一样。与传统建筑的墙体不同的是,3D打印的墙体呈现出年轮蛋糕般的螺纹结构,用手指敲敲墙体,可以听到空空的声音。

“除了钢筋结构以外,其他都是打印出来的。”盈创公司负责人郑建介绍,打印建筑的3D打印机,其原理与小的打印机是一样的。喷口喷射出的油墨呈“Z”字形排列,层层叠加,垒成墙体。浇到“墨水”的地方,砂石材料会在一天内固化。

该公司研究3D打印已经有12年时间,3D打印机的“油墨”制作技术是公司的独家专利。打印建筑的“油墨”原料主要是建筑垃圾等。郑建表示,3D打印建筑采用纤维技术和盈恒石制造方法代替钢筋混凝土,比钢筋混凝土强度高5倍。

记者在该公司看到,大型3D打印机的生产车间约三层楼高,车间长约200米。据现场工作人员描述,大型3D打印机宽10米,高6.6米,打印机的长度可以延伸,完全拉开足有150米长。

郑建介绍,3D打印出来的建筑构件质量轻、强度高,为了加强墙体的牢固度,墙体内都采用了三角形的支撑结构,所以理论上其抗震效果也会更佳。不过,对于其抗震强度,郑建则表示,目前还无法给出具体数据。“但3D打印建筑的强度和牢度都符合且高于国家建筑行业标准。”

工期短、成本低,最重要的是环保

“现在建造房屋的成本,主要有材料、人工和浪费三部分。而通过3D打印,可以以更低的造价、更快的工期造好房子。”盈创公司董事长马义和说。

郑建告诉记者,平层、两层的建筑,可直接把建筑打印出来,运送到指定位置使用;如果是三层或以上建筑,可以先分开打印建筑的不同部分,然后运送到目的地,在地基上进行组装。

“3D打印建筑最大的好处是节能环保。”马义和告诉记者,我们的原材料多来源于建筑垃圾、工业垃圾等,可以就地取材,通过技术处理、加工、分离,使之成为3D打印建筑“油墨”的原材料,避免了沙子、石子等材料的运输。而且,3D打印建筑不产生任何扬尘,也不产生建筑垃圾。

“以往用户装修时为了水电管道的铺设,总是敲东墙补西墙,3D打印就不用这么麻烦,只要把水电图纸给工作人员,打印时就可以预埋管道,避免二次加工的粉尘污染。”现场工作人员说。

暂缺行业标准,全面推广仍处探索阶段

“现在,3D打印建筑要全面推广,面临的主要难题就是缺乏专门的国家标准,因此我们只能把现有的一些标准作为参考进行验收。”马义和告诉记者,理论上3D打印建筑可以不需要钢筋,但我国的建筑没有钢筋就无法验收。因此,由于无法现场打印,其成本和效率都会受到一些影响。

相关业内人士也指出,3D打印建筑只是刚刚诞生,还缺少必要的安全和质量的规范。能否替代传统的房屋建筑方式,还有待时间的检验。

2014年,盈创公司在上海展示3D打印建筑时,同济大学建筑系教授来增祥在接受媒体采访时就曾表示,3D打印在建筑新材料开拓和建筑工艺上的创新探索值得称赞,不过3D打印房屋要真正普及,恐怕还需斟酌。比如3D打印的“油墨”主要是由高标号水泥和玻璃纤维构成。而据他所知,某些国家禁止建筑大量使用玻璃纤维,因为玻璃纤维会影响人体呼吸系统。

此外,人居住宅,不仅要对外形,更需要对内部结构、综合强度等多方面进行综合考量。“油墨”的承载力强度、耐久性等各项指标是否符合标准,还有待专家部门的权威检测和认证。

马义和告诉记者,目前,公司已经与中建八局、同济大学等完成了技术签约,取得他们的技术支持。

“目前,3D打印建筑的推广还处于探索阶段,公司已与一些周边的房产开发商进行合作,并着手打印少量建筑。去年底,埃及有关部门订购了2万套廉价单元房,作为当地的安置房。”马义和告诉记者。

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