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3D打印能否引領建筑業潮流

    近日,數棟使用3D打印技術建造的建筑亮相江蘇省蘇州工業園區。一時間,關于3D打印建筑的討論不絕于耳。3D打印建筑是如何建造的?是否符合國家安全標準?與傳統建筑相比,3D打印建筑有何優勢,其全面推廣又面臨哪些難題?為此,記者走進負責打印建筑的盈創新材料(蘇州)有限公司(以下簡稱“盈創公司”),實地探尋3D打印建筑的奧秘。

核心是打印材料和設備,強度是普通混凝土5倍

    在蘇州東方大道和金谷路的路口,一幢1100平方米的三層別墅和一幢六層(含一層地下室)近1000平方米的在建住宅樓立即吸引了記者的眼球。若非建筑上寫著“3D打印綠色建筑”,記者很難察覺眼前的建筑與傳統住宅有何不同。

    走進仔細觀察后,記者發現,墻體看上去就跟用水泥建造出來的一樣。與傳統建筑的墻體不同的是,3D打印的墻體呈現出年輪蛋糕般的螺紋結構,用手指敲敲墻體,可以聽到空空的聲音。

    “除了鋼筋結構以外,其他都是打印出來的。”盈創公司負責人鄭建介紹,打印建筑的3D打印機,其原理與小的打印機是一樣的。噴口噴射出的油墨呈“Z”字形排列,層層疊加,壘成墻體。澆到“墨水”的地方,砂石材料會在一天內固化。

    該公司研究3D打印已經有12年時間,3D打印機的“油墨”制作技術是公司的獨家專利。打印建筑的“油墨”原料主要是建筑垃圾等。鄭建表示,3D打印建筑采用纖維技術和盈恒石制造方法代替鋼筋混凝土,比鋼筋混凝土強度高5倍。

    記者在該公司看到,大型3D打印機的生產車間約三層樓高,車間長約200米。據現場工作人員描述,大型3D打印機寬10米,高6.6米,打印機的長度可以延伸,完全拉開足有150米長。

    鄭建介紹,3D打印出來的建筑構件質量輕、強度高,為了加強墻體的牢固度,墻體內都采用了三角形的支撐結構,所以理論上其抗震效果也會更佳。不過,對于其抗震強度,鄭建則表示,目前還無法給出具體數據。“但3D打印建筑的強度和牢度都符合且高于國家建筑行業標準。”

工期短、成本低,最重要的是環保
    “現在建造房屋的成本,主要有材料、人工和浪費三部分。而通過3D打印,可以以更低的造價、更快的工期造好房子。”盈創公司董事長馬義和說。

    鄭建告訴記者,平層、兩層的建筑,可直接把建筑打印出來,運送到指定位置使用;如果是三層或以上建筑,可以先分開打印建筑的不同部分,然后運送到目的地,在地基上進行組裝。

    “3D打印建筑最大的好處是節能環保。”馬義和告訴記者,我們的原材料多來源于建筑垃圾、工業垃圾等,可以就地取材,通過技術處理、加工、分離,使之成為3D打印建筑“油墨”的原材料,避免了沙子、石子等材料的運輸。而且,3D打印建筑不產生任何揚塵,也不產生建筑垃圾。

    “以往用戶裝修時為了水電管道的鋪設,總是敲東墻補西墻,3D打印就不用這么麻煩了,只要把水電圖紙給工作人員,打印時就可以預埋管道,避免二次加工的粉塵污染。”現場工作人員說。

暫缺行業標準,全面推廣仍處探索階段
    “現在,3D打印建筑要全面推廣,面臨的主要難題就是缺乏專門的國家標準,因此我們只能把現有的一些標準作為參考進行驗收。”馬義和告訴記者,理論上3D打印建筑可以不需要鋼筋,但我國的建筑沒有鋼筋就無法驗收。因此,由于無法現場打印,其成本和效率都會受到一些影響。

    相關業內人士也指出,3D打印建筑只是剛剛誕生,還缺少必要的安全和質量的規范。能否替代傳統的房屋建筑方式,還有待時間的檢驗。

    2014年,盈創公司在上海展示3D打印建筑時,同濟大學建筑系教授來增祥在接受媒體采訪時就曾表示,3D打印在建筑新材料開拓和建筑工藝上的創新探索值得稱贊,不過3D打印房屋要真正普及,恐怕還需斟酌。比如3D打印的“油墨”主要是由高標號水泥和玻璃纖維構成。而據他所知,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。

    此外,人居住宅,不僅要對外形,更需要對內部結構、綜合強度等多方面進行綜合考量。“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。

    馬義和告訴記者,目前,公司已經與中建八局、同濟大學等完成了技術簽約,取得他們的技術支持。

    “目前,3D打印建筑的推廣還處于探索階段,公司已與一些周邊的房產開發商進行合作,并著手打印少量建筑。去年底,埃及有關部門訂購了2萬套廉價單元房,作為當地的安置房。”馬義和告訴記者。

作者:    來源:光明日報    瀏覽次數:703    日期:2015-1-26
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