在农村,3D打印房子,这事靠谱吗? 

2023-11-17 20:12
当3D打印走进农村,代替农民工去建房子,这件事有意思。
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11月14日,在湖北黄石临空经济区·还地桥镇黄岗村的国家级新农房试点项目建设现场,混凝土源源不断地从一台悬臂式建筑3D打印机器人的喷嘴里挤出来,通过打印路径的层层叠加,计算机中的房子模型被原位打印成现实的房屋。
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该项目由中建三局云家科技公司、杭州冠力智能科技有限公司、山东基石增材环保科技有限公司及浙江大学智能建造团队联合共创。现场使用的是一台悬臂式原位建筑3D打印机器人,有效打印范围可达22m*7m*4m,使用的材料是混砂浆。

“房子这么大,怎么打印?安全稳固吗?能住人吗?”村民们在现场看到3D打印的房屋时产生了疑虑。答案是完全不用担心,因为在河北张家口下花园武家庄村已经有一座示范性的3D打印民宅。
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2021年10月,清华大学建筑学院徐卫国教授团队使用3台机器臂3D打印混凝土机器,在短短160个小时内完成了农房主体结构的打印。最终的房屋采用了拱形房顶和灰色墙体,总面积为106平方米,包括2室一厅一厨一卫,建造成本仅需20多万。该房屋后来被评为“河北省十佳百优美丽家园”,吸引了大量游客前来打卡。

在农村使用3D打印技术建造房屋,这事情靠谱吗?在资源库来看,这将会成为一种常态,只是时间问题。

新技术,新农村,新思路。

3D打印,如何做房子?

与传统的建筑施工方式不同,3D打印房屋建筑通常采用两种方式。第一种是模块化打印再拼装,即在工厂使用3D打印机事先制作独立的单元,然后对这些模块进行内部装修布置。最终,将这些模块运输到现场,并通过吊装将它们连接成建筑的整体。
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另一种方式被称为原位打印,即直接在建筑现场使用3D打印机进行施工。首先,在待建房屋的空地上安装大型建筑3D打印机,然后根据房屋的3D设计图纸,逐层挤出建筑材料进行叠加成型。与此同时,还可以进行其他建筑材料的安装,最终完成整栋房屋的打印。
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目前,如上文所描述的,农村3D打印房屋主要是以混泥土为材料的原位打印为主,但是使用的机器有所不同:黄冈村采用的是悬臂式,而武家庄村的建筑3D打印机采用的机械臂式。

为什么,需要用3D打印?

随着时间的推移,我们必须承认传统的建筑施工方式,终将被智能建造方式所取代,这也是土木工程行业发展的必然趋势,而建筑3D打印技术是智能建造的代表。

事实上,传统土木工程行业面临着一系列亟待解决的问题,包括工业化水平低、资源消耗大、建造方式粗放、模板用量大、周转时间长等。同时,还存在一个非常严峻的问题,即从业人员老龄化严重,而年轻人又很少愿意投身该行业,这将导致劳动力短缺,用工成本显著提升。
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而3D打印的优势却非常明显,通过机器施工,用工很少,而且工作效率高,施工过程更加环保。该技术在高度自动化的设备基础上,取代了先前低工效、低自由度的建筑建造方式。2023年中央一号文件对扎实推进宜居宜业和美乡村建设作出了重点部署,旨在让农民就地能够过上现代文明生活。而3D打印能够满足新农房建造的可持续发展,符合国家新型农村建设的发展理念。

3D打印房屋,有哪些案例?

从国内来看,除了上文提到的中建三局外,中建二局和上海建工等国企也已经有了相关的3D打印建筑案例。
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2019年10月,中建二局华南公司在广东河源市龙川县原位3D打印了一栋双层建筑,7.2米高、占地230平方米,打印完成净用时不到60小时。作为国内首家建筑3D打印展馆,设置有“3D打印展厅、劳模和工匠人才创新工作室、先锋驿站、办公区”四大区。
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2022年9月,上海建工牵头打造了国内首个真正意义上可居住、可交付使用的3D打印两层建筑,该项目建筑使用面积52.8平方米,高度6米,上下两层,打印整体用时约50小时。这座两层建筑,最终将作为南京市六合区灵岩社区卫生服务中心的院史展览馆投入使用。

此外,不少的民营企业更是这些项目的主力军,包括上海盈创,杭州冠力,河南太空灰,北京空间智筑,武汉晓楠等3D打印公司,经过多年的技术沉淀,已经有非常成熟的解决方案。
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国外建筑3D打印的领军企业包括丹麦的COBOD,美国的ICON,前者在全球共有130座3D打印建筑,后者正在德克萨斯州建造一个由100套3D打印房屋组成的社区。

最终,想要在建筑领域更大规模地利用3D打印技术,还需要建立行业标准。据了解,已经实施的建筑3D打印标准包括CECS的《混凝土3D打印技术规程》,CEPA的《3D打印混凝土基本力学性能试验方法》和《3D打印混凝土拌合物性能试验方法》。此外,《3D打印混凝土农村住房建设技术规程》、《建筑3D打印材料通用技术规程》等近十项相关标准正在编制中。

建筑3D打印,或许不久的将来会在农村兴起;当人力成本高于3D打印时,你将对家门口摆放的3D打印机习以为常。
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