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3D打印房 专家称安全性耐用性尚需检验

东方早报
2014-05-23 09:24:49
人物:    企业:
导读:自人类文明诞生以来,房屋是生存必不可少的工具之一。而房屋建筑在经历了洞穴、土坯、茅草、砖瓦、框架之后,形成了现在使用范围最广的钢筋混凝土结构。如今的人们已经很难想象没有钢筋混凝土房子会是怎样的,然而3D打印技术的出现将颠覆一切想象。

3D打印房-明源地产研究网

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明源地产研究网  自人类文明诞生以来,房屋是生存必不可少的工具之一。而房屋建筑在经历了洞穴、土坯、茅草、砖瓦、框架之后,形成了现在使用范围最广的钢筋混凝土结构。如今的人们已经很难想象没有钢筋混凝土房子会是怎样的,然而3D打印技术的出现将颠覆一切想象。

眼镜、扩音器、雕塑、巧克力乃至医用范围的人工器官,3D打印技术的无所不能颠覆了众多传统制造产业,如今已涉足土木工程,这项技术能否颠覆房地产行业?

日前10栋没有钢筋用时24小时打印出来的房子亮相在张江高新青浦园区。与此同时国内开发巨头万科也对该项技术表现出浓厚的兴趣。万科董事会主席王石称,万科下一步要用3D打印机打印房子。

3D打印房的时代真的要来了?
 

第一批整体打印房屋

今年3月末一则“美国总统奥巴马不吃国宴去看3D打印展”的新闻占据各大媒体的头条。在各国国家元首皆出席的荷兰海牙核安全峰会期间,奥巴马兴致浓厚地参观了荷兰DUS公司的3D打印展览馆,参观全球最大的3D打印建筑物。由此可见,如今全球火热的3D打印技术的魅力无穷。

4月初,全球首批使用3D打印机整体打印的建筑亮相上海张江高新青浦园区。这首批10栋一至两层的毛坯新房,其中最大的一幢两层建筑长10米、宽6米、高4米。这些房屋都是由一台3D打印机在24小时内打印出来的。

基于目前已披露的信息,这10栋建筑是全世界范围内第一批通过3D打印技术整体打印而成的实体建筑。这不仅吸引了国内各大媒体争相报道,更是惊动了来自全球的媒体,新华社、路透社、法新社等全球五大新闻社,以及法国、德国、日本、俄罗斯、比利时等多国电视台纷纷前来采访报道。

“出名”让3D打印房屋第一人的上海盈创装饰设计工程有限公司董事长马义和自发布产品来始终处于高度繁忙状态。除了接待媒体记者,他还要与相关项目的研究专家探讨、寻找批量合作的潜在伙伴以及作为各种论坛的发言嘉宾,马义和的日程被排得满满的。

这位3D打印狂人自豪地告诉记者:“虽然现在美国、俄罗斯、荷兰等国研发了3D打印建筑的技术,但各个国家的技术各有不同。俄罗斯曾发布一幢3D打印建筑,原理是打印一个个像乐高积木一样的配件,然后通过组装做成建筑的墙体。而荷兰打印了一个景观房建筑是通过用沙子和黏合剂的方式打印若干个模块进行组装。而我们是第一个实现建筑物的整体打印。产品呈现出来后,荷兰的技术人员也前来探访讨论相关的技术问题。”

记者在现场看到,打印出来的毛坯房还没有经过装饰,房子的外立面上能够很清晰地看到一层一层的混凝土纹路。通过一段视频,记者看到了打印的过程,就像制作一个裱花的奶油蛋糕,一个巨大的喷头将混凝土“油墨”呈Z字形排列打印,并一层层底叠加形成墙体,这便是眼前所看到的房子的墙体。

据了解,这台能够打印出房子的超级打印机位于苏州的工厂,高6.6米、宽10米、长32米,占地面积有一个篮球场大小,高度有三层楼高,打印机的长度还可以延伸,完全拉开足有150米长。

马义和表示,整个打印过程,只需要一张图纸、一台电脑以及专业“油墨”——一种由砂石、改良水泥与玻璃纤维制成的新型石材,“就可以在24小时内打印出10栋,每栋200平方米的建筑。”
 

汤臣集团“尝鲜”打印售楼处

在盈创发布首批3D打印房半月之后,万科董事长王石在“万科公开讲坛·致敬1984”系列活动的上海分会场的演讲中称,“万科下一步要用3D打印机打印房子。三年之后,万科的建研中心就会用3D打印机打印出一栋房子。”

而近日王石又在接受采访时提及3D打印房屋并表示,万科将与美国宇航局(NASA)合作搞3D房子。将由机器人控制全过程,自动化生产房子。但同时,王石坦言,这项新技术的实验室研究成果可能在3年后才能进行实践,而如果要推广到一线,则可能需要10年以上的时间。

马义和告诉记者:“在产品发布后,万科第一个找到了我们,希望能够在技术层面合作,随后合作方纷纷上门,不乏央字头的大型建筑企业。”对于合作,马义和始终抱着开放的态度,盈创希望这项技术能够让建筑不再是对环境的破坏,而是能够有利于改善当今的产业环境。

据马义和介绍,与传统的建筑方式相比,3D打印建筑技术可以节约60%的建材,节省80%的人工,工期将会缩短70%。综合成本相比传统建筑降低30%。另一方面,打印房屋在建造过程中不产生建筑垃圾,扬尘污染。另外,打印过程全数字化操控,精细度提高,杜绝了偷工减料等人为因素对工程质量的影响,从而提高了建筑品质。

事实上,新技术与开发商的合作部分已经进入实质阶段,汤臣集团已经与盈创签约,将在上海打印汤臣集团旗下的一个别墅项目的售楼处。马义和透露,该项目目前的样板墙已经完成,正在做图纸的进一步修改。这栋500平方米左右的非线性建筑用传统建筑方式起码需要半年时间,而通过3D打印技术,3天就能完成,预计今年9月就能看到成品。
 

光环与质疑并存

如果没有看到实物,确实很难想像房屋被打印出来。但与一切新生事物一样,3D打印建筑的诞生伴随着光环的同时也遭到了不少质疑的声音。

同济大学建筑系教授来增祥表示,作为一项新技术,3D打印在建筑材料和建筑工艺上有了创新的探索,但是该3D打印的“油墨”构成主要是高标号水泥和玻璃纤维。而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。“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。

的确,3D打印建筑的安全性能、强度、耐久性是业界最为关注的焦点。

中国3D打印技术产业联盟3D打印在线运营总监吴志坤担忧,目前3D打印建筑的技术处于试验阶段,所使用的材料能够建造一两层楼的小别墅,但打印几十层的高楼就未必足够安全。而且,目前国家尚未对3D打印建筑出台相关标准,这使得3D打印房的安全性、抗震性等性能无法得到检验。

而现场的大多数参观者也多对房屋的安全性能表示担忧,认为这种房屋最多只能作为临时建筑或是救灾用房,相比活动板房3D打印房更快更省还能反复利用。

对此,马义和回应:“国家对普通房屋的混凝土强度要求是C20、C30,而我们的材料可以做到C80以上的强度。虽然我国还没有针对3D打印技术所建造的房屋的相关建筑标准,但目前研发的技术与建设传统房屋一样,打印房子之前首先需要打下地基。打印机根据图纸打印墙体结构,同时预留梁与柱浇筑的位置和空间,预留钢筋以及填充保温材料的空间。打印机只是代替了人去砌墙、建模,打印完成后,直接预留各个空间,现场拼装后直接再做现场浇筑,房屋可以完全在技术上符合现代建筑标准。”

“当然,未来相关标准出台后,房屋完全可以做到没有钢筋,用纤维技术替代钢筋,那样便可实现现场直接打印,建造过程将更为方便快捷。”马义和补充道。3D打印建筑更为环保、坚固、高效。

不过,这让人不禁想起了当年的PC(Prefabricated Concrete预制装配式混凝土结构)建筑。作为住宅产业化的一种模式,该建筑以高效、节能、环保的优势著称,然而在国内正式投入批量生产后,在沪的首个住宅产业化全装修楼盘便出现了严重渗水的质量问题。开发商给出的解释是由于对新工艺的把握不够成熟而造成施工中的破坏产生的渗水。

可见一项新的技术的发展和成熟需要不断地探索和尝试。