荷蘭：建造可居住的3D打印混凝土房屋

編譯 / 李忠東

3D打印技術(shù)被譽(yù)為21世紀(jì)最具顛覆性的技術(shù)之一，在藝術(shù)、醫(yī)院甚至廚房都有應(yīng)用。它也有可能成為更可持續(xù)建筑的關(guān)鍵部分，幫助降低材料成本。早在2013年2月，英國倫敦SoftkillDesign建筑設(shè)計(jì)工作室就首次提出了3D打印房屋這一概念，并成功制造了首個(gè)建筑模型。它并非采用固體墻壁建造，而是在骨骼基礎(chǔ)上建造纖維尼龍結(jié)構(gòu)。它被命名為“打印房屋2.0”，采用相同的極簡抽象派工藝，使用足夠的塑料來保證結(jié)構(gòu)的完整性。房屋組件是場外制造的，在現(xiàn)有3D打印機(jī)實(shí)驗(yàn)室使用激光燒結(jié)生物塑料制成。纖維結(jié)構(gòu)只有0.7毫米厚，不太可能采用沙石進(jìn)行打印，因?yàn)闊o法保證強(qiáng)度和完整性。在工廠環(huán)境下，可以在建造過程中添加塑料或者金屬等較結(jié)實(shí)的物質(zhì)。

盡管3D打印技術(shù)近年來的蓬勃發(fā)展已經(jīng)成功打印出混凝土的房屋，然而這些風(fēng)格迥異的建筑都有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是概念性遠(yuǎn)大于實(shí)用性，距離真正可居住的房屋仍有很大的差距。不過，荷蘭埃因霍溫市的一個(gè)被稱為“里程碑”的房地產(chǎn)項(xiàng)目或許將改變這一現(xiàn)狀。埃因霍溫科技大學(xué)最近宣布，將和承包商VanWijnen，房地產(chǎn)經(jīng)理 Vesteda，材料公司 SaintGobain-WeberBeamix 以及工程公司W(wǎng)itteveen+Bos合作，從2019年起將在埃因霍溫市連續(xù)建造可居住的3D打印混凝土房屋，它是世界上第一種可正式用于居住的3D打印房屋，共有5套。

設(shè)計(jì)師們計(jì)劃從一套擁有兩個(gè)臥室的單層住宅入手，根據(jù)房屋的建筑面積由小到大依次建造。為提高效率，第一套擁有兩個(gè)臥室的單層住宅，建筑面積僅有1000平方英尺，3D打印技術(shù)將僅用于外墻和內(nèi)墻的建造，墻壁厚度將略低于兩英寸，預(yù)計(jì)明年中期可供居住，并將其投入到租賃市場中，屆時(shí)3D打印混凝土社區(qū)的首批居民將搬進(jìn)來。其他4套為多層住宅，有多層樓、天井和陽臺(tái)，將會(huì)相對精致。價(jià)格尚未確定。

在抗震性和防火性等安全問題上，混凝土結(jié)構(gòu)的3D打印房屋均有保障。但受到技術(shù)局限，5套住宅均無天然氣供應(yīng)。盡管如此，“里程碑”的房地產(chǎn)項(xiàng)目還是受到不少家庭的歡迎和喜愛。韋斯特達(dá)房地產(chǎn)公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目后期營銷，在第一套住宅的圖片公布不到一星期，就已經(jīng)有20個(gè)荷蘭家庭提出了租賃申請。

“與傳統(tǒng)建筑相比，3D打印房屋可以避免材料浪費(fèi)，減少建筑垃圾，節(jié)省人力資源，縮短工程時(shí)間。但是它最具競爭力的優(yōu)勢在于能夠讓居住者根據(jù)自身需求打造‘百變’住宅。這些房子想要表現(xiàn)自由的外形，通過3D打印讓世界知道一切皆有可能，而傳統(tǒng)建筑在造型上有很大的局限性?！痹擁?xiàng)目經(jīng)理魯?shù)稀とf·蓋普指出，“在發(fā)達(dá)國家，瓦工和其他戶外工作人員緊缺，房屋建造的人力成本十分高昂，3D混凝土打印技術(shù)恰好能解決這一問題。我估計(jì)，未來五年內(nèi)，荷蘭大約5%的房子都將使用3D打印機(jī)制造?！?/p>

3D打印混凝土房屋由Houben/VanMierlo建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)，房屋的圓形不對稱形狀充分利用了3D打印技術(shù)構(gòu)建幾乎任何形狀的能力。建筑師從“綠色景觀中不規(guī)則的街區(qū)”中獲得靈感，旨在提高質(zhì)量和可持續(xù)性，例如房屋不會(huì)供應(yīng)天然氣，這對荷蘭家庭來說是非常罕見的。和所有常規(guī)建筑物一樣，這些房屋將受到所有常規(guī)建筑法規(guī)的約束，并且能滿足居住者在舒適性、布局、質(zhì)量和價(jià)格等方面的要求。

2．運(yùn)用3D打印技術(shù)打造出一座8米長的橋梁

1．3D打印混凝土房屋效果圖

3．3D打印混凝土

“兩年前在荷蘭設(shè)計(jì)周期間，我們提出了這個(gè)想法。”埃因霍溫理工大學(xué)3D打印研究小組負(fù)責(zé)人賽歐·薩勒特說，“但是你需要合作伙伴來實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)想法，我們有3D打印技術(shù)，現(xiàn)在我們想知道在3D打印房子里生活是什么樣子，我們?nèi)栽趯W(xué)習(xí)，我們希望我們的團(tuán)隊(duì)能夠在未來打印建筑物?！?/p>

“里程碑”項(xiàng)目中的第一套房屋的建筑元素將全部在埃因霍溫科技3D打印，隨后運(yùn)到現(xiàn)場組裝。作為一個(gè)默認(rèn)的樣板，其他幾套將從中得到啟發(fā)。建筑團(tuán)隊(duì)希望，當(dāng)最后一套擁有三個(gè)臥室的三層住宅開始建造時(shí)，3D打印機(jī)將在項(xiàng)目現(xiàn)場完成整棟建筑（包括給排水管道）的構(gòu)筑和安裝?！绊?xiàng)目的合作伙伴一邊施工，一邊將繼續(xù)研究具體的3D打印，將他們學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)應(yīng)用到下一套房子。”薩勒特說，“這意味著每套3D打印房屋都可以從我們已經(jīng)學(xué)到的先進(jìn)洞察力和知識(shí)中受益，并且可以直接應(yīng)用于居住，適應(yīng)居民的意愿。”

對于荷蘭來說，“里程碑”的房地產(chǎn)項(xiàng)目并非第一次將3D打印技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中。去年10月，埃因霍溫理工大學(xué)研究小組就運(yùn)用3D打印技術(shù)打造出一座橋梁，已在海默特正式投入使用。工人們建造時(shí)，先用混凝土混合料打印出6個(gè)建筑塊，然后用鋼絲加固，運(yùn)到建筑工地組裝膠合在一起。該橋梁總長8米，寬3.5米，厚0.9米，至少可以使用30年。