3D打印在各大领域都有极高的呼声。近日,非洲国家马拉维一个村子,世界第一所3D打印的学校开学了。据美国《新闻周刊》17日报道,这所学校建在马拉维萨利马县的麦彻扎村,是法国科技公司14Trees利用3D技术,用了15小时建成的,几乎是一夜竣工。
这种新兴技术不单为当地落后的基础设施带来了希望,更因其新奇的建设方式与优质的环境很快吸引了众多失学儿童返校。
3D打印技术与装配式建筑
3D打印技术是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术推动着制造业的数字化发展,它在工业设计、建筑、工程和施工、汽车、航空航天、牙科和医疗产业等众多领域都有所应用。
3D打印技术虽近几年十分火热,不过它早在20世纪90年代中期就问世了,1986年,美国科学家Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。而今3D打印技术在建筑中应用,往往与装配式技术结合使用。毕竟现阶段3D打印技术在规模化生产方面尚不具备优势,一般以“单体建筑”为基本单位进行打印,后运往现场装配完成的建筑体。这种方式在节能、环保、质量等方面成效显著,但其最大的优势仍旧是效率高。如疫情期间与时间赛跑,仅用10天时间完工并交付的武汉火神山医院向世界展现出了“中国基建”的实力和速度,就大量使用了装配式建筑。
何为装配式建筑
装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行,在工厂加工制作好建筑用构件和配件(如楼板、墙板、楼梯、阳台等),运输到建筑施工现场,通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。如果用一句通俗的话来说,即像搭积木一样的建造方式来建房子。若按照这个定义,它的起源可比3D打印要早的多,早在17世纪向美洲移民时期就开始采用木构架拼装房屋,这可以说是最早的装配式建筑。
由于具有建设速度快、质量可靠的特点,装配式建筑成为许多西方国家解决二战后居住短缺问题的最佳选择。在此时期装配式建筑开始蓬勃发展,欧、美、日等经济发达国家通过建立完善的通用化、集成化部品体系,逐渐形成较成熟的产业链和技术体系。
装配式建筑的应用前景
我国装配式建筑起步较晚,在参考国外发达国家发展经验和技术的基础上,逐步摸索出适合我国建筑风格和地区特征的装配式建筑之路。“十四五”规划纲要中就明确提出,要发展智能建造,推广绿色建材、装配式建筑和钢结构住宅,建设低碳城市,其重要性可见一斑。
现阶段虽仍有不少声音质疑装配式建筑抗震性、担心成本过高无法真正替代现浇体系,不过随着人工智能和数字化技术的精进,将误差控制在毫米级,零件拼接的误差越小,建筑越稳定,经测试也能承受八级地震的破坏。此外,墙与墙之间还加入了隔层(三明治墙体结构:混凝土+保温隔热层+混凝土),给房屋带来更好的防火、防水、隔热、隔音效果和更加舒适和安全的居住体验。
相信未来装配式建筑将大有可为!