時間:06/20/2019
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在美国德克萨斯州一批豪华的富人住宅后面,藏着一所为穷人而设的房子。
每一个晚上,世界上都有超过十亿人,无法找到安睡之所,不得不露宿。
但美国有两间企业,正在透过科技研发,寻找解决这个问题的方法。这两间企业相信,他们研发的快速3D打印一层房屋,不止是一个可供安睡的空间,而是真正可以生活在其中的房子。
这个面积有650平方呎的单位,需要价值一万美元的混凝土作为建材,花48小时便可“打印”而成。
这项计划将登陆萨尔瓦多,在当地试建一批房子,目标是在建造出100间住房。
“如果成功,这将改变业内建房的方式。”New Story创办人之一、现任总裁布莱特.哈格勒(Brett Hagler)表示。
“我们不去尝试的话,是不负责任。”
与规模较小的3D打印一样,这个用以建房的3D打印系统,也是透过一层层铺设物料来打印,但使用的原料是与混凝土非常类近的砂浆。
房子的高度及阔度,则用一个巨大的金属制模具支架来划定,以轨道移动,可根据指令自动移动位置。
“使用这套系统,最高可建造出11呎高的房子。”Icon总裁阿历士·勒鲁(Alex Le Roux)表示。
“(金属支架)利用轨道来移动,你可以建出很多间相邻的小房子,也能建造出一间超长的房子。”
这套系统会根据电脑辅助设计(CAD)画成的蓝图去建房,用户可以自行设计出心仪的间格,或由系统设计库中挑选既定的设计。
这些房子的对象,不是这些大城市租客,而是最急切需要房子的人。
Icon及New Story计划利用一笔主要由矽谷商界人士捐出的款项,在萨尔瓦多建造100间3D打印房屋。
但这些房子并不是免费提供的。
“入住的家庭将要承担一笔无利息、非牟利的按揭,分期十年还清。”哈格勒表示,月供费用为约30美元。根据萨尔瓦多的政府数据,该国农村地区人均月薪为360美元。
“那些钱不会回到我们手里,而是由一个社区基金收集。”
这笔基金将会支付建造更多房屋,或支援已有房屋的维修费用。哈格勒说,按揭模式有助在社区内建立“尊重与尊严”的环境。
哈格勒承认,3D打印房屋,将会对当地的建筑市场造成影响,波及建筑工人的生计,但同时指出这样的质疑没有考虑大局。
“根据我们对过往的观察,你越快将人们安置在安全的居所,他们将越快可以找到有薪的工作,或获得小额贷款展开自己的事业。”
“比起仅提供建筑工人的工作岗位,尽快将无家者安置好,事实上能令他们更好地找到工作。”
哈格勒称,这套打印系统将由当地建筑工人来主导使用,并希望低廉的建造成本能带动当地对房屋的需求,让工人们有更多房子可以建造。
至于现时在奥斯汀展出的“示范单位”,哈格勒已经为它想好出路。
“我会放上AirBnb放租。”哈格勒说。
其实,3D打印建筑最造并不起源于3D打印,而是起源于“建筑机器人”。
上世纪70年代,由于人工成本的攀升,工程师们开始研究使用机器人来代替工人进行外墙安装、水泥浇筑等简单重复但又十分危险工作。当时,发达国家陆续开发出了混凝土喷射机器人、混凝土铺面修整机器人、钢梁防火层喷涂机器人、壁面爬行机器人等。它们极大地降低了劳动力成本,提高了工作效率。
(混凝土破拆机器人,可以破拆混凝土的同时留下钢筋网)到了21世纪,3D打印技术的工程应用逐渐成熟,建筑师们也开始考虑:与其使用这些种类繁多、零零碎碎的建筑机器人,何不直接搞一个“大一统”,将整栋建筑干脆3D打印出来,这得省去多少麻烦!
于是,建筑师们设计出了这样一种3D打印体系:采用一个几厘米粗的喷嘴,像普通3D打印那样一层一层地挤出特制的砂浆来。砂浆在空气中迅速硬化形成强度,并在上面覆盖新的一层,进而逐渐打印出整座建筑。
采用这种3D打印的方法,一座独门独户的住宅可以在24小时内建造完毕。尽管3D打印的设备昂贵、材料费用较高,但是全过程几乎不需要任何人力,工期也接近于零。人力与工期,节省出这两个“吞金巨兽”,3D打印建筑绝对值了。
而考虑到环保,3D打印建筑更是一骑绝尘。据统计,由于3D打印允许对构件进行更加精密的设计,相比起普通建筑,3D打印建筑可以节约20%的建筑材料。此外,3D打印还完全省去了模板的环节。昂贵的木制或钢质模板,本身就是一类污染高、寿命短的建筑用具。淘汰模板对建筑行业整体的绿色化意义重大。
整个过程下来,3D打印较之传统建筑方案可以节省40%的建筑成本,将生产效率提高4倍,是建筑行业真正的“未来科技”。
一般的建筑,其结构构件通常使用的是钢筋混凝土:先编好结实的钢筋笼,再将混凝土浇筑上去。等混凝土硬化以后,坚硬而脆的混凝土承担压力,里面坚韧的钢筋笼则承担拉力。这样,无论是抗压的柱、墙,还是抗弯的梁、板,钢筋混凝土都可以轻易胜任。
然而,钢筋混凝土结构的修建极其耗费人工,尤其是绑扎钢筋笼,是一件纯手工劳动。可是不绑扎钢筋,混凝土这种脆性材料无法单独工作。3D打印建筑不可能打印出钢筋来,那这个问题该怎么解决呢?
3D打印建筑所使用的材料是一种特殊的混凝土。首先,它的骨料介于砂石之间,级配和粒径都很好,可以被喷嘴很好地接纳,同时浆体-骨料比保持优良状态。此外,3D打印混凝土具有良好的速硬功能。“打印机”走上一圈几分钟下来,下面一层的混凝土就该硬化了,不然两层软塌塌地混在一起,建筑就盖不起来了。3D打印混凝土最关键的技术,就是其如何在没有钢筋的配合下保持抗弯能力。为此,工程师们向材料中掺加了一定量的玻璃纤维、复合塑料纤维等。这种掺加了纤维的混凝土具有了一定的抗拉性能,不会像传统混凝土那样抗压能力很厉害却一掰就断。虽然与钢筋仍有一定的差距,但是用作3D打印的墙壁、斜屋顶等构件,强度上是绰绰有余的。利用这种方式打印出的建筑具有明显的层状结构,但由于材料的胶凝性能出色,层与层之间连接紧密,故而防水能力同样优良。 (3D打印建筑的外观)
在实际生产中,3D打印建筑的原料凝结很快,不能预先配好用搅拌车运到现场;而其比例又很精密,不能像普通工地那样让工人在现场配制。因此,3D打印的混凝土通常是以干混砂浆的形式出现的。它将水泥、砂、纤维及外加剂预先按照一定的比例混合,然后以整袋包装的形式运到现场,在打印机中与水按严密的比例混合,现制现用。
此外,3D打印使用的混凝土还可以吸纳多种工业垃圾。像各类矿山尾矿、高炉矿渣、建筑废料等材料,经过预先精确的研究后,都可以掺入3D打印混凝土中,有些甚至可以增强混凝土的性能。
来源:美国投资客
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