“3D打印房屋”技术该如何选择？材料和抗震性两点最重要！

 

        基于此，各种不同概念的“3D打印房屋”技术一时间纷纷亮相：有打印整体房屋的，有打印部分房屋部件的，有打印单体空间的。在打印的原材料方面，也可谓五花八门，普通标号水泥、石膏、矿山废料、垃圾再处理……那么，对建筑施工企业而言，该如何选择即能满足施工要求，又能符合国家建筑领域相关施工规范和标准的“3D打印房屋”技术呢?接下来，笔者就从两个维度来进行分析。

 

        “3D打印房屋”技术的根本——打印原材料!

 

        “一只巨大的喷头像奶油裱花一样源源不断喷出 ‘油墨’，而‘油墨’层层叠出的就是建筑的墙体……”这个就是“3D打印房屋”技术的基本施工场景，而其中的“油墨”就是建筑的原材料。

 

        近日，有媒体曾曝出，某企业声称能在24小时内就整体打印出一套房子。那么，如此“速建而成”的建筑，它的打印原材料会是什么呢?

 

        首先，可以确定的是，24小时就能整体打印好的建筑，所使用的一定不是当前世界各国普遍认可的“普通标号水泥”!因为，普通水泥的初凝时间是180分钟也就是3个小时，而且水泥在24小时之内不可能完全固化。

 

        因此，该建筑可能使用的只有以下几种材料：第一，就是有良好的快干及一定强度的“石膏”。不过，石膏吸水率较高，容易变质等缺点对房屋的结构性有着很大的影响。其次，就是通过强碱激发水泥强度的“快干水泥”，这种水泥虽然干的快，但后期粉化很严重。除此之外，就是各种矿山尾料、建筑垃圾等再生材料，但因这些材料在成分方面的不确定，无论在环保还是耐久性方面，一直没有获得国家相关政策的认可。

 

        由此可见，要想打印出符合现有国家建筑领域相关施工规范和标准的建筑，在原材料方面，最稳妥的还是我们常见的“普通混凝土”。

 

        众所周知，“普通混凝土”的构成是水泥、水、砂和大颗粒的石子。然而，由于技术的局限性，目前国际上的“3D打印房屋”领域的相关企业，基本只能使用“小颗粒细骨料”作为打印原材料，也就是我们上述所说的石膏、粉末状再生材料等。目前，在全球范围内，能够实现以“普通标号钢筋混凝土”作为打印原材料，所生产的3D打印机“喷头”可喷出带有石子的“大颗粒重骨料混凝土”的企业只有一家!而这家企业就是来自中国的北京华商陆海科技有限公司(简称：华商陆海)。

 

        整体打印的施工工艺，抗震性更高!

 

        众所周知，衡量建筑能否达标的关键因素就是抗震性，也就是我们经常所说的“是否坚固”!在“3D打印房屋”领域，目前主要分为“整体打印”和“预制打印”两种施工工艺。其中，预制打印的主要工艺就是将事先做好的梁、板、柱、墙等建筑构件，通过像搭积木的方式，在施工现场进行拼合。这种工艺方法，门槛较低，所拼合的“乐高式”建筑，在结构稳定性和抗震性有着很大的安全隐患。

 

        相比之下，基于“3D整体打印”技术所建造的房屋，因其“一体化”的稳定结构方式，在“抗震性”方面甚至超过了传统工艺建造的建筑。然而，这种技术手段却因其复杂的“工序流程”及庞大的“设备结构”，目前在世界范围内能够实现的企业也可谓“凤毛麟角”。不过可喜的是，我们刚提到的“全球唯一一家实现以‘普通标号的钢筋混凝土’作为打印原材料”的华商陆海便是该领域的全球佼佼者。

 

        2018年10月，华商陆海历时2个月，成功打印出了一座面积超过600平米的“新温莎城堡”。据该企业相关技术人员介绍，该建筑如按传统的建筑工艺至少需9个月的建设周期，而使用华商陆海“直接浇灌成型”技术的3D打印设备后，实际施工周期缩短到了短短的2个月。在大幅缩短建筑周期的同时，在人工和建筑材料方面，也比传统建筑工艺节省了60%以上。在建筑验收环节，“新温莎城堡”完全符合现有的国家施工规范和标准!

 

        据了解，能够整体出如此大体量的建筑，所使用的设备就是华商陆海自主研发的“龙门式建筑3D打印机”。这款大型打印设备不仅能够打印平房、别墅等“单户住宅建设”，同时还能打印如高层公寓、大型商业建筑、桥梁等“多户住宅建设”和“基础设施建设”。

 

        而在成本方面，华商陆海“龙门式建筑3D打印机”单台从几十万到数千万的企业定制化价格，是大多数建筑企业所能接受的，而基于智能化的编程工序，建筑工人学习“3D建筑打印”技术门槛也大幅下降，为建筑企业新技术人才的储备提供了更大的空间。

 

        在实现了各类建筑整体打印的同时，华商陆海在2019年伊始，还推出了基于“单体建筑”装配工艺的“3D装配式建筑”产业版块。

 

        据了解，这种主要针对私宅及中小型公寓修建和改造的新建筑方式，以“竖着建、横着用”的产品理念，不仅可满足置业者的实际居住需求，同时在建筑的抗震性方面更是实现了与“整体房屋打印”同样的标准等级。

 

 

        据建筑领域相关学者分析，华商陆海这种“竖着打印、横着使用”的理念，是全球“3D装配式建筑”当前最佳的解决方案。因为，不管是一个单体卧室，还是单体客厅或厨房，每一个整体功能性房间通过“竖着打印”的建造场景，可更好的夯实结构密度，从而增强单体建筑的抗震性;然后再“横着用”的使用场景中，以扩大单体建筑的受力面积，增强了整体建筑的稳定性。另外，值得关注的是，在装配的过程中，通过四个吊点就能把几吨甚至几十吨重的单体功能建筑吊装起来，这样超强的结构稳定性，也只有华商陆海独有的以“普通标号的钢筋混凝土”作为打印原材料的技术优势才能实现。因此，这种甚至可称之为“抗震掩体”的建筑是值得居住者信赖的。

 

        综上所述，笔者认为对于“3D打印房屋”技术的直接受益方——建筑企业而言，在选择该技术的供应商过程中，应屏蔽如 “24小时”、“1000元/平米建造成本”等噱头，而更多的去了解如打印原材料以及打印建筑结构的抗震性。因为，无论是基于法律约束还是企业责任，建筑的质量及合标性都是最关键的。

 

        相应的，对于“3D打印房屋”技术的输出方，也都应如“华商陆海”一样从建筑企业和居住者的角度出发，通过踏踏实实的技术研发和实践，并以此打印出真正能“居住”的房子，这才是一个企业责任和义务，这样的成果同时也能够给企业带来丰厚的市场回报。