3D打印在各大領域都有極高的呼聲。近日,非洲國家馬拉維一個村子,世界第一所3D打印的學校開學了。據美國《新聞周刊》17日報道,這所學校建在馬拉維薩利馬縣的麥徹扎村,是法國科技公司14Trees利用3D技術,用了15小時建成的,幾乎是一夜竣工。

這種新興技術不單為當地落后的基礎設施帶來了希望,更因其新奇的建設方式與優質的環境很快吸引了眾多失學兒童返校。
3D打印技術與裝配式建筑
3D打印技術是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印技術推動著制造業的數字化發展,它在工業設計、建筑、工程和施工、汽車、航空航天、牙科和醫療產業等眾多領域都有所應用。

3D打印技術雖近幾年十分火熱,不過它早在20世紀90年代中期就問世了,1986年,美國科學家Charles Hull開發了第一臺商業3D印刷機。而今3D打印技術在建筑中應用,往往與裝配式技術結合使用。畢竟現階段3D打印技術在規?;a方面尚不具備優勢,一般以“單體建筑”為基本單位進行打印,后運往現場裝配完成的建筑體。這種方式在節能、環保、質量等方面成效顯著,但其最大的優勢仍舊是效率高。如疫情期間與時間賽跑,僅用10天時間完工并交付的武漢火神山醫院向世界展現出了“中國基建”的實力和速度,就大量使用了裝配式建筑。
何為裝配式建筑
裝配式建筑是指把傳統建造方式中的大量現場作業工作轉移到工廠進行,在工廠加工制作好建筑用構件和配件(如樓板、墻板、樓梯、陽臺等),運輸到建筑施工現場,通過可靠的連接方式在現場裝配安裝而成的建筑。如果用一句通俗的話來說,即像搭積木一樣的建造方式來建房子。若按照這個定義,它的起源可比3D打印要早的多,早在17世紀向美洲移民時期就開始采用木構架拼裝房屋,這可以說是最早的裝配式建筑。
由于具有建設速度快、質量可靠的特點,裝配式建筑成為許多西方國家解決二戰后居住短缺問題的最佳選擇。在此時期裝配式建筑開始蓬勃發展,歐、美、日等經濟發達國家通過建立完善的通用化、集成化部品體系,逐漸形成較成熟的產業鏈和技術體系。
裝配式建筑的應用前景
我國裝配式建筑起步較晚,在參考國外發達國家發展經驗和技術的基礎上,逐步摸索出適合我國建筑風格和地區特征的裝配式建筑之路。“十四五”規劃綱要中就明確提出,要發展智能建造,推廣綠色建材、裝配式建筑和鋼結構住宅,建設低碳城市,其重要性可見一斑。
現階段雖仍有不少聲音質疑裝配式建筑抗震性、擔心成本過高無法真正替代現澆體系,不過隨著人工智能和數字化技術的精進,將誤差控制在毫米級,零件拼接的誤差越小,建筑越穩定,經測試也能承受八級地震的破壞。此外,墻與墻之間還加入了隔層(三明治墻體結構:混凝土+保溫隔熱層+混凝土),給房屋帶來更好的防火、防水、隔熱、隔音效果和更加舒適和安全的居住體驗。
相信未來裝配式建筑將大有可為!