别被高大上的3D打印建筑迷惑了 它无法降低房价

利用三D打印技术建造的房屋

“能不能住人我们不知道,只知道在河的对面。前两年的晚上,那个房子上有灯光的,五颜六色弄得蛮风光,后来不知道怎么就没了。” 张师傅在上海市张江高科技术产业开发区青浦园区当门卫,他所说的“那个房子”,是曾经风靡一时的“全球首批3D打印实用建筑”。

2014年3月,盈创建筑科技(上海)有限公司运用3D打印技术在青浦园区内打印出了10栋房子,用作青浦区民惠三期动迁基地项目指挥部的办公用房,灰色外墙,面积最小的24平方米,最大的60平方米。

青浦园区(集团)有限公司的相关工作人员对这10栋房子已经拆除一事予以了肯定回复,“建在我们园区内的,已经拆掉了,现在看不到了”;“什么时候拆的?具体的我不清楚。”

“先进制造与3D打印”曾是国务院第一次集体学习选择的话题。中国工程院院士、西安交通大学机械工程学院院长卢秉恒是那次学习的授课人。机械工业信息研究院副院长石勇在接受时代周报记者采访时亦曾指出,国家领导人对先进制造业的关注是“空前的”:“装备强国才强,《中国制造2025》中提到的重点发展的十大领域,其中绝大部分是装备制造业范畴。”

当时代周报记者致电卢秉恒,请他就3D打印建筑被拆除一事发表看法时,他回答说:“我对整个3D打印建筑的事了解少,不好发表意见。”

“宣传一个事物好,哪怕是真好,也不要说大话,‘前无古人,后无来者’是要不得的。”清华大学建筑学院教授、国家一级注册建筑师、建设部城镇化专家委员会委员单德启对时代周报记者直言道,“(目前有关3D打印建筑)的说法非此即彼,我看已近乎不讲道理了。山西应县的十一层木塔,不是3D打印的,历经近千年,地震也摇不垮,这不是假的。”

江苏省三维打印装备与制造重点实验室主任杨继全则对时代周报记者表示:“从基础原理来看,3D打印房屋尤其是一体化房屋,在结构的强度、牢度、材料等方面都是有优势的,但这仅仅停留在理论层面。目前3D打印建筑尚未形成统一的规范,没有经过长时间的检测和认证,所以数据在短期内的可比性不大。”

高调的盈创

2016年3月,盈创建筑科技(上海)有限公司在苏州的工厂内,运用3D技术打印出两幢中式庭院,苏州园林一般的建筑风格,吸引了很多参观者。

9月27日,盈创董事长马义和在参加2016“对话张江”全媒体访谈时表示,所谓3D打印建筑,简单来说就是把设计师设计好的建筑图纸交给盈创,转换成可以输入打印机的一个数字化模型,然后打印机会按照数字化模型把一栋房子打印出来。

盈创提供了一段3D打印建筑的现场视频,视频显示,一只巨大的喷头像奶油裱花一样源源不断喷出灰色的油墨,油墨呈“Z”字形排列,层层叠加,垒成墙体。之后,墙与墙之间还可像搭积木一样垒起来,再用钢筋水泥进行二次“打印”灌注,连成一体。浇到油墨的地方,砂石材料会在一天内固化—不知是否因为打印机太大,镜头一直缺乏全局镜头,只能看到移动的喷嘴,却始终没有出现马义和所形容的那台“高6.6米、宽10米、长150米的3D打印机”。

马义和此前在接受媒体采访时曾表示,“油墨”原料多来源于建筑垃圾、工业垃圾等,可以就地取材,通过技术处理、加工、分离,使之成为3D打印建筑“油墨”的原材料,避免了沙子、石子等材料的运输,而且,3D打印建筑不产生任何扬尘,也不产生建筑垃圾。至于“油墨”的牢度,马义和解释,这是一种经过特殊玻璃纤强化处理的混凝土材料,其强度和使用年限大大高于钢筋混凝土。

在国内3D打印建筑领域,盈创一直很高调。除了2014年3月打印出10栋房子外,2015年1月,盈创还曾在苏州工业园区内打印出一幢6层楼居住房(含一层地下室)和一幢面积达1100平方米的三层别墅。据盈创负责人介绍,目前平层、两层的建筑,可直接把建筑打印出来,运送到指定位置使用;如果是三层或以上建筑,可以先分开打印建筑的不同部分,然后运送到目的地,在地基上进行组装。

实际上,盈创公开的这段视频画面,和2014年1月美国南加州大学公布的“轮廓工艺”3D打印技术视频非常类似。 当时,由美国NASA出资的“轮廓工艺”已经可以做到24小时内打印出大约232平方米的两层楼房。“轮廓工艺”的项目负责人是南加州大学教授比赫洛克·霍什内维斯。为此,教授声称盈创科技剽窃了他有关3D打印技术的创意,侵犯了其专利,他的团队会采取法律手段。教授还对盈创科技所声称的可3D现场/整体打印技术表示怀疑,认为该公司实际上是“在工厂里的巨大不可移动设备将其分成几部分造好”,再运输到现场使用其他施工方法拼接而成。

有意思的是,自2014年3月29日宣布成为“全球第一家实现真正建筑3D打印的高科技企业”后,马义和称“盈创科技专心搞3D打印已经有12年时间”。作为湖北襄阳人,马义和曾对家乡媒体说过这么一段话:“要想成功,必须多学习。多年来,我一直研究全世界最顶尖的产品和技术,并且从各个方面全面超越它。从前年开始,与国内的建筑、建材、声学专家一道,访问45个发达国家的60所一流大学,对它们的建筑、建材、声学等学科最前沿的理论、技术和产品进行学习和研究,为我所用。”

降低房价?

3D打印建筑到底能不能住人?换言之,在房价令常人难以承受的今天,普及3D打印建筑能否降低房价?

谈及3D打印建筑的经济性,杨继全表示,“我不认为性价比很好”,他认为3D打印建筑技术在其本身的研发、设备及材料上的投入不会比人工费低,“目前的房价高并不是因为造价成本高,造价成本在房价中只占11%甚至更低,造价成本几乎都可以忽略掉。从造价成本里去降低成本,我觉得不现实。”

单德启的想法则更为明确:“社会富裕了,文化需求高了,建筑不再只是居住的机器。它需要更丰富变化的空间,需要在建筑的内外界面上有更丰富的装饰装修,如西方古典建筑物上的线脚、挑檐、山墙山花、浮雕等。这样3D打印建筑就会非常复杂,成本不一定就比人工便宜、快捷。”

据杨继全的研究团队在目前实践过程中所得出的实验统计数据表明,扣除设备本身与其他研发成本,仅仅考虑建筑物施工、耗材、人工等费用,3D打印建筑和传统建筑的成本是相近的,没有特别大的差异。

既然成本相近,与传统建筑相比,3D打印建筑的优势在哪里?

从目前基础研究角度来分析,杨继全认为3D打印建筑具有“3D建筑形状的自由化、结构更优化、打印出来的建筑具备功能与艺术融于一体的特点”三个优势。

和国内将3D打印建筑应用于民居和别墅相比,国外的3D打印建筑似乎更加符合杨继全所说的这三个优势。

2013年1月,荷兰建筑设计师Janjaap Ruijssenaars和艺术家Rinus Roelofs设计出了全球第一座3D打印建筑物,设计灵感来源于莫比乌斯环,因其类似莫比乌斯环的外形以及其像风景一样能够愉悦人的特征,故得名为Landscape House(风景屋);2013年8月,美国加州奥克兰的设计工作室完成了一个3D建筑体,建筑物的长宽均为10英尺(约3米),高8英尺(约2.44米)。该建筑由585个联锁组件构成,共耗10800个小时进行3D打印,最后拼装花费了4天。所有组件都采用聚乳酸这种生物塑料制成,可以随着时间分解,制造出无数个微型栖息地。

和中国人将3D打印建筑寄希望于建造民居不同,国外的3D打印建筑,更像是一种实验性游戏,游走在先锋与艺术之间。

单德启则建议,基于3D打印技术能提高建设效率的积极意义,可以考虑用于大量建造功能比较单一的建筑,如住宅楼、办公楼、学校等,但“不能无限制夸大它的作用,比如用来建筑公共场所如剧场、博物馆、纪念堂。”

“当建筑的发展突破了单一的土木实体时,人工还是比3D拥有更多的优越性。”单德启总结说。

巨大挑战

对于建筑领域来说,3D打印究竟具备革命性的意义还只是昙花一现?杨继全坦言,目前市场上所报道的3D打印建筑,基本上都属于模型范畴:“这些3D打印建筑并不是功能性建筑,更多还是一种新技术的尝试和新业态的实验,有一定的创新性,但不足以称之为一种革命。从建筑的实体功能、艺术、环保和材料等技术来看,3D打印建筑能否在未来具备革命性意义,还要取决于各方面技术的发展趋势。比如,能否在关键核心技术上有所突破?国家能否推进相关产业化政策的出台?”

从全世界范围来说,3D打印建筑面临同一个难题,即在技术、质量和成本等方面尚未形成一套完善的国家或者行业标准,缺乏完整的评价体系。此外,3D打印建筑尚未产生专用的设计软件,目前使用的BIM软件属于管理类而非设计类,3D建筑打印的设备基本上也是一片空白,3D打印建筑所用的功能型和环保型的材料亦处于初步阶段。

8月23日,住房和城乡建设部下发了《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》对3D打印技术有了新的指示:“积极开展建筑业3D打印设备及材料的研究。结合BIM技术应用,探索3D打印技术运用于建筑部品、构件生产,开展示范应用。”

多位专家跟时代周报记者解释,《发展纲要》鼓励将3D打印技术用于建筑部品、构件生产,指的是“建筑实体之外的附属部分”,并不能借此认为国家将明确推广3D打印建筑。

据杨继全预测,3D打印建筑和传统建筑在技术和产业上逐渐融为一体,可能是未来的趋势之一。同时,3D打印建筑将主要用于高科技和个性化服务方面,如小型景观建筑、参观模型、安居工程等。“总之不可能取代传统建筑,而只会作为建筑业态里的一个创新和补充,推进产业升级和改造,这个是值得期待的。”杨继全补充。

面对“3D打印建筑将在3—5年产生革命性意义”的预测,杨继全颇为谨慎:“这是一个比较乐观的态度,我认为3D打印建筑距离真正的产业化还比较遥远,这将是一个非常大的挑战。”(时代周报记者 谢江珊 发自上海

编辑:Julie
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