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中国水立方曾用过的3D打印技术,将让建筑工人下岗?

导读: 3d打印技术在建筑工程领域的运用并不鲜见,比如中国苏州曾以100万的成本打印出售价8000万的别墅,比如迪拜拥有世界上首个3D打印办公楼,再比如荷兰设计出了莫比乌斯环风景屋……

最近央视一则新闻报道说,美国麻省理工学院研发的一台3d打印机器人,花费14小时建造出了一栋直径为15米、高3.7米、顶部开放式的圆形建筑。

作为一项新技术,3d打印技术一直受到建筑工程领域的瞩目,同样受到许多购房者关注,毕竟房奴们以及准房奴们都盼着能借3d打印能将遥不可及的房价降下来。3d打印能否降低中国千古难题高昂房价,我们不得而知,也不是本文的重点,我们重点讨论3d打印技术对建筑工程的影响到底是什么样的。

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3d打印桥梁

3d打印技术在建筑工程领域的运用并不鲜见,比如文章开篇提及的案例,比如中国苏州曾以100万的成本打印出售价8000万的别墅,比如迪拜拥有世界上首个3D打印办公楼,再比如荷兰设计出了莫比乌斯环风景屋……

更不为大众广泛熟知的事实是,上海大剧院、凤凰卫视大楼、水立方、青奥会议中心等都曾运用过3d打印技术,尽管只涉及到建筑的部分。

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据说水立方也曾用过3d打印技术

虽然如此,3d打印建筑距离规模化、大众化还有许多路程要走,毕竟要解决材料、成本、土地、安全、承重以及消费观念等问题,尤其是大型3d打印机械设备的生产规模化问题。毕竟,大型3d打印机械设备的重要性,就如盾构机之于地铁隧道开挖的重要性一样。

关于3d打印技术对传统建筑业的影响,首当其冲的便是建筑工人。从目前的科技实践来看,3d打印技术确实不需要过多的建筑工人参与其中,一台高6.6米、宽10米、长32米,底面占地面积相当于一个篮球场的打印机,可以取代至少一半的工人;以后一栋楼的建造或许只需要一两个人,一台连续作业的3D打印机就能完成。这种忧虑正如另一种类似现象:机器人的出现,是否会令其他技术工人纷纷下岗?尽管目前3d打印技术在建筑工程领域并未得到大面积推广运用,但是人类出于自我保护的本能,自然容易产生这种担忧。不过我们可以换一种思路去考量:建筑工程历来是安全事故高发领域,本身又是高危行业,大量成熟先进技术的介入,也将大大降低建筑工人的伤亡损失。

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主要建筑成本(美元/平方米)

减少对建筑工人的使用,随之而来的是建造成本的大量压缩。新闻不断曝光,建筑工人的工资水平总体上不断超越大学生薪资,对于这一现象也许可以从行业、教育、职业等多个角度解读,但也反映出建筑业的劳动力成本不断攀升的局面。如若真的降低用工规模,那么控制成本支出是必然的结果。

此外,3d打印建筑时由于采用的是新式材料,据非官方统计,由于3d建造不产生任何扬尘和建筑垃圾,可节约建筑材料30%到60%,工期缩短50%到70%,建筑成本可至少节省50%以上。比如,苏州3d打印的别墅使用的打印材料正是由回收的建筑废料制造的。

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主要建筑成本(美元/平方米)

回收建筑垃圾,产出新型建筑材料。中国一直被喻为“基建狂魔”,每年有大量的基建建筑工程上马、开建,由此产生的建筑垃圾、废料极为庞大。根据2015年度相关报告,近几年每年产生的建筑垃圾总量估计约为15.5--24 亿吨之间,占城市垃圾的比例约为40%;保守估计,未来10年,我国平均每年都将产生15 亿吨以上的建筑垃圾。

至于与之配套的建筑垃圾再利用体系很不健全,据说再利用率只有5%。按照15亿吨的基数计算,每年有14.25亿吨建筑垃圾要么掩埋、要么直接倾倒。还记得2016年上海被曝光两起建筑垃圾跨省倾倒事件,分别倾倒在苏州市太湖西山岛和南通市江心沙农场,轰动全国。

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上海张江高新青浦园区3d打印动迁工程办公室

而3d打印技术自问世以来,一直打着“回收利用建筑垃圾、废料”的口号,比如苏州3d打印别墅的建筑材料是由少量钢筋、水泥和建筑垃圾制成。或许,3d打印技术真的可以让“建筑垃圾回归建筑”。

还有一个影响便是打印异型建筑。异型建筑,我们暂且可以武断地认为“又洋又怪”的建筑,这类建筑在设计上大胆前卫、造型独特,往往具有成为城市地标的潜力;也正因为如此,大量运用非传统的直线元素,对施工建造难度极高,或者大幅增加工程成本,或者删改部分设计方案,或者干脆沦为图纸建筑。

有观点指出,传统的建造方法是用砖头一层层堆积,砖头可以变换大小,但是房屋整体的形状变化还是非常有限。但是,3D打印属于数字化制造,可以将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型,把它们转变为一系列二进制代码,引入计算机内部,进行统一制造。比如莫比乌斯环风景屋,以莫比乌斯环为原型,没有起点也没有终点,就是一个传统建造方法几乎不可能实现的建筑。

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莫斯比环屋

不过基创建设也有自己的观点。技术手段的革新固然可以将许多建筑方案变为现实,但是技术毕竟只是手段,如果脱离这一范畴,为怪而怪、为新而新,很容易走入新的极端,毕竟建筑是服务于大众,而不仅仅是建筑师的梦想世界。

在此,不得不提及一个更为高深的影响:3d打印或将进一步改变建筑的文化理念。比如手机技术的出现改变了人们以往的书信文化理念,网络又重新定义了人们的社交模式,3d打印技术也将改变人们对建筑的理解与创新。

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迪拜3d打印办公室

最后,我们不得不提一句,3d打印建筑在行业标准上仍然处于一片空白,涉及到的土地运用问题也存在很大变数,坚固、环保、健康的建筑材料也有待开发……3d打印建筑还需更多实践。

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苏州3d打印别墅

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