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3D打印房屋技术该如何选择材料和抗震性两

时间:2019-05-15 01:36:01 来源:互联网 阅读:0次

近年来,随着人力成本,安全、环保等方面的要求不断提升,建筑业传统建造方式的各种弊端也日益显现。由此,代表该行业未来发展的3D打印房屋技术则成为了社会关注的焦点。

基于此,各种不同概念的3D打印房屋技术一时间纷纭亮相: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、矿山废物、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。

(3D打印房屋技术的基本施工场景)

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。那末,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:,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,这类水泥虽然干的快,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,但因这些材料在成份方面的不确定,不管在环保还是耐久性方面,一直没有取得国家相关政策的认可。

因而可知,要想打印出符合现有国家建筑领域相干施工规范和标准的建筑,在原材料方面,稳妥的还是我们常见的普通混凝土。

尽人皆知,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不是坚固!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,在抗震性方面乃至超过了传统工艺建造的建筑。然而,这类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。据该企业相干技术人员介绍,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!

(华商陆海使用整体打印技术而建的新温莎城堡)

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。这款大型打印装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。

而在本钱方面,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材的储备提供了更大的空间。

(华商陆海龙门式建筑3D打印装备)

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,这类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,不但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一样的标准等级。

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乃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/平米建造本钱等噱头,而更多的去了解如打印原材料和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,建筑的质量及合标性都是关键的。

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。

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