建筑的未来:3D打印混凝土如何颠覆建筑业

3D打印对许多传统的建筑实践提出了挑战——一旦这项技术完全商业化,它的好处会被更大规模地应用吗?

加文·默尔顿加文·默尔顿

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一个多世纪前,钢筋混凝土的发明引发了对新技术的建筑表达的探索。法国园丁约瑟夫·莫尼耶(Joseph Monier)曾在异想天开的桥梁和景观建筑中试验过这种材料。Auguste Perret后来探索了这种材料在公民和宗教空间中的潜力。他的办公室成为对混凝土现代主义感兴趣的建筑师的全球中心,吸引了年轻的勒·柯布西耶(Le Corbusier)和土耳其现代主义者布尔汉·阿里夫·昂贡(Burhan Arif Ongun)。同样,随着3D打印技术的迅速发展,Leslie Lok和Sasa Zivkovic——建筑工作室背后的二人组汉娜和康奈尔大学建筑学副教授——正在探索机器人施工方法在混凝土中的应用。

灰色的小木屋通过汉娜,纽约伊萨卡岛

目前,自动化和3D打印在建筑行业中是相当令人振奋的惯例,有望用近乎无限的定制代替大规模制造。汉娜对新材料的调查始于添加剂架构元素-一系列的设计实验,揭示了这一新兴建设过程的装饰和结构可能性。高度的触觉元素开始回答3D打印混凝土应该是什么样子和感觉,探索其结构能力,并寻求一种诚实的语言,展示过程本身。

的影响元素在该公司的3D打印原型建筑上,灰色的小木屋,是明确的。印花和装饰地板图案留下的强烈的条纹反映了各种各样的表情元素,明确地偏爱支撑结构形式,现在组成了小屋的基础。HANNAH的设计受到野兽派对材料的诚实和明确使用的启发,这并不奇怪。

《灰小屋》既自然又精确得令人难以置信。每个混凝土层的宽度会因湿度和温度等变量而改变,这些变量会影响印刷和固化。在壁炉的角落里,混凝土的水滴顺着墙壁汩汩而下,捕捉了材料自身意志的瞬间。保留那些可以被认为是微小缺陷的地方,展示了对3D打印混凝土的紧急建筑语言的敏感性,并与结构的其他精心校准的设计形成了令人愉快的对比。

Lok和Zivkovic认为,除了形式和美学的影响外,这项技术还可以释放新的材料和社会可能性。除了混凝土,小屋的同名梣木也被广泛使用,由于Emerald ash Borer大量入侵美国森林,这种材料非常丰富。通常情况下,受感染的白蜡树是成熟的,形状扭曲,随后被木材工业低估,将它们降级为废物或柴火。与传统锯木厂注重效率和均匀性的流程相反,HANNAH扫描了每一块木材,然后用机械臂精确地切割它们。弯曲的木板被组装成壁板,补充了印刷基础的特质。

Lok列举了3D打印混凝土可能颠覆更广泛的建筑行业的方式:“有一个传统的过程,承包商和设计师建造,然后房主购买房子。这种情况将会改变,因为大规模定制住房的潜力是巨大的。我们可以考虑过去非常同质化、模块化和重复性的住房单元,现在可以在每个单元内进行本地定制。”

与此同时,考虑到“规划和建筑设计过程的数字化程度的提高”,这种技术的使用也在不断扩大,因为它与当代框架非常契合。兹夫科维奇解释说:“在某些方面,3D打印确实与我们目前使用的工艺和工具配合得很好。”

随着大规模定制住房的梦想越来越近,他们发现自己越来越多地从事设计之外的工作,与电气工程师、城市规划者和城市官员打交道。“我们如何让建筑行业和城市中不熟悉3D混凝土打印技术的人也能使用它?”这是汉娜面临的一个挑战,因为该公司正在寻求批准其首次获准在一个秘密地点居住。

长期以来,新兴技术一直与为大众提供负担得起的住房的努力联系在一起。水泥城(Cement Ci必发365最新登陆网址ty)和沃尔特·格罗皮乌斯(Walter Gropius)在20世纪20年代中期创建的更知名的Dessau-Törten Estate等实验性项目,都试图利用新材料改善住房条件。水泥城建于1916年至1917年,是宾夕法尼亚州的一个混凝土工人住宅社区。但是,就像现在一样,技术实现积极社会变革的潜力不可避免地与它所运作的社会经济和政治体系相联系。人们仍然担心,与3D打印混凝土相关的自动化将如何影响建筑工人、建筑师和承包商的生计。

撇开这项技术的社会潜力不谈,汉娜并不是不知道混凝土在气候方面的成本和收益。Zivkovic详细介绍了他们对这种材料的看法,“我们看待这一点的方式是,混凝土本身可能是一种桥梁技术,未来人们必须开发出更可持续的3D打印替代品,使用地聚合物或泥土,所有这些都是可能的。”即使在早期阶段,3D打印混凝土也有明显的好处。模板是传统混凝土施工中最昂贵和最浪费的方面,直接打印混凝土可以消除模板的需求。在传统的混凝土建筑中,当混凝土浇筑和养护时,必须建造巨大的支撑来承载结构重量。这个过程统一了建筑的结构多样性,如悉尼歌剧院和胡佛水坝。

汉娜预测,该行业将在不久的将来实现爆炸式增长。荷兰正在进行利用这项技必发365最新登陆网址术的商业项目,意大利的马里奥·库奇内利(Mario Cuccinelli)最近也用类似的方法用粘土打印了一座房子。而3 d印刷似乎将挑战许多传统建筑实践,还有待观察是否开创的好处,汉娜与苍白的小屋——利用废料,小心注意媒介的语言和网站定制——将被应用在大范围内随着技术完全商业化。

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