3D打印建房子

凌云霄

用打印机来盖房？不要一砖一瓦，只要一台3D打印机，就能在24小时内“兴建”10间房？近日，号称“全球首批3D打印实用建筑”的10幢3D打印建筑在上海张江高新青浦园区内正式交付使用。

《中国经贸聚焦》记者了解到，这些“打印”出来的建筑墙体是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”，按照电脑设计的图纸和方案，经一台大型的3D打印机层层叠加喷绘而成，10幢小屋的建筑过程仅花费24小时。

3D打印建筑究竟会带来怎样的革命？建筑学专家认为，作为全球建筑革命的热点，3D打印改变了传统的建筑施工工艺，从环保节能省时省力角度看，有其创新意义。不过新型“油墨”打印的建筑，其刚度、强度和耐久性等综合性能还待进一步验证。

“油墨”来自建筑垃圾

3D打印出来的房子什么模样？在青浦区民惠三期动迁基地项目指挥部的院子里，分布了10栋灰色外墙的小型房子，一栋用作门卫室，还有的则分别用作指挥部、项目部、施工监理、财务部、小会议室等。据介绍，面积最小的24平方米，最大的60平方米。这些房子基本都是一层建筑，只有一栋为两层建筑。

与传统建筑相比，3D打印出来的房子，到底有什么不一样？据已经在其中办公的人员介绍，除了看起来小一点，使用起来没什么两样，墙体也是混凝土结构的，可以隔音、隔热、防潮，但夏天生活在里面仍要装空调。

仔细研究这些房子，每一面墙内外都是不平整的，就像加厚的书页层层叠加起来，墙面留下了一道道混凝土突起的痕迹。

“这就是3D打印的痕迹。”这批房子的研发生产商——盈创新材料（上海）有限公司董事长马义和介绍，打印自建筑的底部开始，建筑油墨从打印机的喷嘴里浇洒下来，一层进入固化阶段之后，就能在其上添加新的一层，逐层向上。

马义和表示，3D打印建筑的核心技术在油墨，而盈创公司在全球第一家研发出了建筑3D打印的万能油墨混凝土，原材料主要来源于建筑垃圾、矿山尾矿等，通过技术处理、加工、分离，使之成為3D打印建筑“油墨”的原材料。

据介绍，第一栋3D打印的房子，就采用了拆迁的建筑垃圾分离出占70%的再生石作为油墨。马义和表示，“油墨”是一种经过特殊玻璃纤维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。

“由于采用了独特的配方，液体状的油墨在打印过程中不会塌下来，而能够迅速固化，整个建筑8小时就能出厂。” 上海盈创建筑科技限公司市场部沈闰霁告诉《中国经贸聚焦》记者，此外，油墨中还添加了玻璃纤维，可以取代钢筋的作用。因此，打印1到3层的房子，基本无需再采用钢筋。

本刊记者了解到，第一栋房子是在工厂里整体打印出来的，打印的横截面是包括地基、两面墙体和两面屋檐在内的五边形，“躺”在地上，从底部一层层打印、叠加上去，打印完成后再竖起来，就成了前后通风的房子，最后再安装两面的玻璃门。

其中，只有3栋房子是整体打印的，其他房子的打印部分主要是两面墙体，之后再安装、施工而成。对此，马义和解释说，因为工厂和打印机都在苏州，打印一整栋的房子，会给运输带来一定困难；而打印出墙体、门窗等建筑结构件，然后再到现场进行安装，也并不复杂。

环保且成本低

“将建筑垃圾变废为宝，让建筑工人做更体面的工作，让建筑成本降低50%，让更多人住得起房子，房型家具私人定制，让水更清天更蓝……” 随着这批3D打印建筑的交付使用，其研发者马义和也被冠上“全国3D打印建筑第一人”的名号。

据其介绍，3D打印最大的亮点，就是把建筑垃圾再利用，同时让新建筑不会产出新的建筑垃圾。“今后建筑过程将大大降低扬尘和污染，建筑工地不会再是一片狼藉，城市空气质量也会得到改善。”

与传统建筑行业相比，3D打印的建筑不但建材质量可靠，还可节约建筑材料30%-60%、缩短工期50%-70%、减少人工50%-80%……据他测算，打印至少能使建筑成本降低50%以上，让更多人住得起房子，这也让3D打印建筑相比传统住房具有了价格优势。

那么3 D打印的房子牢度如何？“由于原材料是高强度混凝土，这种房子并不比传统建筑的强度和安全性差，生命周期照样可以达到三五十年。因此，3D打印建筑的用途也不局限于临时用房，还可以普及到各种类型的房屋。” 沈闰霁说。

她透露，不久的将来，高层建筑也可以采用3D打印技术。打印出来的各种建筑结构件，可以吊到高层进行安装；或者，在打印出来的空心墙体外壳或空心柱子中，再灌注钢筋混凝土等，施工简单了，但建筑强度大大增加。

“如果是整栋25层的住宅楼，只要打好地基，仅十天半月即可完成整栋楼的建筑框架。之后安装好门窗，排好各类电线管道，再由打印机打印出整体的复合地板和家具，业主一个多月就可拎包入住。”马义和说，这绝不是未来的梦想，而是现今已经实现了的技术。

同时，油墨控制技术和3D打印机，也至关重要。有了高超的控制技术，各种复杂的异型建筑和结构件都可以直接打印出来。

实际上，盈创公司已经获得了80多项国家专利，除了油墨，还在全球第一家研发出了最大的建筑3D打印机，宽度在10米，高度为6.6米，长度为150米。现在，其苏州工厂里已有2台超大型建筑3D打印机，可以整体打印房屋；同时，还有4台建筑3D连续打印机，一天可以打印1万平方米的石材，一条流水线就相当于一座矿山。

“现在，你看中了外滩的哪栋建筑，或者喜欢全球哪套品牌家具，只要用照相机拍下来，将设计图纸输入电脑，很快就可拷贝不走样地打印出来。” 马义和对未来充满信心。

还有很长路要走

3D打印的房子是否为一种噱头？如果在不久的将来推出3D打印住宅，有人会买吗？

面对如此的疑问，马义和回答说，在他眼里，3D打印不仅是一种全新的建筑方式，更是一种颠覆传统的建筑模式。它更加坚固耐用、保护环境、高效、节能，不仅解放人力，还能大大降低建造成本，造出普通百姓都能住得起的房子。

据了解，目前，不少房地产开发商已与盈创公司开展合作，主要生产3D 打印的装饰墙、结构墙、保温墙等。

因青浦打印建筑的亮相，马义和成为建筑业内的关注热点。接下来，盈创公司将在青浦区打造一座建筑3D打印产业园，其中5万平方米的建筑都将自行打印出来；同时，建立城市建筑垃圾处理中心，研发示范建筑3D打印的相关设备和一体化技术等。

而他的下一步计划，将在全国寻找合作方，在全国间隔300公里范围内建100家梦工厂，今后就地取材，就地制造油墨，就地打印。

不过，对于如此大手笔的规划，也有人表示了担忧。有专家表示，虽然在理论上运转良好，但当规模变大后，可能会突然失效。在很长的时间里，3D打印房屋可能只会用在一些临时建筑上。

同济大学建筑系教授来增祥表示，3D打印在建筑新材料开拓和建筑工艺上的创新探索值得称赞，不过3D打印房屋要真正普及，恐怕还需斟酌。比如该3D打印的“油墨”的构成主要是高标号水泥和玻璃纤维。

而据他所知，某些国家禁止建筑大量使用玻璃纤维，因为玻璃纤维会影响人体呼吸系统。高强度水泥未来的回收也有困难，目前中国高层住宅普遍使用的是钢筋混凝土或全钢结构，其中钢铁可以回收，因此传统建筑材料在未来的一段时期内依旧有很大优势。

此外，建筑不光有外在的形态，特别是人居住宅，更需要对内部结构、综合强度、刚度、防火性、使用年限等多方面进行综合考量。来增祥认为“油墨”的承载力强度、耐久性等各项指标是否符合标准，还有待专家部门的权威检测和认证。