波浪起伏的外牆、編織型裝飾花紋、圓拱式屋頂……五十八歲的趙秀娟告訴筆者,這房子是「打印」出來的。
趙秀娟是河北張家口下花園區武家莊村人,自從她的房子成了當地小有名氣的打卡「景點」,每天都要接待不少參觀客。
去年冬天,清華大學建築學院的徐衛國教授想在武家莊做3D打印農舍。
村裡人聽了感到納悶:房子那麼大,怎麼「打印」?能結實嗎?能住人嗎?
趙秀娟當時正想重新蓋老房子,雖然有些猶豫,但心一橫還是決定讓徐教授來她家做這個農舍打印項目。
「好多人都反對,我頂著不小的壓力。」趙秀娟說。
村民們不曉得的是:結合目前正在實施的鄉村建設行動,專家們開始嘗試將3D打印技術與改善農村人居環境、提高農房品質結合起來。
趙秀娟的房屋面積為一百零六平方米,採用當地傳統的窯洞造型,是一個五開間住宅。三大間分別為起居室及東西兩個臥室,其上屋頂為筒拱結構,兩小間分別為廚房及廁所。
打印的時候,很多村民都過來看熱鬧,大家都想知道房子怎麼打印。「在施工現場,有三套機器臂3D打印混凝土移動裝置,分別放置在三大開間中央。設備『一層層向上累加』進行基礎及牆體的打印。屋頂在一旁單獨打印後,用吊機將它再放到打印的牆體上面。」趙秀娟說。
徐衛國介紹,這間農宅的設計統一在一個三維數字模型上完成,建築的外牆採用了編織紋理作為裝飾,牆體中央灌注保溫材料,形成了裝飾、結構、保溫一體化的外牆體系。
由徐衛國跨學科團隊自主研發的機器人3D打印混凝土建造技術,是清華大學建築學院科研成果之一,已通過評估進入產業化推廣階段。
「技術的優勢在於省人力、高效率、造價低、高質量,並且在可實現傳統的房屋造型設計建造的同時,還可實現各種優美的不規則曲面形體的建造。」徐衛國說。
給當地村民留下深刻印象的,不僅僅是層層疊加的打印技術。「每台設備上只有兩個人負責操作按鈕,這樣就可以『蓋房子』,很神奇。」當地一名村民說。
在嘗試打印農舍前,徐衛國已多次在國內外採用3D打印混凝土建造技術進行建築構建。
二零一九年一月,上海一座長二十六點三米的步行橋亮相;此後,在清華大學無錫應用技術研究院實驗基地,徐衛國團隊又成功打印了為非洲地區的低收入家庭設計的四十平方米經濟適用房。
二零二零年七月,中國住房和城鄉建設部等十三部門聯合印發《關於推動智能建造與建築工業化協同發展的指導意見》。指出要以大力發展建築工業化為載體,以數字化、智能化升級為動力,加大智能建造在工程建設各環節應用,形成涵蓋科研、設計、生產加工、施工裝配、運營等全產業鏈融合一體的智能建造產業體系。
「目前,中國仍有大量房屋及基礎設施需要建設,而智能建造可以解決建設行業所面臨的勞動力短缺問題,用機器人替代工人勢在必行。同時,智能建造還可以把工人從繁重的體力勞動中解放出來。」徐衛國說。◇