法國一座擁有 12 個單位的住宅大樓,通過 3D 混凝土打印技術在短短 34 天內建成,成為歐洲面積最大的 3D 打印公寓建築。該項目名為 ViliaSprint2,由法國社會住房運營商 Plurial Novilia 開發,建築共有三層。該結構在現場進行打印,僅打印階段便耗時 34 天,這一時間表是傳統磚石建築在相同規模下難以匹敵的。
ViliaSprint2 項目展示了 3D 打印技術在建築中的應用潛力
結構是如何打印的?大型混凝土 3D 打印技術是通過計算機控制的噴嘴,一層一層地擠出專門配製的水泥混合物,以形成承重牆。該混合物必須經過特殊設計,能夠迅速硬化以支持下一層,而不會變形,同時在擠出過程中仍然保持可操作性,這是傳統混凝土所不需要達到的流變平衡。ViliaSprint2 是 Plurial Novilia 在 2021 年完成的單層原型項目 ViliaSprint 的後續項目,從單層原型到三層 12 單位住宅樓的轉變,代表著這項技術在實際社會住房條件下的有意義擴展測試。
打印的牆壁形成了主要的結構外殼。內部裝修,包括管道、電氣系統、隔熱及內部裝飾,仍需依賴傳統建築工藝,這意味著 34 天的數字僅適用於打印階段,而非整個項目的交付時間。這一區別在比較整體建設進度與傳統方法時顯得尤為重要。
結構和法規考量方面,這種規模的混凝土打印必須遵守法國建築法規和歐洲結構標準,而這些標準最初並未考慮增材製造。打印的混凝土牆體表現出各向異性的行為,意味著其機械性能會根據施加力的方向(平行或垂直於打印層)而有所不同。從事此類項目的工程師通常會進行額外的荷載測試,以表徵層間的粘結強度,因為這是不同於鑄造或砌塊混凝土的主要失效模式。
增強是另一個變量。傳統的鋼筋混凝土在澆築過程中嵌入鋼筋,而打印牆體可以加入鋼筋增強,但在自動擠出序列中安放鋼筋的物流增加了複雜性。有些項目使用纖維增強混凝土作為部分替代,儘管纖維增強無法在所有荷載情形下複製傳統鋼筋的拉伸性能。
對於那些對建築規模的工程雄心感興趣的讀者,世界最高建築所面臨的結構需求提供了一個有用的參考框架,顯示出在競爭壓力下建築材料和方法如何演變。速度與系統性採用之間的矛盾,34 天的打印窗口是該項目最常被引用的數字,原因不言而喻——歐洲建築行業的勞動力短缺促使開發商和住房機構考慮減少現場人員需求的方法。自動化混凝土打印能夠以比傳統磚砌或模板建造更少的團隊運作,這可能會對社會住房計劃的成本產生影響,因為其利潤薄弱。
根據 COBOD 報告的項目細節,該建築包含 12 個社會住房單位,將這項技術直接定位於可負擔住房領域,而不是作為一種建築新穎性。然而,速度和規模並不自動轉化為廣泛採用。專用的打印設備攜帶高昂的資本成本,受過培訓的操作員仍然稀缺,且許多管轄區域的建築法規仍缺乏對打印混凝土結構的明確規定——這需要逐案的工程論證,從而增加每個項目的時間和費用。
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