3D打印能否引领建筑业潮流

  近日，数栋使用3D打印技术建造的建筑亮相江苏省苏州工业园区。一时间，关于3D打印建筑的讨论不绝于耳。3D打印建筑是如何建造的？是否符合国家安全标准？与传统建筑相比，3D打印建筑有何优势，其全面推广又面临哪些难题？为此，记者走进负责打印建筑的盈创新材料（苏州）有限公司（以下简称“盈创公司”），实地探寻3D打印建筑的奥秘。

  核心是打印材料和设备，强度是普通混凝土5倍

  在苏州东方大道和金谷路的路口，一幢1100平方米的三层别墅和一幢六层（含一层地下室）近1000平方米的在建住宅楼立即吸引了记者的眼球。若非建筑上写着“3D打印绿色建筑”，记者很难察觉眼前的建筑与传统住宅有何不同。

  走进仔细观察后，记者发现，墙体看上去就跟用水泥建造出来的一样。与传统建筑的墙体不同的是，3D打印的墙体呈现出年轮蛋糕般的螺纹结构，用手指敲敲墙体，可以听到空空的声音。

  “除了钢筋结构以外，其他都是打印出来的。”盈创公司负责人郑建介绍，打印建筑的3D打印机，其原理与小的打印机是一样的。喷口喷射出的油墨呈“Z”字形排列，层层叠加，垒成墙体。浇到“墨水”的地方，砂石材料会在一天内固化。

  该公司研究3D打印已经有12年时间，3D打印机的“油墨”制作技术是公司的独家专利。打印建筑的“油墨”原料主要是建筑垃圾等。郑建表示，3D打印建筑采用纤维技术和盈恒石制造方法代替钢筋混凝土，比钢筋混凝土强度高5倍。

  记者在该公司看到，大型3D打印机的生产车间约三层楼高，车间长约200米。据现场工作人员描述，大型3D打印机宽10米，高6.6米，打印机的长度可以延伸，完全拉开足有150米长。

  郑建介绍，3D打印出来的建筑构件质量轻、强度高，为了加强墙体的牢固度，墙体内都采用了三角形的支撑结构，所以理论上其抗震效果也会更佳。不过，对于其抗震强度，郑建则表示，目前还无法给出具体数据。“但3D打印建筑的强度和牢度都符合且高于国家建筑行业标准。”

  工期短、成本低，最重要的是环保

  “现在建造房屋的成本，主要有材料、人工和浪费三部分。而通过3D打印，可以以更低的造价、更快的工期造好房子。”盈创公司董事长马义和说。

  郑建告诉记者，平层、两层的建筑，可直接把建筑打印出来，运送到指定位置使用；如果是三层或以上建筑，可以先分开打印建筑的不同部分，然后运送到目的地，在地基上进行组装。

  “3D打印建筑最大的好处是节能环保。”马义和告诉记者，我们的原材料多来源于建筑垃圾、工业垃圾等，可以就地取材，通过技术处理、加工、分离，使之成为3D打印建筑“油墨”的原材料，避免了沙子、石子等材料的运输。而且，3D打印建筑不产生任何扬尘，也不产生建筑垃圾。

  “以往用户装修时为了水电管道的铺设，总是敲东墙补西墙，3D打印就不用这么麻烦了，只要把水电图纸给工作人员，打印时就可以预埋管道，避免二次加工的粉尘污染。”现场工作人员说。

  暂缺行业标准，全面推广仍处探索阶段

  “现在，3D打印建筑要全面推广，面临的主要难题就是缺乏专门的国家标准，因此我们只能把现有的一些标准作为参考进行验收。”马义和告诉记者，理论上3D打印建筑可以不需要钢筋，但我国的建筑没有钢筋就无法验收。因此，由于无法现场打印，其成本和效率都会受到一些影响。

  相关业内人士也指出，3D打印建筑只是刚刚诞生，还缺少必要的安全和质量的规范。能否替代传统的房屋建筑方式，还有待时间的检验。

  2014年，盈创公司在上海展示3D打印建筑时，同济大学建筑系教授来增祥在接受媒体采访时就曾表示，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3D打印的“油墨”主要是由高标号水泥和玻璃纤维构成。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。

  此外，人居住宅，不仅要对外形，更需要对内部结构、综合强度等多方面进行综合考量。“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。

  马义和告诉记者，目前，公司已经与中建八局、同济大学等完成了技术签约，取得他们的技术支持。

  “目前，3D打印建筑的推广还处于探索阶段，公司已与一些周边的房产开发商进行合作，并着手打印少量建筑。去年底，埃及有关部门订购了2万套廉价单元房，作为当地的安置房。”马义和告诉记者。