3D打印的房子与社区，塑造未来城市的新模式！

来源：匠山行记（ID:gh_d836161f0f54）

本文已获得授权

3D打印的房子与社区

塑造未来城市的新模式

在当今科技的迅猛发展中，建筑行业正经历一场深刻的变革。

3D打印为建筑设计师和城市规划者提供了前所未有的自由，能够实现复杂而精细的结构，同时保持高精度和一致性。

未来城市的轮廓，或许将由这些精准打印的建筑构成，呈现出一种前所未见的城市景观。这项技术和建筑的融合，正逐步引领建筑业进入一个更加可持续、灵活和智能化的新时代。

01

德意志博物馆‍

慕尼黑的德意志博物馆将进行其历史上最大规模的翻新，引入完全3D打印的立面围护结构。

在Moritz Mungenast的领导下，慕尼黑工业大学（TUM）的研究人员设计了多功能立面元素，用数字化方式制造，以实现完全的设计自由度和创新概念的轻松实现。

新立面的特点是半透明和流畅的表面纹理，是3D打印机首批功能集成的立面元素之一，为内部提供通风、隔热和遮阳。

每个面板的面积约为1平方米。在 6 到 8 英寸的材料厚度内充满空气的空腔提供了结构完整性和最佳的绝缘效果，而纹理波浪和凸起则产生了阴影。

细的集成管允许空气从元件的一侧流通到另一侧，确保最佳的通风。这些功能可在任何规模下运行，并可适应独特的要求。新立面将伴随着由 Schmidt-Schicketanz und Partner （SSP） 领导的更大规模的博物馆翻新工程。

▲半透明建筑板印刷

▲印刷过程

▲面板细节揭示了内部气囊

▲外立面效果图

02

混凝土书屋

该书屋的设计始于概念草图，随后通过MAYA软件根据实际使用需求进行实体建模，并对空间形态和结构合理性进行反复推敲，最终确定了实施模型。

接着，团队完成了打印路径规划和打印程序编写，生成了数字文件，再由该数字文件驱动机器人3D打印设备，逐层堆叠混凝土材料，最终建成了这座曲面形态的图书小屋。该图书小屋总面积约为30平方米，可容纳15人进行多种活动。

▲打印过程

▲ 打印过程

书屋的墙体采用空心设计，内部填充保温砂浆，以形成隔热保温效果。建筑表面展现出两种不同的肌理，一种是由叠层打印形成的层叠效果，另一种是精心设计的编织图案肌理。这种编织纹理位于入口侧墙，赋予人细腻的触感和视觉体验。

用于该书屋打印的材料为团队自主研发的纤维混凝土，其间不加钢筋、建造中不用模板；书屋的打印用了2台机器臂打印系统，一台原位打印建筑基础及主体结构，另一台现场预制打印弧墙及穹隆顶，每台打印设备需要2人操作，施工过程中总共需要4-5位施工人员参加。

▲ 打印细部

▲ 打印细部

▲ 打印细部

该书屋的设计与建造展示了3D打印作为智能建造技术的一种方式，具备显著优势。它不仅节省了材料和人力，还提高了建造效率和施工速度。同时，3D打印能够轻松实现不规则形态的建筑设计，并确保建筑品质的高标准。

▲建成照 片

▲建成照片

▲草图与建筑模型

03

日本第一座抗震3D打印建筑

大林设计集团建造了“3dpod”，这是日本第一座经过3D打印认证的抗震建筑。该框架由特殊的印刷砂浆作为模板制成，设置了高强度混凝土与钢纤维混合，不需要使用传统的钢筋。地上的所有结构元素都是用3D打印技术生成的，包括可行走的屋顶板和楼梯，而绝缘和完整的MEP设备则集成到临时的墙腔中。

Obayashi 的团队使用一种特殊的砂浆来打印 3dpod，该砂浆既可以用作内部和外部饰面，也可以用作承重结构的框架，该框架由用钢纤维增强的高强度混凝土制成，称为“SLIM-Crete”。

这种施工方法不需要放置钢筋或钢架，不会限制3D打印的美学潜力。鉴于技术印刷的限制和场地的限制，通过最大化内部空间和墙面面积之间的比率，以最少的材料量实现最大的内部体积，从而得出豆荚状的形状。

墙壁是多层的，结合了承重结构和用于绝缘材料、设备布线和辐射供暖和冷却系统的空腔，以提供传统建筑的宜居性水平。

▲ 光与影的相互作用揭示了 3DPod 的雕塑品质

▲ 预制的 3D 打印楼梯踏板

▲ 预制的 3D 打印板模板件已准备好就位

该项目是尖端数字制造的结果，设法保留了一定的温暖和触觉吸引力。现场施工方法产生的独特质感，让人联想到手工制作的作品，从而产生吸引人的粗糙感和原始的气场。

▲建筑细部

▲建筑细部

▲建筑细部

04

得克萨斯州马尔法 3D 打印露营酒店

丹麦工作室BIG和3D建筑公司ICON正在为德克萨斯州马尔法的酒店经营者Liz Lambert设计一个名为El Cosmoco的沙漠露营地和住房项目。

Lambert 的项目将占地 60 多英亩，位于德克萨斯州西部城镇，包括酒店住宿、便利设施以及永久性住房。

▲人视图

Bjarke Ingels认为“我们花了一些时间研究火星和月球上的建筑会是什么样子，很明显，像3D打印这样的增材制造可能是唯一可行的选择。“

“我们还已经创建了一些视觉效果，你可以看到3D打印的构造结合在一起，在火星的情况下，与Martain风化层的红色调相结合，你最终得到了一些感觉像一种乡土建筑的东西。”

“3D打印的胶凝材料创造了这种纹理，让我想起了你在传统土坯房上发现的一些手工制作的牙齿细节。”

▲建筑室外

▲建筑室内

这种远程方法为El Cosmico的设计提供了信息，由于其偏远性，它将受益于ICON的自动化施工能力。

El Cosmico将拥有一系列抛物线状的小屋结构，由3D打印的混凝土混合物制成，这些混合物采用与沙漠相匹配的颜料。

ICON联合创始人杰森·巴拉德（Jason Ballard）认为，3D打印能够创造出光滑、有机的形状，这将使该项目具有自然的外观。

▲游泳池

“以 3D 打印技术为基础的真正独特和多样的建筑才刚刚起步。ICON 最大的乐趣之一是将我们的技术交到伟大的创造者手中，然后看到生发出的可能性。”——杰森-巴拉德（Jason Ballard），ICON 的联合创始人兼首席执行官

以奥斯汀为基础的公司 ICON 最近获得了 NASA 的合同，可以与与 BIG（Bjarke Ingels Group）合作，继续开发奥林匹斯建筑系统。

该项目利用基于挤压的增材制造技术（3D 打印）和当地的材料，如月球石，帮助建设诸如月球表面和火星上的着陆点、栖息地、太空舱和道路等基础设施。3D 打印技术亦被用于创造设计与不同尺度建筑干预的多样手法，从 3D 打印的社区到家具到使用回收塑料的独特零售体验。

05

德州百户 3D 打印住宅社区

作为大型 3D 打印领域的先驱，ICON 宣布将投入建设与 BIG 联合打造并由 Lennar 开发的百户 3D 打印社区。该社区规划位于沃尔夫牧场、奥斯汀北部的乔治敦市，将成为世界上首个及最大规模的由集成增材建造技术的机器人建造的住宅区。

▲施工现场

该项目以实惠的价格将 3D 打印的数字化可能性与可持续主题相结合，旨在支持奥斯汀的住房危机。奥斯汀是美国最具活力和发展最快的城市之一，是新特斯拉超级工厂和苹果、谷歌、微软和甲骨文等其他巨头的所在地。

▲3D打印中

▲3D打印中

LEN X总裁埃里克·费德（Eric Feder）评论了这个雄心勃勃的项目的目标，以及它与持续的住房短缺的关系：“劳动力和材料短缺是推动许多美国家庭无法实现拥有房屋梦想的两个最大因素。Lennar 一直在扩大技术创新的界限，以保持优质房屋的可负担性，而 3D 打印是一种非常令人鼓舞的方法。我们很高兴能与ICON合作，为未来几年的新挑战开发解决方案。”

▲效果图

▲效果图

结语

3D打印技术正以其独特的优势逐步融入建筑领域，重塑未来城市的建设方式。通过增材制造，这项技术能够实现复杂的建筑结构，减少浪费，提高施工效率，同时保证高质量的建筑标准。

案例如德州的百户住宅社区，展示了3D打印在节省资源、优化设计、加速建造中的巨大潜力。随着3D打印技术的进一步发展，它将在城市建设中占据更加重要的位置，成为塑造未来城市的关键力量。

资料引述：

1.《 德国博物馆新增3D打印立面，由David Wolfertstetter 与慕尼黑工业大学合作完成 》

2.《 3D打印建筑丨3D打印混凝土书屋 》

3.《 3dpod馆，3D打印+抗震宜居+经济美学 / Obayashi 》

4.《 BlG and lCON design 3D-printed campground hotel in Marfa 》https://www.dezeen.com/2023/03/08/big-icon-3d-printed-hotel-el-cosmico-marfa/

5.《 3D打印的房子，能造成什么样了？ 》

编辑陈旭

责编陈诺

- End -

内容合作：微信chenran58，

｜免责声明｜

本文转载自：匠山行记

尊重知识产权，版权归原创所有，本站文章除非注明原创，否则均为转载或出自网络整理， 如发现内容涉及言论、版权问题时，烦请与我们联系，我们会及时做删除处理。