技術背景

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2016年8月23日,國家住建部發佈《2016-2020年建築業資訊化發展綱要》,其中規定“積極開展建築業3D列印設備及材料的研究。結合BIM技術應用,探索3D列印技術運用於建築部品、構件生產,開展示範應用。”這意味著3D打印建築技術在我國建築行業的推廣應用得到了國家的鼓勵和認可。

3D打印建造是一種顛覆傳統的建築模式。與傳統建築技術相比,3D打印建築不但建材品質可靠,還可節約建築材料30%-60%、縮短工程施工工期50%-70%、減少人工費用50%-80%。2017年,俄羅斯建築公司 Apis Cor 利用3D打印技術在24小時內於莫斯科以北的高寒地帶建造了一棟保溫性及通風性良好的民用建築。該建築的建造成本被成功控制在一萬美元(約7萬元人民幣)內。根據測算,大規模3D打印技術的應用能通過數位化的方式減少建造過程對於工人及傳統建造設備的依賴性,進而降低建築行業勞動力指向性帶來的負效應。因此,3D打印技術能大大推動建造業作為製造業分支的機械化、自動化、智慧化改造,進一步推動建造業建築工業化進程。

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俄羅斯民用3D列印建築試點項目

3D打印建築設備體積較小、運行快速,能在小短的時間內運送到指定位置並投入工作,即使是在災後也依然可以被運往及應用於大部分環境,大幅加快重建速度。同時,3D列印設備對環境的要求和影響低,具有較強的設計適應範圍。施工人員可通過建造資訊化手段快速修改建築產品設計,避免了建築產品的單一化,增強了建築物、構築物對於環境的適應能力。另外,3D打印技術能夠顯著縮短建築工程工期,進而進一步降低建築建造專案管理的難度與成本。3D打印可在24小時內列印出10棟200平方米的住宅用別墅建築,比傳統項目工期縮短近80%。綜合上述各項優勢,我們相信3D打印建築技術能夠有效的應用在防震減災的工作中。

 此外,本專案也將積極應用零碳建築設計及智慧控制管理系統。零碳建築設計主要包括光伏發電系統和科學通風結構。依託3D打印,更多建築設計的需求可以得到滿足,如屋頂的設計可以滿足放置太陽能板的需要,通風和換氣結構更可以得到充分的實現。零碳建築的重要優點之一為更配合地震災後重建的需要:在災後電力系統受到巨大破壞後,零碳建築本身的能源自給特點使得其可在第一時間投入或恢復工作。