景观广场是“打印”出来的?全国首个3D打印景观广场初见雏形
深圳特区报记者 李吉莹
2021-08-11 09:50

步入深圳国际会展中心海滨大道中间与北侧绿地延续地段,映入眼帘的是带有艺术造型的雕塑、座椅、树池、花坛,流水线条的挡土墙,以及“宝安”字样和线条流畅的祥云图案。令人难以想象的是,这道独特的景观是“打印”出来的。

这个全国首个3D打印景观工程,位于宝安区福海街道,今年4月开始施工。目前,广场内的一千多件3D打印混凝土的构件,已基本上安装整合铺摆到位,景观初见雏形,整体工程近期将完成。

据了解,建设该景观广场应用到的机器人3D打印混凝土新技术,由清华大学建筑学院教授徐卫国团队独创。“打印”该广场,也是3D打印混凝土新技术,首次在全球的市政工程建设的实际应用。

3D打印景观广场工程局部景象        

3D混凝土打印更高效环保            

今年4月,按照宝安区建筑工务署的建设理念和委托,由中国二十冶集团空港一期项目部与清华大学徐卫国教授团队合作,引进机器人3D打印混凝土新技术与景观工程一体化智能建造,在深圳国际会展中心打造一个总面积5000多平方米的的3D打印景观广场。其中,3D打印混凝土技术在建设施工现场直接完成人行铺地、雕塑、座椅、树池、花坛、挡土墙等打印建造。

线条流畅、形式各异的祥云图案,是“打印”出来的。宝安区建筑工务署有关负责人介绍,“祥云是根据算法计算出来的,无需用模型浇筑混凝土,而是直接电脑建模,现场打印、效率高。”建造过程中,工作人员只需将数字设计的电子模型输入到系统,系统就可自动将其处理为打印设备的控制信号,并将配置好的混凝土拌合物,通过挤出装置到达机械臂前端的喷嘴,在信号控制下进行打印,最终混凝土构建成型。

3D打印团队成员赵夏瑀介绍,“3D混凝土打印是逐层打印,但材料不是一般的混凝土,而是自主研发的一种复合材料,成分和配比是团队研发的专利,其强度与普通的钢筋混凝土差不多。”

机器正在打印景观的构件          

赵夏瑀介绍,相比传统的建筑方式,3D混凝土打印有不少优势。首先,无需制作模板、混凝土材料的价格也更低;其次,环保低碳,不会产生多余的废料;此外,在异形建造上有优势,能够定制化多种形状。“像广场内大型的管廊雕塑,只需几天时间便能打印完成,打印的成本是钢筋混凝土造价的三分之二左右。”她说。

3D混凝土打印建筑的安全性与稳固性是否有保障?徐卫国介绍,在打印之前,房屋的结构、材料性能参数等都通过计算使其符合安全规范,且进行具体的结构破坏实验,各项实验结果都能证明安全性。

带动深圳智能建造发展            

目前,3D混凝土打印技术还有哪些应用场景?徐卫国介绍,这一技术主要运用在两大类,一类是环境饰品和园林小品;另一类就是建筑,如农民住宅、应急住宅、市政设施等,此外,是用来打印装配式建筑的构件。

此前,清华大学3D打印团队已有过多次的实践,如上海步行桥、河北民宅及上海书屋等。在数年的研究和实践中,技术也进行了更新迭代,比如,机器的打印头目前已是第二代产品。

机器的打印头为第二代产品            

当前,随着人口红利的不断消失,建筑业劳动力的价格在提升,为实现建造的持续性,智能建造成为建筑业转型的方向。2020年7月,住建部等十三部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》提出,加大智能建造在工程建设各环节的应用。深圳作为创新型城市,对于智能建造的需求也愈发迫切。

徐卫国告诉记者,3D打印作为智能建造的一种重要方式,将对工程建设的智能化发展发挥重要作用,能带动一条新的产业道路,未来市场潜力巨大。宝安区建筑工务署有关负责人表示,该3D打印景观广场的建造,旨在展现创新的科技成果,是智能建造在深圳、宝安的一种实践。

对于3D混凝土打印技术的未来发展,徐卫国充满信心。他表示,希望通过景观广场的建设进行下一步的创新,这一技术的深度研发,将在清华大学深圳国际研究生院的未来人居学院继续进行。

编辑  昌慧  审核 麦苗茵


(作者:深圳特区报记者 李吉莹)
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