自支撐結(jié)構(gòu)，WASP完成生態(tài)友好型房屋 "TECLA "的3D打印

2021年1月21日,，南極熊獲悉,，意大利3D打印機(jī)制造商WASP已經(jīng)完成了生態(tài)友好型房屋建設(shè)的3D打印階段。

這棟全裝配式住宅綽號為 "TECLA",，使用多個3D打印系統(tǒng)建造，每個系統(tǒng)都將天然材料沉積到一個獨(dú)特的支撐結(jié)構(gòu)中,。這座新穎的增材制造棲息地由意大利馬里奧-庫奇內(nèi)拉建筑事務(wù)所設(shè)計(jì),，它的建設(shè)是一種概念驗(yàn)證，也是一種新的可持續(xù)住房模式的藍(lán)圖,。

Mario Cucinella建筑事務(wù)所的同名創(chuàng)始人Mario Cucinella說："這座建筑的完成是一個重要的里程碑,，由于設(shè)計(jì)和技術(shù)的使用，TECLA不再只是一個理論上的想法,，它可以是對當(dāng)今和未來生活需求的真實(shí)和可實(shí)現(xiàn)的回應(yīng),。"

"TECLA是對一個前所未有的挑戰(zhàn)的實(shí)現(xiàn)，它將打印幾何學(xué)推向了物理極限,。"

WASP的建筑資質(zhì)

WASP成立于2012年,，使命是開發(fā)數(shù)字制造工藝，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì),。

公司最近推出的機(jī)器包括面向生產(chǎn)的Delta WASP 4070 TECH和WASP 2040系統(tǒng),，以及專注于建筑的WASP 3MT CONCRETE。在過去的18個月里,，WASP還與Cucinella的公司建立了密切的合作關(guān)系,，在這種關(guān)系中，WASP一直在尋求為專利技術(shù)尋找建筑應(yīng)用,。

2019年10月,，兩家公司根據(jù)可持續(xù)發(fā)展學(xué)院建筑專家的研究，開始規(guī)劃TECLA生態(tài)屋,。WASP還與建筑協(xié)會建筑學(xué)院合作,，確定技術(shù)可以用于解決無家可歸問題的方法。

將這些發(fā)現(xiàn)付諸行動,，WASP隨后與Rossana Orlandi畫廊合作,，利用Crane WASP系統(tǒng)3D打印 "Gaia "生態(tài)建筑。房子的外殼是用天然土壤的副產(chǎn)品制作的,，只用了十天時間就打印了20平方米厚40厘米的墻體,。

△雖然WASP已經(jīng)完成了TECLA大樓的3D打印階段的建設(shè)（如圖）,，但要到2021年晚些時候才會開放，圖片來自WASP

3D打印一個可持續(xù)的棲息地

在Gaia成功的基礎(chǔ)上,，WASP現(xiàn)在又與Mario Cucincella合作,，使用完全可回收的材料制造TECLA。建筑師根據(jù)長期合作伙伴的研究設(shè)計(jì)了TECLA（即技術(shù)和粘土的結(jié)合）,，目前它正在意大利北部的Massa Lombarda地區(qū)建造,。

從本質(zhì)上講，TECLA是一種自支撐的宜居結(jié)構(gòu),，可以通過將可重復(fù)使用和可回收的材料（如當(dāng)?shù)氐耐寥溃�層層堆積在一起來制造,。理論上，由此產(chǎn)生的棲息地是完全碳中和的,，同時可以適應(yīng)世界各地任何可以想象的氣候或條件,。

為了將設(shè)計(jì)師的想法變成現(xiàn)實(shí)，WASP同時部署了幾臺Crane 3D打印機(jī),，這使得它能夠最大限度地減少生產(chǎn)過程中所需要的人工干預(yù),。WASP的自動化方法還能夠最大限度地提高流程的成本效率，同時減少能源輸出,，從而增加了其生態(tài)環(huán)保的資質(zhì),。

在生產(chǎn)過程中，利用兩個同步的3D打印臂,，和定制軟件進(jìn)行打印控制,，不會相互碰撞，從而將材料進(jìn)行取料,、混合和泵入,。同步打印方法最終能夠在200小時內(nèi)創(chuàng)建圓頂形建筑，使用60立方英尺的材料和僅6千瓦的能源,。

雖然項(xiàng)目3D打印階段現(xiàn)已完成,，但這些可持續(xù)建筑要到2021年春季晚些時候才能完全安裝并正式啟用。

中國的3D打印建筑

目前,，在上海智慧灣科創(chuàng)園內(nèi),，一座3D打印圖書屋正在建造中。

△書屋未完工全貌

從材料測試,、地面基礎(chǔ),、主體打印到電安裝、內(nèi)裝,，書屋建造時間大約為一個月,。書屋打印后將有30多平米，可容納15人,。在建的3D打印圖書屋將在2021年1月中下旬對外開放,。

沒有鋼筋的纖維混凝土抗性更好 !

這是上海首個混凝土3D打印圖書屋,，建成后，將為讀者提供一個安靜的讀書氛圍空間,，此項(xiàng)目由智慧灣園區(qū)和清華大學(xué)數(shù)字建筑中心一起設(shè)計(jì),，并在園區(qū)內(nèi)共同建造。

△3D打印圖書屋效果圖

在建期間,，清華大學(xué)數(shù)字建筑中心研究助理何雨婷一直駐扎在園區(qū)工作,，打印書屋的機(jī)器前端和一體機(jī)是清華大學(xué)數(shù)字建筑中心自行設(shè)計(jì)的。打印機(jī)器主要由機(jī)械臂,、打印前端構(gòu)成,，機(jī)械臂前端有打印頭，旁邊放的一體機(jī)主要用于攪拌,、泵送混凝土,。

△打印機(jī)器

書屋用的混凝土沒有鋼筋，加入了纖維作為抗拉材料,，性能和普通混凝土性能差不多甚至更好，也防震,，這幾天,，書屋正在灌帶有保溫材料的水泥砂漿。清華大學(xué)無錫應(yīng)用研究院數(shù)字建筑中心技術(shù)員毛描述,，如今現(xiàn)場需要4名工人,，早上過來先清理機(jī)器，準(zhǔn)備打印需要的設(shè)備,。

△建設(shè)中的混凝土3D打印圖書屋

“設(shè)計(jì)師將程序發(fā)過來,，調(diào)節(jié)完機(jī)器后，我們就開始動工打印,�,！泵�宇軒說，遇到下雨天,，是否動工取決于溫度,，如果溫度低于零下，混凝土就無法硬化,。在“智慧書屋”的入口處,，放著兩根木柱子抵著吊裝單片墻，何雨婷說,，正常情況下,，這兩根柱子不受力，但一旦墻體出現(xiàn)意外,，柱子能夠起到保護(hù)作用,。在施工之初,，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就在實(shí)驗(yàn)室做過破壞實(shí)驗(yàn)，測算出建筑能承受的最大破壞力,。

“堆疊式打印”打造圖書屋外殼肌理感

設(shè)計(jì)之初,，團(tuán)隊(duì)來到場地，看到一塊整草坪中間有幾棵樹,，覺得樹中間很適合做書屋,。他們參考了藝術(shù)展上的藝術(shù)品尋找靈感，“像威尼斯雙年展上的一個建筑師做的展品,，它是對于新材料的嘗試后,，產(chǎn)生一種微妙的造型�,！焙斡赕谜f,。

在打印前，清華大學(xué)數(shù)字建筑中心先完成設(shè)計(jì),，有了書屋的模型,，中心駐扎在施工地的成員把模型信息通過打印機(jī)器轉(zhuǎn)化成打印路徑信息，再轉(zhuǎn)化成機(jī)械臂可以識別的代碼,。代碼導(dǎo)入機(jī)械臂后,，機(jī)械臂就可按照自行設(shè)定好的程序，打印圖書屋,。

書店“外殼”有兩種不同的紋理,。一種是正常的打印肌理，形成一層一層的紋路,；另一種是門口體現(xiàn)凹凸變化的肌理,，由設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)，“這些造型全都在電腦內(nèi)設(shè)計(jì)好,，并轉(zhuǎn)換成代碼,，用機(jī)械臂打印出來�,！�

△ 堆疊細(xì)節(jié)

2020年12月上旬,，何雨婷正式進(jìn)場準(zhǔn)備設(shè)備，打印至今,，已經(jīng)超過兩周時間,。何雨婷說，目前書屋主體部分已基本結(jié)束,，書屋上還有一個小頂蓋,，等吊裝完成后，再將主體外部做表面漆處理，不遮擋打印紋理,，但會讓顏色更均勻,。書屋1月中下旬可對外開放，建成后書屋里會有一圈矮架,，可放圖書在上面,，人可以坐在矮凳看書。