高6米,、面積52.8平米，上海建工現(xiàn)場3D打印可居住可交付兩層建筑

來源：上海建工官微

2022年8月,，在南京市六合區(qū)靈巖社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心,，一幢建造中的兩層小樓“如裱花蛋糕一般”堆疊、長高,，正初顯雛形,，別看它外觀平平無奇，背后卻蘊含著高科技,。

它就是真正意義上可居住,、可交付使用的，由現(xiàn)場3D打印而成的兩層建筑,，高6米,、使用面積52.8平方米，由上海建工集團(tuán)牽頭打造,，建成后將作為院史展覽館使用,。上海建工集團(tuán)總工程師陳曉明說：“在智能建造探索之路上，大尺寸3D打印建造是上海建工優(yōu)先發(fā)展的技術(shù)方向,�,！�

△兩層樓效果圖

真正可居住、可交付

這幢3D打印建筑,，又名上海建工3D打印科技試驗樓項目,，是由上海建工集團(tuán)牽頭承擔(dān)的國家重點研發(fā)計劃項目中的示范工程之一。上海建工同東南大學(xué),、南京嘉翼精密機器制造股份有限公司聯(lián)合組成了項目團(tuán)隊,。

原地打印的這座兩層建筑，最終將作為南京市六合區(qū)靈巖社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心的院史展覽館投入使用,。

△打印現(xiàn)場

整個建筑的打印用時大概需要50個小時,。項目團(tuán)隊自主研發(fā)制造的3D打印裝備、自行研發(fā)的3D打印混凝土材料,、首創(chuàng)設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu),，都為現(xiàn)場打印的順利實施奠定了重要基礎(chǔ)。

目前在現(xiàn)場的這款裝備,，是國內(nèi)首創(chuàng)的實現(xiàn)粗骨料混凝土材料泵送的現(xiàn)場原位3D打印機,，打印范圍長24米，寬8.5米,，高6米,，打印頭噴嘴直徑采用40毫米和50毫米兩種,，可以實現(xiàn)超大型建構(gòu)筑物的智能化現(xiàn)場原位3D打印建造。

打印裝備到位了,，更需要打印材料的“高效配合”�,，F(xiàn)場使用了項目團(tuán)隊自行研發(fā)的3D打印混凝土材料，并在現(xiàn)場原位3D打印中,，首創(chuàng)局部使用了含粗骨料的3D打印混凝土材料：通過泵送技術(shù)把含有粗骨料的預(yù)拌混凝土輸送到打印倉,，在打印倉內(nèi)二次攪拌后，再經(jīng)打印頭擠出,，打印成型,。

粗骨料的使用，不僅可以降低材料成本,，而且解決了目前采用3D打印砂漿容易開裂的問題,。項目團(tuán)隊同時還研發(fā)了可用于3D打印的固體廢棄物材料，正契合當(dāng)前固廢循環(huán)利用,、節(jié)能減排環(huán)保的發(fā)展理念,。

目前，3D打印建筑推廣應(yīng)用中面臨最大的挑戰(zhàn),，是缺乏相應(yīng)的完善標(biāo)準(zhǔn),，為此項目團(tuán)隊首創(chuàng)設(shè)計出滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的“框架+砌體+疊合板結(jié)構(gòu)”3D打印建筑。自承重墻體和局部柱及梁模板通過3D打印技術(shù)完成,，框架結(jié)構(gòu)作為承重結(jié)構(gòu),，該種3D打印建筑結(jié)構(gòu)的成功設(shè)計為項目的交付使用創(chuàng)造了重要條件。

△打印現(xiàn)場

上海建工的不停探索

智能建造是“十四五”時期我國建筑業(yè)發(fā)展的重要方向之一,。上海建工集團(tuán)總工程師陳曉明說：“在智能建造探索之路上,，大尺寸3D打印建造是上海建工優(yōu)先發(fā)展的技術(shù)方向�,！�

多年來，上海建工依托多項國家級重大科研項目課題,，在高分子材料及高性能混凝土材料3D打印工藝,、裝備、材料等方面,，進(jìn)行了深入研究和工程實踐,。

“2019年，上海建工的第一座3D打印橋在普陀桃浦中央綠地落成,，這也是國內(nèi)第一座運用3D打印技術(shù)一次成型的高分子材料景觀橋,。”陳曉明說,，“同一年,，在福建泉州,，上海建工又打造了高分子材料3D打印分段預(yù)拼裝人行景觀橋，橋全長17.5米,、寬3.2米,、高3.2米，橋體凈重12噸,，經(jīng)過連續(xù)5周時間打印完成,。”

△桃浦中央綠地3D打印橋

去年,，成都驛馬河城市公園內(nèi)的“流云橋”,，也由上海建工打造，這是運用3D打印技術(shù)完成的最大跨度的高分子材料景觀橋,，主體部分長21.58米,、寬8米、高2.68米,，凈重12噸,，整體拼裝完成后含引橋總長達(dá)66.8米，創(chuàng)新采用“分段打印,、預(yù)制拼裝工藝”,，延綿悠長的空間意境，已經(jīng)成為了網(wǎng)紅打卡地,。

△成都驛馬河城市公園內(nèi)的3D打印橋

上海建工還在國內(nèi)多處園林綠地景觀中,，運用3D打印技術(shù)，打造了與周邊環(huán)境融為一體的“點景”建筑,。

△徐州國際園林博覽會3D打印座椅

△上海風(fēng)鈴綠地3D打印座椅

△成都東部新區(qū)東一線延線3D打印座椅

在此次南京兩層建筑的建造過程中,，上海建工對于高性能混凝土3D打印技術(shù)的嘗試，是持續(xù)探索建筑設(shè)計施工新模式的重要體現(xiàn),。

3D打印在復(fù)雜,、個性化、按需定制的建筑物,、構(gòu)筑物建造中具有廣泛的應(yīng)用空間,，在極端施工環(huán)境如災(zāi)區(qū)重建、核電站,、月球基地等也有廣闊的應(yīng)用前景,。這個示范工程探索了現(xiàn)代房屋新型建造方式，可以實現(xiàn)大規(guī)模建筑工業(yè)化生產(chǎn),，將助力國內(nèi)建筑行業(yè)提升智能建造和精益建造水平,。