建造方式的革新：3D混凝土打印開啟高效結(jié)構(gòu)的復興

來源：生態(tài)和綠色低碳混凝土

德國/荷蘭-Herrmann教授和Spaeth教授（呂貝克應用技術(shù)大學）是計算建模和數(shù)字結(jié)構(gòu)設計領(lǐng)域的先驅(qū),，他們與3D混凝土打印專家Vertico和全球建筑材料領(lǐng)導企業(yè)西卡合作,，在一項旨在融合尖端技術(shù)與傳統(tǒng)建筑原理的合作中,，共同打造了這個開創(chuàng)性的亭子。這個創(chuàng)新項目通過將古老的結(jié)構(gòu)原理與尖端的生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合,，讓我們重新思考目前所使用材料建造的方式，為古老的結(jié)構(gòu)原理注入了新的活力,。

這個亭子展示了3D混凝土打印的力量,，克服了傳統(tǒng)的制造限制。該產(chǎn)品在2023年Nordbau上揭曉,，這是北歐最大的緊湊型建筑貿(mào)易交易會,，位于石勒蘇益格-荷爾斯泰因州諾伊姆斯特。

△3D混凝土打印擠出機 來源: Vertico

結(jié)構(gòu)的整體形狀是從基于結(jié)構(gòu)模擬的計算找形過程產(chǎn)生的,，該過程生成了一個僅壓縮的殼體結(jié)構(gòu),。外殼幾何形狀被鑲嵌成平面六邊形瓷磚，以便在平面印刷床上進行高效打印,。鑲嵌方法也簡化了單個石塊之間的連接接縫,。雖然傳統(tǒng)的砌磚通過均勻磚塊之間的錐形砂漿接縫產(chǎn)生曲率，但六邊形的曲率是由每個六邊形石塊的單獨傾斜的周長產(chǎn)生的，這使得每塊石塊的整體形狀都有曲率,，從而導致石塊之間的平行間隙,。

△3D混凝土打印亭子，展示石頭,。 來源: Vertico

由此形成的亭子由102塊互鎖石頭組成的圓頂組成,，直徑跨度約4.5m。亭子的所有102塊不同的石頭均由 Vertico 通過3D打印在創(chuàng)紀錄的 2 天打印時間內(nèi)而成,。從設計到生產(chǎn)的全數(shù)字化過程及靈活的3D打印可以為石塊生成各種不同的幾何形狀,，以及無需額外的努力即可獲得隨后的整體形狀。

亭子的主要亮點
結(jié)構(gòu)效率：亭子是結(jié)構(gòu)獨創(chuàng)性的證明,。它遵循優(yōu)先考慮形式和功能的舊建筑原則,。通過利用3D混凝土打印技術(shù)，有效結(jié)構(gòu)的形狀變得具有成本效益,。當我們走向一個潛在資源稀缺和建筑結(jié)構(gòu)排放的時代時,，材料的有效利用尤為重要。亭子旨在復興結(jié)構(gòu)高效設計,。

可拆卸設計：打破傳統(tǒng)的“建造和拆除”方法,，這個亭子的設計著眼于未來。在2023年北歐Nordbau 展出后,，該結(jié)構(gòu)將被拆卸,，然后在一個尚未公布的地點重新組裝。這種對“可拆卸設計”的承諾不僅減少了浪費,，而且展示了可持續(xù)的施工方法,。由于石塊之間的接縫僅受到壓縮力的作用，因此砂漿僅用于補償公差,。因此,，石塊的接觸表面涂有非粘合劑以消除張力的潛在傳遞，并更容易地拆卸,。

△展品支撐結(jié)構(gòu) 來源: Vertico

最佳材料使用：認識到材料性能的重要性,，亭子在最有效的地方使用材料，在設計中消除彎矩,，使用混凝土進行壓縮,，使用鋼材進行拉伸。這是為了在未來進行戰(zhàn)略性材料選擇,，最大限度地減少所用材料,，提高結(jié)構(gòu)的壽命和強度。

教育和實踐經(jīng)驗：這座非凡亭子的建造和設計不僅是一項工程壯舉,，也是一個獨特的學習機會,。作為大學課程的一部分,，建筑和工程課程的碩士生同樣積極參與其創(chuàng)建。這種實踐經(jīng)驗為未來的建筑提供了寶貴的見解,，培養(yǎng)下一代建筑師,、工程師和建設者的成長。

呂貝克應用技術(shù)大學,、Vertico和西卡之間的合作展示了技術(shù)如何能夠潛在地復興永恒的建筑原則,，從而產(chǎn)生可持續(xù)、高效和美觀的結(jié)構(gòu),。