WASP技术使得新型环保3D打印建筑的生产成为可能…

加泰罗尼亚高级建筑研究所 (IAAC) 的研究人员 3D 打印了一个 100 米长的建筑²使用 Crane WASP 3D 打印机创建的低碳建筑原型。

这是为位于巴塞罗那 Collserola 自然公园的 3D 打印地球森林园区 (TOVA) 制作的最新环保设计。 IAAC 团队使用当地土壤和天然材料作为 3D 打印建筑 (3DPA) 研究生院项目的原材料。

建筑业占全球二氧化碳排放量的 39%，目前全球住房市场出现住房短缺。 据报道，IAAC 的 3D 打印工作代表着朝着全球提供更多可持续和经济适用住房迈出的重要一步。

去年，TOVA项目一期荣获欧盟新欧洲包豪斯倡议颁发的“塑造循环工业生态系统”奖。 当时，欧盟主席乌苏拉·冯德莱恩 (Ursula von der Leyen) 称 IAAC 项目为“从地球上打印可持续建筑的最新 3D 打印技术”。

IAAC 3D 打印地球森林园区的新增设施

IAAC 的 3D 打印地球森林园区拥有多个由 3D 打印地球材料创建的室内、室内和室外空间。 这些空间是开发新结构和建筑技术的活实验室。 天然材料的使用使校园得以发展，一些 3D 打印的墙壁部分被回收用于新的墙壁和房间。

IAAC 对 TOVA 的目标是创造不同于“重复的、标准化的现代建筑设计”的多房间、室内、半室内和室外空间。 据称，3D 打印方法可以更轻松地根据用户的需求和偏好定制建筑物。

建造建筑物时，需铺设 50 厘米厚的天然石材地基，以确保稳定性和排水性。 前 30 厘米的墙体结构由 40-70 厘米厚的坚固、稳定的土基组成，可抵御洪水和雨水。

墙体材料取自当地，并从 0.5 m 深处挖掘，以避免有机物含量。 然后将这种土材料在阳光下晒干，筛选除去大石头并与水混合。 在将天然原材料送入克瑞 WASP 液体沉积建模 (LDM) 3D 打印机之前，添加有机纤维和天然酶。

Crane WASP 由意大利 3D 打印机制造商 WASP 设计，拥有 Ø 8200mm x H 3200mm（Ø min. 2000mm）的相当大的 3D 打印区域。 Crane WASP 被称为“协作 3D 打印系统”，专为使用当地材料的 3D 打印房屋而设计。

该系统以每天 25 厘米的速度生产墙壁，以避免因结构重量而倒塌。 10天内最大墙高为2.5 m，厚度从70到40不等，具体取决于所需的负载重量和方向。 最后，安装木质屋顶并将其固定在 3D 打印结构上。

3D 打印墙壁可以支撑自身重量和木屋顶的重量，同时还可以用作隔热层和湿度调节器。 与传统的砖石和土方建筑工艺不同，3D 打印墙壁包含空腔，使其 50% 是空的。 这减少了材料消耗并提供自然通风和额外的隔热。

根据 WASP 的说法，地球材料的机械强度相对较低。 因此，传统方法（例如夯土或压缩土块）会产生厚且不透明的墙壁。 相反，3D 打印的墙壁提供了更高的光孔隙率。 一次一层地应用墙壁，在 20 厘米宽的孔网络中形成小的局部悬臂。

3D 打印经济适用且可持续的住房

寻求建造经济适用且可持续住房的建筑公司越来越多地转向增材制造。

本月，德克萨斯州 3D 打印公司 ICON 宣布在奥斯汀以南 40 英里的 Wimberly Springs 推出新型节能 3D 打印房屋。 新项目包括八栋使用数字建筑目录 ICON 创建的单户住宅。 房价在 800,000 美元以上，房屋面积从 2,800 到 4,000 平方英尺不等。 英尺，他们有四五个卧室。

3D 打印建筑包括 ICON 的 AlphaBeta 和 TexNext 系列的设计。 值得注意的是，每栋房屋均采用具有高热特性的混凝土结构。 这样可以保持稳定的室内温度，减少供暖和制冷成本以及能源需求。 这些设计经过能源之星认证，通常达到家庭能源评级系统 (HERS) 40-55 的评级。 这使得它们比标准新住宅节能 45-60%。

在其他地方，葡萄牙公司 Havelar 创造了葡萄牙第一座经济适用的 3D 打印房屋。 80米² 这栋两居室的房屋位于大波尔图地区，使用 COBOD 的 BOD2 3D 打印机在 18 小时内制作完成。

据报道，Havelar 除了快速实现 3D 打印之外，还以远低于现行市场价格的价格出售房屋。 该公司现代中档产品的价格从每平方米 1,500 欧元起²。 这明显低于波尔图 3104 欧元/平方米的平均价格。²据葡萄牙国家统计局报道。 这些节省归功于建筑中 3D 打印技术所带来的效率和快速项目完成。

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主图展示了3D打印的地球森林校园。 照片由 WASP 提供。