3D建筑技术特点

用3D打印机造房子，是世界各国建筑师的梦想。然而此前，无论是俄罗斯曾发布的3D打印建筑，还是荷兰打印的莫比乌斯环景观房建筑，都不是直接打印出的完整房子。因此，1月28日有媒体以《3D打印住宅“私人订制”》为题对上海盈创装饰集团有限公司（以下简称上海盈创）在苏州工业园区展示的3D打印整体建筑报道后，引起了社会各界的广泛关注和讨论，有人点赞，也有人质疑。

中国3D打印技术产业联盟执行总监王珏在接受《中国建设报•中国住房》记者采访时表示，他此前曾去过上海盈创，参观过他们的工厂，但只看见过产品，没见过3D打印机和现场作业，对其真实性甚为怀疑。对此，上海盈创董事长马义和在接受本报记者独家专访称：“3D打印设备是我们的核心技术，目前不便透露。”谈及舆论普遍关注的产品质量和安全性时，虽然他表示“我们的材料都是符合国家专业检验标准的”，却也坦承目前3D打印建筑尚无成品验收标准。

神秘的机器

纵览各种有关3D打印建筑的消息，那台3D打印机无疑是一大焦点，外界欲一探究竟，而上海盈创却始终不肯撩开它的神秘面纱，面对外界对打印机的高度关注，有人怀疑其技术含量太低，才怕被人看见后轻易复制，甚至有人怀疑其真实性，马义和对此倒是显得很淡定。面对记者提及的3D建筑打印机研发进程、成本、量产后是采取成品出售还是技术转让、售价等问题，他只回答了简短的一句“3D打印设备是我们的核心技术，目前不便透露”。

看来，要想一睹这台打印机的真容以及它的现场作业场景，还真不是件容易事。不过我们还是可以通过一些公开信息，画出这台3D打印机的“草图”。

研发：马义和自己带队设计研发，然后全球定制零部件，最终在苏州工厂组装而成。

体积：据现场工作人员描述，大型3D打印机宽10米，高6.6米，长度可以延伸，完全拉开足有150米。

生产车间：大型3D打印机的生产车间约3层楼高，车间长约200米。

作业原理：打印建筑的3D打印机，与小的打印机是一样的。喷口喷射出的“油墨”呈“Z”字形排列，层层叠加，垒成墙体。浇到“油墨”的地方，砂石材料会在一天内固化。“油墨”原料：一种经过特殊玻璃纤维强化处理的混凝土材料，来源于建筑垃圾、工业垃圾等，可以就地取材，通过技术处理、加工、分离，使之成为3D打印建筑“油墨”的原材料。

这种“油墨”原料也曾是3D打印建筑遭到质疑的原因之一。同济大学建筑系教授来增祥表示，3D打印“油墨”的构成主要成分是高标号水泥和玻璃纤维。而据他所知，某些国家禁止建筑物大量使用玻璃纤维，因为玻璃纤维会影响人体呼吸系统。同时，高强度水泥未来的回收也有困难。王珏对此存有不同看法，他认为“油墨”的原材料还可以采用石墨等其他东西，3D打印技术需要一个完善的过程，随着技术的进步，原材料中的有害物质有可能调和处理或替换掉。

人们之所以如此关注这台机器，主要原因之一还在于听说它具备的高效。据上海盈创介绍，使用3D技术打印房子可节约建筑材料30%左右，节约人工50%左右，工期更是大大缩短，一栋面积约1100平方米的别墅，只需3个工人忙3天时间，打印需1天、拼装需2天。既然优势如此明显，为何迟迟未与同样追求高效环保的住宅产业化挂钩？马义和分析认为，这项技术不仅在国内还是国外都属于创新技术，我们现在开始推广，相信不久的将来就能看到市场效应，“这项技术和BIM结合将会更加快速地推进住宅产业化的进程”。

纠结的质量

其实，这台打印机长啥样，并非问题的关键，最关键的问题，还是它打出来的房子质量如何，有没有人敢住。

此前上海盈创曾对外宣称，3D打印建筑不比传统建筑的强度和安全性差，生命周期同样可以达到三五十年。3D打印的墙体强度是普通水泥的5倍，且因中空而更加保温。整栋建筑质量更轻，理论上说抗震效果会更佳。他们曾与中建八局、上海同济建筑设计院等单位联合制定了3D打印建筑的国内企业标准。

那么，截至目前，上述数据是否经过权威验证？3D打印建筑在地方标准和国家标准方面进展到了何种程度？马义和告诉记者：“我们的材料都是符合国家专业检验标准的。因为这项技术是一项新技术，目前只有我们的企业标准，当然我们也在和各个专家学者、相关部门一起合作，希望能尽快促进地方标准、国家标准的建立”。

尽管标准尚未制定，但马义和已经有了他的下一步计划，将在全国寻找合作方，在全国间隔300公里范围内建100家梦工厂，今后就地取材，就地制造油墨，就地打印。而且将主流客户群定位在“对个性化定制有要求的客户，有环保意识的客户，想节约成本的客户”。

对此，王珏称：“3D打印建筑整体质量和性能上，还有待验证。目前只是在个别作品方面（比如桌子）不会有问题，硬度很强，在安全范围内。何况目前只是在推广，并未到普及阶段”。而对于3D打印建筑的“主战场”，他认为“3D打印建造方式未来最大的应用领域应该是在别墅、文化创意产业园等高端产品和个性化产品方面，尤其是在僻远或山顶等运输困难的地方，相比起传统建造方式节省了大量物资的运送，优势尤为明显。在普通住宅建造方面，目前传统的作业方式也很快，尤其是那些产业化项目，3D打印并不具备优势”。

尽管目前有不少专家因质量和材料的耐受性等因素，并不看好3D打印技术在普通住宅领域的应用，但马义和却坚信“3D打印技术将会带来普通住宅朝定制化、快速化发展”。此前曾有消息报道上海盈创与万科等大型房企展开过合作，对此，马义和告诉记者：“万科已购买过我们的产品，同时也一起探讨了3D打印建筑技术方面的合作。目前已有好几家大型开发商向我们订购产品。”

对于该消息的真实性，截至记者发稿时，万科建筑研究中心总经理王蕴并未就记者发去的采访提纲作出回应。

不过，与马义和持同样乐观态度的，还有清华大学建筑学院副教授周榕，他表示，3D打印建筑是一个跨越式的发明，无论从生产效率、精密度、还是整体的艺术表达能力，都非传统的建筑施工可同日而语。他预计在未来的10到20年内，3D打印在建筑领域上的应用很有可能会取代当下传统的建筑技术，甚至将从本质上动摇整个传统建筑学的根基。他的话，是言过其实，还是一语中的，只能是-走着瞧。

近日，数栋使用3D打印技术建造的建筑亮相江苏省苏州工业园区。一时间，关于3D打印建筑的讨论不绝于耳。3D打印建筑是如何建造的？是否符合国家安全标准？与传统建筑相比，3D打印建筑有何优势，其全面推广又面临哪些难题？为此，记者走进负责打印建筑的盈创新材料（苏州）有限公司（以下简称“盈创公司”），实地探寻3D打印建筑的奥秘。

核心是打印材料和设备，强度是普通混凝土5倍

在苏州东方大道和金谷路的路口，一幢1100平方米的三层别墅和一幢六层（含一层地下室）近1000平方米的在建住宅楼立即吸引了记者的眼球。若非建筑上写着“3D打印绿色建筑”，记者很难察觉眼前的建筑与传统住宅有何不同。

走进仔细观察后，记者发现，墙体看上去就跟用水泥建造出来的一样。与传统建筑的墙体不同的是，3D打印的墙体呈现出年轮蛋糕般的螺纹结构，用手指敲敲墙体，可以听到空空的声音。

“除了钢筋结构以外，其他都是打印出来的。”盈创公司负责人郑建介绍，打印建筑的3D打印机，其原理与小的打印机是一样的。喷口喷射出的油墨呈“Z”字形排列，层层叠加，垒成墙体。浇到“墨水”的地方，砂石材料会在一天内固化。

该公司研究3D打印已经有12年时间，3D打印机的“油墨”制作技术是公司的独家专利。打印建筑的“油墨”原料主要是建筑垃圾等。郑建表示，3D打印建筑采用纤维技术和盈恒石制造方法代替钢筋混凝土，比钢筋混凝土强度高5倍。

记者在该公司看到，大型3D打印机的生产车间约三层楼高，车间长约200米。据现场工作人员描述，大型3D打印机宽10米，高6.6米，打印机的长度可以延伸，完全拉开足有150米长。

郑建介绍，3D打印出来的建筑构件质量轻、强度高，为了加强墙体的牢固度，墙体内都采用了三角形的支撑结构，所以理论上其抗震效果也会更佳。不过，对于其抗震强度，郑建则表示，目前还无法给出具体数据。“但3D打印建筑的强度和牢度都符合且高于国家建筑行业标准。”

工期短、成本低，最重要的是环保

“现在建造房屋的成本，主要有材料、人工和浪费三部分。而通过3D打印，可以以更低的造价、更快的工期造好房子。”盈创公司董事长马义和说。

郑建告诉记者，平层、两层的建筑，可直接把建筑打印出来，运送到指定位置使用；如果是三层或以上建筑，可以先分开打印建筑的不同部分，然后运送到目的地，在地基上进行组装。

“3D打印建筑最大的好处是节能环保。”马义和告诉记者，我们的原材料多来源于建筑垃圾、工业垃圾等，可以就地取材，通过技术处理、加工、分离，使之成为3D打印建筑“油墨”的原材料，避免了沙子、石子等材料的运输。而且，3D打印建筑不产生任何扬尘，也不产生建筑垃圾。

“以往用户装修时为了水电管道的铺设，总是敲东墙补西墙，3D打印就不用这么麻烦了，只要把水电图纸给工作人员，打印时就可以预埋管道，避免二次加工的粉尘污染。”现场工作人员说。

暂缺行业标准，全面推广仍处探索阶段

“现在，3D打印建筑要全面推广，面临的主要难题就是缺乏专门的国家标准，因此我们只能把现有的一些标准作为参考进行验收。”马义和告诉记者，理论上3D打印建筑可以不需要钢筋，但我国的建筑没有钢筋就无法验收。因此，由于无法现场打印，其成本和效率都会受到一些影响。

相关业内人士也指出，3D打印建筑只是刚刚诞生，还缺少必要的安全和质量的规范。能否替代传统的房屋建筑方式，还有待时间的检验。

2014年，盈创公司在上海展示3D打印建筑时，同济大学建筑系教授来增祥在接受媒体采访时就曾表示，3D打印在建筑新材料开拓和建筑工艺上的创新探索值得称赞，不过3D打印房屋要真正普及，恐怕还需斟酌。比如3D打印的“油墨”主要是由高标号水泥和玻璃纤维构成。而据他所知，某些国家禁止建筑大量使用玻璃纤维，因为玻璃纤维会影响人体呼吸系统。

此外，人居住宅，不仅要对外形，更需要对内部结构、综合强度等多方面进行综合考量。“油墨”的承载力强度、耐久性等各项指标是否符合标准，还有待专家部门的权威检测和认证。

马义和告诉记者，目前，公司已经与中建八局、同济大学等完成了技术签约，取得他们的技术支持。

“目前，3D打印建筑的推广还处于探索阶段，公司已与一些周边的房产开发商进行合作，并着手打印少量建筑。去年底，埃及有关部门订购了2万套廉价单元房，作为当地的安置房。”马义和告诉记者。