新技术推动建筑革新

2015年08月07日 来源:光明日报
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3、3D打印房屋

不要一砖一瓦,只要一台3D打印机,就能在24小时内“兴建”10间房?这是近日出现在我国上海的3D打印房屋。

3D打印房屋的过程有些类似奶油裱花,由一个巨大的喷头不断喷出灰色的油墨,油墨呈“Z”字形排列,层层叠加,很快便可砌起一面高墙。之后,墙与墙之间还可用钢筋水泥进行二次“打印”灌注,连成一体。整个打印过程,只需要一张图纸、一台电脑和足够的“油墨”,就可以在24小时内打印出10幢200平方米的建筑。

在3D打印房屋时,门窗的位置会预留出来,并且根据需要安装预埋件。打印墙体所用的油墨是一种特殊的材料——建筑垃圾,这些建筑垃圾通过处理、加工、分离,形成了3D打印建筑“油墨”的原材料。尽管这种“油墨”是一种经过特殊玻璃纤维强化处理的混凝土材料,其理论强度和使用年限大大高于钢筋混凝土,但其刚度和耐久性等综合性能还待验证。未来,这种空心墙体的结构可以大量应用在桥梁、简易工房、剧院等建筑中。

用3D打印机来造房,可以说是世界各国建筑师的梦想。此前,俄罗斯曾建造一幢3D打印建筑,其原理是打印一个个像乐高积木一样的配件,然后通过组装做成建筑的墙体。荷兰则打印了名为莫比乌斯环的景观房建筑,这个建筑是通过用沙子和黏合剂的方式打印若干个模块进行组装的。

也许在不远的未来,人们看中了哪栋建筑,或者喜欢哪套品牌家具,只要用照相机拍下来,将设计图纸输入电脑,很快就可不走样地打印出来。

4、抗震“智能屋”

有数据显示,在地震中,95%以上的人身伤亡都因建筑物受损或倒塌所致,此时,人们的庇护所反而成了危及生命的“元凶”。为了对抗这种危害巨大的自然灾害,世界各国都积极研究抗震建筑。

希腊是地震多发的国家,因而研究抗震的方法一直是当地科研人员的重要课题,新型“智能减震屋”就是最新研究成果。据研究人员介绍,这座“智能屋”的最大特色就是能够进行“自我保护和修复”。“智能屋”里安装了多种传感设备,即便是对最轻微的震动也会有所察觉,并可借助屋内设备减少甚至抵消地震带来的震动。“智能屋”采用的材料具有自动修复功能,一旦墙体在地震中出现裂缝,液态修补材料可以像胶水一样,粘住裂缝并迅速固化,从而防止房屋倒塌。室内传感器还能迅速感知到温度的变化。一旦室温瞬间升高到一定程度,传感器就会通过互联网或卫星信号,自动通知附近居民并向消防部门报警,从而降低地震引发火灾给人们带来的伤害。研究人员介绍说首个“智能屋”将在一周内搭建完毕,他们将在接下来的时间里对它的实用性进行检验。

日本大京公司一座号称日本最高(地上55层、高185米)的公寓,使用了与美国纽约世界贸易中心相同的168根钢管的结构,确保了抗震强度。另外,该公寓还使用了刚性结构抗震体。如遇阪神大地震级别的地震发生时,柔性结构的建筑一般要摇动1米左右,而刚性结构建筑只摇动30厘米。日本的三井不动产公司在东京出售的一座免震结构公寓高达93米,这个建筑物的外围使用了新研制的高强度16积层橡胶,建筑物的中央部分也使用了由天然橡胶生产的积层橡胶。这样,在6级地震发生时,就可将建筑物的受力减少至二分之一。日本已向市场投放40栋这种建筑。(作者:张河山)



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