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清华教授为村民3D打印住宅,用160小时,只花20多万,成全国第一

2024-02-06三农

| 瓜田李的猹

编辑 | 沐语纪史

河北张家口的一个小村庄,3D打印技术和建筑擦出了火花。

占地106㎡,拱形的房顶、灰色墙体,充满科技感的它,在周围一众砖土色的老旧住宅中格外显眼。

这是清华教授徐卫国为一对农村夫妇打造的住宅,整个过程仅花费了160个小时,成本也比一般的房子要低,大约花费了20多万。

最让人震撼的是,整个过程没有一个农民工的参与,全部由3台机械臂完成,这就是徐卫国教授研究的「机器人3D打印混凝土」技术。

建房子之前,很多人觉得这对夫妇疯了,花20万血汗钱赌一种听都没听说过的技术。

可当房子建成后,不少人都大吃一惊,抢着来参观这个「3D建筑」,人多的时候甚至要排号。

而在2023年春节前夕,这个全国唯一的「3D打印民居」,还评上了省里的「十佳百优美丽家园」,获得了高度的认可。

那么,这对农村夫妇为什么要相信「3D打印技术」,这个房子的质量怎么样,真的能住人吗?

从平面到立体

近年来,3D打印逐渐出现在人们的生活中,从以前打印小物件,到如今的大零件、家具用品,甚至是房屋,3D打印玩得越来越大。

不得不说,这项技术的发明者脑洞真的很大,将粉末状金属或塑料等粘合材料,装进打印机,实现了从平面到立体的跨越。

但也有人保持怀疑态度,觉得3D打印出来的物品质量不好,可他们不知道的是,一位清华大学教师,早就将这项技术用到了「大物件」上。

他直接瞄准了生活中随处可见的建筑,想要用3D打印技术实现建筑的打印,从而降低人工成本,将农民工从繁重的体力劳动中解放出来。

他就是清华大学建筑系教授徐卫国,国内建筑界大拿,一直走在建筑学前沿的先行者。

徐卫国是清华教授,还是改革开放后的第一届清华学生,毕业后,留在了清华大学担任建筑系讲师。

在此期间,他也没有放弃对自己的提升,在日本拿了博士学位,还经常在国内举办一些建筑展会,邀请各国的专家进行交流。

2003年,他去巴黎宣传即将举办的中国国际建筑艺术双年展,在这里,他第一次接触到了3D打印建筑。

而正是这次与数字建筑设计的邂逅,让徐卫国「一发不可收拾」。

新思维、新技术的发展需要实践推动,而在当时3D打印还流于理论的高峰期,可以通过3D打印打印出来一些大物件,但打印出来的东西如何才能实用呢?

这是一个主要的问题,徐卫国带领他的团队不断地研究实验。

直到2020年,「推动智能建筑工业协同发展指导意见」的印发,徐卫国知道机会来了,他不满足打印出那些具备不规则美感的「观赏品」,而是要打印出造福百姓的实用品。

他敢想也敢做,决定用低成本印出一套宽敞、明亮、冬暖夏凉的舒适民居。

「我有地,你有技术」

实践需要场地,徐卫国完全可以拉出一个空地当作实验室,好好地造这栋房子。

然而躺在实验室里的东西往往是脆弱的,总是会和现实有所偏差,要做就要做到最符合实际。

徐卫国选择到河北省张家口下花园区武家庄村进行选址,他认为村里的房子大都很老,而且都是用砖头和夯土堆砌的,所以有意在这里推广3D打印,造福百姓。

徐卫国想找一户「幸运户」率先建一个房子,然后慢慢推广。

可是,村民们并不认为这是幸运的,用机器人打印出来的房子真的能住吗?很多人都觉得这是个笑话。

只有村民娟子听说后,觉得很是新奇,而且自己有需求,所以愿意和徐卫国多交流交流。

娟子夫妇是70后,家住在河北张家口武家庄,和普通的农村人一样,夫妇俩年轻时,趁着有两把力气,就去了城里打工赚钱。

近几年父母年龄大了,他们便回到了农村老家,承担起了赡养父母的责任,娟子在一家村委会工作,丈夫则找一些零工,日子还算不错。

但眼下他们遇到了一个问题,那就是住房的事情,父母年龄大了,还居住在破旧的房子里。

一次,娟子下班后,恰好遇到了在村里做调研的徐卫国,听完徐卫国的讲述后,娟子很心动,但她还是有一些犹豫。

虽然20万只够在县城付个首付,但对于农村人来说也不少了,一下子投入3D打印中,万一血本无归怎么办。

机会难得,徐卫国也看出了娟子夫妇的犹豫,于是使出了杀手锏 ,拿出了自己曾在上海打印过的一座混凝土步行桥。

这是徐卫国团队的早期作品,是世界上最大的3D打印步行桥,全长26.3米,宽3.6米,可谓是个大工程。

拿出了例子,娟子也不再犹豫了,反正地是自己的,房子打印好也就放在那,人教授肯定也不会来忽悠自己,就算「印」的不好,也就将就住了。

于是娟子下定决心,陪着徐教授放手一搏。

许教授也很感动,对娟子表示:「你什么都不用出,就给我地基就行。」

房子最初始建的时候,载着机械臂的小车在村里引起了不少的轰动,村民大多都来围观,但也都是看个笑话。

一台机器需要两人操作,而娟子的房子要出动三台机器,每天一大早开始打印,晚上才结束工程。

村民看着那机械臂前端吐出的纤维混凝土材料,按照既定的了路线来回打印,就像挤奶油做蛋糕似的, 不由得怀疑这样「挤」出来的房子真的能住吗?

外界的声音给徐卫国团队带来了不小的麻烦,但徐卫国没有在乎,他眼里只有如何能把这栋房子建的更好。

经过调研,徐卫国团队发现,武家庄村处于蒙古高原向华北平原过渡地带 ,对于传统的居住模式则是冬暖夏凉的窑洞。

于是徐卫国借鉴了窑洞的特点 ,将新技术与传统居住方式相结合,房型采用窑洞特点,保证四面密闭贴合,并在墙壁里加入保温材料。

经过三台机器的加班加点,历经160个小时,娟子的房子终于完成。

2022年3月,娟子一家正式搬入了新家,这栋房子正如徐教授承诺的那样,冬暖夏凉,室内恒温20-23℃,宽敞明亮。

玩点更大的

除了房子和桥梁,徐教授的团队还有着其他的杰作。

深圳的「溪谷清流」 主题公园就是其中的代表,整个公园3D打印而成,以「水的灵动」为主要设计理念,建造出了传统建筑很难达到的不规则流动性曲面建筑。

而这些对于许教授团队来说已经成为了历史,他们更着眼于未来,想要 玩点更大的!

如何在火星上建造适宜居住的房子?

这就像曾经不敢想象使用3D打印技术建造房子一样,「火星居留地」也是天马行空的想法。

平常人也许会扑哧一笑,也许小学生以这个做为梦想,都会觉得幼稚,但这些对于徐卫国团队和他的学生而言,正是建筑的未来。

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信息来源与参考:

1.光明网,2023-02-24,【清华教授为村民3D打印一栋住宅,花了20万】

2.澎湃新闻,2023-02-28,【清华团队为村民「打印」一栋住宅!只用160个小时!】

3.清华新闻,科学研究,【深圳国际研究生院徐卫国团队应用3D打印混凝土技术「打印」出一座城市公园】

4.浙江日报,2023-03-06,【潮声丨20万元3D打印套房子?清华教授一盘「大棋」开始……】