#上海生活头条[超话]#258 THE WITCH 女巫
A Witch professed to be able to avert the anger of the gods by means of charms, of which she alone possessed the secret; and she drove a brisk trade, and made a fat livelihood out of it. But certain persons accused her of black magic and carried her before the judges, and demanded that she should be put to death for dealings with the Devil. She was found guilty and condemned to death: and one of the judges said to her as she was leaving the dock, “You say you can avert the anger of the gods. How comes it, then, that you have failed to disarm the enmity of men?”
——《伊索寓言》,汉译:邱宏译
A Witch professed to be able to avert the anger of the gods by means of charms, of which she alone possessed the secret; and she drove a brisk trade, and made a fat livelihood out of it. But certain persons accused her of black magic and carried her before the judges, and demanded that she should be put to death for dealings with the Devil. She was found guilty and condemned to death: and one of the judges said to her as she was leaving the dock, “You say you can avert the anger of the gods. How comes it, then, that you have failed to disarm the enmity of men?”
——《伊索寓言》,汉译:邱宏译
3D打印的房子,你感兴趣吗?
用3D打印房子已经不是事儿,但你敢住吗? - 了不起的中国制造的文章 - 知乎
https://t.cn/RdwpolA
3D打印技术使用的是一种加入玻璃、塑料等纤维的特殊混凝土,通过分段打印实现高层建筑建造,不仅可以满足高端住宅的需要,也能满足中低收入人群的居住需求。
出品| 网易新闻
作者| 须臾千秋
现如今,3D打印早已不是什么新鲜事了。
各行各业的人可能都接触过这种东西:在电脑中画个模型,喷嘴就开始一层一层地工作,喷出光敏树脂、金属粉末、石膏等,很快就能将电脑中的模型原原本本地制造出来。
3D打印的应用面非常广,从航空航天领域的精密零件,到医生手中严丝合缝的支架,再到设计师手中精美的珠宝、服饰和雕塑,都可以通过3D打印来完成。
(3D打印出精致的航空零件)
但你是否知道,与精密相对,另一个极端,也就是最为傻大黑粗——建筑,也可以通过3D打印来制造?
(一)傻大黑粗的建筑,为什么要3D打印?
其实,3D打印建筑最造并不起源于3D打印,而是起源于“建筑机器人”。
上世纪70年代,由于人工成本的攀升,工程师们开始研究使用机器人来代替工人进行外墙安装、水泥浇筑等简单重复但又十分危险工作。当时,发达国家陆续开发出了混凝土喷射机器人、混凝土铺面修整机器人、钢梁防火层喷涂机器人、壁面爬行机器人等。它们极大地降低了劳动力成本,提高了工作效率。
(混凝土破拆机器人,可以破拆混凝土的同时留下钢筋网)
到了21世纪,3D打印技术的工程应用逐渐成熟,建筑师们也开始考虑:与其使用这些种类繁多、零零碎碎的建筑机器人,何不直接搞一个“大一统”,将整栋建筑干脆3D打印出来,这得省去多少麻烦!
于是,建筑师们设计出了这样一种3D打印体系:采用一个几厘米粗的喷嘴,像普通3D打印那样一层一层地挤出特制的砂浆来。砂浆在空气中迅速硬化形成强度,并在上面覆盖新的一层,进而逐渐打印出整座建筑。
(3D打印建筑的过程)
采用这种3D打印的方法,一座独门独户的住宅可以在24小时内建造完毕。尽管3D打印的设备昂贵、材料费用较高,但是全过程几乎不需要任何人力,工期也接近于零。人力与工期,节省出这两个“吞金巨兽”,3D打印建筑绝对值了。
而考虑到环保,3D打印建筑更是一骑绝尘。据统计,由于3D打印允许对构件进行更加精密的设计,相比起普通建筑,3D打印建筑可以节约20%的建筑材料。此外,3D打印还完全省去了模板的环节。昂贵的木制或钢质模板,本身就是一类污染高、寿命短的建筑用具。淘汰模板对建筑行业整体的绿色化意义重大。
(混凝土模板)
整个过程下来,3D打印较之传统建筑方案可以节省40%的建筑成本,将生产效率提高4倍,是建筑行业真正的“未来科技”。
(二)3D打印建筑的材料很特别,是一种特殊配比的混凝土
一般的建筑,其结构构件通常使用的是钢筋混凝土:先编好结实的钢筋笼,再将混凝土浇筑上去。等混凝土硬化以后,坚硬而脆的混凝土承担压力,里面坚韧的钢筋笼则承担拉力。这样,无论是抗压的柱、墙,还是抗弯的梁、板,钢筋混凝土都可以轻易胜任。
然而,钢筋混凝土结构的修建极其耗费人工,尤其是绑扎钢筋笼,是一件纯手工劳动。可是不绑扎钢筋,混凝土这种脆性材料无法单独工作。3D打印建筑不可能打印出钢筋来,那这个问题该怎么解决呢?
(一处典型的钢筋笼)
3D打印建筑所使用的材料是一种特殊的混凝土。首先,它的骨料介于砂石之间,级配和粒径都很好,可以被喷嘴很好地接纳,同时浆体-骨料比保持优良状态。此外,3D打印混凝土具有良好的速硬功能。“打印机”走上一圈几分钟下来,下面一层的混凝土就该硬化了,不然两层软塌塌地混在一起,建筑就盖不起来了。
3D打印混凝土最关键的技术,就是其如何在没有钢筋的配合下保持抗弯能力。为此,工程师们向材料中掺加了一定量的玻璃纤维、复合塑料纤维等。这种掺加了纤维的混凝土具有了一定的抗拉性能,不会像传统混凝土那样抗压能力很厉害却一掰就断。虽然与钢筋仍有一定的差距,但是用作3D打印的墙壁、斜屋顶等构件,强度上是绰绰有余的。利用这种方式打印出的建筑具有明显的层状结构,但由于材料的胶凝性能出色,层与层之间连接紧密,故而防水能力同样优良。
(3D打印建筑的外观)
在实际生产中,3D打印建筑的原料凝结很快,不能预先配好用搅拌车运到现场;而其比例又很精密,不能像普通工地那样让工人在现场配制。因此,3D打印的混凝土通常是以干混砂浆的形式出现的。它将水泥、砂、纤维及外加剂预先按照一定的比例混合,然后以整袋包装的形式运到现场,在打印机中与水按严密的比例混合,现制现用。
(工业化生产的干混砂浆,质量和均匀性都比现场更有保障)
此外,3D打印使用的混凝土还可以吸纳多种工业垃圾。像各类矿山尾矿、高炉矿渣、建筑废料等材料,经过预先精确的研究后,都可以掺入3D打印混凝土中,有些甚至可以增强混凝土的性能。
(三)3D打印想要盖高,可以分段打印
然而,3D打印建筑也存在着许多缺陷。
这种技术通常适用于单层、独栋住宅。想要打印2、3层的建筑也不是不可以,但是一旦涉及到二楼以上的楼板,考虑到楼板上面还要放东西、住人,3D打印建筑缺钢筋的问题就会凸显出来。这时候,只能采用一些得不偿失的补救措施,例如增加拱顶、减小跨距、增加支撑等。这不仅降低了3D打印出的多层住宅的经济效益,还严重影响了用户的使用舒适性。
此外,要打印的建筑越大,需要的建筑打印机也就越大,进而精度就越差。大型的建筑打印机,每厘米的精度不足3个像素点,这在其它工程领域看来几乎是个笑话,但对建筑的3D打印来说已经是极限了。这样的精度下,建筑的强度、抗裂性能、封闭性能也就可想而知了。
(青岛制造的世界最大3D建筑打印机,长宽高12米,重达120吨)
对于多层建筑,工程上通常采用“分段打印”的方式来建设。首先,设计师将房屋拆成若干个较小的结构单元,在工厂中预先打印出来。待到构件形成强度、性能过关之后,再运到现场进行拼装。这个过程只是比直接打印略微麻烦了一点,多了现场拼装的一步;但分段打印构件的精度高,拼接本身不成问题。而且打印的建筑规模不受打印机的限制,即使是几十层的高层建筑,只要设计合理,分段打印、拼装出来完全不成问题。可以说,分段打印才是未来3D打印建筑的大趋势。
(安装中的3D打印建筑构件)
(四)建筑的3D打印正规化、商业化正在中国一步步推进
在建筑的3D打印方面,中国始终走在时代的前列。有人说,“中国是唯一一个真正掌握了3D打印建筑的国家。”这句话虽然夸张,但目前,中国确实是唯一一个能够生产出“可堪一用”的3D建筑的国家。
2015年1月18日,中国向世界展示了全球最高的3D打印建筑“6层楼居住房”和全球首个带内装、外装一体化的1100平方米精装别墅。
这些3D打印的房子,都是事先在工厂中分楼层打印好,切割后运到现场,再配之以现浇楼板,在整体安全性、功能性上可以达到与普通建筑不相上下的程度。在未来,施工现场布置几台3D打印机,然后完整地打印出一二百米高的高层建筑并不是梦。
至于独栋别墅的打印技术,目前已经相对成熟。一套别墅的打印价格只有100万元,相比起大城市别墅的售价而言基本可以忽略。今后,别墅的业主可以定制个性化的房子。同一个小区的几百栋建筑可以做到结构千差万别,安全性却有保障。
而更加成熟的单层建筑打印技术早已远销海外,这种3D打印住宅仅埃及一国就订购了两万套。
(3D打印的别墅)
目前,中国正在编制3D打印建筑产业相关规范标准,并与国外的先进科研力量合作,将建筑3D的正规化、商业化一步步推行下去。在未来,3D打印的建筑一定会占满我们的大街小巷,为我们营造科幻之城、绿色之城。
结语
建筑3D打印技术不仅可以满足高端住宅的需要,也能满足中低收入人群的需要。在未来,中国的3D打印建筑将在中东、非洲等地设厂,就地取材,使用沙漠中的砂子作为优质骨料,配合国产的3D打印混凝土配方,为低收入人群提供便宜又舒适的房子。
作为世界上认知度最高的标签,中国制造(Made in China)正寻求战略升级。「了不起的中国制造」专栏,力邀行业权威、资深玩家,呈现他们眼中的中国创新之路。
投稿请联系newsresearch_ntes@163.com,稿件一经刊用,将提供千字800元的稿酬。
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编辑| 史文慧
发布于 2017-11-01 11:14
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3D打印技术使用的是一种加入玻璃、塑料等纤维的特殊混凝土,通过分段打印实现高层建筑建造,不仅可以满足高端住宅的需要,也能满足中低收入人群的居住需求。
出品| 网易新闻
作者| 须臾千秋
现如今,3D打印早已不是什么新鲜事了。
各行各业的人可能都接触过这种东西:在电脑中画个模型,喷嘴就开始一层一层地工作,喷出光敏树脂、金属粉末、石膏等,很快就能将电脑中的模型原原本本地制造出来。
3D打印的应用面非常广,从航空航天领域的精密零件,到医生手中严丝合缝的支架,再到设计师手中精美的珠宝、服饰和雕塑,都可以通过3D打印来完成。
(3D打印出精致的航空零件)
但你是否知道,与精密相对,另一个极端,也就是最为傻大黑粗——建筑,也可以通过3D打印来制造?
(一)傻大黑粗的建筑,为什么要3D打印?
其实,3D打印建筑最造并不起源于3D打印,而是起源于“建筑机器人”。
上世纪70年代,由于人工成本的攀升,工程师们开始研究使用机器人来代替工人进行外墙安装、水泥浇筑等简单重复但又十分危险工作。当时,发达国家陆续开发出了混凝土喷射机器人、混凝土铺面修整机器人、钢梁防火层喷涂机器人、壁面爬行机器人等。它们极大地降低了劳动力成本,提高了工作效率。
(混凝土破拆机器人,可以破拆混凝土的同时留下钢筋网)
到了21世纪,3D打印技术的工程应用逐渐成熟,建筑师们也开始考虑:与其使用这些种类繁多、零零碎碎的建筑机器人,何不直接搞一个“大一统”,将整栋建筑干脆3D打印出来,这得省去多少麻烦!
于是,建筑师们设计出了这样一种3D打印体系:采用一个几厘米粗的喷嘴,像普通3D打印那样一层一层地挤出特制的砂浆来。砂浆在空气中迅速硬化形成强度,并在上面覆盖新的一层,进而逐渐打印出整座建筑。
(3D打印建筑的过程)
采用这种3D打印的方法,一座独门独户的住宅可以在24小时内建造完毕。尽管3D打印的设备昂贵、材料费用较高,但是全过程几乎不需要任何人力,工期也接近于零。人力与工期,节省出这两个“吞金巨兽”,3D打印建筑绝对值了。
而考虑到环保,3D打印建筑更是一骑绝尘。据统计,由于3D打印允许对构件进行更加精密的设计,相比起普通建筑,3D打印建筑可以节约20%的建筑材料。此外,3D打印还完全省去了模板的环节。昂贵的木制或钢质模板,本身就是一类污染高、寿命短的建筑用具。淘汰模板对建筑行业整体的绿色化意义重大。
(混凝土模板)
整个过程下来,3D打印较之传统建筑方案可以节省40%的建筑成本,将生产效率提高4倍,是建筑行业真正的“未来科技”。
(二)3D打印建筑的材料很特别,是一种特殊配比的混凝土
一般的建筑,其结构构件通常使用的是钢筋混凝土:先编好结实的钢筋笼,再将混凝土浇筑上去。等混凝土硬化以后,坚硬而脆的混凝土承担压力,里面坚韧的钢筋笼则承担拉力。这样,无论是抗压的柱、墙,还是抗弯的梁、板,钢筋混凝土都可以轻易胜任。
然而,钢筋混凝土结构的修建极其耗费人工,尤其是绑扎钢筋笼,是一件纯手工劳动。可是不绑扎钢筋,混凝土这种脆性材料无法单独工作。3D打印建筑不可能打印出钢筋来,那这个问题该怎么解决呢?
(一处典型的钢筋笼)
3D打印建筑所使用的材料是一种特殊的混凝土。首先,它的骨料介于砂石之间,级配和粒径都很好,可以被喷嘴很好地接纳,同时浆体-骨料比保持优良状态。此外,3D打印混凝土具有良好的速硬功能。“打印机”走上一圈几分钟下来,下面一层的混凝土就该硬化了,不然两层软塌塌地混在一起,建筑就盖不起来了。
3D打印混凝土最关键的技术,就是其如何在没有钢筋的配合下保持抗弯能力。为此,工程师们向材料中掺加了一定量的玻璃纤维、复合塑料纤维等。这种掺加了纤维的混凝土具有了一定的抗拉性能,不会像传统混凝土那样抗压能力很厉害却一掰就断。虽然与钢筋仍有一定的差距,但是用作3D打印的墙壁、斜屋顶等构件,强度上是绰绰有余的。利用这种方式打印出的建筑具有明显的层状结构,但由于材料的胶凝性能出色,层与层之间连接紧密,故而防水能力同样优良。
(3D打印建筑的外观)
在实际生产中,3D打印建筑的原料凝结很快,不能预先配好用搅拌车运到现场;而其比例又很精密,不能像普通工地那样让工人在现场配制。因此,3D打印的混凝土通常是以干混砂浆的形式出现的。它将水泥、砂、纤维及外加剂预先按照一定的比例混合,然后以整袋包装的形式运到现场,在打印机中与水按严密的比例混合,现制现用。
(工业化生产的干混砂浆,质量和均匀性都比现场更有保障)
此外,3D打印使用的混凝土还可以吸纳多种工业垃圾。像各类矿山尾矿、高炉矿渣、建筑废料等材料,经过预先精确的研究后,都可以掺入3D打印混凝土中,有些甚至可以增强混凝土的性能。
(三)3D打印想要盖高,可以分段打印
然而,3D打印建筑也存在着许多缺陷。
这种技术通常适用于单层、独栋住宅。想要打印2、3层的建筑也不是不可以,但是一旦涉及到二楼以上的楼板,考虑到楼板上面还要放东西、住人,3D打印建筑缺钢筋的问题就会凸显出来。这时候,只能采用一些得不偿失的补救措施,例如增加拱顶、减小跨距、增加支撑等。这不仅降低了3D打印出的多层住宅的经济效益,还严重影响了用户的使用舒适性。
此外,要打印的建筑越大,需要的建筑打印机也就越大,进而精度就越差。大型的建筑打印机,每厘米的精度不足3个像素点,这在其它工程领域看来几乎是个笑话,但对建筑的3D打印来说已经是极限了。这样的精度下,建筑的强度、抗裂性能、封闭性能也就可想而知了。
(青岛制造的世界最大3D建筑打印机,长宽高12米,重达120吨)
对于多层建筑,工程上通常采用“分段打印”的方式来建设。首先,设计师将房屋拆成若干个较小的结构单元,在工厂中预先打印出来。待到构件形成强度、性能过关之后,再运到现场进行拼装。这个过程只是比直接打印略微麻烦了一点,多了现场拼装的一步;但分段打印构件的精度高,拼接本身不成问题。而且打印的建筑规模不受打印机的限制,即使是几十层的高层建筑,只要设计合理,分段打印、拼装出来完全不成问题。可以说,分段打印才是未来3D打印建筑的大趋势。
(安装中的3D打印建筑构件)
(四)建筑的3D打印正规化、商业化正在中国一步步推进
在建筑的3D打印方面,中国始终走在时代的前列。有人说,“中国是唯一一个真正掌握了3D打印建筑的国家。”这句话虽然夸张,但目前,中国确实是唯一一个能够生产出“可堪一用”的3D建筑的国家。
2015年1月18日,中国向世界展示了全球最高的3D打印建筑“6层楼居住房”和全球首个带内装、外装一体化的1100平方米精装别墅。
这些3D打印的房子,都是事先在工厂中分楼层打印好,切割后运到现场,再配之以现浇楼板,在整体安全性、功能性上可以达到与普通建筑不相上下的程度。在未来,施工现场布置几台3D打印机,然后完整地打印出一二百米高的高层建筑并不是梦。
至于独栋别墅的打印技术,目前已经相对成熟。一套别墅的打印价格只有100万元,相比起大城市别墅的售价而言基本可以忽略。今后,别墅的业主可以定制个性化的房子。同一个小区的几百栋建筑可以做到结构千差万别,安全性却有保障。
而更加成熟的单层建筑打印技术早已远销海外,这种3D打印住宅仅埃及一国就订购了两万套。
(3D打印的别墅)
目前,中国正在编制3D打印建筑产业相关规范标准,并与国外的先进科研力量合作,将建筑3D的正规化、商业化一步步推行下去。在未来,3D打印的建筑一定会占满我们的大街小巷,为我们营造科幻之城、绿色之城。
结语
建筑3D打印技术不仅可以满足高端住宅的需要,也能满足中低收入人群的需要。在未来,中国的3D打印建筑将在中东、非洲等地设厂,就地取材,使用沙漠中的砂子作为优质骨料,配合国产的3D打印混凝土配方,为低收入人群提供便宜又舒适的房子。
作为世界上认知度最高的标签,中国制造(Made in China)正寻求战略升级。「了不起的中国制造」专栏,力邀行业权威、资深玩家,呈现他们眼中的中国创新之路。
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编辑| 史文慧
发布于 2017-11-01 11:14
#生活碎片# 《如果我不曾见过太阳(Had I not seen the Sun)》
Had I not seen the Sun.
I could have borne the shade.
But Light a newer Wilderness
My Wilderness has made
译文:
我本可以忍受黑暗,
如果我不曾见过太阳。
然而阳光已使我的荒凉,
成为更新的荒凉。
这句话出自美国著名女诗人艾米莉·狄金森作的一首小诗:《如果我不曾见过太阳》。
Had I not seen the Sun.
I could have borne the shade.
But Light a newer Wilderness
My Wilderness has made
译文:
我本可以忍受黑暗,
如果我不曾见过太阳。
然而阳光已使我的荒凉,
成为更新的荒凉。
这句话出自美国著名女诗人艾米莉·狄金森作的一首小诗:《如果我不曾见过太阳》。
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