worldsteel | Our stories: A new way to build?

一种全新建筑方式?

一种革命性的、数字化制造的钢丝网,能够让建筑更加具有可持续性,并且为建筑设计师开启了一个充满各种可能性的世界

忘了挖掘机、混凝土搅拌机和独轮车吧:如果苏黎士联邦理工学院的科研人员能够成功,那么未来的建筑工地将完全是另一番场景:移动式机器人将使用3D打印技术,打印钢铁制成的精细建筑。

网状模具(我们不得不给这项获奖技术取一个恰如其分的名字)可能看起来非常像未来派雕塑,并且就某些方面而言,该技术的确是件艺术品。但是,网状模具的主要是作为一个骨架;一旦中间填充了混凝土,网状模具就会具备足够强度,能够制成任何形状的承重墙。

 

Vimeo网站显示的Gramazio Kohler Research提供的网状模具

 

即便这听起来就像是星级设计师和他名声显赫的项目,但实际上它并不是。事实上, 由于网状模具简化了当前采用的钢混结构建筑流程,该技术的目标被设定为提高建筑的可持续性,从而为日常建筑开启了先锋设计的可能性。

网状模具简化了当前采用的钢混结构建筑流程

目前,混凝土建筑流程分为两步:首先,将混凝土倒在由钢棒组成的加强件上;然后,再加上一个木制外壳(模板),使混凝土在模板里面固化。如果混凝土的外形特殊,那么模板还要进行定制;这种定制模板只能使用一次,然后就被抛弃了。由于这种建筑方式成本高昂,因此大部分建筑项目往往采用标准化块形,这样就可以重复利用标准化木制模板。即便如此,该工艺仍然需要大量资源并且成本不低。

网状模具完全去除了模板。使用数字化技术制造的钢丝网精细且密实,专门调配的混凝土不会渗出,因此也不再需要临时的木制模板。这要多亏钢铁具有的两项核心品质:强度和延展性。

简而言之,钢制网状模具让设计师和工程师能够在不增加额外成本的情况下,建造复杂的混凝土构造物。另外,网状模具还节省了物料,从而提高建筑的可持续性。

 

机器人末端效应器,以及预制的两米高网状构造物

 

但是,这项新技术不仅仅包含了钢铁:“在开发这个项目时,我们需要来自建筑设计、机器人、材料科学以及结构工程等各个专科的科研人员的知识,”苏黎世联邦理工学院(全球排名第五位的科研机构)的Norman Hack如是说。

 

 

鉴于网状模具项目的前沿性,以及其对未来建筑环境的重大意义,该项目已经获得了一个声誉卓著的奖项,尽管这或许并不令我们感到惊讶。在去年年底,Hack的五人团队获得了2016年度瑞士技术奖,这是瑞士在“发明家”类别设置的最为重要的创新和技术转移奖项。这个奖也要归功于Hack团队的导师们,他们的导师是建筑设计师Fabio Gramazio和Matthias Kohler,二人在位于新加坡的苏黎士理工学院未来城市实验室启动了网状模具项目。

 

网状模具技术正在进行预制测试

 

那么,网状模具技术下面要做的工作是什么?幸运的是,这些瑞士科研人员建造了一处实验建筑,专门用于他们发明成果在现实环境下的测试。该实验建筑名为“未来建筑之鸟巢”,由Gramazio和Kohler共同设计。这是一处“永不完结”的建筑,能够容纳15个不断变化的实验模块;中间是固定的四层楼,并且没有建筑立面。在这里,网头模具将会得到首次应用——作为部分承重墙体。尽管这听起来似乎价值不高,但是古罗马人对于拱门的完善以及19世纪电梯的发明也可能不过如此。

当然,我们今天知道,由于罗马人有能力建造结实的穹顶和拱门,城市化才有了可能——因为这种能力也可以用来建造水渠和下水道。再者,正是这看起来不起眼的电梯,才让建筑设计师们奔向天空,并且塑造了我们今天的生活方式。

如果由于网状模具技术,未来的日常实用建筑也能够在外形上争奇斗艳,并且在建设过程中不用浪费任何森林,那么我们很可能会在苏黎士河畔的这处村庄,指着这处混凝土墙体说:这里就是钢混建筑下一个时代的发源地。

 

图片来源: NCCR数字制作
视频来源: 科勒格拉马齐奥研究所、NCCR数字制作