意大利建筑師將建造世界上第一座3D打印“鋼制外骨骼”模塊化房屋

2021年9月22日，南極熊了解到，意大利的建筑和設(shè)計公司MASK建筑事務(wù)所宣稱他們已經(jīng)設(shè)計出了世界上第一個鋼制3D打印的模塊化房屋系列，該房屋將建造于撒丁島的奧拉尼市。

這一項目被命名為 "Madre Natura "或 "Mother Nature"，房屋建造將使用一種名為EXOSTEEL的新型鋼制3D打印 "外骨骼"建筑系統(tǒng)，它利用了荷蘭3D打印技術(shù)供應(yīng)商MX3D的技術(shù)和自動化公司KUKA的機(jī)械臂。

隨著該項目的第一步設(shè)計完成，MASK建筑事務(wù)所正在尋找投資者，促使項目取得進(jìn)一步成果，并且正在與MX3D公司達(dá)成雙方協(xié)議，共同參與建設(shè)。

△MadreNatura開發(fā)項目中的3D打印房屋的效果圖。圖片來自MASK建筑事務(wù)所

Madre Natura 的設(shè)計理念

MASK建筑事務(wù)所從意大利雕塑家CostantinoNivola和他著名的 "La Madre "雕塑中汲取靈感，設(shè)計出了Madre Natura的居住區(qū)藍(lán)圖。據(jù)悉，他們將在奧拉尼的傾斜山坡上建造一個可持續(xù)發(fā)展的模塊式住房。

Madre Natura將位于Nivola博物館附近，并將成為一個與周圍環(huán)境和諧統(tǒng)一的生活地標(biāo)。設(shè)計工作室設(shè)想這個住宅群將作為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的住房開發(fā)，最終形成一個小村莊。

該建筑項目將由多個心形的白色房屋組成，中央的"能源塔 "模仿Nivola的LaMadre雕塑的頭部。每座建筑都將被設(shè)計成完全自給自足，能夠承受撒丁島的自然氣候和天氣條件。這些房屋將被建造成內(nèi)置的空隙，引導(dǎo)撒丁島的氣流通過每棟建筑吹向開發(fā)項目的公共風(fēng)力渦輪機(jī)，這些帶動起來的渦輪機(jī)將為房屋提供電力。

每棟房屋還將有獨(dú)立的能源管道，上面覆蓋著太陽能電池板，可以收集太陽能，為房屋發(fā)電。容納所有系統(tǒng)的主要中心能源塔將使用EXOSTEEL鋼鐵機(jī)器人3D打印技術(shù)建造。

△MadreNatura項目建成后的效果圖。圖片來自MASK建筑事務(wù)所

EXOSTEEL外骨架

一旦MASK建筑事務(wù)所的項目從設(shè)計概念轉(zhuǎn)向?qū)嶋H施工，他們會將建筑三分之一高度的空心中心柱插入地下來建造房屋，該柱子將由支撐房屋三層的木梁來加固。每層樓都將被模仿房屋有機(jī)形狀的面板所分割和支撐。

每個住宅都將使用EXOSTEEL鋼制3D打印外骨骼建筑系統(tǒng)進(jìn)行制作，該系統(tǒng)利用了MX3D的3D打印技術(shù)和庫卡（KUKA）的機(jī)械臂。

MX3D專有的線弧增材制造（WAAM）技術(shù)旨在將工業(yè)機(jī)器人和動力源整合，將其轉(zhuǎn)化為可以使用定向能量沉積（DED）3D打印工藝的3D打印機(jī)。

在此之前，該公司曾在阿姆斯特丹市中心打印了一座不銹鋼橋，展示了其WAAM技術(shù)的能力。MX3D橋 "自2015年以來一直在籌備中，直到今年早些時候才揭開面紗，它涉及使用四個工業(yè)WAAM機(jī)器人協(xié)同工作，3D打印超過6000公斤的不銹鋼。

對于Madre Natura項目，MASK建筑事務(wù)所希望利用MX3D的WAAM技術(shù)來3D打印房屋的所有結(jié)構(gòu)件、柱子、承重梁和支撐單元。該計劃是利用WAAM與帶激光工具的KUKA機(jī)械臂集成，對鋼粉進(jìn)行3D打印，以建造建筑物的不同方面。

MASK建筑事務(wù)所目前正在尋找投資者，力圖將該項目推向下一個階段。不過在Madre Natura成為現(xiàn)實之前，他們的技術(shù)和設(shè)計仍需要一些完善。

MASK設(shè)計工作室也表示說："這只是我們的第一步，我們知道已經(jīng)找到了一個解決方案，但還需要進(jìn)一步改進(jìn)它。我們正在設(shè)計大膽的有機(jī)房屋，以吸引這個領(lǐng)域更多人的目光，但我們也期待接下來的項目更加有突破性"。

總的來說，這似乎是一個關(guān)注空間合理化運(yùn)用的項目。當(dāng)然，在這些未來理想化的生態(tài)房屋在撒丁島的山坡上建造完成之前，MASK有各種因素需要理順，首先就是MX3D公司就其在該項目中的作用達(dá)成最終協(xié)議。如果成功，Madre Natura將為WAAM在建筑領(lǐng)域的潛在能力打下一個極為牢固的基礎(chǔ)。

△WAAM 3D打印鋼結(jié)構(gòu)住宅的鳥瞰圖。圖片來自MASK建筑事務(wù)所

3D打印住房項目

隨著建筑3D打印技術(shù)的可擴(kuò)展性不斷提高，它也被越來越多地用于商業(yè)住宅和社區(qū)的建設(shè)。這其中的例子就包括ICON為墨西哥低收入家庭建造的3D打印住房社區(qū)，以及PERI集團(tuán)在瓦倫豪森建造的三層公寓樓。

同時在今年3月，加利福尼亞的初創(chuàng)公司MightyBuildings宣布計劃在科切拉谷附近的一個5英畝的商業(yè)用地上3D打印15個生態(tài)友好型住宅。

在其他地方，有人已經(jīng)探索了更多新穎的建筑3D打印方法，如WASP的可持續(xù)3D打印棲息地、TECLA、GAIA和 "塵埃之家"。這些結(jié)構(gòu)是使用該公司的Crane WASP 3D打印機(jī)建造的，使用的是完全可回收的材料，符合WASP開發(fā)數(shù)字化制造工藝，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則的理念。