如何在战区3D打印学校

风格/建筑 如何在战区3D打印学校 CNN记者丽贝卡·凯恩斯报道 7分钟阅读 美国东部时间2024年3月26日星期二下午5:36更新

乌克兰正在建设的3D打印建筑的数字渲染图，该建筑将为利沃夫的一所小学的学生提供四间教室。巴尔贝克局 美国有线电视新闻网 — 凭借其柔和的灰色线条和光滑弯曲的外观，Project Hive看起来不像是一所学校，而更像是一个健康疗养地或现代艺术博物馆。 该结构独特的外观，纹理类似于蚕茧或与其同名的蜂巢，这归功于用于建造它的建造方法:3D打印。 站在距离乌克兰利沃夫第23学校不到200英尺的地方，这座3983平方英尺的教育设施的墙壁是用COBOD龙门打印机在短短40小时内打印出来的，该打印机按照数字蓝图将混凝土像管道糖霜一样铺在蛋糕上。 据负责该试点项目的非营利组织Team4UA的创始人Jean-Christophe Bonis介绍，这是欧洲第一个3D打印的教育中心，也是第一个在战区3D打印的建筑。 “我不是建筑工人；我不想成为一名建筑师或开发人员……但通过机器人和人工智能，通过技术，我们可以加快（建筑）进程，”博尼斯在接受CNN视频采访时表示。 俄罗斯于2022年2月全面入侵乌克兰后不久，利沃夫等地面临一个巨大的问题:如何应对成千上万逃往——并途经——该市的人。根据联合国国际移民组织的最新数据，截至去年12月，仅在利沃夫地区就有173，000名国内流离失所者。 博尼斯说，蜂巢项目将为学校提供四间额外的教室，以帮助学校容纳更多因战争而流离失所的学生。他希望，如果成功的话，该项目将使“3D打印成为乌克兰本地建设的工具之一。”

Project Hive采用了一种龙门式COBOD打印机，通过喷嘴铺设混凝土混合物。Team4UA 停电和爆炸 一些专家认为，3D打印建筑比传统建筑方法速度快得多，也更可持续。 Team4UA与乌克兰工作室Balbek Bureau合作进行学校设计，与建筑公司Ars Longa合作进行工程设计。这个单层项目于2022年9月破土动工，整个项目从地基到完工原本预计只需要三个月。 但俄罗斯在2022年10月和11月对全国各地的空袭和轰炸打击了包括电网在内的主要民用基础设施，导致利沃夫大范围停电。随着当地社区转向发电机，电力供应变得不稳定，运送打印机变得不安全，因此Hive项目暂停。 直到去年夏天，利沃夫的局势才稳定下来，电力供应才完全恢复，最终允许打印机交付。尽管打印大楼的混凝土框架累计花费了不到两天的时间，但Team4UA将其分散在六周内完成，因此可以在现场提供培训和开发课程。 在将开放日期修改为2024年1月后，该项目遇到了另一个拦路虎:资金。乌克兰的建筑成本在过去一年中急剧上升，为了完成最后的收尾工作，如屋顶、窗户、门和室内设计，项目组织者表示他们需要再筹集40万美元。 “我每天都面临挑战，”博尼斯说。但他毫不畏惧地继续说道:“（这）也是一种利用技术回馈希望的方式。”

3D打印的学校模型显示了四个新教室。Team4UA昂贵的选择 作为一项相对较新的技术，且关于最终建筑的安全性和稳定性的数据有限，3D打印建筑主要用于一次性项目或研究合作。 荷兰建筑公司DUS自2015年以来一直在尝试3D打印房屋，总部位于德克萨斯州的建筑公司ICON已经在德克萨斯州的奥斯汀和墨西哥的纳卡朱卡3D打印了整个社区。2020年，迪拜未来基金会成为世界上第一座3D打印商业建筑，2021年，世界上第一所3D打印学校在马拉维落成，墙壁仅用了18个小时就完成了铺设。 然而，在大规模建设方面，这项技术“仍处于起步阶段”，香港大学建筑学副教授克里斯蒂安·兰格（Christian Lange）说。他在香港大学负责监管机器人制造实验室。 虽然该技术有可能比传统建筑方法更便宜，但打印机的前期成本可能会非常高，而且它们的尺寸可能会使它们难以移动且成本高昂。 根据兰格的说法，3D打印有更便宜、更快的替代品，例如预制和模块化建筑。预制房屋使用在工厂建造并在现场快速组装的部件制成，在20世纪初很受欢迎，当时它们被用于二战后的重建，并为流离失所者提供廉价住房。 兰格在电话采访中说:“临时避难所不需要成为永久避难所。“3D打印真正伟大的地方是当你有特殊的几何形状和形状时，因为你完全自由——机器人或机器不会在乎你建造的是直墙还是曲墙。” 但在乌克兰，许多技术人员、建筑工人和行业专家都奋战在一线，自动化可能有助于解决劳动力短缺问题，Project Hive的承包商7CI集团的管理合伙人奥尔加·加乌拉表示。 “这项技术有助于用较少的专家进行建设，这是一个显著的优势，”加武拉说，并补充说，蜂巢项目的建设阶段只需要四名专家。 随着俄罗斯的空袭继续摧毁该国的基础设施——2024年已经发生了多起针对利沃夫等城市的袭击，造成平民死亡和房屋被毁——加武拉认为，就需要重建的建筑数量而言，3D打印将变得至关重要。 她认为，像Project Hive这样的试点项目不仅可以测试建设过程，还将有助于培养新一代乌克兰专家，他们“将来可以自己应用这项技术，”她补充说。

混凝土墙在短短40小时内一层一层地建成。施工持续了六周时间，以便进行设备使用培训。Team4UA重建社区 Team4UA并不是唯一一个看到3D打印建筑在灾难和冲突地区的潜力的组织。 亚利桑那州的建筑公司Diamond Age的首席执行官杰克·奥斯兰表示，该公司目前正在与乌克兰官员讨论印刷防空洞和军事基础设施的事宜。 钻石时代使用了一种专利3D打印系统，据称该系统可以隔离建筑物的墙壁。奥斯兰说，他的公司的结构比那些由木材框架制成的结构节能30%，并且足够坚固，可以抵御5级飓风或中等地震。 “正是这种气候弹性为我们提供了过渡到军事和人道主义应用的完美平台，”他说，并补充说，自动化可能有助于减少在战区建设时的伤亡:“将有更少的人受到伤害，我们认为这很重要。” 基辅经济学院（Kyiv School of Economics）的一项研究显示，从俄罗斯全面入侵到2023年9月，乌克兰基础设施遭受的破坏——包括住宅、学校、能源电网和交通网络——估计将耗资1512亿美元进行修复。研究人员发现，超过3500所教育设施以及超过16万所房屋被损坏或摧毁。 奥斯兰看到了3D打印帮助重建国家的巨大机遇。他补充说:“我们预计，我们今天向乌克兰提供的用于建设军事或人道主义结构的任何东西最终都将转化为建设家园，用于重建（该国的）社区。” 一旦完成，教育设施将留下一些混凝土墙暴露在外，其他墙壁则覆盖着木材，如这张数字渲染图所示。 一旦完成，教育设施将留下一些混凝土墙暴露在外，其他墙壁则覆盖着木材，如这张数字渲染图所示。巴尔贝克局 “这个国家的愿景” 根据博尼斯的说法，回到利沃夫，比人们预期的小学建筑更令人兴奋。 他说:“当我在网站上时，我有孩子和他们的父母来找我，用乌克兰语告诉我，'我将在这所学校上学，我太兴奋了，我的学校在全国独一无二’。 利沃夫市议会教育部门负责人安德烈·扎卡柳克在给CNN的一封电子邮件中表示，该项目为年轻学生定制环境提供了“一个独特的机会”。 扎卡柳克说:“这象征着他们将在一个新的现代环境中开始新的生活阶段。”“现在这些孩子有机会看到，在3D打印机的帮助下，你可以建造真正的建筑。” 在等待新校舍重新开放的同时，博尼斯已经在计划另外两个雄心勃勃的3D打印项目——赫尔松的一座桥和基辅市中心的一座八层建筑。 Team4UA希望这些试点计划能够帮助其提高速度和效率，同时为未来的项目削减成本。与此同时，Bonis正在建立一家私人公司，该公司将购买两台3D打印机，在乌克兰提供“打印即服务”，其利润将用于支持Team4UA的人道主义援助工作。 “这不仅仅是印刷一所学校的概念——这是这个国家的愿景，”博尼斯说。“这场战争迟早会结束。在那一刻，我们需要回归生活，重新建设并翻开新的一页。”