近期，清華團隊花20多萬為村民「列印」住宅，只用160個小時的消息引發關注。這個房子位於河北省張家口一個村莊裡，還被評為河北省十佳百優美麗家園。據了解，與傳統的建造方式不同，這個宅子從牆體、屋頂再到院落，沒用一磚一瓦，而是採用3D列印混凝土材料，通過機械臂完成施工。不過列印的房子安全嗎？舒適度如何？能住多久？貴不貴？對此北京青年報記者採訪了設計製造團隊和居住者。
現象：
住著更舒適？張家口3D列印的農宅成打卡點
「此前因為疫情，想參觀我們家房子的人都沒辦法來，現在人逐漸多了起來，也有連續多天來拍攝的團隊。」趙秀娟是河北省張家口下花園區武家莊村的村民，2021年，由清華大學建築學院教授徐衛國及其團隊通過3D列印技術在她家宅基地上打造了一處房屋。
這處房屋外觀呈灰色，採用窯洞式的拱形屋頂，一共106平方米的面積，包含3大2小共5個開間，其中包含了起居室、臥室、廚房、廁所。因獨特的建造方式吸引了不少關注，如今已經小有名氣，甚至成了打卡景點。
趙秀娟告訴北青報記者，此前徐教授團隊在他們村用3D列印過一個花園式迷宮。「後來徐教授又想列印一個能住人的房子，可以弄成民宿。正好我也想把自己的舊房子翻新一下，機緣巧合下就達成了協議。我不用花一分錢，只出地基。教授團隊出專利，包括建造和裝修。」
趙秀娟說，與之前的房子相比，如今這個列印的房子更寬敞、住起來更舒適，以前封閉性不佳的木頭門窗換成了塑鋼門窗，房子內部還做了保溫。團隊不斷來做回訪，之後肯定會提升。
趙秀娟透露，由於她的房子所在的位置交通便利，空間大，適合3D印表機械設備現場操作，而村里另一戶村民雖然也想給自己列印一個家，但並沒有如願。主要就是因為地基所在的位置進出車輛很不方便。「也許以後就不用像我家一樣需要現場列印了，而是提前列印出來後再拼接。」
揭秘:
不用一磚一瓦，這套農宅是如何現場列印出來的
「不用一磚一瓦也能蓋房子？這到底是怎麼列印出來的？」不同於傳統建築方式的房屋在獲得關注的同時也引發了網友的好奇心。
對此，北青報記者從清華大學建築學院教授徐衛國處了解到，這處農宅的列印施工，使用了3套機器臂3D列印混凝土移動平台，分別放置在3大開間中央，直接進行了基礎及牆體的原位列印，同時在建築室外的機器臂軌道兩側，現場預製列印了所有筒拱屋頂，並用吊機將筒拱屋頂裝配到列印的牆體上面。「機器臂3D列印混凝土移動平台」的組成包括可移動機械臂及3D列印設備、軌道及可移動可升降平台、拖掛平台等。3D列印設備中，機械臂及列印前端被安置在升降平台上、並可在該平台上移動，而列印材料、上料攪拌泵送一體機則安置在拖掛平台上。該列印平台只需2人在移動平台上操作按鈕，即可完成整棟房屋的列印建造。
徐衛國介紹，3D列印的第一步是在電腦中做三維的模型設計。有了形狀以後還要做結構計算，測算出建築的受力情況，尤其是在地震力作用的時候，是否能保證房屋的安全，此外還要做水暖電的布線設計。第二步是確定機械臂列印的路線。「將路線變成代碼在電腦中模擬運轉。無誤後便將代碼上傳到機械臂，由於機械臂前端有列印系統，在代碼的控制下機械臂上的列印頭會按照設計好的路徑吐出混凝土疊層列印，製作成所需要的建築，如此，就實現了機器人3D混凝土列印。」
焦點：
沒有房梁和鋼筋，列印出來的房子安全嗎
據介紹，3D列印技術與特種混凝土材料技術相結合，是一種創新型房屋智能建造技術，這一技術的優勢在於省人力、高效率、造價低、高質量，並且在可實現傳統的房屋造型設計建造的同時，還可實現各種優美的不規則曲面形體的建造。徐衛國表示，在武家莊村建造的這處農宅具有節能保溫、冬暖夏涼的特點和優勢。
他解釋，在構造設計上，將牆體做成空心的，其中填充了保溫材料，牆體的內側做了2.3公分的泡沫保溫，房頂和牆體交接的節點以及窗戶、門和牆體之間的連接也滿足了密封性。也就是說整個建築就像一個密閉體，這些都是達到冬暖夏涼的基本保證。
相比房屋的優勢，不少網友更多的還是對房屋的安全性產生了疑慮。全部為混凝土澆築卻沒有房梁、鋼筋等的支撐和加固，真的安全嗎？
徐衛國坦言，很多人之所以有這樣的擔心，主要是因為列印建築與傳統建造方式以及鋼筋混凝土的結構不一樣，「但滿足安全性的關鍵還是要看是否滿足了重力、風荷載、雪荷載尤其是地震荷載等受力要求，達到了結構計算的要求就是安全的，與是否使用了鋼筋、是否採用傳統建造方式無關。」
不過徐衛國也表示，混凝土材料比較具有耐久性，但這類建築物具體的使用年限還需要時間來驗證。
關注：
看上去像墓碑？列印房外觀和顏色引爭議
此外，對於建築外觀的問題，也引起了熱議，甚至有人稱像墳墓、墓碑，讓人難以接受。關於這個問題徐衛國回應稱，之所以把建築設計成現在的樣子有兩個原因。第一，在很早以前武家莊的傳統居住形式是窯洞，現在用的這種拱形，實際上就是延續了這個傳統的居住方式，也是村民比較熟悉的形式。第二，拱形便於結構安全，適合列印。半拱形受力的特點是軸向受力，而混凝土材料的特性就是抗壓性能強，兩者相結合能到安全的目的。
而對於未來是否會根據居住者需求改變牆體顏色的問題，徐衛國認為，有兩種辦法可以做到：一種是列印時混凝土裡加顏色；另一種是建築列印完成之後在牆體表面刷塗料。
他還透露，未來的3D列印隨著混凝土材料本身配比組成成分的變化，性能、強度也會得到改善。目前也在做批量建設農宅、列印多層建築的研究，這項技術也能參與到列印裝配式建築構件製造中，為裝配式建築本身提供便利，提高裝配率。
追訪：
將來能否普及，城市大型高層建築能列印嗎
據了解，在列印這個農宅前，徐衛國及其團隊已完成不少列印項目，比如上海3D列印步行橋、肯亞經濟適用房樣板間、上海3D列印書屋……他們為什麼選擇了這種建造方式，將來列印建築能否普及，城市大型高層建築能列印嗎？
徐衛國告訴北青報記者，從2003年開始他和團隊就專注於數字建築設計的研究，至今已二十年。他認為智能建造技術是未來的發展方向。機器人3D混凝土列印正是智能建造的一種方式，並且目前已經形成了較為完整的系統，是典型的具有可操作性的智能建造形式。推動產業化的條件也在逐步成熟，但推廣還需要一個過程。
徐衛國分析稱，從建築行業來講，一方面有大量的房屋或其他設施要建造，另一方面勞動力面臨短缺以及人工成本增加的情況，這種情況下，建築行業就面臨著升級，而用機器人或者智能系統去替代人工逐漸成為行業發展方向。
從政策來講，國家對智能建造的指引是非常清晰明確的，比如，住建部將智能建造列為主要任務之一；還發布了智能建造24個城市試點名單，試點為期三年。
從人才缺口角度，目前已有70餘所學校設置了智能建造專業。可以說專業培養出來的人才或將逐漸滿足市場需求。
對於未來的前景，徐衛國認為，中國的智能建造技術正在得到越來越多的關注和認識。市場也正在逐漸普及，報批驗收等規範也在完善中。「不過，很多建築企業並沒有完全認識到智能建造的必要性。在當前生存要求滿足之餘，可能不會主動接觸智能建造的技術。隨著市場需求不斷出現，一種新型的智能建造公司也會出現。這也是推廣的一個最基本的前提。」
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文/北京青年報記者 宋霞 實習生 楊欣雨
編輯/樊宏偉