丹麦一处36套学生公寓的开发项目,已成为欧洲规模最大的3D打印住宅项目,展示了自动化建筑系统如何在降低劳动力需求的同时,让复杂的建筑设计也能纳入经济适用房的预算范围。
位于霍尔斯特布罗的Skovsporet(意为"森林小径")开发项目由六栋建筑共36套公寓组成,目前已迎来首批住户。
该项目为经济适用房机构NordVestBO而建,占地1650平方米,由3DCP Group使用COBOD提供的单台BOD3建筑3D打印机在现场打印完成。
建筑3D打印有时被视为一种替代性的建筑技术,但其本质上是大规模工业自动化的一种应用。
与工人逐块手工砌墙或向大型模板中灌注混凝土不同,BOD3是作为数字控制的机器人建筑系统运行的。
其自动化打印头在建筑工地上移动,按照数字模型依次通过喷嘴分层挤出特制配方的混凝土。随着每一层材料叠加在前一层之上,墙体逐渐从建筑设计数据中直接"生长"出来。
这种方法实际上是将工业机器人和增材制造中已经熟悉的原理——自动化运动、数字刀具路径、可重复的材料沉积和连续生产——转移到了建筑领域。
对于Skovsporet项目而言,这种自动化在劳动力需求方面产生了尤为显著的效果。
全部36套公寓均使用同一台机器、仅由三人团队完成打印。一栋包含六套公寓、面积约275平方米的建筑,仅用五个工作日就完成了打印。
规模相当的传统建筑工地,单是墙体建造工种通常就需要更多的工人。
自动化流程还承担了墙体建造中大量繁重且重复的工作,有望减轻建筑工人的体力负担,同时提高一致性和精度。
该项目的意义不仅体现在公寓数量上。
丹麦经济适用房行业执行每平方米的法定最高预算标准,随着建筑成本上升和熟练劳动力持续紧缺,这一标准带来了特殊挑战。
Skovsporet项目成功控制在该预算限额之内。
建筑本身的造价为每平方米1880欧元——约合每平方英尺205美元——该费用不包括设计与工程、公共设施接入、场地工程和景观美化。
对住户而言,租金起价低于每月670欧元,一套50平方米的公寓月租约为670欧元,更小面积的公寓租金则更低。
这一经济性数据尤为引人注意,因为该项目的外观完全不像传统的低成本住房项目。
SAGA Space Architects与MS+合作,为建筑设计了大量弯曲墙体和圆润造型。
若采用传统建筑技术,这类造型通常会大幅增加成本。弯曲的砖砌结构需要额外的人工,现浇混凝土可能需要定制模板,预制构件也往往需要专门定制的部件。
然而,对于建筑3D打印机而言,弯曲的刀具路径本身并不比直线路径更难实现,机器只是在其数字模型中遵循不同的坐标而已。
这使得建筑设计的复杂性得以实现,而无需承担传统建筑方式中与之相伴的高昂成本。
建筑3D打印体现了机器人技术、增材制造与传统建筑技术的有趣融合。
打印机并不会建造整栋房屋,而是通过生产混凝土墙体结构,自动化完成了劳动强度最大的环节之一。
随后,这些打印完成的构件会与屋顶、门窗、公共设施、木构件及室内装修等传统建筑系统进行整合。
这种整合正是将建筑打印技术从实验性结构推向大规模住宅开发并实现反复应用的挑战之一。
3DCP Group联合创始人兼首席执行官Mikkel Brich表示:"真正的技术突破并非成功打印出一座建筑,而是在六个组团中重复这一流程的同时,不断提升速度、保持精度,并将打印构件与传统建筑系统进行整合。"
这一成果也清晰地展示了实验性建筑机器人技术与具有商业实用价值的自动化之间的重要区别。
打造单栋示范建筑,只能证明机器能够完成该任务;而在六栋建筑中反复实施该流程,同时保持精度、生产效率以及与传统工种的整合,才初步证明这项技术能否成为一种真正可行的建筑方法。
Skovsporet项目中的36套公寓,每套面积在38至50平方米之间,均配有厨房、学习空间、客厅、卫生间和睡眠区。
大型天窗和倾斜的天花板为公寓引入了充足的自然光,裸露的打印混凝土与木材、软木板和玻璃搭配使用。
六栋建筑围绕共享庭院布局,花园、步道和自行车停车区旨在将私人居住空间与公共区域结合起来。
打印工艺形成的独特水平层纹,在部分室内和室外墙面上得以保留,而非被完全隐藏起来。
学生及首批住户之一的Amalie Hvas表示:"我很喜欢,它让这栋建筑独具特色。一提到3D打印,人们往往会想到一台小机器打印塑料制品——而不是一整套公寓!"
该项目还探索了自动化建筑是否有助于降低建筑对环境的影响。
团队使用了本地采购的材料,其中包括一种在生产过程中比传统水泥减少高达30%二氧化碳排放的水泥。
数字控制建筑的灵活性,也帮助设计师根据场地原有特征来布局建筑位置。场地中约90%的现有树木得以保留。
设计师没有为简化传统建筑而清空场地,而是将建筑布置在树木之间。
COBOD联合创始人兼首席商务官Philip Lund-Nielsen表示:"建筑3D打印正在规模化建造经济适用房,这座学生社区是目前欧洲规模最大的案例。入住的学生们将享受更低的租金,建筑外观也十分出色,我们很高兴看到这项技术实现规模化应用。"
这座已建成的住宅项目,从多个方面展示了自动化建筑打印相较于小型示范项目所取得的进展。
该项目共建造了六栋建筑,包含36套公寓;
开发项目总面积为1650平方米;
单套公寓面积在38至50平方米之间;
一台BOD3建筑打印机完成了整个开发项目的打印结构;
打印团队全程仅由三人组成;
打印一栋包含六套公寓、面积275平方米的建筑需要五个工作日;
建筑造价为每平方米1880欧元,不含设计与工程、公共设施、场地工程和景观美化费用;
所用水泥的生产过程据称比传统水泥减少高达30%的二氧化碳排放;
场地中90%的现有树木得以保留。
该项目很可能并非这项技术发展的终点。
3DCP Group和SAGA Space Architects目前已在测试新的材料配方和生产方法,以用于未来的开发项目。
对于机器人与自动化行业而言,Skovsporet项目提供了一个极为具体的案例,展示了自动化技术如何走出工厂。
建筑行业历来难以实现自动化,因为每个工地都各不相同,工作环境持续变化,而且建筑物体积庞大,无法像汽车或电子产品那样在受控的生产单元中流转。
大型机器人3D打印实际上颠覆了这种模式:不再是把产品运送到自动化设备那里,而是将自动化生产系统带到产品所在的地方。
在Skovsporet项目中,这套系统已经超越了打印原型或展示性建筑的阶段。同一台机器和三人团队反复完成了六栋住宅建筑的混凝土结构打印——如今,36人正开始将这里称为自己的家。
Q&A
Q1:Skovsporet项目是如何用3D打印完成的?
A:该项目使用COBOD提供的单台BOD3建筑3D打印机,由3DCP Group在现场施工。打印机的自动化打印头按照数字模型,通过喷嘴将特制混凝土逐层挤出,墙体随打印层数增加逐渐成形。
Q2:Skovsporet项目的建造成本和租金是多少?
A:建筑造价为每平方米1880欧元(不含设计工程、公共设施、场地和景观费用),符合丹麦经济适用房的法定预算上限。租金方面,50平方米公寓月租约670欧元,更小户型租金更低。
Q3:3D打印建筑需要多少人力和时间?
A:整个项目仅由三人团队操作同一台打印机完成。其中一栋包含六套公寓、面积275平方米的建筑,仅用五个工作日就完成打印,远少于传统建筑方式所需的人力和工时。
