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3D建筑打印一天建好防控方舱 南京这项“黑科技”领先全国

来源:扬子晚报网

2月26日讯(记者 刘浏)为了狙击疫情、对新型冠状病毒患者进行隔离,武汉的火神山、雷神山医院仅用十余天建好,立下了汗马功劳。近日,一种比箱式板房速度更快、设计更灵活的3D打印建筑正在南京江北新区试点,用来建设公共卫生防控方舱。从接到任务到房间设计、打印和安装只用了十一天时间,而设计人员只需坐在家中进行设计,以特种混凝土为耗材的打印机便可以远程打印,生产和安装只用了一天半时间。记者了解到,这种3D打印建筑未来将出现在更多场合中,搭载了智能设备和大数据平台,可以形成一张网络助力防疫防控。

建筑3D打印混凝土材料打印出方舱

在南京江北新区中央商务区横江大道一标段中铁四局工地上,记者看到工人们正在为复工进行准备,而一座白色的小型建筑尤为醒目。门口设有人脸识别+自动测温的闸机装置,进入之后有两个自动消毒洗手区域,最后一个房间里是360度的消毒舱,可以给全身进行消毒。

这座小型建筑就是江北新区中心商务区的公共卫生防控方舱,采用了建筑3D打印技术快速建成的。记者在现场看到,方舱的白色墙面上有质感明显的纹路,这些就是3D打印留下的痕迹。据介绍,整个方舱由12个构件组成,打印时便在墙体内嵌入了钢结构保证稳定性,现场安装仅需6个小时。“舱内顶部集成了水和电,同时还可以加入更多智能化设备,按每人洗手时间30秒/人计算,标准型有24个洗手点每分 钟可供最多50-80人使用”现场工作人员告诉记者,复工后项目上的所有人员都会通过这套系统进入,从而人员信息、体温和洁净度进行管理。

南京绿色增材智造研究院副院长李进告诉记者,传统混凝土构件需要制模、养护等工序,一般需要28天左右时间,而这套3D打印装置用的混凝土使用了特别的配方,可以在几个小时内快速成形。“我们在2月13日接到江北新区中心商务区管理办公室的要求和思路,着手开始设计,当时设计人员都是在家里办公,远程设计的。”李进说,2月24日第一个方舱完成并开始投入使用,只用了11天时间。“其实打印只需要一天不到,装配只需要几个小时,我们这次有很长时间花在采购上的,最近因为防控需要交通不便,耗材运不进来,还是请了区里进行协调才解决。正常设计成熟、产能全开的情况下,建造时间将非常短。”

冬暖夏凉适合各种造型

记者看到了特种混凝土构件的3D打印过程,与精密部件的3D打印原理类似,特混被一层层的依据设计好的形状进行打印,从而形成外立面上看到的纹理。生产线上,一对C形结构的方舱基础构建被缓慢打印出来。目前生产效率是每天可以出2-3套/天构件, 房屋现场安装每天1.5-2套,每批次房建需要在8天左右。“这个构件是中空的,里面还进行了加固的设计,墙体厚度一般在25厘米至30厘米,这也提高了保温性能,使得它拼装出来的房子可以冬暖夏凉,使用起来的舒适性大大提高。相比之下,集装箱房在冬天起不到保温效果,夏天暴晒下则根本不能住人。”李进告诉记者,同样的空间需求,不算里面的集成设备的话,这种方舱的成本比采购集装箱更便宜。“由于自重超过20吨,这种建筑也非常稳固,无需进行地基建设,抗风能力也很高。”企业为此申请了国家相关专利。

李进介绍,大型建筑3D打印机,是将计算机设计三维立体建筑图纸,通过BIM管理系统输送到数字控制的大型3D建筑打印机里,现场打印配筋装配,建造符合现行规范的建筑构件和建筑体。特点除了建设速度快,还可以打印出一般装配建筑不具备的美观造型。同时这类建筑也兼具环保性,不仅3D打印出的这些构件可以拆卸下来循环使用,水泥材料也可以二次使用,再加工后用来打印强度需求不那么高的水泥花坛、景观。

将出现在新区更多公共场合

“利用这种技术设计方舱,也是江北新区中央商务区管理办公室领导在检查中发现防疫装备不精准,管理人员不专业,由此产生的设想,给我们出了题目。最终利用我们的技术,固定标准流程的方式给予解决,精细化管理,采用装配式进行快速建造。”李进告诉记者,“我们为了这次疫情设计的防控舱,已经在中铁四局、中交三航、中建安装等几个工地安装,部分已经投入使用。在医院,机场、工地、大型公司、学校等人群密集场所,都可以使用这种防控舱。”

记者了解到,目前公司的专利技术设计机械制造、建筑设计、新材料配方以及安装施工等多个领域,包含了这一新型建筑的全产业链,在全国处于领先地位。“包括集成的人脸识别和测温设备是我们使用和管理的,现在我们和江苏鸿程大数据技术与应用研究院在大数据方面合作,未来这类设备形成联网后,不仅在疫情期间发挥作用,对以后可能发生的疫情进行每日自动测温,数据分析,做好提前预知风险。”李进说。

目前使用建筑3D打印技术的公交站台,市民中心游客服务中心等建筑都已经在江北新区落地。还将广泛应用于住宅打印、可移动式建筑的构造、市政工程、地下管道工程的整体布局、民族文化建筑的建造和文化遗产修复等领域。


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