房地产开发课程论文：3D打印房屋.docx

重庆科技学院房地产开发课程论文 题 目 3D打印房屋 学 院 建筑工程学院 专 业 工程管理2012-01 学 号 2014520433 姓 名 陈柯言 指导教师 廖玉娟 评 分_ 2015年5月17日3D打印房屋姓名：陈柯言 专业班级：工程管理2012-01 学号：2014520433摘要：从古至今建筑的不断进化诞生了无数巧夺天工的产物。从第一次世界大战后进入的现代建筑时期，现代强调建筑要随时代而发展，现代建筑应同工业化社会相适应，坚决摆脱过时的建筑样式的束缚，放手创造新的建筑风格。但在21世纪，科技进步日新月异，那与时俱进的现代建筑是否能跟上节奏，进化成超现代建筑呢？房屋除了遮风避雨还能否开发出其他不同寻常的功能？3D打印技术出现在上世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等方式实现快速成型的技术。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有粉末状金属或塑料等可粘合材料，与电脑连接后，通过一层又一层的多层打印方式，最终把计算机上的蓝图变成实物。建筑的进步离不开科技，而3D打印技术似乎正是建筑进化的一个契机，本文了解了分析3D打印技术的发展情况，讲述了3D打印房屋的可行性和利弊。关键词：建筑进化 3D打印机 3D打印房屋 0引言:提起现代建筑，我的脑海就不由得浮现起一片片钢铁丛林、擎天巨兽。水、土、石、砂、钢筋构成了我们的城市我们的家。追忆往昔，我怀念那河姆渡时期人类在长江下游创造的木构干阑式住宅，我惊叹那由一代始皇耗费举国之力砌成的万里长城，我赞美那位于世界屋脊上的明珠布达拉宫，我喜爱那曲院风荷小桥流水温婉如诗的江南园林。现代建筑成型已久，而我们是否可以利用现代科技进行创新，留下能和我们历史上那一颗颗璀璨明珠媲美的珍宝？山因风雨而朗润，建筑因人类的而发展繁荣。如果新欣技术3D打印碰撞上我们的现代建筑，这会给我们带来怎么样的惊喜呢？擦出的火花会不会引领未来数年的建筑发展走向？我盼望着这一设想在不久的将来可以得到很好的实现。1 建筑1.1 建筑的发展土木工程的发展经历了三个阶段：古代、近代、现代。六七千年前，人类从树上下来，从天然洞中出来，公元前5000年-17世纪中叶，是古代建筑为主的时代。其主要结构形式有木结构、石结构和砖结构。典型代表有古罗马斗兽场、万里长城、埃及金字塔等无数瑰宝。近代建筑是在17世纪中叶到第一次世界大战时期中蓬勃发展，它大致分为居住建筑、工业建筑和公共建筑三大类。其中居住建筑是近代农村、集镇、中小城市和大城市的旧城区，仍然采取传统的住宅形式。新的居住建筑类型主要集中在通都大邑的部分地区。这种新的住宅有度户型、联户型和多户型等基本形态。工业建筑大体又可分为三种类型：木构架厂房、砖木混合结构厂房、钢结构和钢筋混凝土结构厂房。近代各种类型的公共建筑主要有行政建筑和会堂建筑、金融建筑和交通建筑、文化教育建筑、商业服务建筑。一次大战之后，以格罗皮乌斯及其同事在包豪斯的教学和设计实践为标志，并以勒柯布西耶在法国的建筑活动为另一标志，在德国、法国、荷兰乃至俄国，先锋派们的建筑设计实验导致各种现代建筑成果层出不穷，1925年前后，现代建筑运动已达到蓬勃发展的势头，并经此席卷整个欧洲，同时逐渐影响世界各地，包括亚洲半封建半殖民地国家中国。1.2 建筑发展的瓶颈1.2.1 供求矛盾是市场经济中的基本矛盾，也是当前建筑业发展中的主要矛盾。 1.2.2 产能过剩的背后隐藏着不规范市场的种种弊端。 1.2.3 政府职能改革滞后，既滋长了建筑市场的各种弊端，又加剧了市场的供需矛盾。 1.2.4 技术创新的相对滞后阻碍了建筑的发展速度。1.2.5 房子除了供人们日常居住，是否还能开发出其他的作用和新型的模式？1.3 现代建筑的缺点1.3.1从古至今，精美繁复的建筑大都是一个庞大的体系。特别是现代建筑，复杂的钢筋结构、地基，短且数月、长则经年的工期，都是建立在消耗无数人力物力之上。 1.3.2 现代建筑大都是采用钢筋混凝土修筑高层建筑，人工需求量大容易造成安全。 1.3.3 由于发展建筑物不断更替，有些房屋不到10年就被拆除，造成大笔资源耗费。 1.3.4建筑行业逐渐成为城市的主要污染源之一，其污染范围在不断扩大。目前，在国内建筑施工中，常见的环境污染问题主要有：噪音污染、粉尘污染、水污染、光污染、有毒有害废弃物污染等。2 3D打印房屋2.1 何为3D打印技术3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。房子、器官、汽车、衣服、机器人你能想象这些东西都可以打印出来吗？3D打印的概念起源于19世纪末的美国，近几年逐渐大热，中国物联网校企联盟称它为“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”。此前，部件设计完全依赖于生产工艺能否实现，而3D打印技术的出现，将颠覆这一生产思路，任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用2.2 3D打印房屋原理和制作方法3D打印房屋是将房屋构件，如梁，墙板等转化为3D数据，然后根据这些数据进行逐层分切打印。说得简单一点，3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切”成无数叠加的片，3D打印则是一片一片地打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。只是3D打印机使用的打印材料是特制的粉末而非普通的墨粉或墨汁。这些粉末在打印过程中会被一种特制的胶水逐层黏合、固化，并不断叠加，最终形成一个完整的立体物品。恩里科?迪尼发明的打印机使用的材料是沙子。当打印机开始工作时，它的上千个喷嘴会同时喷出沙子和一种镁基胶。这种特制的胶水会将沙子黏成像岩石一样坚固的固体，并形成特定的形状。该工艺由一个巨型的三维挤出机械构成。在”轮廊工艺“系统的挤压头上使用齿轮传动装置来为房屋创建基础和墙壁。它的原理跟多年前使用泥造砖极戎相似，建成的建筑能够抵挡地震和其他自然灾害。2.3 已有3D打印房屋成果2.3.1 首个3D打印房屋概念2013年2月，英国伦敦Softkill Design建筑设计工作室首次建立了一个3D打印房屋概念，3D打印房屋需要用尼龙搭扣或者像钮扣一样的扣合件起到固定作用，同时借助传统建造技术。这一设计概念是2012年10月在3D打印展上提出的，它并非采用固体墙壁建造，而是在骨骼基础上建造纤维尼龙结构。它被命名为“打印房屋2.0”，采用相同的极简抽象派工艺，使用足够的塑料来保证结构的完整性。这种3D打印房屋概念将是房屋建造的革命性改变，甚至能够最终解决英国住房危机。2.3.2 世界上首栋3D打印建筑Janjaap Ruijssenaars 就职于阿姆斯特丹宇宙建筑(Universe Architecture)，最近计划参加欧洲空间设计大赛，他希望建造一个爱尔兰海岸的观景建筑。Janjaap Ruijssenaars 和Rinus Roelofs 一起设计了莫比乌斯带型的新颖房屋结构，并把它命名为“风景之家”。这个新颖的建筑有6 9米大，整体使用3D打印制造。由于3D打印所用的沙石强度不是很理想，Janjaap Ruijssenaars 决定使用钢筋混凝土加强建筑的骨架，让“风景之家”和普通建筑一样坚固耐用。2.3.3 二十四小时打造出一栋234平米的房子最新研发出的“轮廓工艺”3D打印技术，24小时内就可以印出大约232平方米的两层楼房子，只要一个按键就可以操控机械打印出房子。由于大大节约了建筑时间和建筑成本，该技术让人类在移民月球或火星后可以就地取材，快速并且批量打印出“外星屋”。 据“轮廓工艺”项目负责人、南加州大学教授比赫洛克霍什内维斯介绍，“轮廓工艺”其实就是一个超级打印机器人，其外形像一台悬停于建筑物之上的桥式起重机，两边是轨道，而中间的横梁则是“打印头”，横梁可以上下前后移动，进行X轴和Y轴的打印工作，然后一层层地将房子打印出来3 3D打印房屋技术的优缺点3.1 先说其利3D打印房屋的优点大致可以归纳为这么几类：安全系数好、速度快、精度高、保护环境。3.1.1安全系数好：不需要砖瓦、木材、脚手架和施工队，用这种方式建造房屋，不会发生任何安全事故，而且会依据强大的几何计算、采用坚固的材料，来保证几年到更多的时间内，房子不会有质量问题。3.1.2 速度快：3D打印技术可以在1天内利用3D打印机建造几栋简单的楼房，而且其强度和使用年限大于钢筋混凝土。3.1.3 精度高：可以听从电脑程序打印完一层自动爬上另一层，非常有次序，甚至比人工的更加准确，一砖一瓦都不会遗漏，所以这保证了它的稳定性。3.1.4保护环境：回收利用建筑垃圾，且不产生新的建筑垃圾。土地不会尘土飞扬，使环境空气质量好。3.2 再说其弊3.2.1 技术和材料缺陷：目前，可供3D打印的材料有300多种，多为石膏、塑料、可粘结的粉末颗粒、树脂等，制造精度、复杂性、强度等难以达到较高要求，主要应用于模型、玩具等产品领域。对于金属材料来说，如果液化打印则难以成型，采用粉末冶金方式，除高温还需高压，技术难度很高，因此，诸多金属材料在短期很难实际应用。而且3D打印的“油墨”构成主要是高标号水泥和玻璃纤维。在一些国家禁止建筑大量使用玻璃纤维，因为玻璃纤维会影响人体呼吸系统。“油墨”的承载力强度、耐久性等各项指标是否符合标准，还有待专家部门的权威检测和认证。3.2.2 打印成本问题：价格是制约3D打印普及应用的另一个因素。中低端机器主要采用聚合物成型材料，面向个人消费者设计需要，可打印眼镜框、样板房和玩具等小型物件，以美国Makerbot为代表的个人3D打印机售价在2000美元左右。高端机器采用聚合物、金属和陶瓷等材料，主要用于原型制造和大型结构件直接制造，售价在20万200万美元之间。可见，无论面向个人还是专业机构，当前3D打印机的价格还是非常昂贵的，而主要用于模型制造的有限价值使得设备需求量难有爆发性增长。3.2.3 土地占用问题：我国土地资源有限，每一寸土地使用都有严格的规定，并且其只可远观的价格能容的下3D打印出来的房子吗？3D打印公司不比传统的房地产阔绰，说拿地皮就拿几个亿出来，然后最终把这部分你成本转移到消费者身上。这样商业模式3D打印公司能够效仿吗？显然不可能，那么打印出来的房子不成了空中楼阁或是违章建筑。4 展望与总结随着时间的洪流，3D打印房屋不过是未来的房地产产品开发模式中的小小一瓢，作为国民经济支柱产业的房地产