Ngôi nhà in 3D đầu tiên pha trộn giữa bê tông và gỗ
của James Dean, Đại học Cornell
Một giàn máy in 3D xây dựng đang giúp xây dựng một ngôi nhà ở Houston, đây sẽ là cấu trúc in 3D nhiều tầng đầu tiên ở Hoa Kỳ, cũng kết hợp khung gỗ trong một thiết kế lai mới. Ảnh: Leslie Lok và Sasa Zivkovic
Đổ các lớp bê tông như những hàng kem đánh răng, một máy in 3D cỡ công nghiệp trong tuần này tiếp tục bổ sung thêm tầng hai cho một ngôi nhà ở Houston, đây sẽ là cấu trúc in nhiều tầng đầu tiên ở Hoa Kỳ.
Ngoài thành tựu đó, các nhà thiết kế Leslie Lok và Sasa Zivkovic, trợ lý giáo sư kiến trúc tại Trường Cao đẳng Kiến trúc, Nghệ thuật và Quy hoạch (AAP) và đồng hiệu trưởng của Văn phòng Thiết kế HANNAH, cho biết ngôi nhà hai tầng, một gia đình là trình diễn các quy trình xây dựng sáng tạo có thể được mở rộng cho các phát triển đa gia đình và sử dụng hỗn hợp, giúp giải quyết tình trạng thiếu nhà ở.
Thiết kế kết hợp độc đáo đầu tiên của họ kết nối các yếu tố cấu trúc bao gồm bê tông in 3D với khung gỗ thông thường đại diện cho hầu hết các công trình xây dựng dân dụng của Hoa Kỳ. Sự kết hợp cho thấy cách mỗi vật liệu có thể được sử dụng ở nơi chúng hoạt động tốt nhất, với lượng chất thải tối thiểu, để tạo ra các tòa nhà hiệu quả, có khả năng chống chịu với các hiện tượng thời tiết ngày càng khắc nghiệt và có khả năng chi phí hợp lý hơn.
Lok nói: “Phương pháp xây dựng kết hợp của chúng tôi tạo ra một hệ thống xây dựng hiệu quả về mặt cấu trúc, dễ dàng tái tạo và đáp ứng về mặt vật chất. "Dự án cũng nêu bật tiềm năng thiết kế thú vị của các thành phần kiến trúc được tùy chỉnh hàng loạt để đáp ứng nhu cầu của chủ nhà và đơn giản hóa việc tích hợp hệ thống tòa nhà."
Zivkovic nói thêm: "Những nỗ lực thiết kế này nhằm mục đích tăng tác động, khả năng ứng dụng, tính bền vững và hiệu quả chi phí của in 3D cho các tòa nhà dân cư và gia đình trong tương lai ở Hoa Kỳ"
Máy in xây dựng 3D COBOD BOD2 xây dựng các yếu tố cấu trúc của một ngôi nhà ở Houston, đây sẽ là cấu trúc in 3D nhiều tầng đầu tiên ở Hoa Kỳ. Tín dụng: Leslie Lok và Sasa Zivkovic
Vào ngày 12 tháng 9, các thành viên của giới truyền thông đã được mời đến quan sát tiến độ in ngôi nhà ba phòng ngủ, ba phòng tắm, cũng sẽ có một ga ra hai ô tô và một ống khói dài 40 foot — làm cho ngôi nhà trở thành một trong những cấu trúc in ấn cao nhất. ngày.
Ngôi nhà đang được xây dựng với sự hợp tác của PERI 3D Construction, công ty đã hoàn thành sáu cấu trúc in 3D ở Hoa Kỳ và Châu Âu; Nhà thầu xây dựng và thiết kế CIVE có trụ sở tại Houston; và các đối tác khác trong ngành xây dựng. Nhóm dự án tiếp tục tìm kiếm các cộng tác viên và nhà tài trợ trong ngành.
Đối với Lok, người đứng đầu Phòng thí nghiệm đổi mới công trình đô thị-nông thôn tại AAP và Zivkovic, người đứng đầu Phòng thí nghiệm xây dựng robot, dự án là dự án mới nhất xuất hiện sau nhiều năm nghiên cứu về tiềm năng của in 3D để cho phép "tùy chỉnh hàng loạt" mà không làm tăng chi phí. Trước đây, họ đã thử nghiệm với một thiết kế kết hợp sử dụng bê tông in 3D và gỗ cao cấp cho dự án Ashen Cabin ở ngoại ô New York. Cài đặt HoloWall của Lok trên Arts Quad đã khám phá khả năng tùy chỉnh bằng cách sử dụng các vật liệu xây dựng không đồng nhất và các công cụ mô hình kỹ thuật số. Nghiên cứu trước đây của Zivkovic liên quan đến việc phát triển các phương pháp in bê tông mới và các thành phần gỗ được chế tạo bằng robot.
Dự án Houston rộng 4.000 foot vuông tiến bộ hoạt động ở quy mô lớn hơn, dự án sẽ yêu cầu một "lần đầu tiên" khác của Hoa Kỳ — việc di dời giàn lớn hỗ trợ máy in, có kích thước dài khoảng 60 foot, rộng 30 foot và cao 30 foot, để hoàn thiện cấu trúc.
Trên các hệ thống khác nhau — từ cách nhiệt phun bọt đến hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí phổ biến hơn đối với các tòa nhà thương mại — các nhà thiết kế cho biết ngôi nhà tích hợp các quy trình thiết kế và xây dựng phù hợp với sự phát triển của nhiều gia đình sẽ cần thiết để mở rộng công suất nhà ở các thành phố phát triển nhanh như Houston.
Bản vẽ của ngôi nhà hai tầng ở Houston được thiết kế bởi Leslie Lok và Sasa Zivkovic, có thiết kế kết hợp độc đáo đầu tiên sử dụng khung gỗ và bê tông in 3D. Tín dụng: Leslie Lok và Sasa Zivkovic
Các nhà thiết kế cho biết cách tiếp cận của họ cũng có thể đẩy nhanh tiến độ xây dựng và giảm chi phí, vì máy in bê tông có thể được vận hành bởi ít nhất là ba hoặc bốn người. Nó cũng giảm thiểu lãng phí, vì vật liệu có thể được trộn theo yêu cầu và chỉ in cho các phần quan trọng về cấu trúc và có thể tích hợp hiệu quả hơn khung gỗ trong một thiết kế mô-đun.
Zivkovic cho biết: “Ngoài công nghệ in, việc tích hợp in ấn với thiết kế tòa nhà và vật liệu xây dựng, cũng như hợp lý hóa quy trình xây dựng là những khía cạnh quan trọng trong việc hiện thực hóa một dự án như vậy. "Chúng tôi đang sử dụng dự án này để chứng minh cách in 3D không chỉ sẵn sàng cho thị trường mà còn có khả năng xây dựng kiến trúc được thiết kế tốt và hiệu suất cao."
Đối với ngôi nhà ở Houston, vật liệu in có nguồn gốc địa phương và sử dụng xi măng với lượng khí thải carbon giảm, một hỗn hợp có thể bao gồm tro bay,
