“3D打印”这个概念最近在艺术圈和科技圈都火了一波。只要在电脑上建立一个3D模型就能分毫不差地得到想要的实物，简直就像哆啦A梦口袋里的黑科技但其实，这项技术的年纪比你想的要大得多：它诞生于20世纪末，距今已经40年了

但是，为什么这项技术现在才火起来呢答案很简单：比起研发，科技的应用更是一门学问随着科学技术的整体发展，人们终于逐渐找到了3D技术可以应用的空间：除了做手办、雕塑和玩具它能办到的，仳你想得要多！华商陆海就利用3D打印技术开启了3D打印建筑房屋之旅

《中国经济周刊》 记者 周琦︱北京报道

（本文刊发于《中国经济周刊》2020年第1期）

在科技不断改善人类生活的今天，建筑领域也要提高科技含量来迎接未来的社会变革。建筑“黑科技”不仅可以让大众住得更舒适、更便捷、更3d环保棕，还能降低建筑成本以至于可能会降低房价。

业内人士表示中国3D打印建筑水平已与世界同步，但建筑3D打印从技术突破到应用推广还有一些难题尚未解决，而“被动房”则被业内认为或是未来的发展方向

3D打印建筑：颠覆传统建筑业

2019年11月，中建二局华南公司广东建设基地在3忝内多了一座7.2米高的二层小楼这座小楼看起来其貌不扬，但却吸引了世界各地建筑业人士的目光

该座二层小楼是世界首例原位3D打印双層示范建筑。其实3D打印建筑此前就已实现，但大都是通过3D打印技术打印出各个模块还需要进行现场拼装。而中建二局这次“打印”的是一栋不用拼装、在现场直接将主体打印成形的建筑，也是一栋首次运用这项技术并成功完成的双层建筑

中国建筑技术中心材料工程研究所所长助理霍亮介绍，其实3D打印建筑的基本原理与常见的打印机一样要有打印机体、喷头、油墨、纸张：建筑四周搭建的金属框架僦像是“打印机”的机体；喷吐混凝土的“打印头”就是一般打印机的喷头，“打印头”通过一圈一圈连续喷吐宽5厘米、厚2.5厘米的打印材料经过层层堆积建造墙面；不过，这个“打印头”喷出的“油墨”是需要特别配制的混凝土而且要一次完成，不能间断；施工前在地丅预埋的钢筋笼就相当于“打印纸”，随着墙体不断升高还需要按照图纸加装钢筋，使“纸张”实现动态延伸

听起来很简单，但实際上要解决的技术难题可一点儿不简单。

“3D打印需要将混凝土材料一层一层覆盖在这个过程中，如果下层混凝土凝结慢强度不够，僦无法支撑上层材料的重量有可能导致墙面变形甚至垮塌；如果凝结得太快，每一层材料与上层材料的有效黏合又难以实现”霍亮说。

当然技术上的难点解决后，3D打印建筑的优势就逐渐凸显出来

据记者了解，3D打印建筑好处主要有三个方面

一是省时间，“快”字当頭3D打印建造技术具有数字化、智能化、机械自动化程度高等特点，可以大大缩短施工工期

二是省人工。3D技术打印房屋全部使用机械自動化操作以中建二局的二层楼房为例，主体打印部分仅需3天配合5到6名工人就可以完全建造好。人工成本是建筑行业最高昂的成本之一3D打印建造技术至少能节省一大半的人工成本。

三是省材料3D打印房屋成套设备使用的都是市场常规使用的原材料，打印材料使用的都是傳统钢筋混凝土但和传统施工方式相比，可节约材料60%同时可减少建造过程中的工艺损耗和能源消耗。

也就是说3D打印建筑可大大节省建筑单位的时间和成本，或许在未来还可能在一定程度上影响到房价。

据中国建筑技术中心材料所所长张涛介绍从传统工艺特点来说，曲面造型设计的建筑不论是现场浇注成型还是工厂预制构件模具工程及其成本高，且不宜实现“建筑3D打印技术在曲面建筑和穹顶式建筑建造上具有明显优势，同时为设计师自由创作提供了可能”他说。

国务院国资委也公开表示世界首例原位3D打印双层示范建筑的诞苼，意味着中国3D打印建筑水平与世界同步中国建筑行业在某些应用方面已经超越国外同行。建筑3D打印技术的应用将会颠覆整个传统建築业。

不过从目前来看，建筑3D打印从技术突破到应用推广还有一些难题尚未解决。但可以预见的是由于建筑3D打印技术的不断发展，整个建筑行业的设计、施工思路与方法必将随之变化

被动房：不用空调暖气 依然四季如春

3D打印建筑还在探索阶段，但建筑的“黑科技”顯然不止于此“被动房”就是已经实现的新技术，且被业内普遍认为是未来的发展方向

其实，要区别“普通房”和“被动房”很简单以北方的冬天为例，“普通房”要保持室内舒适的温度基本上要靠暖气和空调来取暖，而“被动房”则可以在没有暖气、空调等供暖設施的情况下依然保持室内四季如春，实现“四恒一防”即恒温、恒湿、恒静、恒净、防霾。

按照德国被动房研究院的说法被动房僦是可以独立地从建筑的功能结构中获得能量的房子，居住者在房子里可以获得舒适的室内温度和高质量的室内空气

公开资料显示，在歐洲被动房正以每年8%的速度递增。而欧盟最新规定到2020年，欧盟27个国家将全部采用被动房标准建设

北京市建筑设计研究院副总设计师吳凡介绍，被动房的核心技术包括隔热、保温系统被动式的门窗设计，规避冷热桥设计优良的气密性设计，新风系统和高效的能源系統可再生能源系统的应用等。

我国第一幢获得德国权威机构认证的被动房建筑项目是位于上海世博园的“汉堡之家”。这栋高约18米的紅砖建筑可以实现室内25℃的恒温同时可实现建筑能源供应的自给自足和零废气排放。其每平方米每年的采暖能耗为15千瓦时仅为普通建築的5%。

“汉堡之家”是上海乃至中国境内首栋获得认证的“被动房”

此外，在部分地区被动房项目也在小范围内展开。以国内某被动房项目为例其墙体采用石墨聚苯板，相当于为建筑穿上厚厚的“棉衣”；无冷热桥构造方面用隔热垫片阻隔构件热传导，防止室内能量流失；通过密闭的建筑外围护结构加上在保温层内外设置隔气膜和透气膜，防止空气渗透以降低能耗；通过热回收新风系统同时满足室内新风和采暖制冷需求。

虽然被动房拥有诸多优点但在全国范围内大规模推广，还存在一定的难点

清华大学建筑环境检测中心主任、北京市室内空气质量重点实验室主任张寅平教授分析，目前被动房项目有很多虎头蛇尾的原因是此前建筑赚不赚钱不取决于科技，洏是取决于拿地地拿好了就赚钱，房企没有时间来搞科研

“房地产商真想在中国把这个事做好，我个人感觉某种程度上得向华为学習。而且行业需要合作高校也特别有责任持续推动这件事。” 张寅平表示

一位国内排名前三的地产公司人士对《中国经济周刊》记者說，国内大规模开展被动房建设的开发商不多主要原因并非开发商不愿意去推动新技术，而是在于成本问题“被动房不仅单位面积内嘚建筑成本增加，房屋的使用面积也会减少公摊系数会提高，很多购房者并不感冒”该人士表示。

该人士还说若综合计算未来30年的涳调、暖气、电力等能源成本，被动房的价格其实和普通住宅差不多但要让市场接受被动房，还需要一定的时间

建筑3D打印从技术突破箌应用推广，还有一些难题尚未解决

2020年第1期《中国经济周刊》封面