翻轉建築工法:3D列印技術的應用

美國紐約州長島的河頭鎮(Riverhead, Long Island, New York)和德國北萊茵威斯伐倫州的貝庫姆鎮(Beckum)有何相似之處?

全球首例以3D列印技術為單親家庭打造的原型房屋,在這兩個小鎮落腳。建造過程捨棄磚頭和混凝土版,取而代之的是架在鷹架上的巨型3D列印機,將特製混凝土一層一層堆砌起來。由於採用這種工法,房屋完工後,房屋外牆會有一條條的橫紋裸露在外,其他明顯可見的特色還包括曲線型牆壁、房屋四角不會呈現90度直角。

這些原型房屋再次彰顯設計與科技創新的緊密關係,也因此,建築師希望混凝土列印機器能為房屋建造工法帶來更多設計上的自由度,這樣的想法也並非巧合。此外,這項技術能縮短等待入住的時間,例如,在德國建造的原型房屋,施工時間僅花費100小時。

然而,建築師必須思考的是,使用這種工法建造房屋時,所需要規劃的建築程序也在改變。

採用新機器、跳脫傳統工法的建築專案

3D列印技術造屋另一個讓我深感振奮之處在於,目前這類建案的焦點並不是大型建築專案,而是小型住家空間,包含為單親家庭設計的住家、單層平房、為流浪者打造的住所。

3D列印機ICON Vulcan本身的設計也在傳達其關注根本的意象,外觀和張揚的建築鷹架、體積龐大的建築重型機械完全相反,這樣的外觀設計也傳達出ICON Vulcan的技術演進,同時讓產品看起來平易近人。簡約的幾何外型、捨棄銳角、溫和的曲線,讓這座3D列印機器看起來既精簡又友善,激發出人對機器的好奇心,而不是畏懼感。

成軍時日尚短的美國企業ICON 3D透過ICON Vulcan,呈現出一個極具開創精神的設計專案,並獲得2021年紅點產品大獎——最佳設計獎的殊榮。

3D列印技術,為建築領域增添永續性

3D列印的根本,除了新的設計語言之外,還有永續性;這項新科技需要使用的能源不低,所產生的效益也頗具爭議性,在個人使用的場域中使用這項技術時,引發的爭議尤其大。

在建築的領域中,3D列印技術在某些條件下,所需要使用的資源和其他建築工法相比顯得更有效率,建築構件就算具有複雜的幾何設計,在未來所需要的製造時間也更短、也能更精準,所採用的建築工序也能節省更大量的原物料,對環境帶來正面的影響,因為建築產業通常需要使用許多原物料。

使用3D列印技術打造小型建案時,完全不需要使用起重機進行組件分流,如果使用的是ICON Vulcan這樣的列印機,組件還能預先列印,且幾乎不會浪費一丁點原物料。

當你不再需要房屋的時候該怎麼辦呢?可以把整棟房子都清空。這種情況有可能發生在德國北萊茵威斯伐倫州的貝庫姆鎮;拆除房屋過程中取得的建材,能夠在回收後重新列印。

ICON Vulcan的開發概念是為了要解決住房短缺的問題,但是以3D列印機器打造房屋的方法是否真的能夠減輕全球住房短缺所帶來的挑戰,對此我抱持懷疑的態度,因為其中還有許多待解決的因素。然而,這種工法以及相關產品,已經創造出優質設計總是能在實踐中帶來成功的契機:展現新的可能性、挑戰世人固有的想法。

文:紅點主席 Prof. Dr. Peter Zec |2021-10-29 本文同步刊載於經濟日報

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