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BIM建筑|全球首个全生土3D打印可持续住宅

BIM建筑|全球首个全生土3D打印可持续住宅 铯镨工业互联网平台
2021-06-09
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导读:有趣的调查结果显示:造成全球温室气体排放的不是航空业,而是建筑业,两者之差为2%对39%。实际上,仅水泥就占了全球温室气体排放量的8%,这就是为什么需要更可持续地建造房屋的原因。

随着地球气候的日益加剧恶化,可持续设计现已成为建造行业的中心话题。绿色设计、智能建造在建筑中实现可持续性已经是近来重点探索的方向。有趣的调查结果显示:造成全球温室气体排放的不是航空业,而是建筑业,两者之差为2%对39%。实际上,仅水泥就占了全球温室气体排放量的8%,这就是为什么需要更可持续地建造房屋的原因。


TECLA 3D打印住宅位于意大利马萨伦巴达,这是世界首个完全使用生土材料通过3D打印技术建造的可持续型低碳住宅,几乎实现了零碳生态,未来的绿色建造。


TECLA开启一个全新的时代:利用现代科技转化传统材料以适应社会的可持续发展。建筑的外形通过技术研究与材料探索的共同组合,加上美学的尝试。建筑的整体形式是审美、材料、功能与技术的交融与结合,充分展现了对环境和生活的美好憧憬。

TECLA项目,是世界上首个完全由生土材料通过3D打印制作而成的生态住宅。项目极具创造力和先锋性,展现了对本土建筑实践、气候和生物气候原理研究的成果,是结合了天然本土材料的使用经验以及对最先进的3D打印技术的应用,呈现的完美作品。


设计背景

无论是在大城市的边缘地带,还是在大量居民的地区,面对人为制造的风险或是自然灾害制造的风险,应对这些情况解决居住需求问题,TECLA应运而生。满足了Km0 (就地取材,材料无需运输,不产生废弃物)可持续住宅的的需求。


设计概念

项目的名字TECLA以隐喻的形式映射持续建造中的城市,通过将古代住宅的材料经验和应对气候智慧与现代技术产物相结合,连接过去与未来,重新思考未来建筑。与传统建筑技术相比,它具有耗时少、节省原材料,减少建设过程中废弃物排放的优点。


TECLA

TECLA是一个创新的圆形经济住房模型,将传统建造实践、生物气候原理和当地的天然材料整合在一起。这是一个接近零碳排放的项目,完全由当地生土材料制成,其外形和选材减少了材料的剩余和浪费,使TECLA成为了低碳住宅智慧建造的一个先锋示例。


功能与形态

项目的建筑面积约60平方米,包含厨房、起居空间,卫生间、卧室。家具部分也由生土打印而成,与建筑结构融为一体;部分采用可循环利用的绿色设计,反映出住宅背后的生态理念。


TECLA由两个连续的元素组成,两条弯曲的正弦曲线向上生成建筑,顶部留下两个圆形天窗,为室内投入白天的阳光。从几何形态到外部屋脊,建筑非典型的形状满足了3D打印外壳以及封顶后的结构平衡需求,将有机而又连贯的设计活灵活现地呈现。


结构优化  

与传统建筑技术相比,3D打印技术的创新之处主要体现在建筑形态的极度灵活性上。结构设计从黄蜂的蜂巢结构中汲取灵感,比任何其他形态的承受力更强,具有优越的通风和保温性能。


对于内部结构的优化,需要考虑以下三个参数:通风(建筑立面最外层)、隔断(填充层,使用废弃再利用的稻壳)和热质量(随着内部空间“骨骼”结构的增加而增加)。在无数排列组合中每一种气候类型都可以找到与之对应的最佳配置。例如,对于非常潮湿的气候,能够存储多余湿度的热质量是关键,需加宽正弦曲线的弯曲弧度,加大通风层的开口。同理,在寒冷的气候条件下,隔热层是应对的关键,因此需限制建筑表皮层与外界冷空气的接触。优化矩阵图像的结果显示,从本地材料和节能概念入手,内部空间能够适应环境,确保最高水平的内部舒适度。

结构示意图


3D打印 

TECLA使用两条打印机械臂,其动作经过软件优化,避免了碰撞的发生,保证操作流畅。每个打印单元可以打印的范围为50平米,能够在短短几天中建造出独立的住宅。建造花费了200小时,使用了7000条机器代码,共包含350个12毫米的分层,展开长度为150千米,消耗自然材料60立方米,平均能耗6千瓦。


社区规划

TECLA项目并不只是一个孤立的生态住宅,它所提倡的是对社区的总体规划。旨在创建可实现独立自产,自主实现水资源及其他能源的分配、循环、对废弃物进行回收利用的小型智能生态社区。

草图


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