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一级建筑:新型建筑技术揭秘

来源:233网校 2008年8月11日

  在外界一切顺利的情况下,一个有经验的施工队一般需要六个月的时间,并且消耗大约4吨的材料方可完成一栋房子的建筑,其中包含了人员的配备、协调,各种物资的调配和诸多繁杂的工序。

  那么,如果我们能够选择一种更加简便的自动建造系统,或许各种工作程序会变得更加协调,配置更加合理,而整个建造过程会更加迅速、经济、安全。

  这个构想已经成为了现实:经过全世界众多工程建筑师的研究,人们提出了很多种自动建造房屋的设想,许多不同种类的建造实验也已经获得了成功。如今我们展示的这些自动房屋建造系统就像一间“完美工厂”,在采用了特殊的泵系统后,自动建造机可以从低到高,一层一层地建造整幢房屋。无论是地板还是墙壁,都可以一步一步地浇筑而成。

  这种技术可以运用在各种建筑之中,只需要在电脑上进行不同的设定,从豪华的宫殿到普通居民住宅,都可以简单地自动完成。

  第一种构想:把房子浇出来

  美国南加利福尼亚大学(UniversityofSouthernCalifornia)一位伊朗裔工程师比洛克?霍什内维斯(BehrokhKhoshnevis),从事了多年的“轮廓工艺(Contourcrafting)”建造技术的研究工作。这项设想的关键,就在于将建造房屋回复到最初的模型制造方式。

  当然这一切的前提是,建造过程是建立在先进的、由计算机控制的起重机和框架建造系统的基础上。经特殊设计的专门机器人会用石灰和水泥浇筑出房屋的整体结构。这个机器人由于是专门设计,所以身价昂贵——价值150万美元。

  在正式工作的时候,机器人会被安装在金属活动起重台架上,它的一端和电脑设计图相连;另一端则是一个喷嘴。喷嘴会根据设计图的指示,在指定地点喷出一圈半流体的混凝土材料,就像在桌子上挤出一圈牙膏一样。

  然后,喷嘴附带的两个泥铲会自动伸出,规整混凝土的形状。就这样,一层层的建筑材料砌上去,形成外墙,再扣个穹顶,一座房子就建好了。由于混凝土材料是特别加工的,在太阳下面会迅速变干并凝固,因此建好后马上就能住人。

  在搭建完一间独立完整的房屋后,剩下的工作只需要安装门窗和进行简单的室内装修了。节省了烦琐的工序,以及人力成本,其结果就是——根据专家预测,只要一天时间,它就可以建成一座185平方米的房子,速度是人力的200倍。

  从建房原理上来看,这个工作模式跟喷墨打印机在纸上打印一样,但是不同之处在于这种设备中适使用的喷嘴是可以任意方向转动。由于建房的简便性,它适用于需要紧急建房的情况,譬如避难棚的建设。按照比洛克。霍什内维斯的说法就是:现在衣服、鞋子和汽车都已经可以自动生产了,房屋如果仍旧需要人们按照之前的方法去建造,未免太不合理。

  像印刷一样,利用建造模具的方式用水泥填充

  下方方格中展示的是"轮廓工艺(Contourcrafting)"建造技术的工作过程:只需要一个机器人(一套机械建造设备)就可以一步步逐层建造一幢房子。首先,利用机械在建筑场地勾画出一个整体轮廓、线条;接着,开始砌墙,机器人会按规划图自动留出门和窗户的位置;然后,盖上第一层的天花板,并接着在顶上浇灌出第二层的地面;最后完成屋顶、墙壁外部结构等细节部分。时间:如此这般,24小时之内就能建造出几幢简单的毛坯房。

  第二种设想:空气泵建出比尼贝壳

  这项领域的研究从很早就开始了。早在1970年,在米兰附近的塞斯托。圣吉奥瓦尼(SestoSamGiovanni),人们就尝试用3个月的时间搭建了一座1.1万立方米的宫殿,而这个奇特的建筑完全是由塑料建造的。

  然而,真正的“自动建造系统”的先驱,也是为这种系统命名的人是意大利托斯卡纳(Toscana)的建筑师但丁?比尼(DanteBini),他在60岁的时候提出了这种利用水泥浇筑,逐层建造房屋的设想。他回忆道:“1965年,在博洛尼亚(Bologna)克里斯贝拉诺(Crespellano),我成功地用了60分钟的时间,用水泥浇筑出了一个12平方米,6米高的方格房子。”

  根据比尼的回忆,这是“比尼贝壳(Binishell)”的雏形,然后他尝试用水泥浇筑12到40米见方的房子,用钢筋框架加以支撑固定,并在其中添加氯丁(二烯)橡胶(neoprene)和聚氯乙烯(Pvc)使之融合为一体:在过去这是一种使建筑材料膨胀,并将圆形屋顶支撑抬高的方法。

  而到了如今,世界上有32个国家正在使用1600个比尼贝壳,它的使用包括住宅、学校、健身场馆、教堂,甚至加油站。在2005年,比尼又有了新的设想,在比尼贝壳的基础上他又发明了一套新的系统:比尼庇护所(BiniShelter)。

  比尼庇护所的原理是把一个房子简单地分成8个部分,每个部分单独制造。这些部分都可以制成平板的形状,接下来就是空气泵的事情了。将整个框架用空气泵支撑起来之需要大约一个小时,只需要在搭建地点确定整体的结构就可以了。整个过程的人员需求:3个工人。

  比尼庇护所还是一套整体可循环使用系统,能够随时将房屋拆除和重新搭建。这样的建筑还可以不断改进,由于机械和电力系统的加入,自动建造技术也会越来越完善。在日本,这一切已经开始得以实现:仅仅是一个机器人就独立在日本名古屋建造了一幢21层高的楼房,而且在建造过程中,除了电脑工程师外,没有一个泥瓦匠参与工作。

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