中世纪哥特式教堂那样奢华、高效的结构由于过度复杂和昂贵,在很长时间内不再流行。但如今强大的电脑计算能力和3D打印技术让建筑专业人士能更方便地重现这种精妙设计。
坐落于剑桥大学心脏地带的国王学院礼拜堂广为人知。这座建成于1515年的礼拜堂为哥特式风格,拱顶尤具特色。从下面看去,就像一张由石头织成的、富有生命力的网。更鲜为人知的是这个复杂结构的高效性:这个石砌层足够坚固,人可以进入它和最顶层木质屋顶之间的空间,在拱顶上行走。这样的结构早已不再流行,是因为对于大多数现代建筑方法而言它们太过复杂,能制作这种结构的人工成本也太高。
但如今,有了强大的计算机,设计人员在达成实用、美观和成本的平衡时拥有了更大的自由度,3D打印技术则可以帮助实现那些繁复精细的设计,让这种建筑再次变得可行。英国正在实验的FreeFAB系统,使用专用蜡打印超精密模具浇筑混凝土板。它们会被用于正在兴建的一条横贯伦敦东西的城铁—— “横贯城铁”(Crossrail)项目。这将是欧洲最大的建筑项目,也是首次在大型商业建筑项目中使用3D打印技术。相比传统模具制作技术,这套系统可以大大减少废弃物,还降低了制作更复杂模具的成本。
如果这个计划得以实现,位于苏黎世的瑞士联邦技术研究所(Swiss Federal Institute of Technology)的建筑工程师菲利普·布洛克(Philippe Block)可能会是首批客户之一。布洛克设计的楼板具有生物膜一般的流线型脉状肌理,只有几厘米厚。这些楼板不需要钢筋,而是通过压缩力,让浅拱天花板上的每一块板材互为支撑。每块板都由计算机单独设计,以有效承受其必须承受的荷载。这让布洛克能够用比钢筋混凝土强度低得多的材料打造出更薄的结构。根据他的计算,这种更薄的新型楼板用料比传统楼板少了近三分之二。
布洛克团队的下一项测试会在一个真正的建筑中进行。欢迎登录商论App阅读七月刊文章《回到未来》
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3D打印建筑即将成为现实?
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