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自己住的房子自己印 3D列印與AI如何重塑建築新未來?

2024年06月28日
共同企劃:低碳生活部落格、環境資訊中心;文:謝明珊(台達基金會低碳生活部落格寫手)
3D列印和AI建築師正改變建築業的面貌,帶來高效、低成本和永續的建築解決方案。這些技術讓建築工地變得安靜有序,減少了噪音和建築垃圾,實現更智慧、更綠色的居住環境。
建築技術公司ICON在德州建造的3D列印房屋室內。照片來源:Regan Morton/ICON Media Gallery

建築技術公司ICON在德州建造的3D列印房屋室內。照片來源:Regan Morton/ICON Media Gallery

想像一下,你走在郊區的街道上,眼前的建築工地不再有滿滿的工人、塵土飛揚和轟隆聲,取而代之的是幾台默默工作的巨型3D列印機器人,一片寂靜、井然有序。這已經不是科幻小說,3D列印技術和AI建築師,正聯手改變我們建造和居住的方式。

3D列印:重塑住宅建築的未來

據《彭博》報導,2022年底,位於美國德州奧斯汀的新創企業Icon,開始使用巨型3D列印機器人來建造整個郊區住宅區。這些機器人能夠列印堅固耐用、高效節能的住宅,跟傳統建築工法相比,建造時間和成本均可大幅降低。

Icon旗下的Vulcan 3D列印機器人是這場革命的核心技術,短短三週內就能完成一棟房屋的牆體建設。美國萊納房屋公司(Lennar)估計,這比傳統建築工法節省了30%的時間,更令人驚豔的是,這些牆體不僅用鋼筋加固,還內含保溫材料,能夠適應氣候變遷。

Vulcan機器人會為門窗預留空間,不需要砌磚、抹灰泥或做外牆,也不用在內部使用石膏板。Icon專案營運主任詹金斯(Conner Jenkins)表示,建造牆壁再也不需要五、六個不同的工班進駐。

3D列印和AI建築師的結合

據《彭博》報導,Icon公司不僅在3D列印技術有所突破,還開發一款名為Vitruvius的AI建築師,能夠透過聊天機器人跟潛在房主互動,根據屋主的需求和偏好設計多種住宅方案,提供詳細的內外部效果圖和平面圖。

Vitruvius的誕生大大減輕了建築師的工作負擔,特別是繪製繁瑣的施工文件。Icon計劃在未來一年內,讓Vitruvius完全自動化生成施工文件、預算和材料清單,進一步提升建築效率。

3D列印建築的主要優勢在於高效、低成本和永續性。根據Icon的數據,3D列印住宅的建造成本,比傳統建築低了10%~30%,而建築時間則可減少30%。此外,3D列印建築還能大大減少建築廢棄物,並提供更好的隔絕效果,降低暖氣和冷氣成本。

美國德州奧斯汀的Wolf Ranch是目前全球最大的3D列印社區。照片來源:ICON Media Gallery

美國德州奧斯汀的Wolf Ranch是目前全球最大的3D列印社區。照片來源:ICON Media Gallery

世界最大的3D列印社區在德州

據《ALL3DP》報導,德州奧斯汀的Wolf Ranch是全球最大的3D列印社區,由Icon跟萊納房屋合作建設而成,總共有100戶,每戶價格大約50萬美元。《彭博》指出,這些住宅不僅設計新穎,還採用低碳混凝土和永續建材,大幅降低建築過程中的碳排放,屋頂更安裝了太陽能板。更重要的是,這些3D列印牆壁的強度,比建築規範要求超出350%,更能夠抵禦颶風、野火等災害。

Vulcan 3D列印機主要由一根橫梁和噴嘴組成,Vulcan會逐層鋪設Lavacrete專用混凝土混合物來列印牆壁,甚至是廚房中島,這些牆壁可以彎曲、摺疊成弧形結構,突破傳統建築工法的直角限制。此外,3D列印也讓建築工地變得更乾淨,幾乎沒有建築垃圾需要運到垃圾填埋場。

Wolf Ranch的工地寂靜無聲,沒有一般工地發出的嘈雜聲,只見Icon員工手拿平板電腦,裡面載入八種Genesis Collection住宅設計。Icon創辦人兼執行長巴拉德(Jason Ballard)表示,傳統施工聲吵雜,需要規定上、下工時間,但Icon正在努力說服政府,3D列印機器人作業十分安靜,也不需要休息時間,應可全天候工作。

Vulcan 3D列印機作業十分安靜,且幾乎不會留下營建垃圾。照片來源:Regan Morton/ICON Media Gallery

Vulcan 3D列印機作業十分安靜,且幾乎不會留下營建垃圾。照片來源:Regan Morton/ICON Media Gallery

此外,Icon也開發出另一款3D列印機器人Phoenix,效率比Vulcan更高。這款機器人能建造多層結構,迅速移動到另一個工作地點,減少安裝軌道系統所需時間。

資料中心、商辦也適合 全球夯3D列印建築

據《ALL3DP》報導,不僅美國,3D列印技術的應用範圍也擴及全球。位於阿拉伯聯合大公國杜拜的「未來辦公室」,是全球首座3D列印的商業建築。這座建築是由中國盈創建築公司列印,再把組裝零件運往杜拜,聲稱減少了五到八成的勞動成本,與30~60%的建築廢棄物,且整棟建築列印時間只花了17天及2天的組裝時間。

歐洲目前最大的3D列印建築是位於德國海德堡的「The Wave House」,由Peri 3D Construction和Kraus Gruppe共同建造。作為資料中心,不需要有對外窗或室內設計,非常適合3D列印建築。

位於德國海德堡的「The Wave House」,目前作為資料中心使用。照片來源:COBOD新聞稿

位於德國海德堡的「The Wave House」,目前作為資料中心使用。照片來源:COBOD新聞稿

此外,Icon正在為美國太空總署(NASA)開發能在月球上建造3D列印建築物的技術。目前他們已經成功用3D列印打造出模擬火星環境的住宅Mars Dune Alpha,把觸角延伸到外太空,加速人類向太空拓展。

加州大學柏克萊分校建築學副教授古蒂雅茲(Maria Paz Gutierrez)認為,隨著建造時間和建材用量大幅減少,3D列印技術或許可以解決房屋價格過高的問題。如果再加上AI技術,將徹底改變我們的建築設計和日常生活方式。

AI和3D列印技術的結合,正在營建業掀起一場革命。從奧斯汀的3D列印住宅,到杜拜的未來辦公室,再到德國的The Wave House,這些創新技術展示未來建築的無限可能,隨著技術不斷進步,將為我們的生活帶來更多便利和驚喜。

 

參考資料

※本文轉載自低碳生活部落格〈自己住的房子自己印 3D列印與AI如何重塑建築新未來?

作者

謝明珊

從事筆譯十餘年,悠遊在商管、身心靈、科學各種領域,在有限的生命裡,做自己喜歡做的事。