自支撑结构，WASP完成生态友好型房屋 "TECLA "的3D打印

2021年1月21日，南极熊获悉，意大利3D打印机制造商WASP已经完成了生态友好型房屋建设的3D打印阶段。

这栋全装配式住宅绰号为 "TECLA"，使用多个3D打印系统建造，每个系统都将天然材料沉积到一个独特的支撑结构中。这座新颖的增材制造栖息地由意大利马里奥-库奇内拉建筑事务所设计，它的建设是一种概念验证，也是一种新的可持续住房模式的蓝图。

Mario Cucinella建筑事务所的同名创始人Mario Cucinella说："这座建筑的完成是一个重要的里程碑，由于设计和技术的使用，TECLA不再只是一个理论上的想法，它可以是对当今和未来生活需求的真实和可实现的回应。"

"TECLA是对一个前所未有的挑战的实现，它将打印几何学推向了物理极限。"

WASP的建筑资质

WASP成立于2012年，使命是开发数字制造工艺，推进循环经济。

公司最近推出的机器包括面向生产的Delta WASP 4070 TECH和WASP 2040系统，以及专注于建筑的WASP 3MT CONCRETE。在过去的18个月里，WASP还与Cucinella的公司建立了密切的合作关系，在这种关系中，WASP一直在寻求为专利技术寻找建筑应用。

2019年10月，两家公司根据可持续发展学院建筑专家的研究，开始规划TECLA生态屋。WASP还与建筑协会建筑学院合作，确定技术可以用于解决无家可归问题的方法。

将这些发现付诸行动，WASP随后与Rossana Orlandi画廊合作，利用Crane WASP系统3D打印 "Gaia "生态建筑。房子的外壳是用天然土壤的副产品制作的，只用了十天时间就打印了20平方米厚40厘米的墙体。

△虽然WASP已经完成了TECLA大楼的3D打印阶段的建设（如图），但要到2021年晚些时候才会开放，图片来自WASP

3D打印一个可持续的栖息地

在Gaia成功的基础上，WASP现在又与Mario Cucincella合作，使用完全可回收的材料制造TECLA。建筑师根据长期合作伙伴的研究设计了TECLA（即技术和粘土的结合），目前它正在意大利北部的Massa Lombarda地区建造。

从本质上讲，TECLA是一种自支撑的宜居结构，可以通过将可重复使用和可回收的材料（如当地的土壤）层层堆积在一起来制造。理论上，由此产生的栖息地是完全碳中和的，同时可以适应世界各地任何可以想象的气候或条件。

为了将设计师的想法变成现实，WASP同时部署了几台Crane 3D打印机，这使得它能够最大限度地减少生产过程中所需要的人工干预。WASP的自动化方法还能够最大限度地提高流程的成本效率，同时减少能源输出，从而增加了其生态环保的资质。

在生产过程中，利用两个同步的3D打印臂，和定制软件进行打印控制，不会相互碰撞，从而将材料进行取料、混合和泵入。同步打印方法最终能够在200小时内创建圆顶形建筑，使用60立方英尺的材料和仅6千瓦的能源。

虽然项目3D打印阶段现已完成，但这些可持续建筑要到2021年春季晚些时候才能完全安装并正式启用。

中国的3D打印建筑

目前，在上海智慧湾科创园内，一座3D打印图书屋正在建造中。

△书屋未完工全貌

从材料测试、地面基础、主体打印到电安装、内装，书屋建造时间大约为一个月。书屋打印后将有30多平米，可容纳15人。在建的3D打印图书屋将在2021年1月中下旬对外开放。

没有钢筋的纤维混凝土抗性更好 !

这是上海首个混凝土3D打印图书屋，建成后，将为读者提供一个安静的读书氛围空间，此项目由智慧湾园区和清华大学数字建筑中心一起设计，并在园区内共同建造。

△3D打印图书屋效果图

在建期间，清华大学数字建筑中心研究助理何雨婷一直驻扎在园区工作，打印书屋的机器前端和一体机是清华大学数字建筑中心自行设计的。打印机器主要由机械臂、打印前端构成，机械臂前端有打印头，旁边放的一体机主要用于搅拌、泵送混凝土。

△打印机器

书屋用的混凝土没有钢筋，加入了纤维作为抗拉材料，性能和普通混凝土性能差不多甚至更好，也防震，这几天，书屋正在灌带有保温材料的水泥砂浆。清华大学无锡应用研究院数字建筑中心技术员毛描述，如今现场需要4名工人，早上过来先清理机器，准备打印需要的设备。

△建设中的混凝土3D打印图书屋

“设计师将程序发过来，调节完机器后，我们就开始动工打印。”毛宇轩说，遇到下雨天，是否动工取决于温度，如果温度低于零下，混凝土就无法硬化。在“智慧书屋”的入口处，放着两根木柱子抵着吊装单片墙，何雨婷说，正常情况下，这两根柱子不受力，但一旦墙体出现意外，柱子能够起到保护作用。在施工之初，设计团队就在实验室做过破坏实验，测算出建筑能承受的最大破坏力。

“堆叠式打印”打造图书屋外壳肌理感

设计之初，团队来到场地，看到一块整草坪中间有几棵树，觉得树中间很适合做书屋。他们参考了艺术展上的艺术品寻找灵感，“像威尼斯双年展上的一个建筑师做的展品，它是对于新材料的尝试后，产生一种微妙的造型。”何雨婷说。

在打印前，清华大学数字建筑中心先完成设计，有了书屋的模型，中心驻扎在施工地的成员把模型信息通过打印机器转化成打印路径信息，再转化成机械臂可以识别的代码。代码导入机械臂后，机械臂就可按照自行设定好的程序，打印图书屋。

书店“外壳”有两种不同的纹理。一种是正常的打印肌理，形成一层一层的纹路；另一种是门口体现凹凸变化的肌理，由设计团队精心设计，“这些造型全都在电脑内设计好，并转换成代码，用机械臂打印出来。“

△ 堆叠细节

2020年12月上旬，何雨婷正式进场准备设备，打印至今，已经超过两周时间。何雨婷说，目前书屋主体部分已基本结束，书屋上还有一个小顶盖，等吊装完成后，再将主体外部做表面漆处理，不遮挡打印纹理，但会让颜色更均匀。书屋1月中下旬可对外开放，建成后书屋里会有一圈矮架，可放图书在上面，人可以坐在矮凳看书。