Enel Green Power 在地震带 3D 打印永久性抗震混凝土结构

2024年10月3日，南极熊获悉，可再生能源技术开发者 Enel Green Power与那不勒斯费德里科二世大学合作，成功率先使用 3D 打印技术在地震带建造永久性混凝土结构，这在意大利尚属首次。该项目在拉齐奥地区的Montalto di Castro 发电厂实施，代表了建筑和能源领域的重大创新。这些结构是Alessandro Volta 发电厂电池储能系统 (BESS) 的一部分，旨在储存发电厂产生的多余电力。这些结构包括一座小型工业建筑和主要电气设备的基础，标志着可持续建筑的新时代。

这一里程碑是意大利首个使用 3D 打印技术建造的非临时混凝土建筑，也是全球能源领域首批此类建筑之一。重要的是，该项目已获得抗震许可，这意味着它可以安全地用于地震多发地区，这是意大利地震带的一个重要考虑因素。这种创新的施工方法能够获得土木工程部门的批准，凸显了该项目背后的技术严谨性和创新性。这些发展标志着 Enel Green Power 和整个 Enel 集团向前迈出了重要一步，他们正在努力实现更可持续、更高效的建筑实践。

蒙塔尔托迪卡斯特罗的 BESS 设施的建设采用了增材制造技术，也就是通常所说的 3D 打印。该过程涉及根据在计算机上设计的数字模型逐层创建对象。在这种情况下，机械臂使用海德堡材料公司专门为 3D 打印设计的水泥材料制造了 11 面墙和其他组件。每面墙大约 3 米高、1.5 米宽，总共打印了约2.5 公里的材料。支撑电气设备的地基采用类似的方式建造，每一块都更像树根等自然形成的物体，而不是传统的混凝土结构。

墙壁和地基在那不勒斯附近的沃拉制造完毕后，被运到蒙塔尔托迪卡斯特罗工厂进行组装。这种在场外打印建筑组件，然后在最终地点组装的过程让人想起建造大型乐高积木。这种建筑不仅具有创新性，而且效率很高。蒙塔尔托迪卡斯特罗工厂的建筑很小，约 15 平方米，但其重要性在于建造它的技术和方法。该项目将传统的预制技术（例如单独建造屋顶）与尖端的 3D 打印技术相结合，展示了两种方法的兼容性。

3D 打印在建筑行业具有诸多优势。首先，它大大缩短了建筑时间。蒙塔尔托迪卡斯特罗的施工时间不到传统方法所需时间的一半。这种速度对于能源行业至关重要，特别是在不断发展的可再生能源领域，快速安装可以提高竞争力。此外，3D 打印消除了对模板的需求，模板是传统上用于在浇筑混凝土硬化时将其固定到位的临时模具。这既减少了所需的劳动力，也减少了对环境的影响，因为浪费的材料更少。

可持续性是 Enel Green Power 使命的核心，而 3D 打印在减少建筑对环境的影响方面发挥着关键作用。通过优化混凝土的分布，3D 打印可最大限度地减少材料使用量（在某些情况下可减少 50%），从而降低二氧化碳排放量。鉴于混凝土生产占全球二氧化碳排放量的很大一部分，这种减少是一项至关重要的好处。此外，通过使用更少的材料和减少浪费，3D 打印符合可再生能源行业的目标，该行业旨在最大限度地减少整个生产和基础设施生命周期对环境的影响。

除了环保优势之外，3D 打印还提供了更大的设计灵活性。通过数字设计和增材制造，可以轻松处理传统建筑技术难以实现或无法实现的复杂形状和定制细节。这种灵活性不仅为建筑创意开辟了新的可能性，而且还提高了结构的机械性能。3D 打印的高度数字化特性还提高了现场安全性，因为大部分劳动都是自动化的，从而降低了工人的风险。

Montalto di Castro 项目并非一帆风顺。据参与的工程师介绍，控制打印过程的一致性和确保材料的结构完整性是关键障碍。生产高达三米的部件，同时保持其软态和硬态的稳定性，需要精确控制挤出速度和打印块的几何形状。然而，该项目的成功完成证明了 3D 打印在克服这些挑战和创造耐用、可靠的结构方面的潜力。

Enel Green Power 与那不勒斯费德里科二世大学的合作始于两年前，目标是开发一种革命性的 3D 打印元件结构计算理论。该理论在现场实施之前，经过了实验室和数值模拟的严格测试。这些努力的结果已提交给意大利土木工程部和公共工程高级委员会审批。项目团队致力于研究和创新，其成果很可能成为未来工程和建筑研究的教科书范例。

展望未来，Enel Green Power 计划进一步开发建筑领域的 3D 打印技术。该公司已经通过意大利国家恢复和复原力计划 (NRRP) 获得了 ARTES4.0 能力中心的资助，用于工业化 3D 打印能源基础设施结构元素的过程。即将推出的 OM3GA 项目将与多家合作伙伴合作，包括意大利领先的 3D 打印机制造商 WASP和专门从事先进材料的公司 Materias。目标是使用移动工厂为变电站设备创建 3D 打印基础，允许直接在现场打印结构，进一步降低运输和环境成本。

Montalto di Castro 项目标志着 Enel 和整个能源行业向前迈出了重要一步。通过展示 3D 打印永久性抗震混凝土结构的可行性，Enel 为更快、更可持续的施工方法打开了大门。随着技术的不断发展，它很可能在能源领域发挥越来越重要的作用，特别是在可再生能源基础设施的发展中。3D 打印能够缩短施工时间、减少材料使用并降低二氧化碳排放，为当今行业面临的一些关键挑战提供了有希望的解决方案。