(视频)“太阳能未来之家”,洛杉矶首栋合法3D打印房屋建成
据洛杉矶时报9月19日报道 南加州伯班克伍德伯里大学(Woodbury University)校园边缘的一宿舍楼旁,有一栋小巧但非常引人注目的房子。这幢425平方英尺的小屋由缓缓弯曲的混凝土结构组成,配有宽敞的门廊和引人注目的倾斜屋顶。细长的落地窗错落有致,阳光柔和地照亮室内。
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这是一个漂亮的建筑,然而它真正的非凡之处在于其建造者和建造方式。
视频:“太阳能未来之家”建造过程,来源:洛杉矶时报网站
这栋被称为“太阳能未来之家”的小屋,其正式名称是“Solar Futures House”,由伍德伯里大学建筑系的学生设计,采用最新的3D打印技术用混凝土建造而成。
根据伍德伯里大学建筑学院院长希瑟·弗洛德(Heather Flood)的说法,太阳能未来之家是洛杉矶市第一栋获准建造的3D打印房屋(注:虽然伍德伯里大学位于伯班克,但这栋房子所在的校园的一部分位于洛杉矶市范围内,因此获得了洛杉矶市的许可)。它是由位于北加州雷丁的3D打印建筑公司Emergent建造的。
最值得注意的是,这栋3D打印小屋建成的速度如此之快。
伍德伯里大学建筑管理项目主席基沙尼·德·席尔瓦(Kishani De Silva)说:“从开始设计、前往市政府办理许可手续、与3D打印公司合作,到应对14场天气风暴,整个过程15个月。它在5月12日建成了,令人激动的是,第二天学生们就毕业了。”
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从设计到接近完工只用了15个月,这对于由诸多因素导致的政府部门批准任何事项都很慢的洛杉矶来说,简直就是奇迹。
学生们与来自市长能源与可持续发展办公室、工程局以及水电部的非营利清洁技术孵化器的市政专家合作,这些组织对于解决繁文缛节方面也起到了一定的帮助作用。但在洛杉矶地区饱受住房和无家可归危机困扰的时候,如何快速建设住房仍面临很大挑战。
需要明确的是,这个3D打印小屋尚未100%完工,但已经非常接近了,其少数内部区域和一些外部景观设计仍未完成。此外,该建筑还需要获得洛杉矶建筑和安全部颁发的入住许可。
但这仍是一个令人印象深刻的房子,它在狭小的空间里实现了很多东西。
层层叠叠的3D打印混凝土让小屋的墙壁看起来很像地质结构,而弯曲的形状和挑高的房顶则让这个尺度紧凑的小屋不会给人一种像鞋盒一样的压抑感。此外,有顶的门廊和起居室通过一扇推拉门相连,推开这扇门,空间会感觉更大、更通风。
正如它的名字“太阳能未来之家”一样,这是一栋优先考虑环保的建筑。
这栋3D打印小屋最初是“太阳能全能竞赛(Solar Decathlon)”的参赛作品,这是一项由美国能源部组织的全美大学生竞赛,旨在鼓励新晋设计师创造以可再生能源为动力的高性能建筑。
2022年春季,伍德伯里大学一个班的学生共同提交了一份设计方案,后被选为该竞赛14个入围作品之一,并获得了来自能源部5万美元的建设资金。同年秋天,该团队破土动工。
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学生们着手建造时非常注重效率。小屋的淋浴用水可循环用于冲厕所;弯曲的外形和倾斜屋顶可根据一年中太阳照射的角度进行调整,从而最大限度地利用太阳能发电。小屋的屋顶上有一组太阳能电池板,这使得小屋实现了不需要额外电力为其供电。如果再增加一组太阳能电池板,小屋还能实现为电网供电。
小屋倾斜的屋顶由树脂涂层的反光金属制成,上面铺有9英寸厚的矿棉隔热材料,有助于保持小屋内部的温度和隔绝外面的噪音。伍德伯里大学紧邻5号高速公路,但在双层混凝土墙、三层玻璃窗和隔热材料的共同作用下,这栋小屋给人一种宁静的感觉。矿棉隔热材料还具有防火功能,解决了防患加州另一个自然风险的问题。
3D打印大约需要3天时间。在传统的建筑结构中,90度角是墙体相接的最有效方式,但3D打印技术可以让建筑拥有更灵活的形状。例如小屋的浴室,浴室在一个圆形的房间里,其设计符合《美国残疾人法案》的要求,里面还包括洗衣设施。
能源部的拨款并不包括所有的费用。据建筑学院院长弗洛德估算,3D打印小屋目前造价约为25万美元,其中包括来自一些当地公司的技术支持和实物捐赠。总部位于洛杉矶的努斯工程公司(Nous Engineering)参与了结构工作、托兰斯的布林设计集团(Breen Design Group)在机械系统方面提供了帮助、菱电机(Mitsubishi Electric)捐赠了一套暖通空调系统、宜家提供了家具。
太阳能未来之家是一项重大成就。尤其是考虑到伍德伯里大学是一所小型学院,其本科生不到1,000人,且其认证的建筑专业相对较新,成立于1994年。该校的学生主要来自南加州,其中许多学生是拉丁裔,因此该校被指定为西班牙裔服务机构。这所学校在建筑领域的多元化方面发挥着至关重要的作用,因为该领域目前仍然以白人为主。
在两个学年的时间里,有20多名学生参与了小屋的设计工作,他们轮流参与该项目,并将其作为课程学习的一部分。而他们中的许多人都从头至尾参与了这一项目的全过程。
太阳能未来之家很快就可以入住了,大学管理人员正在讨论如何使用它。可能的用途包括作为来访演讲者的客房,或为住房无保障的学生提供住所。
无论其最终的用途是什么,这栋3D打印小屋都将继续发挥作用。院长弗洛德说:“这是一种设计和建造方法的原型,未来的实际形状和形式可以多种多样。这一设计可以适应许多不同的场地条件,也可以将多个单元嵌套在一起,从而充分利用结构效率。”
伍德伯里大学的学生们希望能够运用这一初步概念,对这一设计进行改进和调整,未来可适应老年人等其他群体的需求。
洛杉矶的第一栋合法3D打印房屋现已基本完工,但这一创新、经济、有效的解决加州严重住房短缺问题的建造设计理念才刚刚起步。
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