俄羅斯第一棟3D列印房屋

 
圖、俄羅斯第一棟3D列印房屋

2016年12月期間，俄羅斯莫斯科州的斯圖皮諾(Stupino)出現了第一棟由3D列印技術打造的單層房屋(農舍)，展現3D列印技術在建築市場的應用前景。
 
該屋由俄羅斯Apis Cor和數家企業所組的PIK小組合建。Apis Cor是開發新型3D打印設備的俄國創業公司，另外還有提供電器的南韓三星、內部裝飾材料的德國BITEX 、俄國研發屋頂、隔熱和隔音材料的TechnoNICOL以及溫控窗戶的FABRIKA OKON等公司。
 
房子採圓形結構以及在氣候條件嚴苛的俄國冬天建造。這增加相當工程難度，譬如混凝土只能在+5度的環境下使用，為此架設了封閉帆布篷來維持溫度。
 

建成的農舍在舒適度上與一般房屋無異，可在零下35度正常運作。其面積為38平方公尺，內部有：前廳、浴室、休閒室與多功能廚房，安裝了三星牌家電(液晶電視、冰箱、工業電磁爐、洗碗機、電烤箱、微波爐與洗衣機)。其他特色如智能設計(配備自動化設備與安全系統)、節能LED照明和熱交換設備、防火材料以及環保裝飾塗料。
 
1. 屋頂與隔熱系統Apis Cor提供3D列印模組與混凝土攪拌與供給自動化系統。該模組機構類似一座塔式起重機，可在房屋內部及外部進行打印及移動，還配備了內建水平與穩定系統，能節省開工準備時間。
 

屋頂和隔熱採TechnoNICOL的創新設計。屋頂為平頂設計，能承受大量積雪與使用的高壓。在造價和使用壽命與當地常用的單面傾斜式屋頂差不多。
 

屋頂地毯為一種新型高耐久的Logicroof聚合物膜，使用特製的熱空氣機器來鋪設。隔熱層則用Logipir硬異氰酸酯泡沫(PIR, polyisocyanurate foam)所構成的高強度磚 (熱傳導係數為0.022W / m * K)鋪設，使屋頂重量跟厚度大幅減少。屋頂上還使用一種特殊楔形隔熱物 -異氰酸酯泡傾斜構造來製造出雨水的導流角。

房屋外表隔熱處理採TechnoNICOL公司的創新材料或技術，包括ROKLAYT石綿、Logipir填充隔熱材料或聚氨酯澆注層。外牆與其他外部結構之間不需緊固件連結，即可避免熱橋的產生。隨著設備的完善，未來可在結構打印的同時完成隔熱處理，以減少房子建造的時間。

使用的Logicroof聚合膜和Logipir隔熱材料在可燃等級上符合俄國的G1消防安全標準。

2. 內部裝潢

打印的牆壁使用了BITEX的Reibeputz礦石膏裝飾材料，這種塗料由白水泥、球狀大理石和花崗岩碎屑所製成，具很好的附著力，還可做為房子額外的保溫層。房子外部則使用BITEX的Egalisationsfarbe高品質塗料漆成黃色。

3. 房屋造價

整棟房屋造價為59萬3568盧布(今日匯率換算約新台幣31萬7982元)，每平方公尺平均為1萬6000盧布(8,573新台幣)。造價包含地基、屋頂與內外部裝潢材料與構築工作、牆壁保溫處理以及窗戶、地板與延伸天花板之安裝。
若採用方形的設計，造價估計可降至每平方公尺1萬3000盧布(6964新台幣)。
 

3D打印與傳統建築之比較

3D列印技術主要能大幅加快建造速度，如外牆、間壁及其他結構僅在一天內就完成。與傳統建築工法(如模組工法)相較下，3D列印可減少70%的模塊處理(擺放、銼平與排齊)的時間。其他優點還包括：
 

• 毋須運送建築器械和工具，與在損壞的情況下費時更換，

• 減少建築材料與工人控管時間。

• 建造過程中的人為錯誤可降至最低。

• 不會產生大量的建築廢料。

• 可以建造出各種形狀的房子(僅存在物理規則限制)，且 打印結構強度頗高。未來隨著該技術的發展，將可以進一步建造多層的房屋。

成本節省較難以下定論， 3D列印以外的許多因素都會影響總成本，如裝潢材料的選擇、隔音隔熱水平的要求等，但可確定透過3D列印房屋結構可以減少成本。

3D列印房屋技術目前受到斯科爾科沃創新園區重視，未來也將在該地建造。目前該園區有83家從事城市建造技術的企業，提供500個機會以及每年創造4億盧布的盈餘。(1306字；圖3)
 
 
參考資料
1. Apis Cor 官網
2. Умному городу и миру: в Сколково обсуждают инновации в строительстве.
3. Компания Apis Cor возвела 3D-печатный дом в Ступино.
4. Строительный 3D-принтер APIS COR.

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