土基3D打印技术将建筑成本与碳排放降低60%,澳大利亚研究破解住房短缺难题
斯威本科技大学正在开展一项前沿研究,探索利用土基3D打印技术应对澳大利亚日益严峻的社会性与经济适用住房短缺问题。该研究由澳大利亚研究理事会联动项目计划资助,并由斯威本工程学院Mohamed Gomaa博士主导。
该项目致力于开发一套机器人打印系统,能够通过精确挤压天然纤维增强的土壤混合物,制造高密度建筑构件,从而替代传统的混凝土施工方式。
行业合作伙伴Luyten 3D为该项目提供了大型建筑3D打印的专业技术支持,新南威尔士大学的研究人员也参与技术开发。原住民知识持有者贡献了基于传统土建实践的见解,这些正被适配于现代增材制造流程。
研究团队指出,到2036年,澳大利亚预计将面临超过60万套社会性与经济适用住房的缺口,这一数据成为推动替代建筑方法探索的关键动因。项目特别关注缺乏熟练劳动力和传统建筑材料的偏远及弱势社区。
采用土基材料的重要原因在于其环保优势。传统混凝土施工贡献了全球约8%的二氧化碳排放,而土基材料的碳足迹近乎为零。研究优先使用本地土壤,旨在显著降低建造成本和时间。
农业副产品如大麻和稻壳被用作植物纤维增强材料,掺入打印混合物中以提升土基结构的强度和耐久性。这种方法不仅实现了农业废料的建筑再利用,也符合循环经济原则。
斯威本大学表示,将本地土壤与自动化施工技术结合,可使整体建造成本和时间减少高达60%。目前实验室测试和小尺寸打印原型已完成,下一阶段计划在维多利亚州建设全尺寸示范建筑,以验证该技术的实际应用潜力。
国际实践中已出现类似案例。日本建筑事务所Lib Work在熊本县采用土基3D打印技术建造了一座100平方米的单层住宅,使用WASP设备打印由土壤、熟石灰和天然纤维制成的混合材料。
该项目将建造过程中的二氧化碳排放量从约4.5万千克降低至2.2434万千克,并达到了日本最高抗震评级。
此外,国际设计工作室Hassell在坦桑尼亚Hope Village完成了一座采用数字技术制造的3D打印社区建筑,其墙壁原料为本地土壤。该建筑结合了传统建材与增材制造方法,并采用木质屋顶和可移动隔断,满足社区灵活使用需求。


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