■何佳康

    把机器人和3D打印技术结合听起来是不是很酷？更何况这是一栋3层楼的建筑物，不仅是数字化规划设计，而且是在机器人和3D打印机的帮助下建造的。

    3月1日，瑞士苏黎世郊区的鸟巢（Nest）大楼，随着一块80平方米的轻质混凝土板最终打印完工，世界上第一个完全使用3D打印技术进行建模+机器人建造的建筑项目宣告落成。

    这幢三层楼建筑被业界同行称为“DFAB House（Digital Fabrication House数字化建筑楼宇）”，它还有另一个名字——Nest(鸟巢)，不过，它的建造者、瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH）和瑞士联邦材料科学与技术实验室的学者和研究人员们则宣称，Nest是Next Evolution in Sustainable Building Technologies

    的缩写，意为“可持续建筑技术的未来进化”。

    这一旨在探索未来建筑形式的研究项目于三年前启动，由联邦理工学院及材料实验室的8位教授和来自30多家公司的行业专家合作设计、建造。整幢建筑主体占地200平方米，设计、建造过程中使用了多项高度原创的技术——数字化设计、3D打印、现场机器人施工，以及未来房屋日常使用中的多项人工智能技术……瑞士《建筑季刊》评论认为，鸟巢不仅规划设计全程数字化，而且是在机器人和3D打印机的帮助下建造的……这一项目的顺利完工，展示了数字技术未来将如何改变房屋设计和建造，更关键的是，它在现有条件下测试了新的数字化建筑施工工艺，以及一系列前沿节能技术的可行性。

    根据媒体报道，鸟巢的设计实现了100%的模块化。它由一个中央建筑核心组成，各种建筑模块和它对接。由数字化技术规划的楼板，在静态和结构上进行了优化，与传统的混凝土板相比，可节省超过25%的材料。混凝土天花板采用3D打印模板铸造(上图)，由建筑机器人建造的弧形混凝土墙，则体现了设计师精心构思的建筑特色——其美学特征令人联想起瑞士艺术家HR Giger创造的“异形”。

    与此同时，数字设计和施工技术的完善，也让设计师“脑洞大开”，让建筑结构的规划有了更多可能性。例如，鸟巢上两层的结构采用木制框架支撑，这些木制框架由现场的两台建筑机器人按照施工进度“即时建造”，然后由同样是在现场的安装机器人拼装成复杂的几何结构(下图)。如此高难度的施工，在数字化技术普及之前，根本无法想像。

    比起项目建造中数字化技术的普遍应用，鸟巢的室内设计更具未来色彩。由Digital STROM（数字化旋风）领导的公司联盟，已在鸟巢安装了首批智能家居解决方案，包括智能家具、多层次防盗装置、自动感光和遮阳设备，以及最新一代的网络智能家用电器——在说出特定的指令后，百叶窗就像变戏法一样打开，水壶自动为您沏茶。听起来像是一部科幻电影，但这或许就是未来的现实——下个月起，鸟巢将迎来第一批来自瑞士和欧盟其他国家的建筑师入住，接受专家的严格检视。

    鸟巢在能源节约方面也非常聪明。屋顶上光伏模块的供电量是房屋设备本身耗电量的1.5倍。这个聪明的设计源自实验室专家以及一家瑞士采暖设备商的跨界合作，节省了大量的水资源。其“智能”之处在于，一方面，废水的热量通过热交换器直接在淋浴盘中回收，另一方面，热水在不使用时从管道流回锅炉，而不是在水管中冷却。这一设计不仅可以节省能源和水，还可以降低细菌在管道中滋生的风险。

    “数字制造技术的建筑潜力是巨大的。遗憾的是，这些技术仍然很少用于建筑工地。通过鸟巢的建造，我们能够与工业界一起测试新技术，从而加速从研究到实践的转移。”联邦理工学院教授马蒂亚斯·科勒这样表示。他透露，未来几年内，鸟巢中的各项智能解决方案和大部分数字化建造技术，将会在瑞士和欧盟其他地区加速实践推广。