24小时10栋,建筑行业迎来震荡!建房机器人来了,房子地板价还有多远?

机械手达人 2023-08-24
2574 字丨阅读本文需 7 分钟

虽然建筑工人月薪逼近万元,但建筑行业依旧整体性工人“紧缺”,核心在于更多是“建筑老人”年年减少,而新的建筑工人尤其是90后越来越不愿意做建筑的重活累活……面对这个问题,越来越多专家学者和实战派都把希望寄托在“住宅产业化”之上。

当第一次看到可以自己抹灰的机器的时候,你的内心是何感想?有了这等机器人,得给我们的建筑工人们省多少力气!特别是抹灰质量、工期,这下不用愁了。但细思恐极,如果机器干得比人好,那还要建筑工人干嘛,只要维修和保养机器的工程师就好了,建筑工人真的要失业了吗?不禁想起德国发明了砌墙机,这不只是一个概念产品,这样的设备已经可以在工地应用了。德国大有占领建筑机械市场的野心——这就是德国工业4.0啊。

24小时10栋,神速度

随着科技的不断进步和发展,以机器人为代表的智能制造设备已经在各行各业得到了广泛的应用,而建筑行业也不例外。早在多年前,建筑行业便已经在尝试进行行业革新,引入新技术来提高效率、降低成本、提高质量,以及改善工作环境。

3D打印建筑是建筑行业技术革新的一项重要成果,其制造主要采用机械臂3D打印技术(RAM)实现。机械臂3D打印技术(RAM)通过将3D打印头与多轴机械臂相结合,创造出了比传统三轴(XYZ)机器更加灵活的3D打印机。机械臂的高运动范围为3D打印的设计自由度开辟了一个全新的世界,可实现极其复杂的弯曲几何形状。此外,机械臂3D打印技术还能够提供比普通打印机大得多的打印尺寸,高达30米甚至更高,这使得3D打印建筑成了建筑行业的一场革命性变革。

据了解,3D打印建筑第一次用于供人居住发生于2014年。盈创建筑使用机械臂3D打印技术(RAM)在24小时内为张江高科打印了十栋可供人居住的3D打印建筑,作为当地动迁工程的办公用房。由于3D打印房子的过程中需要依赖大型机器,只适合建造一些平房、小别墅等,存在不能建造高楼层房屋、不能完成挖地下室、打地基工作的缺陷。2015年,盈创建筑在对技术改进后,在盈创苏州工厂耗时半个月打印出当时全球最高的3D打印六层居民住宅楼和一栋带内外装饰1100㎡的三层别墅,打破了机械臂3D打印技术(RAM)此前的限制。

在国外,机械臂3D打印技术(RAM)也同样在建筑界流行。2016年,在俄罗斯莫斯科地区,美国初创企业Apis Cor与PIK合作,使用机械臂3D打印技术(RAM),利用一台像工业吊臂的3D打印机,在不到一天的时间内建造了一座 400 平方英尺的冰屋风格房屋。

2017年,在德国北威州,由南特大学与市议会和当地住房协会合作,使用BatiPrint3D机械臂3D打印技术建造的Yhnova社会住房项目,以低于传统解决方案20%的成本建造完成。2018年夏,法国的一个五口之家入住,让“Yhnova”房屋成为欧洲甚至第一座有人居住的3D打印房屋。2018年,在美国奥斯汀,ICON与非营利组织New Story合作的原型住宅项目Chicon House成为美国第一个允许使用3D打印的房屋,打印成本约为10,000美元的Chicon House成为解决美国日益严重的经济适用房问题的解决方案之一。

机械臂赋予了3D打印建筑自主支撑结构更多的可能性。通过机械臂3D打印机打印的部件通常不需要支撑,也进一步提高了设计的自由度,并减少了材料浪费和人力成本。基于以上优势,3D打印建筑近年来发展迅速,并在世界范围内逐渐流行,这一点从相关企业的发展上得到很好体现。

中国建筑行业的震荡

以“Hadrian X”为代表的建筑机器人开启了建筑业的AI新时代。经过几年的快速发展,当下,中国地产建筑行业或将因为AI人工智能发生产业剧烈震荡。

在传统建筑业,由于其具有“危、繁、脏、重”的特点,施工人员工作条件差、劳动强度大、安全事故高发导致传统建筑业对年轻一代丧失了吸引力。数据显示,目前我国建筑工人平均年龄已接近50岁,比2007年增长了10余岁。建筑工人工作条件差、劳动强度大、安全事故高发及建筑工老龄化问题逐渐凸显。由于缺少年轻工人,人工成本升高,未来建筑行业或将陷入劳动力不足的窘境。

近几年,建筑用工成本大幅上升,建筑企业利润下降,倒逼房地产企业使用建筑智能机器人降低成本。有实验证实,适量机器人的帮助,可使生产效率提高4倍。诸多嗅觉敏锐的房企都已开始将触角伸向机器人等高科技领域。据介绍,如果建设一栋30层的楼房,70%的工人劳动用建筑机器人完成,其余30%为建筑熟练工,并培养20%操作建筑机器人的新型建筑工人,即可解决安全和质量问题,提高劳动生产率并节约大量成本。

在赛迪顾问人工智能产业研究中心张梓钧看来,人工智能的优势即在于能够大幅提升工作效率、质量和精度,弥补了人工劳动易疲劳、出错率高的缺点,适合完成建筑中的标准化劳动。

安装作业使用焊接机器人可提高焊接质量,确保施工安全;超高层外表喷涂机器人可以解决高空作业安全问题,提高施工速度和精度;大型板材安装机器人可用于大型场馆大理石壁板、玻璃幕墙、天花板等的安装作业,无需搭建脚手架……放眼全球,机器人已经在建筑业各环节遍地开花。

建筑之所以“神速度”的最大功臣

除了建筑机器人,科学家们又倒腾出了一种超大号的3D打印建筑机器人。这个机器人叫做数字化建造平台(Digital Construction Platform 简称DCP)。

它带有一个液压驱动的可以自由伸缩和移动的机械臂,可以搭载太阳能光电板,或者使用电源或电池。它的自身体积不大,可以被安装在各种不同的环境和场地中,而且非常灵活,机械臂的工作半径可达10米以上,可以胜任各种复杂形体的建筑建造工作。

它的另一个好处是,可以根据输入的3D模型,自动打印输出,不需要人来控制。想象一下,工人把机器拖到施工现场,安装就位,然后输入今天需要打印的模型,按一下“开始”,就可以回家吃饭啦!等吃完饭,天色渐晚,再回去检查一下成果,“打完收工!”嗯,其实也不一定需要收工,只要有电,人家还可以通宵达旦地工作呢!

为了测试机器,科学家用聚氨酯泡沫打印了一个直径14.6米,高3.7米的拱形结构,只用13.5个小时。液体聚氨酯泡沫从机器臂的前端喷出以后,会迅速膨胀和硬化,是一种很好的“建筑打印”材料。拱形结构的墙体被打印成了中空结构,里面还可以添加钢筋、灌注混凝土,使之成为一个坚固的、永久性的建筑结构。即使在不灌注混凝土的情况下,墙体也已经有了一定的强度,足以承载一个成年人站在上面。而聚氨酯泡沫也可以起到很好的保温隔热作用。

那么,这样的打印房屋,距离我们遥远吗?根据市价调查,售价8000万的别墅3D打印只要100多万,一套130平的大房子只要1天时间就能完成,可说让炒房者无路可走。

为了证实这项技术的真实性,还有一档节目专门邀请了4位设计师,让他们设计房子,其中一位就现场展示了这样的打印技术,据说,简单家具(橱柜、浴缸等)也可以打印出来。苏州工业园区有一栋面积达1100平方米的别墅创造了全球首个带内装外装一体化3D打印的纪录:房子的墙体看上去跟用水泥建造出来的一样,呈现出年轮蛋糕般的螺纹结构,用手指敲敲墙体,听到空空的声音。虽然手感粗糙,但每层之间密不透风,看上去浑然一体。

相信未来,也许随着时代的进步,建筑成本的降低,大家可以随心所欲地创造各种脑洞突破天际的建筑,各种各样的想象都能成为现实。

文章来源: 机器人大讲堂,智寓工场,天正CAD自学

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