受自然启发的建筑：3D 打印与亲生物设计相结合

心理学和建筑环境研究表明，当人们被绿色植物和大自然包围时，他们会感觉更好，这就是建筑中的亲生物设计。自然采光和通风、绿化、种植园、与户外的连接以及开放式建筑都是创造亲生物建筑的原则和方法，这些建筑可以滋养灵魂，让人们重新联系和恢复活力。

将自然融入建筑环境不仅可以改善人们的整体情绪，而且对健康和幸福也起着重要作用。这在新医院的设计中很明显，建筑师确保患者获得足够的阳光并有机会接触绿色植物以加快他们的康复过程。亲生物设计也出现在当代办公空间和建筑中，员工的工作效率更高，从而带来更好的工作成果。

当亲生物设计以可持续的方式建造时，它们会更好地发挥作用。3D 打印是建造复杂或简单结构的一项现代技术，它使用增材制造技术来建造建筑物。这种建筑物的建造需要使用大型 3D 打印机，该打印机经过预先编程，可根据最初在计算机程序上设计的数字模型逐层挤压建筑部件。

3D 打印建筑的优点包括：由于减少了对体力劳动的需求，从而降低了成本，减少了资源浪费。它们还提供了速度和效率、设计自由（得益于 3D 打印机的设计灵活性，建筑师和设计师可以探索创意概念而不必担心可行性），最重要的是可持续性（3D 打印建筑产生的建筑垃圾更少，使用的材料能耗更低，更环保）。

与任何建筑项目一样，第一阶段始终是设计和研究阶段，建筑师与其他设计师和工程师合作，了解项目的背景、需求和规格。接下来，基于对设计要求的理解创建数字 3D 模型。模型被接受后，将根据耐用性、成本和兼容性等因素选择适合 3D 打印的材料。之后，根据项目的规模和要求选择3D 打印技术。包括机械臂、龙门系统或大型 3D 打印机。

除了 3D 打印中的 XYZ 方法外，3D 打印的机械臂还具有可在现场打印大型结构的机械臂。机械臂的好处在于它们可以灵活地可持续地创建建筑结构。机器人 3D 打印机的设计不受限制，并且更多地受限于机械臂的编程移动方式。因此，使用这项技术在建筑中创建亲生物设计是一种很有前途的技术。

德克萨斯州“零号屋-House Zero”

由 ICON 建造的德克萨斯之家（House Texas）是一个实验项目，旨在测试 ICON 专有的混凝土墙打印系统。该房屋的设计旨在持久耐用、适应性强且环保，与德克萨斯州奥斯汀的自然景观融为一体，使其成为一种亲生物设计。德克萨斯之家展示了 3D 打印技术在建筑施工中的能力。该房屋的主要特点包括净零能耗设计、材料表达（展示可见的混凝土墙）和亲生物设计，因为它使用天然木材、自然通风和与户外环境的连接。

“House Zero 是全新设计语言和建筑术语诞生的起点，它将利用机器人建造房屋，满足我们对住房最需要的东西：舒适、美丽、尊严、可持续性、可实现性和希望。”

——Jason Ballard ICON，联合创始人兼首席执行官

Quatro 

Quatro 是一座 159 平方米的 3D 打印房屋，位于美国南加州的沙漠温泉，由 Mighty Buildings 建造。这座两居室房屋由 Ehrlich Yanai Rhee Chaney Architects (EYRC) 设计，其独特之处在于它旨在成为一座零净排放房屋，这意味着它产生的能源与它使用的能源一样多。这得益于 Mighty Buildings 的创新施工方法，该方法使用易于组装的灵活预制面板。

Mighty Buildings 首席执行官 Slava Solonitsyn 表示：“我们很高兴成为世界上第一家完成我们认为的未来可持续住房标准的公司。因此，住房开发商将不再需要在盈利能力、质量、设计和保护地球之间做出选择！”

Quatro 的一个重要方面是其对材料的巧妙利用。外墙由 Light Stone 制成，这种材料在奥克兰的一家工厂 3D 打印而成，随后在现场组装。Light Stone 的独特之处在于它虽然轻巧但强度高，而且在制造过程中产生的二氧化碳更少，因此比普通混凝土更具可持续性。该房屋采用太阳能技术，并采用机器人涂抹的特殊涂层，使其能够抵御飓风、洪水、火灾、霉菌、昆虫和极端温度。Quatro 证明了 3D 打印建筑在可持续发展方面拥有光明的未来。

Project Milestone

Project Milestone 是一个由荷兰建筑师 Houben 和 Van Mierlo 设计的五栋 3D 打印房屋组成的项目。Project Milestone 位于埃因霍温郊区，是一座 94 平方米的欧洲首座可居住的 3D 打印房屋。这是一栋单层住宅，设有开放式厨房、餐厅和起居区，以及一间大卧室和浴室。外墙呈弧形和倾斜状，由 3D 打印的混凝土层制成，形成 24 个可拼合在一起的独立部分。

Tecla 

Tecla 是意大利的一个低碳住宅原型，由 Studio Mario Cucinella Architects 和 3D 打印专家 WASP 设计。它的名字源于“技术与粘土”两个词，体现了使用高端 3D 打印技术实现的亲生物设计。由于其形状和材料的使用，该房屋具有有机美感。室内包括起居空间、厨房和睡眠区，屋顶上有一个圆形天窗。这个项目的特别之处在于它注重乡土建筑和使用当地材料，利用先进技术实现低碳住宅项目，融合了亲生物和 3D 打印。

▲系统分析©Mario Cucinella Architects

随着时间的推移，世界不断发展，新技术不断涌现，但这并不否认，作为设计师，我们有责任维护过去的意识形态，以造福我们的未来。几十年前，人们在资源匮乏的情况下学会了以现状为生，但他们并不知道，他们的方法已经转变成当今先进技术中可传授的概念。亲生物设计、乡土建筑、与自然的联系以及轻质材料的使用，都是古老的概念，但借助当今技术，这些概念可以以最聪明的方式实现，造福地球母亲及其人民。

参考文献1 2 3 4