Project Milestone


Green Building 綠建築電子刊 2022 AUG-NOV VOL.073
110 2022-12-05
關鍵字 :  作品集成

從建築原型到住居的真正實踐

roject Milestone首棟住宅以租賃方式迎來入住者

 

資料來源:Houben /Van Mierlo architecten
文字整理:棲位工作室_呂慧穎

 


 

Project Milestone】基本資料:
位置|荷蘭,愛茵荷芬(Eindhoven, Netherlands)
建築設計|Houben /Van Mierlo architecten
業主|Vesteda
類型|試辦式住宅
技術研發|Eindhoven University of Technology(TU/e)、Saint-Gobain Weber Beamix、Witteveen+Bos、Van Wijnen
行政支援|愛茵荷芬市政府
樓地板面積|一層樓,95m2
完工啟用|2021年

 


 

 

Project Milestone的誕生

 

Project Milestone的誕生最早可以回溯至2016年荷蘭設計週(Dutch Design Week)期間,愛茵荷芬市政府和Eindhoven University of Technology提出了想要建造3D列印建築的想法。有鑑於過去荷蘭的3D列印建築皆屬於原型試驗性質,愛茵荷芬市政府於2017年招募了包括商業投資者等組成團隊,包括Vesteda、Saint-Gobain Weber Beamix、Witteveen + Bos和 Van Wijnen,由Houben /Van Mierlo architecten領銜設計為業主Vesteda房地產公司打造5棟3D列印混凝土住宅。本案從一開始就以最終須朝向商品化為目標,因此所有的建造條件比照一般建築法規辦理,完工後由Vesteda公司出租。

本案以Project Milestone為名,有諸多原因使其足堪擔當「里程碑」之名。其同時整合建築師、建商、市政府及研發團隊,不僅採用新興3D列印建築技術,更有公私部門間的協作,以及商業租賃的落實。在樹木繁茂的自然環境中,當第一位入住者進入居住時,它就從建築原型邁向實踐真正住居之路。Houben / Van Mierlo architecten充分發揮3D列印混凝土的優勢,賦予了建築形式自由,突破傳統混凝土僵化的外型。Project Milestone如巨石一般自然地融入綠樹成蔭的環境中。
 

Project Milestone最終目標為3D列印建築的商品化,是為建築原型到住居的真正實踐

 

 

最佳區位環境

 

本案基地位於愛茵荷芬Meerhoven區,所在區域稱為Bosrijk,是新興住宅區以擁有大片林地景觀聞名,區域規劃目標希望展現出本區景觀特色,「生活於地景之中」可以總括發展的概念核心,建築則應如雕塑一般融入地景。而Bosrijk是愛茵荷芬第一個未連接到天然氣網絡的地點,因希望住宅能源的設計從一開始就能朝向永續性、減少碳排;而對於建築本身,無論在空間規劃和建築質量上都有很高的要求。因為Bosrijk住宅區的屬性,正合適實踐3D列印建築這樣新興的概念,而周遭綠樹成蔭,將成為落實永續住宅最好的環境。

 

本案基地位於Bosrijk,是以高品質住宅及景觀為述求的新興住宅區

 

建築計畫分段落實

 

本計畫將分階段連續建造5棟房子,因此每次所獲得的經驗都可以應用於下一棟房子。第一棟房屋為單層3房95平方公尺,木屋頂結構。於2020年開始列印,2021年完工後開始開放申請入住。未來其他4棟房屋將會是多樓層建築,且樓地板及屋頂都會採用3D混凝土列印,但所有房屋的地基都將採用傳統的混凝土灌鑄技術。

 


Project Milestone首棟住宅為單層樓、面積92平方公尺

 

採用3D混凝土列印的優點

 

自從1824年波特蘭水泥問世後,水泥混凝土成為世界上使用最多的建築材料。本計畫原先就希望3D列印住宅能夠達到具備市場經濟的競爭性,因此採用了建築工業熟悉且掌握度高的材料。儘管目前3D列印混凝土在表面的精緻度上確實不及傳統工法,但因為傳統模鑄混凝土是實心的,消耗的混凝土比建築外殼結構性能實際所需的量要多得多。而生產水泥過程中釋放大量二氧化碳,全球有7%的碳排放量來自水泥製造相關產業,使用3D列印技術建造的中空牆體,在相同的結構強度下,可以減少水泥的使用量;並且藉由精準控制材料耗損,減少建築物的隱含碳。

另一個優勢是形式自由。通過3D混凝土列印,可以精準調整混凝土結構形狀,在傳統的模鑄混凝土工法中,則是模板決定了混凝土的形狀。 有了混凝土列印,建築商可以快速做出許多不同的混凝土細節,如弧形、空心或凸起等。擺脫傳統模板鑄造的限制,未來在列印技術精進下,相信能夠為建築設計美學帶來更多的創新思考。

此外,在列印建築中能夠較輕易的結合不同顏色、質量及防水性能設定的混凝土。列如建築的外牆壁必須防水甚至防塵,內層則須要確保優質的聲學效果;此外,牆內還需要埋設各種管線及設定開口(如插座等等),而3D列印建築能很快速的解決並滿足上述需求。而全程由電腦程式精確控制的列印工法,能夠讓建築設計變更有更大的時間彈性,更容易滿足客製化處理。

Project Milestone第一棟房子採用預鑄工法、現場組裝,預計最後一棟房子將完全採行現場列印,列印材料可完全現場配製而無需仰賴運輸,可加快興建時程。而3D列印建築減少傳統工法中現場綁模、箍筋等等的繁重專業勞力需求,由於時間和人力成本的大幅降低,在緊急災害應變及缺工的情況下,3D列印建築的優勢更能夠展現。

憑藉著優秀的被動式節能設計,Project Milestone與傳統建築相比,能源性能係數(energy performance coefficient)達0.25(數字越小表示性能越好),3D列印建築之正常使用壽命預計將超過50年,不低於傳統建築工法,在優越的隔熱性能下,整個建築生命週期內的能耗可以大為減低。


Project Milestone第一棟房子採用預鑄工法、現場組裝

 

從首棟住宅汲取的經驗值

 

合作團隊夥伴在科學模型開發試驗時,成功完成了各種形狀的列印,但首棟住宅的原始設計難度顯然更高,因此在實際執行時進行了部分建築造型上的妥協。未來合作團隊將根據最新的3D列印知識作為接下來4棟房屋設計的基礎,希望可以完成進階的建築型態挑戰,或減少列印技術和建築設計間的磨合時間。

在 Project Milestone 中,含跨6個不同專業領域的團隊,且這個計畫對於各方而言皆是全新的嘗試,團隊的組織協作、任務及角色分工、產品組件和流程步驟,以及諮詢和決策層級等等,皆需要從頭建立。這些知識經驗將在下一棟住宅興建中得到更好的處理。

另外,由於首棟住宅採取的是預鑄工法,難度在於要將1公尺高的列印元件從列印廠房運送到施工現場,由於元件形狀不規則,無論吊掛或運送都是一大挑戰。而目前合作團隊正積極研究在建築工地完全列印的方法,並且評估此選項是否在整體上更有效率,因為現場列印必須考量諸多變因,特別是天氣、溫度、濕度對混凝土固化的影響。

Project Milestone首棟住宅現場組裝作業

 

真正的居住空間

 

要落實真正讓人長期居住的基本要求,除了空間及設備機能外,更重要的是必須符合所有與住宅相關之建築法規,而Project Milestone踏踏實實的拿到各階段的建築許可,包括結構安全等等。

Project Milestone的5棟房舍完工後,並不會立即進行販售,而是由業主Vesteda在完工後進行租賃。目前首棟住宅以每月850歐元的租金、6個月為租期,租金水準則比照愛茵荷芬地區擁有類似環境條件之新成屋,希望讓更多人有機會能夠入住,同時也有助於收集居住使用意見,對於未來3D列印住宅商品化而言極為重要。

在Project Milestone完工後,團隊將藉由本案所累積的經驗,進行工法、材料及工序的改善,本計畫未來將陸續推動其他4棟3D列印住宅的興建,根據(租賃)使用者的意見回饋,也將進行空間機能的各項改善。而團隊也自我期許能夠在天花板(地板)的列印技術上尋求突破,朝向打造多層住宅的方向努力。而目前Project Milestone建築成本尚無法與傳統建築工法並駕齊驅,但Houben /Van Mierlo architecten及合作團隊都深具信心,只要專注於研究開發,達成目標指日可待。

 

 

延伸閱讀:

Eindhoven University of Technology(TU/e)建築3D列印技術展示
 

 

 

 

 

 

110 2022-12-05

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