3D打印防洪房屋"FloodBuster"：應對美國極端天氣的創(chuàng)新之舉

美國近年頻繁遭受極端天氣襲擊，不只是颶風，洪水也已成為嚴重威脅。2022年，Eastern Kentucky遭遇特大洪災，一個驚人的事實引發(fā)了人們的思考：80%被毀的建筑竟然位于公認的安全區(qū)域內(nèi)，這些建筑原本不在已知的洪水風險區(qū)域。



面對這一現(xiàn)象，Kentucky Somerset Community College的工程與建筑教授Eric Wooldridge看到了美國建筑行業(yè)的深層次問題："這些本應安全的建筑卻遭受如此嚴重的破壞，說明我們在建筑結(jié)構(gòu)和建造方法上亟需改變。"2025年7月，南極熊獲悉，Wooldridg利用自己的研究背景開發(fā)了防洪住宅。

跨界合作打造防洪新方案
正是這樣的思考推動Wooldridge行動起來。他結(jié)合自己在建筑、工程和3D打印領(lǐng)域的專長，聯(lián)合Progress Appalachia和RIC Technology公司共同開發(fā)出"FloodBuster"防洪住宅。這一項目得到了U.S. Department of Agriculture Rural Development和Appalachian Regional Commission的資金支持。

Wooldridge解釋道："通過3D打印混凝土技術(shù)，我們能將創(chuàng)新工程理念融入建筑設計中，讓房屋更好地抵抗洪水沖擊。我們還開發(fā)了新型錨固系統(tǒng)和門窗安裝技術(shù)，這些都是傳統(tǒng)建筑方法難以實現(xiàn)的。"


△Eric Wooldridge 是創(chuàng)新型 3D 打印混凝土房屋計劃的領(lǐng)導者

科技賦能的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢
SCC工程團隊采用有限元分析、人工智能等先進技術(shù)，結(jié)合多年建筑經(jīng)驗，開發(fā)出了超越現(xiàn)行標準的結(jié)構(gòu)設計。這些設計可無縫整合到各種3D打印住宅中，且?guī)缀醪辉黾咏ㄔ斐杀尽?br />


"FloodBuster"設計的核心優(yōu)勢在于材料使用效率的最大化。這種結(jié)構(gòu)能確保建筑在關(guān)鍵部位擁有足夠強度，有效抵抗EF4級龍卷風或高速洪水的沖擊。更值得一提的是，這種3D打印混凝土建筑的成本與傳統(tǒng)混凝土或磚塊建筑相當。

從圖紙到現(xiàn)實：首個示范項目
經(jīng)過三年潛心研發(fā)，2025年6月27日，團隊在SCC校園內(nèi)啟動了"FloodBuster 1"的實際打印工作。為確�；�礎穩(wěn)固，團隊提前數(shù)周完成了創(chuàng)新設計的混凝土基礎板澆筑。盡管當時正值酷暑高溫，團隊仍成功完成了打印任務，整個結(jié)構(gòu)打印耗時53小時。這一過程吸引了約300名現(xiàn)場觀眾和100多名在線觀眾的關(guān)注。



面對高溫天氣帶來的挑戰(zhàn)，團隊采用噴霧降溫技術(shù)，有效控制了混凝土表面溫度。據(jù)Wooldridge介紹，3D打印混凝土建筑的另一大優(yōu)勢是極低的勞動力需求："正常運行時，只需四人團隊就能完成全部工作，這大大降低了人工成本。"



對于3D打印混凝土被認為成本高的質(zhì)疑，Wooldridge表示："我們的實際材料消耗數(shù)據(jù)非常樂觀。雖然專用混凝土材料價格確實高于普通混凝土，但綜合考慮建筑的長期耐用性和抗災能力，整體性價比非常高。"



未來展望與推廣計劃
隨著FloodBuster 1的逐步完工，團隊已開始規(guī)劃在Bluegrass Veterans Ranch建造FloodBuster 2，并與Habitat for Humanity合作開展更多項目。Wooldridge表示："FloodBuster 1已引起全國多個機構(gòu)的關(guān)注，他們希望與我們合作獲取專業(yè)知識，或請我們?yōu)槠漤椖刻峁┳稍儭，F(xiàn)在這項技術(shù)已經(jīng)足夠成熟且經(jīng)濟可行，是時候?qū)⑺�推向�(qū)嶋H應用，為應對極端天氣提供更多創(chuàng)新解決方案。"



這項創(chuàng)新的3D打印防洪住宅技術(shù)標志著建筑防災領(lǐng)域的重要突破。它不僅僅是一種建筑方式的革新，更代表了一種前瞻性思維——主動應對氣候變化帶來的挑戰(zhàn)，而非被動修復災后損失。隨著技術(shù)的成熟和推廣，F(xiàn)loodBuster有望為更多易受洪水威脅的地區(qū)提供可靠保障，特別是那些位于傳統(tǒng)洪水區(qū)域之外卻面臨新增風險的社區(qū)。