Lennar混凝土靜默革命:3D列印建築

建築科技創新背後的政策、市場與社會衝擊

· 權力結構-美國,巨頭戰爭,科技與AI,重工業復辟-

撰稿人:Lia / 責任編輯:Zaphyra

美國德州奧斯汀郊外,全球最大的3D列印建築社區已然落成。由建築巨擘Lennar與科技新創Icon合作的百戶住宅計畫,不僅是對傳統營建業的技術顛覆,更被視為解決住房短缺、勞動力不足與建材成本上漲的潛在方案。此一創新模式展現了高效、節能及高防災韌性的優勢,卻也面臨初期成本偏高、法規調適與社會接受度等挑戰。本文旨在剖析此技術的發展潛力,及其在推動永續城市與氣候韌性政策上所扮演的關鍵角色。

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Lia. Independent Media 台北報導

在德州廣袤的平原上,一場變革正以一種近乎靜默的方式展開。這裡沒有傳統工地上敲打的喧囂與飛揚的塵土,取而代之的是大型機械臂沿著數位藍圖,如擠牙膏般精準地將特製混凝土層層堆疊。這就是由美國最大的建築商之一Lennar與建築科技公司Icon聯手打造的全球最大3D列印社區。這一百戶住宅的落成,不僅是一個建築學上的里程碑,更像是一份遞交給當代社會的答卷,試圖回應一個時代最深沉的焦慮:我們如何為未來建造家園?

這個問題的背後,是美國乃至全球多數已開發國家正面臨的嚴峻現實—一場由供應鏈失衡、勞動力短缺與歷史性通膨共同引發的居住危機。據統計,全美住房缺口高達近四百萬戶,而傳統建築業長達兩百年未有根本性變革的生產模式,已難以應對這場挑戰。正是在這樣的背景下,Lennar與Icon的合作,超越了一般的商業試驗,帶上了一層為產業尋找出路的戰略意涵。

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科技的溫度:重新定義「家」的體驗

對於退休的居民荷莉(Holly)與她的丈夫而言,選擇3D列印住宅的初衷,源於他們那位熱衷科技的兒子。然而,入住一年多後,他們發現這座房子所帶來的,遠不止是新奇的概念。「這是一棟對我們兩個老人而言,真正安全的房子。」荷莉分享道,單層無階梯的設計免去了行動上的不便。

更令他們驚豔的是房屋的性能。由於牆體由實心混凝土構成,內部沒有傳統的立柱(studs),這意味著他們可以在任何地方懸掛畫作或層架,只需用螺絲鑽入牆體即可。房屋的氣密性與隔熱效果極佳,荷莉表示,即便在德州的炎炎夏日,空調也能輕鬆維持室內恆溫,今年一月的電費帳單甚至只有26美元,遠低於同區的傳統住宅。而厚實的牆體與隔熱窗戶,更有效地隔絕了屋後主要道路的噪音。「這裡非常寧靜,」她說道,「住在這裡,我感覺比以往任何房子都更安全,它如此堅固,不會輕易燃燒。」

這份來自居住者的真實反饋,為冰冷的建築技術注入了溫暖的人文關懷。它證明了科技的進步,最終的價值體現於能否提升人類的生活品質—更安全、更舒適、更經濟,也更祥和。

政策的瓶頸與機遇:當創新遇上百年法規

儘管3D列印建築的優勢顯而易見,但其規模化推廣之路並非坦途。筆者認為,當前最大的挑戰並非來自技術本身,而是來自於與之脫節的制度環境。正如Lennar高管所坦言,這個計畫之所以能快速推進,得益於所在地相對寬鬆的建築法規。在那些擁有更嚴格、更細緻建築法規的城市,要「列印」一棟房子將會困難得多。

這揭示了一個深刻的政策困境:我們的城市法規體系,大多是基於數百年來的木造或鋼筋混凝土框架結構所設計的,從建材審批、結構安全標準到施工驗收流程,都與3D列印這種一體成型的「積層製造」工法格格不入。創新技術的發展速度,已遠遠拋離了法規的演進速度。

這對各國政府的治理能力提出了新的要求。政策制定者必須從「監管者」的角色,轉變為「賦能者」(enabler),主動建立一套適用於新興建築技術的「沙盒」機制或彈性審批通道,在確保安全的前提下,鼓勵產業進行試驗與創新。否則,再先進的技術,也可能被困在陳舊的法規迷宮之中,無法轉化為解決社會問題的有效力量。

市場的現實權衡:從「創新成本」到「規模效益」

Lennar的高層坦承,現階段3D列印住宅的利潤「略低於」傳統住宅。在計畫的前三分之一階段,他們經歷了痛苦的學習曲線,時間與金錢成本甚至是紙上預估的兩倍。這正是所有顛覆性技術在商業化初期必然經歷的「創新稅」。

然而,透過這次大規模的實地操作,團隊積累了寶貴的經驗。他們發現牆壁無需如最初設計般厚實,這能大幅節省列印時間與混凝土成本;改用更開放的室內格局,可以減少需要列印的內牆;他們還優化了移動巨大列印機具的流程,進一步降低了時間與人力成本。Icon的共同創辦人傑森・巴拉德(Jason Ballard)透露,他們已重新設計了牆體系統,使其建造速度更快、成本更低。

這是一個典型的從「高昂試錯」走向「規模化效益」的過程。Lennar與Icon已在距離此地僅七英里處,規劃下一個規模大上一倍的社區,並預期能以更實惠的價格推向市場。這也預示著,一旦技術成熟、供應鏈完善,3D列印的成本優勢將逐漸顯現,尤其在減少對昂貴技術工人的依賴方面,其潛力巨大。目前操作一台列印機至少需要三名操作員,但Icon的目標是未來能實現一人監控十二套系統的「聖杯」級別自動化。

未來的戰略佈局:為氣候變遷時代而建

這項技術最令人矚目的,或許是其在應對極端氣候方面的巨大潛力。巴拉德表示,下一代列印機將能列印整個建築外殼,包括地基、多層牆體乃至屋頂結構。這意味著可以建造一個完全無縫、高度整合的彈性建築。

Lennar的高管明確指出,他們正與Icon共同關注那些颶風頻發和野火肆虐的地區。「想像一下,在佛羅里達州,你能建造一座能抵禦強風的房子;在加州,你能用防火材料來進行災後重建或日常生產。這個機會是驚人的。」

這番話語將3D列印建築從單純的「住房解決方案」,提升到了「國家級氣候韌性基礎設施」的戰略高度。當氣候變遷導致天災日益頻繁與劇烈時,如何建造能夠保護生命財產安全的家園,已成為各國政府的核心議程。3D列印混凝土建築的耐火、抗風、防潮特性,使其成為理想的選項。這不僅是商業佈局,更是一種深具前瞻性的公共政策建議,值得面臨同樣氣候挑戰的台灣、日本等海島地區深入研究。

重塑家園的藍圖

奧斯汀郊外的這一百戶住宅,是科技力量與市場需求的交會點,也是人類居住文明演進的一個縮影。它證明了,面對看似無解的社會危機,我們並非束手無策。創新的火花,往往能在最傳統的產業中迸發,前提是我們要有勇氣擁抱變革,並為其掃除制度障礙。

從初期的高成本到可預期的規模化效益,從滿足基本居住需求到構建應對極端氣候的韌性堡壘,3D列印建築的故事才剛剛開始。這場混凝土的靜默革命,正在為我們繪製一張關於未來的、更安全、更永續的家園藍圖。

資料來源

Reuters: Lennar, Icon partner to build largest U.S. community of 3D-printed homes
https://www.reuters.com/business/lennar-icon-partner-build-largest-us-community-3d-printed-homes-2021-10-27/

Forbes: The World’s Largest 3D-Printed Neighborhood Is Proof Of Concept For A New Way To Build Homes
https://www.forbes.com/sites/kristintablang/2024/03/12/the-worlds-largest-3d-printed-neighborhood-is-proof-of-concept-for-a-new-way-to-build-homes/

Architectural Digest: Tour the World’s Largest Neighborhood of 3D-Printed Homes
https://www.architecturaldigest.com/story/tour-the-worlds-largest-neighborhood-of-3d-printed-homes

The Wall Street Journal: The Robots Are Coming to Build Your House
https://www.wsj.com/real-estate/luxury-homes/3d-printing-homes-robot-construction-c73950b7

Associated Press: A new neighborhood shows off 3D-printed homes as a solution to the nation’s housing shortage
https://apnews.com/article/3d-printed-homes-housing-shortage-technology-77b38a7c2c9d609a60e40884d5d4d3d8

Bloomberg: 3D-Printed Homes Are Ready to Reshape the US Housing Market
https://www.bloomberg.com/news/features/2024-04-24/3d-printed-homes-are-ready-to-reshape-the-us-housing-market

The Economist: Could 3D-printed houses help solve America’s housing crisis?
https://www.economist.com/science-and-technology/2023/07/05/could-3d-printed-houses-help-solve-americas-housing-crisis