2026年8月23日，来自堪萨斯州立大学建筑系助理教授里斯·格林利团队正在测试 3D 打印混凝土模块的极限，看看它能否为缺乏足够避难所的预制房屋社区提供价格合理、适应性强且符合规范的风暴避难所。
格林利（Greenlee）是堪萨斯州立大学建筑、规划与设计学院的建筑学助理教授，目前的研究方向是建筑、结构性能、数字化建造和住房韧性之间的交叉领域。具体来说，他正在研究利用3D打印混凝土进行异地建造，能否为缺乏足够避难场所的预制房屋社区提供经济实惠、适应性强且符合规范的防风暴避难所。他正与爱荷华州立大学建筑系副教授谢尔比·多伊尔以及计算与建造实验室（多伊尔是实验室联合创始人）的研究人员合作开展这个项目。他们的研究不仅限于应急防护，还着眼于可兼作社区基础设施和救生庇护所的双用途空间。
3D打印混凝土：一个充满创新的领域
格林利表示，虽然 3D 打印混凝土已经存在多年，但它仍然是一个活跃的创新领域。他说：“问题在于，3D打印混凝土通常只是起到外壳的作用，而其他结构系统则嵌入其中。我的目标是通过特定的混凝土配比、打印工艺和几何形状，了解如何使3D打印混凝土成为更可行的结构系统。”
混凝3D 打印工艺逐层构建，就像在桌面上进行 3D 打印塑料一样，但混凝土必须具有特定的流动性，比传统混凝土更稀。传统混凝土的关键参数对3D打印混凝土仍然重要，但打印过程带来了不同的要求。材料需要具有足够的流动性以便泵送和挤出，但同时也需要足够稳定以保持形状并支撑上方层。结构
设计旨在突破极限
Greenlee 的项目目前处于测试阶段，他们正在以单个全尺寸 4 英尺 x 4 英尺的建筑模块为规模进行研究，因为传统的 3D 混凝土打印存在局限性：如果你想打印一个大型建筑物，你需要更大的龙门打印机。格林利说：“我们项目的方案是放弃这种做法，在异地受控环境中预先制造部件，然后运送到现场进行组装。打印过程让我们有机会从战略角度思考方向。我们正在测试能否通过调整打印方向、填充率和几何形状来提高极端风压和碎片冲击下的模块性能。”
在龙卷风和飓风天气中，风吹碎片是一个至关重要的问题。根据 ICC 500 和 FEMA P-361 标准设计的风暴避难所必须考虑到诸如以 100 英里/小时速度飞行的 2x4 木板之类的冲击力。格林利说：“在强龙卷风中，碎片会从树木、建筑物和其他构筑物上被卷起，并以极高的速度传播。这就是为什么抗冲击性是风暴避难所设计中如此重要的一部分。”项目下一阶段将在明尼苏达州的 Intertek 测试设施进行，届时全尺寸模块将接受龙卷风风速的测试。格林利说：“防风暴避难所组件必须经过碎片冲击测试，重点要放在部件连接处或有门窗的地方。这些地方都可能成为潜在的薄弱环节。”
连接建筑与工程
格林利表示，从更广泛的建筑学科层面来看，这项研究非常重要，因为预制房屋及其相关社区受到的建筑关注相对较少。据美国住房和城市发展部统计，超过
2200 万美国人（约占全国人口的
1/15）居住在预制房屋中。格林利说：“这部分人口实际上被忽视了。同样重要的是，许多活动房屋社区缺乏足够的住所或住所，因此他们极其脆弱。”
格林利通过他的研究，将建筑学与他的结构工程背景相结合，为极端环境领域创造机会。他表示：“我的职责是将社会问题与技术问题联系起来。我们已经发现了一个重大的公共安全问题，以及围绕预制房屋的经济挑战和社会偏见。我感兴趣的是如何将传统材料和系统发挥到极致，从而创造出更安全、更经济、更适合社区的住所。”
来源：南极熊
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