3D打印防洪房屋"FloodBuster"：应对美国极端天气的创新之举

美国近年频繁遭受极端天气袭击，不只是飓风，洪水也已成为严重威胁。2022年，Eastern Kentucky遭遇特大洪灾，一个惊人的事实引发了人们的思考：80%被毁的建筑竟然位于公认的安全区域内，这些建筑原本不在已知的洪水风险区域。



面对这一现象，Kentucky Somerset Community College的工程与建筑教授Eric Wooldridge看到了美国建筑行业的深层次问题："这些本应安全的建筑却遭受如此严重的破坏，说明我们在建筑结构和建造方法上亟需改变。"2025年7月，南极熊获悉，Wooldridg利用自己的研究背景开发了防洪住宅。

跨界合作打造防洪新方案
正是这样的思考推动Wooldridge行动起来。他结合自己在建筑、工程和3D打印领域的专长，联合Progress Appalachia和RIC Technology公司共同开发出"FloodBuster"防洪住宅。这一项目得到了U.S. Department of Agriculture Rural Development和Appalachian Regional Commission的资金支持。

Wooldridge解释道："通过3D打印混凝土技术，我们能将创新工程理念融入建筑设计中，让房屋更好地抵抗洪水冲击。我们还开发了新型锚固系统和门窗安装技术，这些都是传统建筑方法难以实现的。"


△Eric Wooldridge 是创新型 3D 打印混凝土房屋计划的领导者

科技赋能的结构优势
SCC工程团队采用有限元分析、人工智能等先进技术，结合多年建筑经验，开发出了超越现行标准的结构设计。这些设计可无缝整合到各种3D打印住宅中，且几乎不增加建造成本。



"FloodBuster"设计的核心优势在于材料使用效率的最大化。这种结构能确保建筑在关键部位拥有足够强度，有效抵抗EF4级龙卷风或高速洪水的冲击。更值得一提的是，这种3D打印混凝土建筑的成本与传统混凝土或砖块建筑相当。

从图纸到现实：首个示范项目
经过三年潜心研发，2025年6月27日，团队在SCC校园内启动了"FloodBuster 1"的实际打印工作。为确保基础稳固，团队提前数周完成了创新设计的混凝土基础板浇筑。尽管当时正值酷暑高温，团队仍成功完成了打印任务，整个结构打印耗时53小时。这一过程吸引了约300名现场观众和100多名在线观众的关注。



面对高温天气带来的挑战，团队采用喷雾降温技术，有效控制了混凝土表面温度。据Wooldridge介绍，3D打印混凝土建筑的另一大优势是极低的劳动力需求："正常运行时，只需四人团队就能完成全部工作，这大大降低了人工成本。"



对于3D打印混凝土被认为成本高的质疑，Wooldridge表示："我们的实际材料消耗数据非常乐观。虽然专用混凝土材料价格确实高于普通混凝土，但综合考虑建筑的长期耐用性和抗灾能力，整体性价比非常高。"



未来展望与推广计划
随着FloodBuster 1的逐步完工，团队已开始规划在Bluegrass Veterans Ranch建造FloodBuster 2，并与Habitat for Humanity合作开展更多项目。Wooldridge表示："FloodBuster 1已引起全国多个机构的关注，他们希望与我们合作获取专业知识，或请我们为其项目提供咨询。现在这项技术已经足够成熟且经济可行，是时候将它推向实际应用，为应对极端天气提供更多创新解决方案。"



这项创新的3D打印防洪住宅技术标志着建筑防灾领域的重要突破。它不仅仅是一种建筑方式的革新，更代表了一种前瞻性思维——主动应对气候变化带来的挑战，而非被动修复灾后损失。随着技术的成熟和推广，FloodBuster有望为更多易受洪水威胁的地区提供可靠保障，特别是那些位于传统洪水区域之外却面临新增风险的社区。