3D打印学校能否为非洲教育带来“变革性”影响?

students are seen sitting on benches outside the newly opened 3D-printed school, which was built in 15 hours, in Salima, Malawi
"I am very excited that we now have a school closer to my home, and my child will not have to take the long journey," said Elisa, 38.Image: Thomson Reuters Foundation/Charles Pensulo
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  • 马拉维中部萨利马的儿童已在一所新建的3D打印学校开始接受教育,该校仅用15小时便建成。

  • 该校可容纳50名学生,由计算机控制的喷嘴逐层铺设混凝土建造而成。

  • 14Trees董事总经理Francois Perrot表示,3D打印有望在解决非洲教室短缺问题上发挥“变革性”作用。

  • 目前,各家公司正致力于提高这一方法的可负担性,以使其能够得到更广泛的应用。

在炎炎烈日下,马拉维中部萨利马村的孩子们开始在新建的3D打印学校上第一天课,村里数十名妇女聚集在一起,欢欣鼓舞地载歌载舞。该校仅用15小时便从地基开始建成。

该校由计算机控制的喷嘴逐层铺设混凝土建成,为一间圆角单室教室,可容纳50名学生。

Olipa Elisa表示,她10岁的儿子过去每天都要步行5公里(3英里)前往最近的学校,常常迟到且筋疲力尽。

“我非常高兴,我们现在有了离家更近的学校,我的孩子不必再走那么远的路,”38岁的Elisa说。“我们需要的是更多这样的教学楼,以容纳其他班级。”

该项目由14Trees负责运营,14Trees是瑞士水泥生产商LafargeHolcim与英国发展融资机构CDC Group的合资企业。14Trees董事总经理Francois Perrot表示,该项目比传统建造方式更快、成本更低,能耗也更低。

马拉维萨利马新建的3D打印学校。Image: 汤森路透基金会/Charles Pensulo

Perrot表示,该项目的成功表明,在非洲教室严重短缺的地区,3D打印可以发挥变革性作用。

联合国儿童基金会(UNICEF)估计,马拉维存在36,000间小学教室的短缺,仅马拉维一国就是如此,Perrot估计,利用3D打印技术可在10年内填补这一缺口。

“根据我们的测算,如果依靠传统方法,要消化这一积压需要约70年,”他在一封电子邮件中告诉汤森路透基金会。

大规模3D打印技术在全球范围内日益受到重视,部分项目仅用24小时打印时间即可打印出一座房屋,成本仅需数千美元。

在14Trees建成萨利马学校时(该公司称这是马拉维首所3D打印学校),它已在首都利隆圭仅用12小时打印出一座样板房的墙体,而采用传统方法则需要近四天。

3D打印不仅缩短了建造结构所需的时间,还减少了材料用量,与传统方法相比,碳排放量最多可减少70%,Perrot表示。

以潜在的成本节约为例,他提到了“墨水”,即一种由水泥、沙子和添加剂组成的干混合料,与水混合后即可形成用于打印墙体的混凝土。

Perrot表示,这种墨水可以在马拉维本地生产,而无需进口,试点学校项目当时正是采用进口方式。

“在当地生产墨水将大幅降低买家的建筑成本,并在制造业中创造本地就业岗位,”他说。

“我们(现在)也已拥有一支经过全面培训、能够操作打印机的马拉维本土团队。”

“双重劣势”

专注于教育的国际发展组织Edukans国家主任Limbani Nsapato表示,非洲各地的教室短缺是一个紧迫却被忽视的问题。

他表示,非洲的平均师生比为40比1,但由于教室仅约47,000间,而学生近5,420,000名,马拉维的师生比接近115比1。

教室过度拥挤会导致教育质量低下,因为教师很难照顾到班级中的每一名学生,他说。

为了容纳大量学生,许多学校将课堂搬到户外,但遇到恶劣天气时课程往往会被取消,Nsapato解释道。

“住得离学校远的学生面临双重劣势:除了(被)困在拥堵的交通中,他们还必须克服长距离跋涉的挑战,这使他们上课迟到,”他补充道。

“这使他们到校时身心疲惫,导致注意力不集中。这类学生常因成绩不佳而辍学或留级。”

另一家尝试解决这一问题的公司是Studio Mortazavi,这是一家全球性建筑事务所,为美国非营利组织Thinking Huts在马达加斯加南部城市Fianarantsoa设计了一所3D打印学校。

Studio Mortazavi创始人Amir Mortazavi表示,该学校计划于明年建成,将采用混凝土和本地采购的建筑材料建造,并由太阳能供电。

该项目将由多个可用于不同功能的模块组成,包括教室、科学实验室和舞蹈工作室。

Thinking Huts创始人兼首席执行官Maggie Grout表示,该组织同时也在与14Trees合作开展马达加斯加学校项目,她认为3D打印应能使项目具备可扩展性,同时控制碳排放。

但首先,该组织必须确保能将打印机运送到最需要教室的偏远农村地区,因此,她表示,目前正在马达加斯加一所大学校园内优化打印流程。

“一旦我们启用第一所学校,并且更多人了解我们的愿景,我们希望构思一款专门设计的新型打印机,以便更容易运送到我们共同合作的社区,”Grout在一封电子邮件中说。

成本

马拉维建筑师协会负责人Catherine Sani担心,3D打印未必像宣传的那样是一种节约成本的解决方案。

“鉴于我们对快速建造教室的迫切需求,考虑到生产速度,这看起来确实是一个不错的选择,”她说。

“不过,我们也注意到,(这种)方法在单一场地上速度很快,但若用于多个场地,则需要更多3D打印设备,因此使该系统的成本与其他方法相比非常高昂。”

随着企业致力于让3D打印更加便携、更加经济实惠,英国慈善机构Building Malawi的受托人Tom Bowden表示,在一些资金短缺常常使基础设施项目停滞甚至夭折的地区,该技术具有广阔前景。

他的组织建设学校、图书馆和体育设施,并由马拉维本土组织负责运营。

Bowden表示,采用土袋建造或砖石结构,建造一间双教室的成本约为20,000美元。

“成本很高,我们确实找不到更便宜的解决方案来解决混凝土地面、铁皮屋顶和金属窗框的问题(而且)我们的建造过程大约需要10周,具体取决于规格,”他说。

鉴于所有这些问题,“3D打印听起来很有意思,”他说。

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