作者：資策會產業情報研究所所長 詹文男
新冠肺炎疫情持續延燒，全球確診病例正不斷攀升。根據美國約翰霍普金斯大學最新的統計，截至2020年八月九日為止，全球確診人數約為1937萬人，死亡人數超過72萬人，而且有愈趨嚴重之勢。反而初始之地中國大陸在其政府嚴格管控的措施下，疫情逐漸受到控制，生產與市場消費也逐漸恢復正常。在控管疫情的措施上，有些創意與科技也值得目前正遭受疫情肆虐的各國做參考，
舉例而言，在中國大陸上半年疫情相當嚴重之時，當時為了解決病房不足，無法收治患者的問題，政府除了徵召地點相對獨立，對周邊環境影響較小的飯店、賓館等改造成集中隔離點，但空間的需求仍然相當吃緊。其中有一中國企業捐贈武漢15個3D列印的隔離病房，外觀四方立體，每個病房長3.8米、高2.8米、寬2.4米，不到3小時就能列印完成，再花3天配置水電、安裝衛浴等設備就能使用，目前已住進30個病患。3D列印用於建築領域的議題再度受到關注。
所謂3D列印是一種快速成型的技術。以數位模型為基礎，運用特殊可粘合的材料，透過逐層堆疊的方式來構造物體。早期3D列印耗時昂貴，對於工業以外的應用並不實用。但隨著更彈性且具成本效益的技術出現，從原型和簡單零件，到汽車、飛機零件及醫療植入物等高科技產品，都看得到3D列印的蹤跡。而除了醫學、航太、工具製造等領域已成為實用的工具外，其在建築行業的應用也開始受到重視。
基本上，3D列印技術具有降低施工成本、減少建造廢物、優化設計形狀、縮短施工時間等優點，因此可以讓建築師挑戰傳統施工方式做不到或造價昂貴的複雜設計。舉例來說，2016年杜拜曾運用一台120 x 40 x 20英尺的大型3D列印設備打造未來辦公室，施工天數17天，人力成本降低50%，施工產生的廢棄物減少30%，是3D列印技術在商業建築領域的重要里程碑；
又如一家新創公司Apis Cor，其3D列印設備可以在酷寒的環境中運作，30分鐘內完成準備作業，搭配一種可以快速固化的混凝土材料，在俄羅斯以24小時生產出一間400平方英尺的3D列印房屋。該房子為圓形結構，所有的牆壁和地基均由3D列印設備建造，加裝窗戶、家具等組件並上漆之後，總成本只有約一萬美元左右，這樣的彈性及成本，凸顯3D列印技術應用在建築領域的潛力。而其是否能夠運用來解決許多先進國家弱勢團體或落後國家大部分居民的住房危機，是近期在國際上被討論的議題。
而除了滿足經濟住房需求之外，根據聯合國的調查報告指出，建築行業佔全球能源消耗和二氧化碳排放總量近40％，3D列印可提高建築環境的可持續性，故而驅動許多國家推動3D列印建築的發展。瑞士蘇黎世附近的DFAB House，是一棟具有3D列印天花板、節能牆、現場機器人組裝木樑以及智慧家居系統的三層樓建築，房屋面積2,370平方英尺，水泥使用量減少60％，且通過嚴格的瑞士建築安全法規，於2019年二月啟用。
不過，儘管3D列印在建築領域具有發展潛力，但也存在一些不確定因素需要克服：一是材料和機器設備技術的挑戰。若要運用在大型、多樓層建築物，需要更大型3D列印設備，造價勢必昂貴；二、透過自主或半自主3D列印，雖可緩解勞動力短缺的問題，但仍需要合格的專業人員在施工環境中操作3D列印設備和監控施工品質；三、3D列印建築的基礎環境仍處起步階段，雖有國際安全認證機構正在發展評估3D列印建築的施工方法，但目前尚未制定出適合商業應用的安全和監管標準，以確保這種新的施工技術符合建築施工規範要求。
雖然有以上的疑慮，但在可預見的未來，建築領域將更重視成本、彈性設計及環保，加上先進國家高齡少子社會的到來，勞動力稀缺將成為常態，而全球各國皆快速都市化但住房供給有限，帶給城市居民沉重的居住負擔的壓力下，3D列印建築雖不會完全取代傳統的施工技術與方法，但3D列印不僅將開啟新建築結構形貌的機會，改變我們對建築物的思維，更是解決各種突發環境災害如地震，傳染疾病等短期緊急空間需要，中長期城市的住房危機，以及提升環境友善等議題值得思索的新方向！
（全篇完）