办公室，打印出来

郑晶敏

在355米高的迪拜阿联酋大厦旁边，如今多了一组白色屋子。有些神秘的是，生活工作在周边的人，几乎都不曾见过这栋建筑的施工过程。

他们当然无法见到，因为建筑的主体部分，是在6700公里以外的中国，由一台占地200多平方米的巨型打印机打印而成的。整个打印过程，仅用了17天。

这就是迪拜于今年5月24日揭幕的全球首座3D打印办公室。整栋建筑由17个立方体组装而成。在中国打印完成后，每个立方体被拆分成两部分，通过海运到达迪拜，并用两天时间完成组装。

在高楼林立的迪拜金融中心，这座不起眼的一层建筑却被称作“未来办公室”。取这个名字，一方面是因为它将作为迪拜未来基金会的临时办公室投入使用，另一方面，这个占地250平方米、没有用到一砖一瓦的办公室，或许显示了未来新的建筑模式。

3D打印这项不是很新的技术，现在听起来依旧很酷。2002年，科学家曾使用3D打印技术打印出一个小型肾脏。这是3D打印人体器官的首个案例。而3D打印技术的雏形，最早可以追溯到1980年代。

1860年，法国艺术家Fran ois Willème曾用围绕在物体周围的摄像机，捕捉到物体的三维图像。这种方法称为照片雕塑法。从那时起，人们就开始探寻建立三维模型的方法。直到1976年，喷墨打印机问世，打印技术从2D转向3D，才有了可能。

简单来说，3D打印就像在一个三维空间中作画。其原理和喷墨打印机类似，是一个不断添加材料的过程。“传统的打印机介质是二维平面，就像绘画，3D打印直接在三维空间成型，更像雕塑。”盈创建筑科技公司董事长马义和对《第一财经周刊》说。盈创建筑科技公司是此次迪拜“未来办公室”项目的承建方，负责整栋建筑的3D打印。

从衣物、玩具到工业零部件，甚至人体器官，3D打印技术在不断刷新可打印物体的边界。3D打印技术以其高效率、低成本、易控制的特点，得到许多工业制造商的青睐，其中也包括建筑行业。但由于建筑行业规范的复杂性，3D打印建筑的发展较为缓慢。

在迪拜项目建成之前，盈创建筑科技公司曾做过许多尝试。2008年，他们用3D打印机打出了第一面墙体。而从第一面墙体到第一批打印建筑，整整用了6年时间。2015年，盈创建筑科技公司打印了一栋6层高的楼房。

但打印成功并不意味着可以投入使用，这也是3D打印建筑与其他3D打印产品最大的区别。建筑的排水、供电、保暖系统以及外观设计，都是3D打印建筑投入使用之前必须解决的问题。

作为首个将投入使用的3D打印建筑，迪拜的“未来办公室”给出的解决方案是采用中空墙体。打印之前，操作人员需要先按照建筑设计图用支架摆好水管和电线，以便打印时喷出的“油墨”能恰好包裹住管线。这样做不仅省时省力，也节约了原料和成本。圆拱型设计增强了建筑物的稳定性和安全性。此外，该建筑物还采用了多项节能降耗的创新设计，如用于阻挡阳光直射的特殊窗帘等。

项目落成之后，阿联酋政府宣布，将3D打印纳入迪拜未来战略的一部分，并计划在2030年之前，用3D打印技术建造阿联酋25%的建筑物，使迪拜成为全球3D打印技术的中心之一。

低成本是3D打印技术的最大优势。“未来办公室”的建造成本为14万美元，这个价格只有传统建造成本的一半。建筑周期缩短和施工人员的减少直接降低了建造成本。经测算，3D打印技术可将建筑时间缩短50%至70%，同时节省50%至80%的劳动力成本。打印时，只需一个人控制电脑输入数据，加上在现场的施工人员，总人数不会超过10个。打印设备由电脑控制，可以精确计算出建筑所需的材料量，这避免了原料的浪费。

低成本的同时，这种方法也能保证建筑质量。3D打印建筑使用的是高强度原材料，这让建筑的质量和使用年限都不低于传统建筑。3D打印使用的“油墨”由特殊混凝土制成，比传统材料贵30%。通过改变传统混凝土中水、石灰和水泥的比例，混凝土的强度可以达到适合3D打印机的标准。而3D打印喷头将原料喷出时处在高温高压环境，让材料一层层堆叠起来的时候更紧实，也会使墙面黏合性更强。

其实此前，3D打印的建筑零件已越来越多地出现在建筑中了，但整个建筑都由3D打印来实现，房地产开发商对于这种新兴建筑方式的接受程度还不高。“房地产行业已经相当成熟，让他们接受新技术不是一件容易的事，”马义和说，“现在还只能依靠政府推动，像迪拜这样。”

现阶段，如果将3D打印技术应用于商品房生产，打印设备及其维护费用，是一笔不小的成本。设计师短缺则是该技术商业化的另一个瓶颈。尤其是在中国，3D打印建筑设计是一个完全陌生的概念。目前全球高校也鲜少有3D打印建筑设计这项课程。

事实上，3D打印建筑的设计环节比打印本身更加费时。虽然真正打印和组装的时间只有19天，但迪拜项目的总建造周期则为6个月。大部分时间，都花在建筑和设计双方对设计图的研究上。

此次迪拜的“未来办公室”由设计公司Gensler、ThorntonTohomasetti和Syska Hennessy共同合作完成。其中Gensler公司参与了上海中心大厦的设计。3D打印建筑需要完全符合建筑规范，设计师在其中扮演着不可忽视的角色。

IDC近日发布的一项研究报告显示，亚太地区（不包括日本）的3D打印市场支出将以23%的年复合增长率持续上升，并在2019年达到43亿美元。在马义和看来，3D打印建筑的商业化才刚刚开始。而技术公司要做的，是让这项技术更加实用。“想要打动开发商，只有在成本和质量上下功夫。”马义和说。

实现家具和建筑的整体打印或许也是一个能够吸引开发商的解决方案，但这需要技术公司做进一步研究，设计的耗时可能也会更长。

另外，怎样让3D打印看起来更美观也是盈创建筑科技公司等尝试3D打印的建筑公司下一步研究的重点。比如墙体形状、建筑造型的多样性等还有待开发。拥有精密计算机控制系统的3D打印机可以建造结构复杂的房屋，这也为建筑设计提供了更多可能性，或许未来，3D打印出来的建筑还会自带颜色和花纹。