構築研究與經驗

以往學校的設計教學中，為拓展學生的設計思考，多鼓勵對設計形體多方變化 與嘗試，卻容易產生規避現實條件的「紙上建築」，缺乏對真實世界的組構關係與施

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工細節考量[1]。但隨著近年來參數式設計與數位製造興起，許多造形難以達成的建 築形體現今已可透過數位科技生產製造，因此探討如何從數位設計、生產製造到實 體構築一連串流程的嘗試與研究日益增多，本研究雖無使用參數式設計，但仍可將 此類研究的構築經驗與遭遇問題時的解決方式作為本研究之借鏡。

前人研究如翁穎諄[2]將曲形變斷面格子梁構造的型體決定方式轉化成簡易型 錄，可從型錄裡挑選梁深方向、單元分割形狀、表面處理方式等，最後決定其中一 組方式完成構築，成品如圖 1.2 所示。陳易凡[3]考量平板製造限制及施工的便利 性，進而決定較佳之曲面分割方式，藉由參數設計拆解結構為小單元，使構件便於 組裝、拆除和異地重組，並透過參數設計使數位製造流程更有效率，最後將零件組 裝成一曲面構造，如圖 1.3 所示。王嬿晴[4]將桁架系統構築過程導入參數式設計工 具，開發桁架在曲面造型上的可能性，透過實作經驗發現並解決問題，最終透過體 和線的構造共同組成如圖 1.4 所示之曲面空間桁架系統。陳思嘉[1]透過三組設計實 作的操作經驗，探討設計、生產製造與實體構築三階段的相互回饋機制，最終實際 構築圖 1.5 所示的「懸鏈‧榭」沿用前兩組設計實作的參數紀錄、編碼邏輯、施工 流程經驗等，使得整體進度快速且流暢。

圖 1.2 變斷面格子梁版設計實作[2]

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圖 1.3 可拆解曲面構造[3]

圖 1.4 曲面空間桁架系統[4]

圖 1.5 懸鏈‧榭[1]

由前述各構築經驗統整前人研究共同遭遇之難題與建議之解決方式如下：

1. 整體規劃：

此類自力營造的施工通常無法透過一己之力完成，參與的人力和物力支援 程度會影響細部設計的發展[1]，單元生產階段如能投入較多人力，可提高生產 效率，部分完成的大構件考量體積重量等因素，亦可能需較多人力協助組裝，

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2010 年德國斯圖加特大學(Universität Stuttgart) 設計運算研究所(Institute for Computational Design, ICD)與建築結構設計研究所(Institute of Building Structures

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and Structural Design, ITKE)合力以 6.5mm 木夾板為材料搭建休憩涼亭(Research Pavilion) [5]，設計過程將材料的物理行為納入考量，圖 1.6 為透過實驗了解木夾 板的彎曲程度與相對應的施力強度，以維持木夾板在彈性區間內不致於破壞，參 數化設計時即將此特性納入參數考量，影響整個休憩涼亭的形體與單元發展。最 後透過數位製造生產 80 片不同型態的長條木夾板與 500 多個幾何形狀相似卻不 相同的連接構件，組合成如圖 1.7 所示的休憩涼亭。整體設計統合不同領域專業，

從實驗、設計、製造到施工的流暢程序，為本研究期待達成之目標。

圖 1.6 透過實驗了解材料力學性質[5]

圖 1.7 ICD/ITKE Research Pavilion 2010 成品[5]

7 斷外觀快速將舊木材區分等級之規範 West Coast Lumber Inspection Bureau

(WCLIB)[7]，此規範對不同尺寸與樹種的木材提供不同的判斷分級表格，如表 1.1 分級標準 National Design Specification for Wood Construction (NDS)[9]比較，以確認 這批舊木材是否還適任於原有規範級別，比較結果如表 1.2 所示，可發現各等級舊 木材抗壓強度試驗數據仍高於新木材規範值 1.4 至 1.72 倍，顯示規範值非常保守，

因此即使是已使用多年的舊木材，仍具有相當程度的強度，可繼續作為結構材使 用。