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竹構造建築案例設計原則分析

第二章 竹構造建築案例介紹

第八節 竹構造建築案例設計原則分析

柱,有時會在屋外再立一、二根支柱作為斜撐,增加木柱承受側向力的 能力。上部結構以近似中柱式桁架(King post truss) 的形式、或近似 穿斗式建築結構方式,或將人字樑直接與柱相接等簡易的構架方式來處 理。

由於漢民族建築技術的影響,導致建築結構輕量化,包含構材斷面 減小、竹作為建築的主要結構甚至於是結構柱以及將竹與泥土等具塑性 的材料結合運用,屋頂結構的改良與逐漸減少的結構柱等。

圖2-8-1中柱式桁架 圖2-8-2中柱式桁架 圖2-8-3穿斗式與中柱式桁架 (賽夏族) (賽夏族) 混造(卑南族)

圖2-8-4穿斗式屋架 圖2-8-5穿斗式屋架 圖2-8-6穿斗式屋架 (阿美族) (卑南族) (泰雅族)

(2)屋面設計

原住民族竹屋一般而言是以竹或木材為樑檁,再用各地方比較容易 取得的材料來鋪蓋屋面,如茅草、檜木皮或竹片、黏板岩等。

A.茅草屋面:

茅草作為屋頂材料的優點是夏涼冬暖,但稻草屬於有機物,年久或 受潮極易腐朽,隔數年即需更換,同時易為蟲蟻蛇、鼠寄生。

a. 早期原住民族茅草屋頂為一層或二層構造,重量較輕,以竹稈作為 屋頂橼條,樑檁較少,後期的建築物由於房屋規模較大,可能使用四 或五層的屋頂,除須增加樑檁的結構強度而選用較粗的竹材之外,也 逐漸加入屋櫞結構。

圖2-8-7茅草屋頂簡圖 圖2-8-8茅草屋頂實體 圖2-8-9增加樑檁強度屋頂

b.屋頂防水:在屋脊處增加束髻層或是增加屋頂層數的方式的方式防 水。

圖2-8-10茅草頂之屋脊防水 圖2-8-11屋脊束髻層防水 圖2-8-12多層茅草屋頂

B.竹片屋頂:

a.以竹片作為屋面材料時,由於竹稈的粗細變化大,接縫處不易密合。

若用竹鋪蓋時,應選擇較老而直的竹,將竹劈成兩片,除去竹節,先朝 上整齊排列成為第一層,再於其上朝下排列為第二層,兩層互相扣緊,

巧妙的形成雨溝而不致漏雨。

圖2-8-13複層半剖竹管屋頂 圖2-8-14屋脊增設防水屋頂 圖2-8-15複層屋脊做法

b.屋頂防漏考量 (a).複層層頂

(b)屋脊處增加防水構造

(c)於其上舖以其他材料如檜木皮

C.石材或檜木皮屋頂:

由於自重較大,屋脊或是檐檁等部份,有時亦採用木頭。唯屋橼的 部分,一般多為使用竹材減輕重量。

圖2-8-16 檜木皮屋面防水 圖2-8-17 石片屋頂

(3)牆壁

以竹材作為住屋牆壁的做法繁多,主要是以竹稈、半剖竹稈、竹片 編織的組構方法為主,有時也會配合泥土、茅草等一種或數種材料來混 造。此部分在第四節牆面內有詳細的討論。

(4)材料繫結方式

原住民族竹屋的繫結方式多為藤心線綑綁,較少使用卡榫、木釘或 鐵釘。但在柱與樑的接合上,為顧及施工的方便性,有會將木柱的上端 做成凹狀來承接樑木。在漢民族文化傳入後,原住民族竹屋也開始出現 一些變化,包括將竹材視為拉力材並與泥土混造、或以竹材穿孔的方式 進行接合,或以編織竹篾作為牆壁拉力材等做法。

圖2-8-18以藤心線綑綁 圖2-8-19 竹編架泥牆 圖2-8-20 竹材穿孔結合

(5)材料選擇

原住民族的竹材選用是根據其過去工匠的經驗,在冬末且春雨未來 時(氣候較乾燥),將竹子砍下做為竹材,並進行火烘烤,經過這種手 續做成的竹屋比較不易腐壞。

2.漢民族傳統竹屋設計分析

依據日人竹中久雄氏1的調查,台灣傳統民居的構造系統說明如下:

(1)竹系統限制

由於竹屋屬於成本低廉、造價便宜比較廉價的建築系統,多半為山 區或較為貧困的人家所使用,因此建築工法的發展,多半引用過去的木 構架建築的觀念,並未有進一步的發展。其主要的建築形式或建築規模 又受限於竹材本身的材料性質限制,建築規模都比較小。

(2)各部施作 A基礎:

以竹材作為主要建材之構造物,比起使用其他材料但有相同構法之 建築物,其整個建築物的自重較輕,因此可以建築在地耐力較為軟弱的 地區。基礎部分的做法是在竹柱下方採用磚或石材的基礎,並將基礎埋 於堆土基台內;若建築物有亭子腳的結構時,則會形成獨立基腳。

1 竹中久雄,1942.8.,「本島に於ける一般竹造建築に就て」,台灣建築會誌第 14 輯第 3 號(昭和 17

圖2-8-21 基礎做法 圖2-8-22 壁面基礎 圖2-8-23 壁面穿抖做法

B柱:

柱樑系統的構成,主要是採用木結構穿枓的概念,以較細的竹桿數 枝,作為穿枓,穿柱以固定壁面架構,短向牆面上部為支承屋頂重量,

則選用的穿枓則較粗;每一壁面結構均獨立形成;每一個壁面在建造 時,壁面兩端需選用直的竹材,壁面間每60至70公分設置一個竹柱,壁 間竹柱所選用的竹材允許有彎曲,唯彎曲方向應與牆面方向相同;在牆 腳或是T字部位的接續是由壁面最外側的竹柱共同組成,有時也可能因 應某些情況而讓兩平行柱面以短竹桿(間渡竹)搭接;最下層的間渡竹 則埋藏於堆土之基台內。在短向的竹牆面兩側,頂部的穿枓會在兩側留 下約60至65公分的長度做為建築物的屋頂出檐,這種方式會減少牆面的 損壞以及增加遮陽效果。但也是竹建築物規模較小的原因。

C屋頂:

竹構造用於屋頂組立,主要是作為屋脊、檁材、橼材等部材。在較 大居室的屋頂結構設計有時也會採用中央支承結構的型態,將屋頂重量 轉移到竹柱上。使用於屋頂的材料相當多,包括稻草、檳榔樹葉、茅草、

竹篾、台灣瓦等。

(3)細部施作說明 A柱樑

柱的材料選擇,多半是以莿竹、麻竹、孟宗竹等直徑約11公分的竹

材為主,在隅柱或是開口部,需選用較直的竹材,壁間則允許彎曲竹材 的使用。穿枓部分多半選用直徑8公分左右的直桂竹。施作時需特別注 意在每一個竹柱上的孔位,形狀及大小是否相同,並精確施工,以摩擦 力使柱與穿枓穩定結合。門窗上下窗櫺等位置,選用更細的竹材,便於 在壁體組立時能同時置入。

B牆面

a.竹編架泥牆:配合柱間的穿枓或間渡竹間加上竹編作為支架,並於其 兩側,舖覆泥土,待其乾燥之後,將牆面修平,並塗漆作為建築物牆面。

b.竹片編織外牆:這是以手工藝的方式,在穿枓或間渡竹間,進行外壁 編織而成為牆面。

C屋頂材

在屋的主要屋脊與屋桁部分,在竹材上鑽洞並以藤製材料固定屋柱以及 橫樑。屋頂材料包含稻草、檳榔樹葉、茅草、竹篾、台灣瓦等,以台灣 瓦最為高級,其次為植物材料。作為屋頂的竹材一般選用直徑為5公分 之桂竹對剖並上下交疊構成屋頂。由於竹材過長時會有彎曲的情形,因 此在屋頂面上,有時會將竹分為數段。壓檐材料一般仍以竹材為主。屋 頂的繫結為竹材鑽洞並以藤製材料或是鐵線固定。竹屋頂的一般使用年 限約為15年,屋內可能會有漏雨的現象。對於通風以及屋頂的隔熱性而 言,竹屋頂工法仍有值得進一步研究的價值。洩水坡度約為3/10,若洩 水坡度過大,會因雨水流速過强,而造成滲水情形,此處與常識不同,

需特別注意。

(4)工作順序

整個建築構造順序如下:

圖2-8-24 漢民族柱屋牆面建造順序

在其中的結合點部分,需要特別注意,包括選料、切取、節削、打印以 及鑽孔等,均須特別注意。過去的古老竹建築物其毀損往往是因為結合 點的風化以及腐蝕。

(二)竹亭

涼亭的設置,通常是在風景區、校園或者是公園等植栽密度較高的 地方,所以涼亭有其重要的功能和角色。在位置選擇上,涼亭多半位於 周圍植栽密度高的地方或位於戶外空間最空曠之處,因此常常成為視覺 的焦點與醒目的人為設施。就使用而言,涼亭有避雨防曬的功能,是使 用者停留休憩的場所。由於涼亭及其周圍的腹地經常是使用者長時間停 留與使用的地點,因此涼亭配置設計的優劣對全區的配置設計與使用者 的體驗,都有重大的影響。

1.設計配置與種類特性

涼亭一般常見於校園建築或景觀建築的運用,能提供使用者休憩、

聚會、談天之場所;並與周圍環境形成一體性的景觀配置。在規劃設計 方面,分為以下三點:

(1) 配置

涼亭在區位選定時,應就其是作為何種用途,如:紀念形式、觀

景、休憩;並配合大環境因素,基地所在是高山、丘陵、平地、森林、

湖泊、濱海等等選定區位配置。而其他許多周圍的配合設施,例如步道、

指示標誌、欄杆等等,應與竹材涼亭做整體配合;最重要的是希望全區 能有通盤的植栽計畫,一方面增加視覺上的美化;另方面亦能使涼亭發 揮其應有的功能。

圖2-8-25 休憩用途之竹亭 圖2-8-26 觀光區之竹亭

(2) 設計

在量體安排上應考量竹材的感覺不宜過大,一方面無法與環境配 合;另方面過大的尺度也增加了竹材搭配上與施工的問題。與其他材料 搭配上,也應使用感覺類似的自然植材以免突兀;內部桌椅的設置也應 與涼亭四周景觀來安排,不要一味的使用舊有中央圓桌而環以桌椅;另 外,欄杆植栽等尺度也不宜過高、過大而阻擋了重要的景觀視線等問題 產生。

(3) 管理維護

由於竹材容易受到陽光、雨水等自然因素而影響其強度,再加上涼 亭的設置幾乎都在戶外環境,因此竹造涼亭在管理維護上必須針對防 水、防曬等因素作考量;在選擇竹種與設計搭配上再加上塗料使用上都 應特別加以注意。

2.配置計畫準則

(1)在區位選定方面:

A.以供人休憩為主之亭,應於林蔭清靜之處。

B.階梯爬坡連綿處,或路徑的起點或終點,應設供人停留休憩之 亭。

C.位於岔路口之亭,應讓離路口位於一側。

C.位於岔路口之亭,應讓離路口位於一側。