Atelier Neo.E 易新設計+逢甲建築實構「WildTruss」
By 欣建築2018/06/01
因應坡地高程衍生之Wild Truss與周邊景觀;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
護坡種植:一種類建築結構體介入山坡地種植所形成的生命週期探討
本設計案的主要立論思考在於「護坡種植」。相較於過去山坡地的發展只有保土養護或是農業耕種的二擇一對立手法,本設計企圖從護坡與農耕同時介入坡地的方向出發,將農耕以及輔助農耕結構的載體其生命週期轉換成坡地養護的重要環節,創造出以「自然衰敗」為出發點的坡地農業典範轉移。在此命題下,本設計發展出一套用以同時輔助植栽生長兼具保土護坡用的構造原型:「野地桁架」(Wild Truss)。野地桁架的設計概念可以從農耕載體、連續護坡、自然衰敗三個面向上進行探討。
Wild Truss配置圖,因應坡地高程衍生之單元配置關係;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
農耕載體:探討坡地農業所需要的容器原型
在台灣耕地匱乏的條件限制下,往山坡地發展坡地型農耕是不得已的必然。在坡地上進行種植最大的挑戰在於因坡勢所衍生出的氣候變化、土地利用、與保水不易等相關議題。有鑑於此,野地桁架的設計透過建築的手法,創造出農作物的載體,一方面保護農作物免受山上氣候變換較為極端的問題,同時也因野地桁架如容器般的結構造型,提供可耕種面積並強化保水作用,使坡地型農業得以在野地桁架的承載下順利運作。
Wild Truss單元立面圖;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
Wild Truss單元平面圖;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
連續護坡:探討結構的連續性和護坡間的關係
野地桁架不僅是創造出農耕的載體,其特殊的可延續構造原型設計,允許原本單點的載體能夠透過參數的調整,使其結構能計不但能因應不同的高程變化,更能夠彼此產生依存的桁架結構關係,進而形成一張依循坡勢而展開的多維度網面,產生如同地錨網般的作用,有效地強化對於複雜坡面的整體連續護坡效果。
Wild Truss單元剖面圖;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
自然衰敗:探討農耕、構造物、與坡地養護的生命週期
野地桁架的設計目標並非形成永久的建築構造,而是希望能夠在完成初始農耕活動與中期坡地固土養護後,便能夠自然的衰敗退場。因此野地桁架在此議題的對應設計上有兩個重要原則,其一是可降解材料的選擇與使用,其二是如何協助坡地自然形成較為穩固而永續的坡勢地景。
在材料上本設計在地面下使用鋼結構深入地表,一方面是使上方結構物能與地面保持脫離,避免太快遭到水氣等自然條件的破壞;另一方面深入地表的鋼構也具備有地錨的作用,能夠較為長久的錨定周遭的坡地保持坡地的穩固。而在地面上的構造物則選擇可以自然降解的木構材料,一方面是木質材料較能保護並創造有利作物生長的環境條件,另一方面則是期待木質材料在完成階段性任務後,能夠經由周遭植物與自然力對其持續的降解作用而逐步的分解衰敗並回歸自然,減少對環境的傷害而達到環境友善的目標。
在永續的坡勢地景創造上,野地桁架的造型更是充分實現了固土護坡的特性。在野地桁架每個類三角空間桁架的結構原型上,在地勢較低的一端都有擋土牆的功能,一方面因應水勢沖刷下的保水固土原則,使土壤在每個單元的底端被留下並逐步的填充,提供自然的耕地;另一方面隨著時間的推移,在填充的土讓自然強化到可自行留存時,擋土結構同時也達到使用年限而自然地與該土坡融合降解,最後所有的地面在結構物完全分解後,就只剩下一道道自然形成的土堤,成為野地桁架曾經存在過的地景證據,同時也完成山坡地永續而生態友善經營的任務。
因應坡地高程衍生之Wild Truss與周邊景觀;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
對應喬木種植與坡地高程的Wild Truss單元;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
因應坡地高程衍生之Wild Truss;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
Wild Truss手稿;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
設計概念
Wild Truss為因應不同斜率之坡地,坡度策略上則根據可允許的種植面角度與桁架的角度成正相關。一般而言,若以坡土直接種植果樹,坡地正切角度不宜超過20%,水土保持能力也較弱。如超過20%的坡地,桁架則可因應陡峭高度危險坡段提供更穩固種植基礎(山邊溝或種植平台),並可加深覆土深度,故適合種植更高大的喬木作物(如龍眼樹),從而透過桁架與喬木的作用強化固定坡地效益。
建築原型以垂直三角型體和平面二元體作為基本單元,形成可根據基地條件、樹種不同彈性變動參數,以及可延續結構之三向度桁架原型。使用多組垂直平面桁架在坡地上串聯成一連續面,平面桁架透過水平樑以三個端點接續形成更穩固的田字型結構。並按照種植範圍錨定出平面桁架的放樣點,在錨定坡地土壤後,形成可覆土的基座並填入土壤,形成類梯田方式的種植帶。
在處理大片坡地面積時,針對高度危險的坡地區段放置其模組化單元。在坡地上組構出可延續的空間桁架系統,形成坡地固土的三維網格座標。
Wild Truss接點細部;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
當土地與構築成為實現思考的載體,秉持土地養護與農業活動之間平衡的主旨。Wild Truss整體基礎部分以電弧焊接c型槽鋼方式形成下方基座。有別於一般使用水泥工法形成的基礎形式,以挖方自然回填夯實,需考慮挖出的土壤較為鬆軟,必須控制土壤夯實的程度,使完工後整體構築不至滑動。並與上方桁架主體進行螺栓鎖固。其零件製作則以六分夾板?主要材料、CNC數位切割製成,隨後基本結構方式透過雙層切片夾入骨頭,榫接形成口字系統加強結構力,卡接已拼湊的樑與切片,組裝形成產於自然還歸自然的桁架主體。
在構築的過程中,首先面對放樣精準度和施工程序的問題。基地坐落於斜坡上,思考如何讓構築體在站在基地上建立共平面的問題,實地放樣設置九處基礎,六個基礎在斜坡上,三處基礎於地平面上。先在坡面上找出對應位置,以高度基樁放樣確認並標示出基礎所需的覆土深度,再挖出同樣的基礎深度讓組合的腳位能夠如預設般落地。主要的承重落在土坡上,每個腳位都由c型槽鋼焊接而成的四爪基樁插入堆砌在土坑中的空心磚內,成為穩定的下層結構;基樁和木構本體的接合則打孔以備螺栓鎖固。
因應坡地高程衍生之Wild Truss與周邊景觀;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
因應坡地高程衍生之Wild Truss與周邊景觀;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
Wild Truss基礎構造;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
上部的切片組合,木材拆卸組裝的過程雖已駕輕就熟,但切片組合之後的尺度和重量比想像中還要難操控:上方控制平面桁架彎矩的側向樑,因為高度因素不得不搭設鷹架完成;整體構造物組裝後的移動也必需增加額外的人力,才能使三面約四米高的平面桁架和七支四米長的水平樑能夠在組裝後移動到斜坡面上與基樁固定起來。
每個組構的環節都應該試著挑選和善用輔助工具,並思考最佳施作工序以及考慮可預測之抗力,才可減少人力的需求、做到精準的構築,從鷹架、夾具、繩索甚至施作場域夠不夠平整都會影響組裝的成果。
板材制材過程,CNC製造,板材分類,上漆工程及切片單元組裝;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
基礎構築過程;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
構造物現場預組立;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
Wild Truss組裝完工;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
基本資料
作品名稱:Wild Truss
業 主:逢甲大學
主要用途:臨時建築 景觀設施
建 築
設計團隊:Atelier Neo.E [易新設計]+逢甲建築實構
主 持 人:Atelier Neo.E [易新設計]/鄭博仁、逢甲建築實構/沈揚庭
主創作者:鄭家潤
參 與 者:
逢甲建築實構/沈揚庭、鄭家潤、鄭中杰、朱宣宇、王宓琦、王璽鈞、汪宜澄、吳宜庭、胡展超、李聖綸、陳姵妏、游 婕、林 昇、郭瑋詰、廖子豪、黃靖諺
施 工
實作團隊:
逢甲建築實構/鄭家潤、鄭中杰、朱宣宇、王宓琦、王璽鈞、汪宜澄、吳宜庭、胡展超、李聖綸、陳姵妏、游 婕、林 昇、郭瑋詰、廖子豪、黃靖諺
數位製造/大晶木業
材料廠商/益材木業
材 料
建 築:六分松木夾板、C形槽鋼、空心磚、五金配件
基地面積:30㎡
建築面積:30㎡
總樓地板面積:30㎡
造 價:新台幣250,000元
設計日期:2017年10月至2018年1月
工程日期:2018年1月
攝影、圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
團隊簡介
鄭博仁
畢業於國立臺南藝術大學 建築藝術研究所 藝術碩士(2003)
曾任職建築繁殖場(2000-2003);姜樂靜建築師事務所專案設計師(2006-2007);聯合大學建築系兼任講師(2007-2014);大葉大學空間設計系兼任講師(2007-2010,2012);東海大學建築系兼任講師(2006-2007, 2014-2016)
現為Atelier Neo.E [易新設計]主持人、逢甲大學建築系兼任助理教授專業技術人員(2007-2014,2016-今)。
沈揚庭
畢業於成功大學建築研究所博/碩士,喬治亞資工學院資工研究所碩士
現為逢甲大學創意設計碩士學位學程 主任、逢甲大學建築專業學院副教授、建築學系副教授、營建資訊模擬研究中心 教學推廣組組長、城鄉發展研究中心 研究員
【延伸資訊】
>Atelier Neo.E 易新設計臉書粉絲專頁
http://www.facebook.com/AtelierNeoe
【延伸閱讀】
>[鄭博仁]旅行 本來就不是件正經事
https://solomo.xinmedia.com/archi/12035-AtelierNeoE
>易新設計+逢甲建築實構+CUS作品「連綿地景─伴風。間」
https://solomo.xinmedia.com/archi/127398-AtelierNeoE
>Atelier Neo.E 易新設計「大牆之家 – 苗栗古宅」
https://solomo.xinmedia.com/archi/147987-AtelierNeoE
>「鳥居廊道。川流島嶼」易新設計X逢甲建築實構X台南藝術大學
https://solomo.xinmedia.com/archi/148869-AtelierNeoE
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資料提供:鄭博仁
整 理:王彤
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護坡種植:一種類建築結構體介入山坡地種植所形成的生命週期探討
沈揚庭 鄭博仁
台灣的地理特色是個多山的環境,在地形上呈現中央山脈縱貫南北且高程變化幅度大的地理樣貌。主要河系也源於中央山脈,河川短且湍急加上雨季時豐沛而集中的降雨,除了蝕刻出眾多的河流縱谷外,也因侵蝕作用與護坡不易而極易引發崩塌或土石流等天然災害。除此之外,台灣整體耕地面積因為多山而造成平地耕種面積不足,許多的農業活動如果樹、茶葉、時蔬等不得不往山坡地拓展,這些山坡地的高度開發也加劇了坡地的土石流失。因此如何在坡地養護與農業活動之間取得平衡,使人為的介入能同時兼顧經濟發展與生態友善共存(Eco-friendly Coexisting)的效益,是本專案所要探討的重要核心價值之一。本設計案的主要立論思考在於「護坡種植」。相較於過去山坡地的發展只有保土養護或是農業耕種的二擇一對立手法,本設計企圖從護坡與農耕同時介入坡地的方向出發,將農耕以及輔助農耕結構的載體其生命週期轉換成坡地養護的重要環節,創造出以「自然衰敗」為出發點的坡地農業典範轉移。在此命題下,本設計發展出一套用以同時輔助植栽生長兼具保土護坡用的構造原型:「野地桁架」(Wild Truss)。野地桁架的設計概念可以從農耕載體、連續護坡、自然衰敗三個面向上進行探討。
Wild Truss配置圖,因應坡地高程衍生之單元配置關係;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
農耕載體:探討坡地農業所需要的容器原型
在台灣耕地匱乏的條件限制下,往山坡地發展坡地型農耕是不得已的必然。在坡地上進行種植最大的挑戰在於因坡勢所衍生出的氣候變化、土地利用、與保水不易等相關議題。有鑑於此,野地桁架的設計透過建築的手法,創造出農作物的載體,一方面保護農作物免受山上氣候變換較為極端的問題,同時也因野地桁架如容器般的結構造型,提供可耕種面積並強化保水作用,使坡地型農業得以在野地桁架的承載下順利運作。
Wild Truss單元立面圖;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
Wild Truss單元平面圖;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
連續護坡:探討結構的連續性和護坡間的關係
野地桁架不僅是創造出農耕的載體,其特殊的可延續構造原型設計,允許原本單點的載體能夠透過參數的調整,使其結構能計不但能因應不同的高程變化,更能夠彼此產生依存的桁架結構關係,進而形成一張依循坡勢而展開的多維度網面,產生如同地錨網般的作用,有效地強化對於複雜坡面的整體連續護坡效果。
Wild Truss單元剖面圖;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
自然衰敗:探討農耕、構造物、與坡地養護的生命週期
野地桁架的設計目標並非形成永久的建築構造,而是希望能夠在完成初始農耕活動與中期坡地固土養護後,便能夠自然的衰敗退場。因此野地桁架在此議題的對應設計上有兩個重要原則,其一是可降解材料的選擇與使用,其二是如何協助坡地自然形成較為穩固而永續的坡勢地景。
在材料上本設計在地面下使用鋼結構深入地表,一方面是使上方結構物能與地面保持脫離,避免太快遭到水氣等自然條件的破壞;另一方面深入地表的鋼構也具備有地錨的作用,能夠較為長久的錨定周遭的坡地保持坡地的穩固。而在地面上的構造物則選擇可以自然降解的木構材料,一方面是木質材料較能保護並創造有利作物生長的環境條件,另一方面則是期待木質材料在完成階段性任務後,能夠經由周遭植物與自然力對其持續的降解作用而逐步的分解衰敗並回歸自然,減少對環境的傷害而達到環境友善的目標。
在永續的坡勢地景創造上,野地桁架的造型更是充分實現了固土護坡的特性。在野地桁架每個類三角空間桁架的結構原型上,在地勢較低的一端都有擋土牆的功能,一方面因應水勢沖刷下的保水固土原則,使土壤在每個單元的底端被留下並逐步的填充,提供自然的耕地;另一方面隨著時間的推移,在填充的土讓自然強化到可自行留存時,擋土結構同時也達到使用年限而自然地與該土坡融合降解,最後所有的地面在結構物完全分解後,就只剩下一道道自然形成的土堤,成為野地桁架曾經存在過的地景證據,同時也完成山坡地永續而生態友善經營的任務。
因應坡地高程衍生之Wild Truss與周邊景觀;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
對應喬木種植與坡地高程的Wild Truss單元;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
因應坡地高程衍生之Wild Truss;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
Wild Truss手稿;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
設計概念
Wild Truss為因應不同斜率之坡地,坡度策略上則根據可允許的種植面角度與桁架的角度成正相關。一般而言,若以坡土直接種植果樹,坡地正切角度不宜超過20%,水土保持能力也較弱。如超過20%的坡地,桁架則可因應陡峭高度危險坡段提供更穩固種植基礎(山邊溝或種植平台),並可加深覆土深度,故適合種植更高大的喬木作物(如龍眼樹),從而透過桁架與喬木的作用強化固定坡地效益。
建築原型以垂直三角型體和平面二元體作為基本單元,形成可根據基地條件、樹種不同彈性變動參數,以及可延續結構之三向度桁架原型。使用多組垂直平面桁架在坡地上串聯成一連續面,平面桁架透過水平樑以三個端點接續形成更穩固的田字型結構。並按照種植範圍錨定出平面桁架的放樣點,在錨定坡地土壤後,形成可覆土的基座並填入土壤,形成類梯田方式的種植帶。
在處理大片坡地面積時,針對高度危險的坡地區段放置其模組化單元。在坡地上組構出可延續的空間桁架系統,形成坡地固土的三維網格座標。
Wild Truss接點細部;圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
當土地與構築成為實現思考的載體,秉持土地養護與農業活動之間平衡的主旨。Wild Truss整體基礎部分以電弧焊接c型槽鋼方式形成下方基座。有別於一般使用水泥工法形成的基礎形式,以挖方自然回填夯實,需考慮挖出的土壤較為鬆軟,必須控制土壤夯實的程度,使完工後整體構築不至滑動。並與上方桁架主體進行螺栓鎖固。其零件製作則以六分夾板?主要材料、CNC數位切割製成,隨後基本結構方式透過雙層切片夾入骨頭,榫接形成口字系統加強結構力,卡接已拼湊的樑與切片,組裝形成產於自然還歸自然的桁架主體。
在構築的過程中,首先面對放樣精準度和施工程序的問題。基地坐落於斜坡上,思考如何讓構築體在站在基地上建立共平面的問題,實地放樣設置九處基礎,六個基礎在斜坡上,三處基礎於地平面上。先在坡面上找出對應位置,以高度基樁放樣確認並標示出基礎所需的覆土深度,再挖出同樣的基礎深度讓組合的腳位能夠如預設般落地。主要的承重落在土坡上,每個腳位都由c型槽鋼焊接而成的四爪基樁插入堆砌在土坑中的空心磚內,成為穩定的下層結構;基樁和木構本體的接合則打孔以備螺栓鎖固。
因應坡地高程衍生之Wild Truss與周邊景觀;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
因應坡地高程衍生之Wild Truss與周邊景觀;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
Wild Truss基礎構造;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
上部的切片組合,木材拆卸組裝的過程雖已駕輕就熟,但切片組合之後的尺度和重量比想像中還要難操控:上方控制平面桁架彎矩的側向樑,因為高度因素不得不搭設鷹架完成;整體構造物組裝後的移動也必需增加額外的人力,才能使三面約四米高的平面桁架和七支四米長的水平樑能夠在組裝後移動到斜坡面上與基樁固定起來。
每個組構的環節都應該試著挑選和善用輔助工具,並思考最佳施作工序以及考慮可預測之抗力,才可減少人力的需求、做到精準的構築,從鷹架、夾具、繩索甚至施作場域夠不夠平整都會影響組裝的成果。
板材制材過程,CNC製造,板材分類,上漆工程及切片單元組裝;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
基礎構築過程;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
構造物現場預組立;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
Wild Truss組裝完工;攝影:逢甲建築實構團隊媒體組
基本資料
作品名稱:Wild Truss
業 主:逢甲大學
主要用途:臨時建築 景觀設施
建 築
設計團隊:Atelier Neo.E [易新設計]+逢甲建築實構
主 持 人:Atelier Neo.E [易新設計]/鄭博仁、逢甲建築實構/沈揚庭
主創作者:鄭家潤
參 與 者:
逢甲建築實構/沈揚庭、鄭家潤、鄭中杰、朱宣宇、王宓琦、王璽鈞、汪宜澄、吳宜庭、胡展超、李聖綸、陳姵妏、游 婕、林 昇、郭瑋詰、廖子豪、黃靖諺
施 工
實作團隊:
逢甲建築實構/鄭家潤、鄭中杰、朱宣宇、王宓琦、王璽鈞、汪宜澄、吳宜庭、胡展超、李聖綸、陳姵妏、游 婕、林 昇、郭瑋詰、廖子豪、黃靖諺
數位製造/大晶木業
材料廠商/益材木業
材 料
建 築:六分松木夾板、C形槽鋼、空心磚、五金配件
基地面積:30㎡
建築面積:30㎡
總樓地板面積:30㎡
造 價:新台幣250,000元
設計日期:2017年10月至2018年1月
工程日期:2018年1月
攝影、圖片提供:逢甲建築實構團隊媒體組
團隊簡介
鄭博仁
畢業於國立臺南藝術大學 建築藝術研究所 藝術碩士(2003)
曾任職建築繁殖場(2000-2003);姜樂靜建築師事務所專案設計師(2006-2007);聯合大學建築系兼任講師(2007-2014);大葉大學空間設計系兼任講師(2007-2010,2012);東海大學建築系兼任講師(2006-2007, 2014-2016)
現為Atelier Neo.E [易新設計]主持人、逢甲大學建築系兼任助理教授專業技術人員(2007-2014,2016-今)。
沈揚庭
畢業於成功大學建築研究所博/碩士,喬治亞資工學院資工研究所碩士
現為逢甲大學創意設計碩士學位學程 主任、逢甲大學建築專業學院副教授、建築學系副教授、營建資訊模擬研究中心 教學推廣組組長、城鄉發展研究中心 研究員
【延伸資訊】
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http://www.facebook.com/AtelierNeoe
【延伸閱讀】
>[鄭博仁]旅行 本來就不是件正經事
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>易新設計+逢甲建築實構+CUS作品「連綿地景─伴風。間」
https://solomo.xinmedia.com/archi/127398-AtelierNeoE
>Atelier Neo.E 易新設計「大牆之家 – 苗栗古宅」
https://solomo.xinmedia.com/archi/147987-AtelierNeoE
>「鳥居廊道。川流島嶼」易新設計X逢甲建築實構X台南藝術大學
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資料提供:鄭博仁
整 理:王彤
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