NCKU M.Arch II

         面對全球氣候變化，動物可藉由遷徙找尋適合生活的區域，但植物僅能經歷長時間的淘汰與演化因應環境條件改變，我探討智能外牆(Intelligent Facades)定義中雙層帷幕牆立面系統(Double skin facade)以思考建築物如植物演化適應環境之皮層可能性。

 

本研究以木構造發展雙層結構系統的外層構造，將現有普遍鋼筋混凝土構造建築作為內層構造做為出發，由屋頂連續至立面上形成雙層立面構造系統，打破雙層帷幕系統一百五十公分內的隱形規則，改以建築物外周區定義以外牆中心線起算五公尺深度作為外層構造寬度，目的達到隔熱效果加強，同時連結雨水收集系統，目的達到都市雨水截流，以減緩洪雨造成之淹水情況，最終以改建式設計示範於台南安南區和順國宅，同時達到平面上單元型態重組再連結性設計。

 

Nowadays, the environment problem is the biggest issue that all human begins are facing to. Some animals can travel from place to place to get used to the terrible weather. However, the way that plants adapted the environment is to evolve.

 

Therefore, I’m thinking that is any possibility that the architecture we’re living can learn from the plants to adapt the environment to reform a new design. This is beginning with reform the ordinary R.C. architecture.I create a double-layered construction system: the inner layer is RC and the outer layer is wood construction. This double-layered construction system starts from the roof to the building façade and come inside the building in the end. The wood construction layer has 5m thickness. This new layer is combined with the rain retention design to reduce the flooding problem in the city.  In the meanwhile, the environment problem can also be solved because of the design.

 

In conclusion, this design wants to create an architecture that can breath as plants to face our future world.

COMBINATION

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一、議題/極端氣候災害 人類文明介入原有自然世界，造成自然網絡喪失原有平衡，導致海平面上升、土地面積減少外，極端氣候災害次數增多、嚴重性增加，水、電、糧食資源減少等全球性問題同樣產生。由目前全球嚴重災害事件統計圖表顯示，極端災害事件在每年發生頻率逐年明顯增加，尤其水文事件（水災、山崩、雪崩）次數統計增加幅度最為顯著。

 

二、動機/植物演化 面對全球氣候變遷的衝擊，動物可藉由遷徙移動找尋適合生活的區域，但植物僅能經歷長時間的演化與淘汰因應環境條件改變。如:紅樹林植物葉構造，以增加具有厚蠟質皮層，對外抑制高鹽份海水大量進入，對內減少蒸散作用避免吸收過多高鹽份海水，同時葉中有特化泌鹽腺，將多餘鹽分排出或在液胞內形成結晶送至老葉儲存，達到與海水共存平衡。又如:水生植物中挺水植物水上葉構造，演化為上表皮中有許多氣孔結合根、莖、葉炳形成發達通氣組織，達到快速形成蒸散作用，排除過多水分，同時具角質層對外抑制水分由氣孔進入，與水達到生存平衡。 因此藉由植物演化方式思考都市演化的可能性與其方式。現有建築物是否也能演化出與現有環境共存的中介皮層（空間）？

 

三、現況/都市排水 都市化因素，地表不透水區域增加，由原始自然地表覆蓋改變至 75%~100% 的不滲透表面，則地表的逕流機制由總降雨量10%的逕流增至55%逕流量 。因此當極端降雨量產生大量地表逕流，都市中排水系統無法負荷或排水系統失去作用時，即造成都市嚴重洪害。

 

四、目的/雨水截流 台灣都市防洪排水系統，明顯越來越無法負荷颱風、暴雨引起淹水災害，這樣的問題下思考設計調整居住模式以適應洪水，由增加逕流時間方式，減緩都市下游河川洪峰量增加作為出發點。 本研究思考建築皮層演化中，結合建築物屋頂、立面系統增加截流面積，同時增加逕流時間，在建築物屋頂與立面系統截流過程中，部分達到淨化雨水作用而轉化為民生用水資源再利用的可能性。

 

五、設計範圍/安南區和順國宅 台灣屬於海島型國家，其中海平面上升及極端氣候造成嚴重災害同時影響著我們生活的都市，造成可利用土地面積減少、地下水資源系統鹽化、都市排水系統失能等問題，而本研究更深入關注於台南早期歷史為台江內海的一帶地區。 將台江內海陸地範圍地區圖與海平面上升一公尺預測圖相疊合，可觀察出台南其相對地勢更低之地區分別為七股區沿海一帶、安南區南端、安平區北端，同時為現今台南市易淹水範圍區域。本研究論文選擇位於安南區範圍之和順國宅作為示範。

 

六、研究範圍/現有建築改建 台灣1970年代發展中低樓層公寓，由民間社會產生的現代住宅，為台灣經濟快速發展與快速都市化的產物，在後殖民城市中占有重要角色，以鋼筋混凝土為主要構造下，結構體通常具有三、五十年以上的使用壽命，至今常有建築立面、室內裝修老舊需要改建的情況產生，本研究以中低層（四至七層樓）鋼筋混凝土構造住宅作為研究對象。 以現有建築構造進行分析探討，其預設兩構造接合部位：地基礎、柱樑、樓板、牆體形成木質與鋼筋混凝土複合式結構構法應用於雙層構造系統。

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七、文獻回顧 由文獻「台灣木構造建築複合構法之研究」經構法原理、力學機制及類比理論，觀察分析台灣現有複合構造系統，並參考國外複合構造技術，以推演木與RC複合構造之模式。本研究參考此文獻中推演模式為基礎，再進一步研究複合構造系統中接合方式。

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八、研究/WCCS複合構造類比 由文獻「鋼－混凝土組合結構設計」得知複合構造中不同材料相組合，在應力關係中不能僅依靠自然黏結，需藉由金屬連接件（剪力連接件）於兩材質接合界面作為連結。本研究參考此文獻之結論對於複合構造系統中接合方式進行類比模擬及評估。

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由力學探討、木材使用效率性、施工可及性，三項評估準則下評估ＷＣＣＳ（木與RC複合構造）類比結果之適用性，得到分析結果如表圖，適用性較佳者作為本設計論文之設計運用依據。

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九、研究/木構造金屬構件接合 依木構造不同構法可分為四種木構造形式為原木層疊式、框組壁式（2X4工法）、傳統柱梁式、集成材柱梁式（大型木構造），本研究觀察分析此四種形式下現有木構造以金屬連接件接合的細部，分別為地基礎、梁柱、牆體、樓板。在依四種類型與接合部位進行下一步命名方式，如大木構造Timber(T)柱與RC基礎接合細部之剛性接合(moment connection)，即命名為T-C-M。又如傳統柱梁式Post and beam (PB)地基礎接合細部即命名為PB-F。