循環材料3d列印空間尺度建造
- 從單元到簇群組構
3D Printing Spatial Scale Construction of Circular Materials
- From Spatial Units to Cluster Structures
原料擾動 Material Stirring
康斌鈺 Kang Bin Yu
指導:劉舜仁 郭文毅
關鍵字:建築3D列印、循環材料、空間系統
INTRODUCTION
本研究探討建築營建產業面對綠色轉型與智慧製造的重大議題,包含循環材料、3D列印空間
製造、3D列印空間設計三大方向,並以材料、設計、製造為三大核心研究相互關係並於其中
取得平衡。相較於傳統模板建築工法,3D列印具備無模板成本、降低碳排放、降低人力需求
三大特點,並且由於3D列印是基於CAD/CAM的設計製造模式,因而提供高度型態自由度與支持更高複雜度的物件製造能力。目前全球公開的文獻較著重於製造工法研究、材料試驗、硬體設備開發,缺乏合併材料、設計、製造的整合性研究,而截止目前(2022年12月)台灣還尙未有空間尺度的水泥/類水泥3D列印實際案例。本研究整合循環材料、3D列印空間製造與建築系統整合、基於3D列印的空間美學,以設計一款具通用型、多用途潛力的空間雛形,並基於雛型之上出三種尺度層級且具眞實應用可能的設計方案。
MATERIALS AND METHODS
以設計一型3D列印雛型為主體展開研究,藉由材料、設計、製造三大方向探討其建構合理性
、實用性、3D列印空間型態美學,並於最終提出具備眞實應用潛力方案。
材料:以鹼激發循環漿體為材料選擇,將空間雛形分別以縮小模型與原尺度切片兩者使用3D列印試驗其眞實建構合理性與可能性,並將試驗結果回饋至設計與製造方法修正。
設計:提出一款具備多功能潛力、製造合理性、3D列印空間美學、Scale Up潛力的空間雛形,
並以小至大三種尺度試驗該空間雛形的各項潛力與機能多樣性。
製造:以實際3D列印試驗、完善建築系統研究製造的眞實性。3D列印試驗:以鹼激發循環漿
體為材料選擇,將空間雛形分別以縮小模型與原尺度切片兩者使用3D列印試驗其眞實建構合
理性與可能性。
RESULTS AND DISCUSSION
本研究以發展通用型的多用途3D列印空間雛形為起始,將其最終空間雛型稱為Type X,並以三種尺度層級(S、M、L)探討其實用性與擴展潛力。S Scale:將Type X以廁所為機能探討其空間合理性、3D列印美學、整合給排水系統...等。M Scale:以Type X延伸Composition議題,而後選定住宅為探討機能,並提出一款稱為Circular House的四人住宅方案,於其中討論3D列印建築的實構議題、空間架構、建築系統整合...等,此階段較全面探討3D列印建築的實際議題。
L Scale:此階段延續CircularHouse,邁向更大尺度的3D列印建築尺度,擴大至數十人的社區規模,提出一款稱為Circular Community的靑年Co-Living共居住宅,此階段主要目的為試驗起初對於Type X的機能多樣性與擴展多樣性的假設,並最終論證3D列印雛型空間具有強大的設計、使用、製造彈性。