本研究的起始動機為研究者個人對於鐵道的愛好，對於列車與鐵道建築有著許多的關注。而以生活周遭的台北鐵道為例，因為鐵路地下化以及捷運系統的通車，讓人們逐漸忘記穿梭在台北市中心的台北鐵道，取而代之的鐵道印象已成為捷運系統。台北鐵道是一條具有百年歷史以及多樣產業發展遺跡的鐵道，不該如此被淡忘。研究者希望藉由鐵道沿線的產業空間討論，重新構築鐵道產業發展的過程與文化展示空間。

    本研究以探討舊建築之新型態為重點，分為三個研究階段。第一階段以研究國內外之舊建築新型態的設計手法，並分類出七種不同的型態，做為後續設計發展的參考。同時以鐵道與工業的機械美學為重點，藉由未來主義中所讚揚的機械美學、時間理論與繪畫的手法轉換為本研究的第一個參考模型。

    第二階段則嘗試藉由非參數化模型，構築機器與時間的空間概念。最初以四種不同的時間型態發展為設計機器後，探討其變動的可能性與時間的表現性，接著再繼續發展第二代的設計機器，並嘗試以參數化工具重現不同設計機器所轉換出的空間原型。

    第三階段以台北機廠為對象進行設計操作，並且於廣達十七公頃的廠區內選定四個區域做為設計的基地，分別為組立工廠、露天吊車、客車工廠、與員工澡堂。嘗試以這些區域中既有的元素，歸類出時間、速度、與機械三種型態做為發展參數化設計的起點，並且將這四個區域發展成為四個不同的設計系列：速度系列、軌跡系列、非物質系列、與自然系列。每一個設計系列下又分為三個不同的主題空間設計，共計十二個設計分別坐落在台北機廠的四個區域內。本研究將舊建築的空間元素以數位設計與參數化工具的即時運算與資料處理能力重新加以轉譯，嘗試以一種新的設計方法去探討新舊共存的新構築型態，最後希望可以根據不同的新舊建築設計條件演算出新的構形式。

The motivation for this study comes from the author’s personal interest in railways, which has prompted him to examine the development of trains and railway construction.  As a result of railways being relocated underground and the opening of the MRT system in Taipei, people in Taipei have gradually forgotten the railway that shuttles through downtown Taipei.  The image of a traditional railway has been replaced by the MRT system.  The Taipei railway has a hundred years of history and has seen the development of many industries, thus its importance should not be forgotten.  The author hopes to reconstruct the development process of the rail industry and the culture of the railway through exploring the industrial spaces along the railway line.

This study focuses on discussing the new form of old buildings and is divided into three stages.  The first stage studies design approaches for creating new forms for old buildings domestically and internationally.  Seven different forms are identified, and they serve as references for the ensuing design.  The first reference model in this study is constructed from the point of view of emphasizing machine aesthetics in the rail industry, the machine aesthetics of futurism, the theory of time, and the techniques of drawing.

The second stage uses a non-parametric model to establish the spatial concepts of machines and time.  Design machines are first developed from four different temporal patterns, and the possibility of variation and the expression of time are discussed.  A second generation of design machines is then developed.  Parametric models are used to reproduce the spatial prototypes produced from different design machines.

The third stage involves performing design in the Taipei railway workshop district.  Four areas in the 17-acre workshop district are chosen as design bases.  The four areas are an assembly plant, an open-air crane, an automobile plant, and an employee bathhouse.  It is attempted to categorize the existing elements in the allocated areas into three forms, namely time, speed, and machine, which serve as the starting point of parametric design.  The four areas are developed into four different design series: speed series, track series, non-material series, and nature series.  Each design series is sub-divided into three themed spatial designs.  A total of 12 designs sit in the four areas inside Taipei railway workshop.  Spatial elements in the old building are interpreted using the real-time computational and data processing capacities of digital design and parametric modeling.  An innovative design method is developed to address the new form of configuration where the new and the old co-exist.  It is hoped that new forms of building can be derived according to different design conditions.

第一章 緒論	1
1-1 研究動機	2
1-1.1 個人對於鐵道的興趣	2
1-1.2 數位建築的設計啟發	2
1-1.3 褪色的台北鐵道	3
1-1.4 舊建築與閒置空間的保存與再利用	4
1-1.5 數位工具應用於空間設計的發展	5
1-1.6 數位建築與傳統建築結合	6
1-2 研究目的	7
1-2.1 鐵道沿線產業的再構築	7
1-2.2 探討新舊空間融合的建築型態	8
1-2.3 既有設計條件下做為參數式設計的可能性	9
1-2.4 參數式空間設計	9
1-3 相關領域	9
1-4 研究成果	10
第二章 文獻與案例研究	11
2-1 相關理論書籍	12
2-1.1 胚騰:無所不在的模式 ，2004	12
2-1.2 Tooling，2006	13
2-1.3 Informal，2008	13
2-1.4重構自然，2013	14
2-2 建築相關案例書籍	16
2-2.1 Re-Use Architecture	16
2-2.2 Transformer	16
2-2.3 Build-On: Converted Architecture and Transformed Buildings	17
2-3 建築相關案例	18
2-3.1 Within 室內型態	19
2-3.2 Depend on 依附型態	21
2-3.3 Wrap-around 包覆型態	23
2-3.4 Stacked 疊層型態	24
2-3.5 Facade 皮層型態	27
2-3.6 Re-Formed 重構型態	28
2-3.7 Underground 地下型態	30
2-4 建築師	32
2-4.1 Herzog & de Meuron	32
2-4.2 Peter Zumthor	36
2-4.3 Norman Robert Foster	40
2-5 關鍵字	42
2-5.1 台北鐵道	42
2-5.2 舊建築	42
2-5.3 參數化設計	42
2-5.4 Pattern	43
2-5.5 新舊構築	43
第三章 初期設計實驗	44
3-1前言	45
3-2 動能與速度	46
3-3 未來主義與建築	47
3-3.1未來主義的起源與宣言	47
3-3.2繪畫上的未來主義	48
3-4 第一代時間機器	49
3-4.1時間的相對性	49
3-4.2時間的速度與質量	50
3-4.3持續進行的時間	50
3-4.4動力的時間	51
3-5 第二代時間機器	52
3-5.1 Rotation Machine旋轉機器	55
3-5.2 Gear Machine 齒輪機器	59
3-6以參數化工具重擬時間	60
3-6.1 Growth Ring年輪紋理	61
3-6.2 Rustiness鏽蝕	62
3-6.3 Geometrical Pattern幾何形旋轉	63
3-6.4 Transition漸變	64
3-6.5 Shrink 收縮	65
3-6.6 Hexagon 六邊形	66
第四章 操作基地	67
4-1前言	68
4-2台北機廠的歷史沿革	69
4-2-1興建歷史	69
4-2.2蒸汽動力時期	69
4-2.3動力柴油化時期	70
4-2.4動力電氣化時期	71
4-2.5今日現況	72
4-3台北機廠建築現況與分析	73
4-3.1柴電工區	73
4-3.2電力工區	74
4-3.3修製工區	74
4-3.4車輛工區	75
4-4設計地點的選擇	76
4-4.1組立工場	76
4-4.2露天吊車	78
4-4.3客車工場與戶外軌道	79
4-4.4員工澡堂	80
第五章 第二階段設計	82
5-1速度系列	84
5-1.1月台速度	87
5-1.2機械速度	95
5-1.3窗景速度	100
5-2軌跡系列	104
5-2.1蔓生	106
5-2.2漫步	112
5-2.3聲之屋	115
5-3非物質系列	119
5-3.1蒸氣	121
5-3.2光	126
5-3.3震動	129
5-4自然系列	131
5-4.1風	133
5-4.2落水	137
5-4.3波紋	140
第六章 結論與建議	145
6-1舊建築之再利用	146
6-2操作過程回顧	148
6-2.1初期設計實驗	149
6-2.2第二階段設計	150
6-3後續研究與建議	151
6-3.1舊建築再利用之型態	151
6-3.2再生建築的脈絡元素	151
6-3.3數位工具的操作	151
6-3.4空間轉型的契機	152
參考文獻	153
英文書籍	153
中文書籍	153
翻譯書籍	154
中文論文	154
附錄	155

圖 目 錄
圖1- 1 台鐵自強號(PE-1000)	2
圖1- 2 台鐵太魯閣號	2
圖1- 3 Zaha Hadid所設計之台中古根漢美術館	3
圖1- 4 Zaha Hadid所設計之台中古根漢美術館	3
圖1- 5 松山文創園區	4
圖1- 6 華山文創園區	4
圖1- 7 以參數化設計工具Grasshopper進行模型運算	5
圖1- 8 典型幾何形態之傳統建築	6
圖1- 9 非幾何形態之數位建築	6
圖1- 10 台北鐵道沿線產業空間	7
圖1- 11 倫敦國王十字車站大廳屋頂	8
圖1- 12巴黎時尚設計中心綠色型態帷幕玻璃	8
        
圖2- 1 胚騰-無所不在的模式	12
圖2- 2 Tooling	13
圖2- 3 informal	13
圖2- 4重構自然	14
圖2- 5 Re-use Architecture	16
圖2- 6 Transformer	16
圖2- 7 Build-on	17
圖2- 8七種舊建築再利用之設計型態	18
圖2- 9 室內型態	19
圖2- 10由火車站改建之Musee d'Orsay室內大廳	19
圖2- 11 Gae Aulenti	20
圖2- 12原為廢棄教堂改建之Selexyz Dominicanen書店內部空間	20
圖2- 13 Merkx+Girod	21
圖2- 14依附型態	21
圖2- 15 King's Cross Railway Station內部大廳	21
圖2- 16 John McAslan	22
圖2- 17 包覆型態	23
圖2- 18 Strasbourg Railway Station 以包覆型態擴建車站	23
圖2- 19 疊層型態	24
圖2- 20 Military History Museum夜晚情況	24
圖2- 21 於舊碼頭旁的Kraanspoor Office外觀	25
圖2- 22 Kraanspoor office改建前原貌	25
圖2- 23 Caixa forum Madrid 於舊建築上方增建展覽空間 	26
圖2- 24 Herzog & de Meuron	26
圖2- 25 Caixa forum Madrid設計概念	26
圖2- 26皮層型態	27
圖2- 27 Kolumba Museum保留舊教堂之皮層	27
圖2- 28 Peter Zumthor	27
圖2- 29重構型態	28
圖2- 30 Reichstag building重構之圓頂外觀夜景	28
圖2- 32 Norman Foster	29
圖2- 31 Reichstag Building圓頂內部空間向俯瞰如人民監督國會情況	29
圖2- 33 地下型態	30
圖2- 34 羅浮宮伊斯蘭文物展館如一飛毯懸浮於中庭	30
圖2- 35 Rudy Ricciotti + Mario Bellini	30
圖2- 36Joanneum Museum Extension為地下型態之擴建方式	31
圖2- 37 Herzog & de Meuron	32
圖2- 38玻璃材料運用凹、凸、平面三種手法	34
圖2- 39 Prada旗艦店外觀	34
圖2- 40北京國家體育場外型如簍空的碗	34
圖2- 41體育場屋頂使用PTFE半透明膜	35
圖2- 42 Elbe Philharmonic Hall完工後示意	35
圖2- 43表面玻璃經磨砂處理呈半透明質感	35
圖2- 44 Peter Zumthor	36
圖2- 45 Gugalun House	38
圖2- 46羅馬考古基地保護所木百葉結構外觀	38
圖2- 47羅馬考古基地保護所內部空間	39
圖2- 49 Sogn Bendetg Chapel外觀	39
圖2- 48 木瓦外牆	39
圖2- 50 Norman Foster	40


圖3- 1蒸汽機與蒸汽火車構造	46
圖3- 2 巴拉-街燈	48
圖3- 3 時間的相對性3D	49
圖3- 4 時間的相對性2D	49
圖3- 5 時間的速度2D	50
圖3- 6 時間的速度3D	50
圖3- 7持續進行的時間3D	51
圖3- 8 持續進行的時間2D	51
圖3- 9動力的時間3D	51
圖3- 10 動力的時間2D	51
圖3- 11 方形機器	52
圖3- 12 漸變機器	52
圖3- 13 滑動機器	53
圖3- 14 相對機器	53
圖3- 15 旋轉機器	53
圖3- 16 固態機器	54
圖3- 17 繞動機器	54
圖3- 18 齒輪機器	54
圖3- 19 旋轉機器	55
圖3- 20 以壓克力材料製作旋轉機器模型	55
圖3- 21 原本型態	58
圖3- 22 轉動後型態	58
圖3- 23 齒輪機器移動	59
圖3- 24 齒輪機器3D	59
圖3- 25 以密迪版與壓克力材料製作齒輪機器	59
圖3- 26 參數化工具Grasshopper	60
圖3- 27 年輪紋理Grasshopper Definition	61
圖3- 28 年輪	61
圖3- 29 鏽蝕Grasshopper Definition	62
圖3- 30 鏽蝕	62
圖3- 31 幾何形旋轉Grasshopper Definition	63
圖3- 32 幾何形旋轉	63
圖3- 33 漸變 Grasshopper Definition	64
圖3- 34 漸變	64
圖3- 35 收縮Grasshopper Definition	65
圖3- 36 收縮	65
圖3- 37 六邊形 Grasshopper Definition	66
圖3- 38 六邊形	66

圖4- 1台北機廠平面圖	73
圖4- 2組立工場位置	76
圖4- 3組立工場內部	76
圖4- 4組立工場外觀現況	76
圖4- 6組立工場平面圖	77
圖4- 5組立工場剖面尺寸	77
圖4- 7工場內部之大型列車構造	77
圖4- 8 露天吊車位置	78
圖4- 10露天吊車外觀	78
圖4- 9 露天吊車運作情況	78
圖4- 11露天吊車立面尺寸	78
圖4- 12露天吊車平面圖	78
圖4- 13客車工場位置圖	79
圖4- 14客車工場與戶外軌道現況	79
圖4- 15客車工場與戶外軌道尺寸	80
圖4- 16員工澡堂位置	80
圖4- 17澡堂室內浴池	81
圖4- 18澡堂外觀	81
圖4- 19澡堂空間尺寸	81

圖5- 1組立工場之空間構成	84
圖5- 2 車輛尺寸與空間關係	85
圖5- 3各年代電聯車	85
圖5- 4軌道方向由西至東的方式展示列車	86
圖5- 5組立工場空間計畫分區	86
圖5- 6列車經過月台時所產生的速度	87
圖5- 7乘客於月台上緩慢移動	87
圖5- 8乘客上列車時的速度	87
圖5- 9以列車高速行進時的影像作為設計轉換	88
圖5- 10以Rectangle生成四邊形	89
圖5- 11以第一個與最後一個四邊形建立直線路徑並產生控制點	89
圖5- 12以參數化工具改變月台的速度型態	90
圖5- 13控制點距離產生出不同尺寸之四邊形	91
圖5- 14使用Region Union之前後情況	91
圖5- 15以Extrude生成厚度，產生牆面	91
圖5- 16 Point on Curve	92
圖5- 17可調整型態之牆面	92
圖5- 18模擬牆面置入於空中軌道	93
圖5- 19模擬牆面置入於空中軌道	94
圖5- 20 列車車輪	95
圖5- 21車輪速度Sketch，從照片中將模糊的轉動形態轉化成圖像化的線條	95
圖5- 22轉動中的車輪為圓周運動，以承軸為中心繞著打轉	95
圖5- 23以Series繪製不同半徑大小的同心圓	96
圖5- 24 於同心圓上亂數佈點	96
圖5- 25以Shatter將圖形分解成不同長度線段	97
圖5- 26線段擠出高度後的情況	97
圖5- 27 Random物件	98
圖5- 28車輪型態之改變	98
圖5- 29模擬車輪速度作為天花板的型態	99
圖5- 30車窗外的影像	100
圖5- 31構想Sketch	100
圖5- 32以Random Reduce物件將方格以亂數方式減去	101
圖5- 33將多邊形結合並倒角產生圖形	102
圖5- 34模擬於立面之型態	103
圖5- 35擠出Surface產生牆面	103
圖5- 36露天吊車空間構成	104
圖5- 37設計構想	105
圖5- 38 露天吊車空間分區計畫	105
圖5- 39植物蔓生	106
圖5- 40植物蔓生Sketch	106
圖5- 41生成曲面後以Mesh Brep轉換成Mesh並任意佈點	107
圖5- 42以Cull Pattern 篩選出所需要的線段	108
圖5- 43 Exoskeleton產生出柔化形體	108
圖5- 44參數調整不同的形態變化	109
圖5- 45植物蔓生Render	110
圖5- 46蔓生模擬於空間之型態	111
圖5- 47吊車現況	112
圖5- 48吊車於過去運作時的軌跡Sketch	112
圖5- 49於每一個點繪製長方體	113
圖5- 50參數化過程	113
圖5- 51吊車漫步模擬	114
圖5- 52聲之屋Sketch	115
圖5- 53曲面改變之過程	116
圖5- 54產生不同長度的圓筒狀並改變型態的過程	117
圖5- 55聲之屋模擬於空間	118
圖5- 56不同年代之莒光號客車	119
圖5- 57客車工場與軌道空間構成	119
圖5- 58客車工場空間分區計畫	120
圖5- 59列車行進時產生蒸氣	121
圖5- 60以蒸汽為Pavilion之概念，Sketch	121
圖5- 61軌道做為參數化條件之形態變化過程	122
圖5- 62柱子產生與形態改變	123
圖5- 63蒸氣Pavilion Render	124
圖5- 64蒸氣Pavilion模擬於空間之型態	125
圖5- 65 Sketch	126
圖5- 66參數值5、15、25、40的不同型態	127
圖5- 67光的形態模擬於空間中	128
圖5- 68以Boundary Surface產生圖形之過程	129
圖5- 69格點與圓形之圖形	129
圖5- 70控制點距離產生牆面厚度	129
圖5- 71每一個中點與控制點距離產生地面高度的型態	130
圖5- 72震動於空間中之模擬	130
圖5- 73員工澡堂的空間構成	131
圖5- 74員工澡堂空間分區計畫	132
圖5- 75員工澡堂晒衣場	133
圖5- 76風於空間之轉化過程，Sketch	133
圖5- 77屋頂參數化過程	134
圖5- 78調整參數改變屋頂形態	134
圖5- 79風的參數化過程	135
圖5- 80捕捉風的瞬間於空間中之模擬	136
圖5- 81員工澡堂洗臉台	137
圖5- 82日治時期沿用至今的水龍頭	137
圖5- 83落水，Sketch	137
圖5- 84以Paneling Tool 改變其方格型態	138
圖5- 85落水屋頂形態	138
圖5- 86落水-模擬於空間之型態	139
圖5- 87員工澡堂	140
圖5- 88轉化為圖形	140
圖5- 89水波紋	140
圖5- 90波紋參數化過程	141
圖5- 91波紋的形態改變	142
圖5- 92波紋屋頂 Rendering	143
圖5- 93波紋模擬於空間之型態	144

英文書籍
1.	Aranda&Lasch，《Tooling》，2006，New York，Princeton Architecture Press.
2.	Robert Klanten& Lukas Feireiss，《Build-On: CONVERTED ARCHITE-CTURE AND TRASFORM BUILDINGS》，2009，Berlin，Gestalten.
3.	Editorial office van Uffelen，《Reuse Architecture》，2011，Berlin，B-raun Publishing AG.
4.	Wang Shaoqiang，《Transformer:Reuse，Renewal，and Renovation   in Contemporary Architecture》，2010，Guangzhou， Sandu  Publi-shing.


中文書籍
1.	聯誼國際工程顧物有限公司，《鐵路局台北機廠古蹟保存及再利用整體規劃》，2002，台北市政府文化局。
2.	劉育東、林楚卿，《新構築:邁向數位建築的新理論》，2009，台北，田園城市文化。
3.	周衛，《歷史建築保護與再利用 : 新舊空間關聯理論及模式研究》，2009，北京，中國建築工業出版社。
4.	邱浩修，《重構自然_數位構築方法下的建築新詩性》，2013，台中，東海建研中心。


翻譯書籍
1.	艾希頓，《胚騰：無所不在的模式》，蔡承志譯，2004，天下遠見出版股份有限公司。
2.	塞西爾．巴爾蒙德，《異規》，李寒松譯，2008，北京，中國建築工業出版社。
3.	Graeme Brooker、Sally Stone，《建築文脈與環境》，黃中浩、高妤、王晶譯，2010，大連理工大學出版社。
4.	Graeme Brooker、Sally Stone，《再生建築元素》，逢楊譯，2010，大連理工大學出版社。
5.	伊東豐雄，《衍生的秩序》，謝宗哲譯，2011，台北，田園城市文化。


中文論文
1.	江青澤，《數位模擬自然紋理於建築設計的過程》，2009，淡江碩士論文。
2.	王聖旻，《後工業地景之數位再構築》，2011，淡江碩士論文。
3.	張嘩，《基於參數化建築設計方法下的傳統空間的現代轉譯》，2011，重慶大學期刊社。
4.	束之勤，《建築中的時間意涵》，2012，淡江碩士論文。