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系統識別號 U0002-0707201106210800
中文論文名稱 後工業地景之數位再構築
英文論文名稱 Incorporating Digital Tectonics into Post-industrial Landscape
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 建築學系碩士班
系所名稱(英) Department of Architecture
學年度 99
學期 2
出版年 100
研究生中文姓名 王聖旻
研究生英文姓名 Sheng-Ming Wang
學號 698360079
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2011-06-14
論文頁數 132頁
口試委員 指導教授-陳珍誠
共同指導教授-王俊雄
委員-邱浩修
委員-賴怡成
中文關鍵字 後工業地景  廢墟  紋理  仿生  參數化設計  演算法 
英文關鍵字 Post-Industry Landscape  Ruin  Pattern  Bio-mimic  Parametric Design  Algorithm 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 本研究針對後工業的文化變遷過程中所產生的廢墟空間進行討論,發現廢棄空間中人造與自然相互滲透的現象,並且嘗試將這些人造與自然交織的系統,透過轉譯、模擬與轉化的設計操作方式讓廢墟再生。在數位時代的今日,將掩蓋於廢墟中的自然紋理,透過電腦工具進行再現、轉譯與模擬,創造出新的建築元件並與舊有的建築元件結合重新組構,強調人造與自然互涉的過程,進行廢墟空間的重建,重新詮釋後工業地景。

本論文架構主要分為四個部份,第一部份為研究者的個人經驗以及對於我們環境中人造與自然關係的觀察。第二部份為與本研究的相關案例與相關建築師的設計介紹,其中包括與當代數位設計工具相關的設計操作,以及探討當代人類與自然真實處境的相關案例。

第三部份以三芝廢棄茶廠做為操作基地,整理出數種自然元素介入廢棄茶廠的方式。包括從基地中擷取出自然的紋理,經由影像的擷取與描繪後,透過規則的分析以及形態的模擬,以數位工具進行轉譯,製作出新的建築元件;以及因應現有環境的設計手法,找尋適合當地地景的人造元素與組織規則,重新詮釋並且重新組織,讓原本固定的建構方式開始呈現為新的構築想像。第四部份則是將前面的操作於基地上進行組合,透過建築元件的重新組織進行茶廠的重建,並且回應到原有的系統中,例如:牆面、地形、植物與環境的氛圍的討論上。

這些經過模擬的自然紋理與人造元素進行再組織後,重新建立的建築元件被置入重建的廢棄空間當中,透過新的構築方式詮釋廢墟「再自然」的空間想像,以回應後工業時代中人造與自然之間和諧共生的關係。
英文摘要 This research focuses on the discussion of the ruin space produced in the process of post-industrial cultural changes, finds the phenomenon in ruin space where artificiality and nature have infiltrated each other and tries to revive ruins, the systems in which artificiality and nature have mingled with each other, through the operating method of design using translation, simulation and transformation. In digital era of today, it is essential and viable to reproduce, translate and simulate the natural texture concealed in ruins by computer tools, to create new building components and combine them with old ones to establish restructure, to stress the process of inter-related artificiality and nature, to rebuild the ruin space, and to re-interpret post-industrial landscape.

The research is mainly divided into four parts. The first part is about the researchers’ personal experience and observation of the relationship between artificiality and nature in our environment. The second one is the introduction of case studies related to this research and relevant architects’ designs related to contemporary digital design tools and relevant cases investigating contemporary human beings and the real predicament of nature.

In the third part of the paper the research uses the abandoned San-Zhi Tea Factory as operating site to sort out several approaches of natural elements intervening in the abandoned tea factory, including plucking natural textures from the base, producing new building components through capturing and describing images, analyzing rules and simulating forms, as well as carrying out translation by digital tools; using design techniques responding to existing environment, seeking artificial elements and organizational rules suitable to local landscape, re-interpreting and reorganizing, and then allowing originally regular construction methods to begin displaying new imagination of construction. In the fourth part the research carries out the combination of operations mentioned above at the site, and the re-construction of the tea factory by reorganizing building components, as well as going back to the original system, such as the discussion on wall , topography, plants and environmental atmosphere.

These building components re-established through reorganizing simulated natural textures and artificial elements are placed in the re-constructed ruin space to interpret the space imagination of “re-naturalized” ruins through new constructing method to respond to the harmonious and symbiotic relationship between artificiality and nature in post-industrial era.
論文目次 目錄

第一章 緒論 01

1-1 研究動機 02
1-1.1 個人經驗 02
1-1.2 自然與人造的觀察 03
1-1.3 後工業地景與後WTO地景 04
1-1.4 設計工具的轉變 04
1-1.5 小結 04
1-2 研究目的 05
1-2.1 體驗、經驗、思考、設計、構築 05
1-2.2 向自然學習與反省 05
1-2.3 數位工具所帶來的新構築視野 05
1-2.4 參數式單元組構與衍生式設計方式 06
1-3 研究方法 07

第二章 相關文獻與案例研究 08

2-1 科普相關書籍與理論 09
2-1.1 胚騰:無所不在的模式 09
2-1.2 大自然的數學遊戲 10
2-1.3 景觀社會 11
2-2 建築相關書籍與理論 13
2-2.1 Tooling 13
2-2.2 The Function of Ornament 14
2-3 建築相關案例 15
2-3.1 渡邊誠 15
誘導城市 15
飯田橋車站 16
2-3.2 Marco Casagrande 17
六十分鐘人 17
波坦金禪公園 18
2-4 裝置相關案例 19
2-4.1 MATSYS 19
P-WALL 19
2-4.2 ARUP's Insect Hotel 20


第三章 第一階段設計操作 21

3-1 基地概況 22
3-1.1 前言 22
3-1.2 基地當地環境 22
3-1.3 茶廠廢墟 23
3-2 第一階段操作方式 25
3-2.1 植物的蔓生 27
3-2.1.1 磚牆的植物 27
3-2.1.2 屋瓦的植物 31
3-2.1.3 地磚的層次 36
3-2.1.4 窗戶的藤蔓 40
3-2.1.5 水溝的卵石 47
3-2.2 水的滲透 52
3-2.2.1 雨水的收集裝置 52
3-2.2.2 建材的穿孔與堆疊的操作 54
3-2.2.3 露水的裝置 57
3-2.2.4 水滴的凝聚 58
3-2.3 光的滲入 62
3-2.3.1 可調節角度之遮陽系統 62
3-2.3.2 材質與光的反射(水) 65
3-2.3.3 建材的操作方式(堆疊) 66
3-2.3.4 光的影像 69
3-2.4 礦物的結晶 72
3-2.4.1結晶構成的立面 72
3-2.4.2結晶所堆積的觸感體驗 74
3-2.4.3結晶所構成的空間結構 76
3-2.4.4岩石紋理的操作 78
3-2.5 自然的借景 82
3-2.5.1 部份牆面的拆除導入山景 82
3-2.5.2 環景的開放氛圍 83
3-2.5.3 景緻的反射 84
3-2.5.4 河堤牆面的自然畫面 85
3-2.6 自然中的廢棄物 87
3-2.6.1 浪板 87
3-2.6.2 水管 89
3-2.6.3 棧板 92

第四章 廢棄茶廠之重建 95

4-1 前言 96
4-2 對應基地的設計操作 97
4-2.1 設計操作A 97
4-2.2 設計操作B 99
4-2.3 設計操作C 100
4-2.4 設計操作D 101
4-2.5 設計操作E 102
4-2.6 設計操作F 103
4-2.7 設計操作G 104
4-2.8 設計操作H 105
4-2.9 設計操作的組織 106
4-3 小結 107

第五章 結論與後續研究 108

5-1 極度自然與人造自然的對話 109
5-2 操作過程的回顧 111
5-2.1 第一階段 111
5-2.2 第二階段 112
5-2.3 兩個階段的設計回顧 113
5-3 後續發展與建議 114
5-3.1自然中的規則 114
5-3.1數位工具的操作 114
5-3.3真實比例的操作 114
5-3.4廢虛空間的契機 114

參考文獻 115
附錄 117


圖表目錄


圖1-1.1 大四設計實作 02
圖1-1.2 自然與人造的交織 03
圖1-2.1 自然與人造的分割 05
圖1-2.2 古根漢美術館 05
圖1-3.1 當地自然紋理 07
圖1-3.2 當地人造物件 07
圖2-1.1 胚騰:無所不在的模式 09
圖2-1.2 大自然的數學遊戲 10
圖2-1.3 景觀社會 11
圖2-2.1 TOOLING 13
圖2-2.2 The Function of Ornament 14
圖2-3.1 誘導城市 15
圖2-3.2 飯田橋車站桁架設計概念 16
圖2-3.3 飯田橋車站桁架結構運算 16
圖2-3.4 飯田橋車站內部桁架 16
圖2-3.5 Marco Casagrande 17
圖2-3.6 六十分鐘人內部空間 17
圖2-3.7 六十分鐘人內部橡樹與碎石 17
圖2-3.8 波坦金禪公園內部 18
圖2-4.1 P-WALL的操作概念 19
圖2-4.2 P-WALL的表面效果 19
圖2-4.3 P-WALL風化的概念 19
圖2-4.4 Insect Hotel操作概念 20
圖2-4.5 Insect Hotel立面效果 20
圖2-4.6 Insect Hotel整體外觀 20
圖3-1.1 基地位置 22
圖3-1.2 基地週遭 23
圖3-1.3 基地空間構成 23
圖3-1.4 基地概況 24
圖3-2.1 元素尋找範圍 25
圖3-2.1.1 磚牆的碎化過程 27
圖3-2.1.2 磚牆的單元替換 27
圖3-2.1.3 磚塊的單元分解 27
圖3-2.1.4 磚塊的單元變化 27
圖3-2.1.5 磚塊的堆疊規則 28
圖3-2.1.6 磚塊堆疊的可能性 28
圖3-2.1.7 GH流程圖01 28
圖3-2.1.8 雷射切割圖 29
圖3-2.1.9 磚塊單元的製作流程 29
圖3-2.1.10 轉譯後的磚牆透視圖 30
圖3-2.1.11 磚牆的立面圖與細部說明 30
圖3-2.1.12 屋瓦上的植物生長 31
圖3-2.1.13 屋瓦單元的操作 31
圖3-2.1.14 屋瓦操作後的機能 31
圖3-2.1.15 屋瓦翻轉的可能 32
圖3-2.1.16 GH流程圖02 33
圖3-2.1.17 屋瓦組織透視圖 34
圖3-2.1.18 屋瓦立面效果 34
圖3-2.1.19 室內效果 34
圖3-2.1.20 屋瓦配置說明 35
圖3-2.1.21 基地周遭連結 36
圖3-2.1.22 GH操作指令 37
圖3-2.1.23 Image Sampler基本操作 37
圖3-2.1.24 不同灰階產生的網格圖形與高層 38
圖3-2.1.25 地磚階段性操作 39
圖3-2.1.26 地磚的層次效果 39
圖3-2.1.27 地磚與植物的對應關係 39
圖3-2.1.28 基地窗戶上藤蔓 40
圖3-2.1.29 點的直線式連結 40
圖3-2.1.30 點的曲線式連結 40
圖3-2.1.31 Item與Random的操作 41
圖3-2.1.32 GH流程圖03 42
圖3-2.1.33 窗戶藤蔓模擬圖面 43
圖3-2.1.34 平面轉換曲面 44
圖3-2.1.35 藤蔓概念衍生之裝置 44
圖3-2.1.36 裝置內部空間 44
圖3-2.1.37 藤蔓網絡之變化 45
圖3-2.1.38 藤蔓網絡與柱列之連結 45
圖3-2.1.39 藤蔓系統之空間轉換 46
圖3-2.1.40 基地水溝中的卵石 47
圖3-2.1.41 卵石表面的想像 47
圖3-2.1.42 卵石表面孔隙操作 47
圖3-2.1.43 卵石的圓心與孔隙關係 47
圖3-2.1.44 指令Sec與圓交集產生切割線 48
圖3-2.1.45 卵石模擬的操作過程 48
圖3-2.1.46 GH流程圖04 49
圖3-2.1.47 製作孔隙的管狀物件 50
圖3-2.1.48 模型的操作說明1~3 50
圖3-2.1.49 模型的操作說明4~6 50
圖3-2.1.50 模型的製作步驟 50
圖3-2.1.51 卵石的模擬圖面 51
圖3-2.1.52 卵石與水的關係 51
圖3-2.2.1 裝置的組成元件 52
圖3-2.2.2 水的導流 52
圖3-2.2.3 雨水裝置模擬圖面 53
圖3-2.2.4 單元的穿孔過程 54
圖3-2.2.5 單元穿孔內部 54
圖3-2.2.6 組織的元件 54
圖3-2.2.7 單元的基本組合方式 55
圖3-2.2.8 基本組合與水流的方向 55
圖3-2.2.9 單元組織模擬圖面 56
圖3-2.2.10 露水裝置的元件 57
圖3-2.2.11 收集露水的方式說明 57
圖3-2.2.12 不同尺寸的露水收集裝置 57
圖3-2.2.13 水滴凝聚的狀態 58
圖3-2.2.14 隨機擷取的圓形 58
圖3-2.2.15 GH流程圖05 58
圖3-2.2.16 水滴單元組織的過程 59
圖3-2.2.17 GH流程圖06 59
圖3-2.2.18 水滴單元的參數變化 60
圖3-2.2.19 頂蓋操作過程 60
圖3-2.2.20 水滴容器與自然元素的關係 60
圖3-2.2.21 水滴皮層各向視圖 61
圖3-2.2.22 水滴皮層模擬圖面 61
圖3-2.3.1 板狀單元的變化 62
圖3-2.3.2 單元旋轉的整體變化 62
圖3-2.3.3 GH流程圖07 63
圖3-2.3.4 遮陽裝置 64
圖3-2.3.5 遮陽裝置空間模擬圖 64
圖3-2.3.6 水的反射 65
圖3-2.3.7 反射材質的種類 65
圖3-2.3.8 光線的反射 65
圖3-2.3.9 空間的模擬 65
圖3-2.3.10 內外空間的模擬 65
圖3-2.3.11 均質間距的規則 66
圖3-2.3.12 均質操作的磚牆立面 66
圖3-2.3.13 均質操作牆面模擬 66
圖3-2.3.14 非均質間距的規則 67
圖3-2.3.15 非均質操作的磚牆立面 67
圖3-2.3.16 非均質操作牆面模擬 67
圖3-2.3.17 磚塊單元的開口 68
圖3-2.3.18 磚塊旋轉的角度 68
圖3-2.3.19 旋轉操作的磚牆立面 68
圖3-2.3.20 旋轉操作牆面模擬 68
圖3-2.3.21 影像的操作過程 69
圖3-2.3.22 GH流程圖08 69
圖3-2.3.23 兩組不同大小的圓形序列 70
圖3-2.3.24 立面的組合 70
圖3-2.3.25 立面透視 70
圖3-2.3.26 立面與光的投射 71
圖3-2.3.27 光的影像立面模擬 71
圖3-2.4.1 Voronoi基本規則 72
圖3-2.4.2 立面的生成 72
圖3-2.4.3 立面的開口 72
圖3-2.4.4 對應於曲面的操作過程 73
圖3-2.4.5 結晶立面模擬 73
圖3-2.4.6 結晶的堆疊 74
圖3-2.4.7 兩組序列的操作與結合 74
圖3-2.4.8 操作的平面與立面 74
圖3-2.4.9 立面的凹凸效果 75
圖3-2.4.10 結晶空間的操作過程 76
圖3-2.4.11 空間機能的想像 77
圖3-2.4.12 結晶空間模擬 77
圖3-2.4.13 基地上的岩塊 78
圖3-2.4.14 岩石紋理的單元分割 78
圖3-2.4.15 第一階段單元操作 78
圖3-2.4.16 單元的平面組織 79
圖3-2.4.17 岩石皮層的平面模擬 79
圖3-2.4.18 第二階段單元操作 80
圖3-2.4.19 單元的立體化組織 80
圖3-2.4.20 量體的堆疊 80
圖3-2.4.21 岩石皮層的立面模擬 81
圖3-2.5.1 基地對應的山景 82
圖3-2.5.2 牆面的拆除 82
圖3-2.5.3 基地導入山景模擬 82
圖3-2.5.4 環景的概念 83
圖3-2.5.5 基地環景的操作過程 83
圖3-2.5.6 基地環景模擬 83
圖3-2.5.7 水面與景的反射 84
圖3-2.5.8 基地操作過程 84
圖3-2.5.9 基地與水面的反射模擬 84
圖3-2.5.10 河堤的植物 85
圖3-2.5.11 河堤空間的操作過程 85
圖3-2.5.12 河堤空間組織 86
圖3-2.5.13 河堤空間平面配置 86
圖3-2.5.14 河堤空間的模擬 86
圖3-2.6.1 當地鐵皮搭建的農舍 87
圖3-2.6.2 鐵皮浪板的組織說明 87
圖3-2.6.3 鐵皮浪板重新組構的農舍 87
圖3-2.6.4 農舍的組織說明 88
圖3-2.6.5 農舍模擬圖面 88
圖3-2.6.6 線段與曲面的操作過程 89
圖3-2.6.7 GH流程圖09 89
圖3-2.6.8 不同曲面的調整 90
圖3-2.6.9 水管曲面的機能性 90
圖3-2.6.10 水管曲面模擬圖面 91
圖3-2.6.11 棧板元件 92
圖3-2.6.12 棧板堆疊產生的機能 92
圖3-2.6.13 棧板堆疊產生的空間 92
圖3-2.6.14 布林運算操作過程 93
圖3-2.6.15 棧板堆疊的橢圓形量體 93
圖3-2.6.16 挖空的內部空間 93
圖3-2.6.17 置入自然元素的可能 94
圖3-2.6.18 棧板操作模擬圖面 94
圖4-2.1 元件對應基地的配置 96
圖4-2.1.1 基地磚牆的組織過程 97
圖4-2.1.2 磚牆立面效果 97
圖4-2.1.3 經由轉譯的磚牆透視效果 97
圖4-2.1.4 水管牆面構成的元件 98
圖4-2.1.5 水管牆面立面效果 98
圖4-2.1.6 水管牆面透視效果 98
圖4-2.2.1 對應原本磚牆與植被 99
圖4-2.2.2 牆面的填補與採光 99
圖4-2.2.3 牆面透視效果 99
圖4-2.3.1 對應至基地的石牆 100
圖4-2.3.2 岩石牆面立面效果 100
圖4-2.3.3 岩石牆面透視效果 100
圖4-2.4.1 牆面的拆除與水的引入 101
圖4-2.4.2 灰階圖面的操作 101
圖4-2.4.3 地形的起伏與機能關係 101
圖4-2.5.1 量體操作過程 102
圖4-2.5.2 棧板裝置平面 102
圖4-2.5.3 棧板裝置模擬圖面 102
圖4-2.6.1 結晶操作過程 103
圖4-2.6.2 線段的削減與樹根的形式 103
圖4-2.6.3 樹枝結構模擬圖面 103
圖4-2.7 裝置與環境的對應關係 104
圖4-2.8.1 空間的組織過程 105
圖4-2.8.2 休憩空間模擬圖面 105
圖4-2.9.1 廢墟空間的重建 106
圖4-2.9.2 重新組織的廢墟空間模擬圖面 106
圖5-2.2.1 現況與重建的對應關係 112

表1-1 自然介入茶廠方式 25
表1-2 設計操作的組織與位置 96
表1-3 自然介入茶廠的操作系列 111
表1-4 設計操作的組織 112
表1-5 設計分類 113
參考文獻 英文書籍
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參考網站

Marco Casagrande_Text
http://casagrandetext.blogspot.com/
O P E N S Y S T E M
http://www.opensysdesign.com/
Generative Design Computing
http://www.generativedesigncomputing.net/
Geometry Gym
http://geometrygym.blogspot.com/
ThePolytope.blogspot.com
http://thepolytope.blogspot.com/
LA-NSite
http://la-nsite.blogspot.com/
Grasshopper-Generative Modeling for Rhino
http://www.grasshopper3d.com/
The Probotics
http://theprobotics.blogspot.com/
@[UTO]
http://utos.blogspot.com/
PROJECTiONE
http://www.projectione.com/
Nervous System
http://n-e-r-v-o-u-s.com/blog/
MARC FORNES & THEVERYMANY
http://theverymany.com/
Guallart Architects
http://www.guallart.com/
BALL-NOGUES STUDIO
http://www.ball-nogues.com/index.html
MATSYS
http://matsysdesign.com/
KENGO KUMA AND ASSOCIATES
http://kkaa.co.jp/
P&A Lab
http://pandalabccc.blogspot.com/
Digital Fabrication
http://blog.xuite.net/ironbar2k/digifab
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