系統識別號 | U0002-1808202116254800 |
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DOI | 10.6846/TKU.2021.00448 |
論文名稱(中文) | 竹構造於參數化設計與數位製造之應用-以數位工具輔助材料加工與放樣 |
論文名稱(英文) | Bamboo Construction for Parametric Design and Digital Fabrication-Applying Digital Tools to Assist Material Processing and Stakeout |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 建築學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Architecture |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 109 |
學期 | 2 |
出版年 | 110 |
研究生(中文) | 陳毅庭 |
研究生(英文) | Yi-Ting Chen |
學號 | 608360078 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2021-06-23 |
論文頁數 | 202頁 |
口試委員 |
指導教授
-
陳珍誠(097016@mail.tku.edu.tw)
委員 - 蕭吉甫(chifu.research@gmail.com) 委員 - 張恭領(kling@ntua.edu.tw) |
關鍵字(中) |
竹材 標準化製造 參數化模型 三維放樣 曲面編織 |
關鍵字(英) |
Bamboo Material Standardized Construction Parametric Modeling Three-Dimensional Stakeout Surface Weaving |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
從1970年代開始,⾯對地球環境的劇變以及能源、資源消 耗的議題下,最後致使環境無法負荷⼈⼝密度的成長所預測之可能。於是如何對應居住環境荷載的議題成為影響⽇後建築發展的重要條件。從1970年綠色設計(Green Design)至1980年的生態設計(Eco Design),人們開始關乎環境生態,1990年至2000年的可持續發展設計(Sustainable Development Design) 開始提倡符合社會經濟與⽣態的永續經營,而在2010年之後進入循環經濟與設計(Circular Design)的思考模式,建築成為循環課題下得⾯對最為龐⼤的物體。 在循環經濟下的思維以及數位製造的出現下,改變了以往設計者與製造者之間的⼯作關係—在設計初期便能將製造的 材料與流程⼀併納入考量,設計與製造的整合將有效的幫助了後續施⼯時所產出的問題,例如材料消耗量與環境兼融的設計預測,都可以在設計初期被加以思考與檢驗的條件。本研究以⽵材作為研究對象,隨著今⽇在材料研究與製造加⼯的成熟,使得⽵材具備防腐、防蛀、防火、與耐震等特性成為建材的重要選擇之⼀。研究初期以循環經濟下的數位製造 作為研究⽵材的開端,透過天然材料與數位製造結合之可能性,以發展輕盈且精確的現代⽵構造系統。 本研究操作主要分為以下三個階段:一、由抗軸例、彎矩之⽵管與剖切過之竹片為材料,並以彎曲竹構造幾何與形態找尋為設計對象,進行竹構造之參數化設計,並規劃竹構造設計與製作之流程,透過1:20的實體模型製作模擬⽵構造搭 建之過程。二、以竹構造之幾何維度做為分類,對於不同種 類支竹構造展示亭所需使用到的基礎、竹結構系統、節點接頭、與皮層加以分項研究,設定之設計⽬標為輕量化、快速組裝、與個人施作,並針對於⽵構造數位製造與數位放樣為研究主軸。三、在兩個⽵構造展示亭的設計中,分別施作桿件組裝與編織單元兩種不同的⽵構造系統,進⾏設計與施作上的修正與驗證,以作為⽵構造原型的進一步發展。 以往非規格化的⽵材在⾯對傳統⽵構造時,必需仰賴大量人力與透過有經驗之匠師施作才得以完成,本研究透過參數化模型設計建置了一套竹構造標準化的建造流程,以參數化模型的優點提昇施工效率以及降低工地現場誤差,並搭配輔具的⽵構造單元加⼯⽅式進行預組,以重新思考竹材料以及竹構築施工上尺度的合理性。 |
英文摘要 |
Beginning in the 1970s, facing the earth's environmental upheaval and theconsumption of energy and resources, the environment was finally unable to cope with the growth of population density predicted. Therefore, the issue of how to respond to the residential environment load has become an important condition influencing the future construction and development of buildings. From Green Design in 1970 to Eco Design in 1980, people started to focus on environmental ecology. From 1990 to 2000, and then to circular economy and design after 2010. Architecture becomes the largest object to face under the subject of the circular economy. Under circular economy thinking and the emergence of digital manufacturing, changed the past working relationship between designer and manufacturer - at the early stage of the design material and production process will be taken into account, the design and manufacturing integration will effectively help the subsequent construction of the output of the problems, such as material consumption and environmental integration of the design forecast, can be considered and tested in the early stages of design. This study takes bamboo as the research object, with the maturity of today’s material research and manufacturing, so that bamboo has become one of the most important building materials with the characteristics of anti-corrosion, anti-moth, fireproof and earthquake resistance. The early stage of research began with digital manufacturing in a circular economy, and the development of a lightweight and accurate modern bamboo construction system through the possibility of combining natural materials with digital manufacturing. This study is divided into the following three stages: Firstly, by the anti-axis force, bending moment bamboo tube and cut bamboo piece as the material, and to curve bamboo structure geometry and to form-finding the design object, the parametric design of the bamboo structure, and the planning of bamboo structure design and production process, through 1:20 physical model production to simulate bamboo structure construction process. Secondly, taking the dimension and geometry of the bamboo structure as the classification, the foundation, structural system, node joints, and surface required for different types of bamboo pavilions are studied separately, and the design objective is set as lightweight, rapid assembly, and selfconstruction, and focus on digital manufacturing and digital stakeout are the main research topics. Finally, in the design of the two bamboo pavilions, two different structural systems of rod assembly and weaving unit were implemented respectively, and the correction and verification on the design and construction are carried out as the further development of bamboo construction prototypes. In the past, the traditional non-standardized bamboo structure must rely on a large amount of manpower and through the experience of the craftsman to complete, this study through the parametric design set up a set of standardized bamboo structure construction processes, with the advantages of parametric modeling to improve construction efficiency and reduce errors from the stakeout on-site, and with the auxiliary bamboo processing devices and methods for pre-grouping, to rethink bamboo materials and bamboo construction on 1:1 scale rationality. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
第一章. 緒論 1 1-1研究動機 2 1-1-1_竹構造與數位製造經驗 2 1-1-2_義築-營造下的自立營建 4 1-1-3_工業4.0與自造者時代 5 1-1-4_傳統建材應用於循環經濟 6 1-1-5_循環經濟下的數位製造 7 1-1-6_從自然建築運動到零碳建築 8 1-2研究目的 9 1-2-1_研究竹工藝應用於建築 9 1-2-2_探討竹構造與數位製造的可能性 10 1-2-3_結合參數化設計與竹構造設計與加工 11 1-2-4_竹管與竹編織結構的材料性與構築 12 1-2-5_實驗性竹加工與織理性 13 1-3相關領域 14 1-3-1_傳統竹藝技術與加工 14 1-3-2_數位製造與參數化設計 15 1-3-3_循環經濟 16 1-4研究流程 17 1-5研究成果 18 第二章. 文獻回顧 19 2-1竹材料之性質 20 2-1-1竹材概述 20 2-1-2竹材之結構性 21 2-1-3物理性質 21 2-1-4防火性能 22 2-1-5抗震能力 22 2-2竹子加工之製成品種類 23 2-2-1_竹管 23 2-2-2_竹片 24 2-2-3_竹條 24 2-2-4_竹篾 24 2-2-5_集成竹材 25 2-3竹子相關工具與技術 27 2-3-1_傳統竹藝相關工具 27 2-3-2_傳統竹藝相關技術 28 2-3-2_數位竹藝相關工具 29 2-4竹材料之接點 30 2-5竹構造的結構系統 32 2-5-1_柱 32 2-5-2_梁 32 2-5-3_拱 33 2-5-4_樓板和屋頂 33 2-5-5_牆 33 2-5-6_拱頂 34 2-5-7_穹頂 35 2-5-8_薄殼 35 2-6竹工藝相關創作與分析 36 2-6-1_2017-庇護所,幼葉林藝術創作工作室 36 2-6-2_2019-Woven Grove Hyper-Light Bamboo Tower, AntiStatics Architecture 37 2-6-3_2018-The Computational Bamboo Installation, IAAC/ITKE 38 2-6-4_2018-台中花博竹跡館Bamboo Pavilion, ZUO Studio 39 2-6-5_2015-Thousand Line Construction 40 2-6-6_2019-Bamboo Bird Nest, VTN architects 41 2-7竹子在建築上的應用 42 2-7-1_2015-米蘭世博會越南館, VTN Architects 42 2-7-2_2017-Son La Ceremony Dome, VTN Architects 43 2-7-3_2012-Sharma Springs, IBUKU 44 2-7-4_2018-Nocenco Cafe, VTN Architects 45 2-7-5_2017-Bamboo Sports Hall for Panyaden International School, Chiangmai Life Construction 46 2-7-6_Kim Boi Bamboo Restaurant, Tran Ba Tiep 47 2-8竹子在參數設計與數位製造上的應用 48 2-8-1_2014-X-Bamboo design project, UCL Bartlett 48 2-8-2_2015-Offshore Bezier, DEZACT 49 2-8-3_2015-ZCB Bamboo Pavilion, CHUK 50 2-8-4_2016-The Woven Memory,UCL Bartlett 51 2-8-5_2017-Sun room, HKU 52 2-8-6_2019-Toroo Pavilion, CHUK 53 2-8-7_2019-ARgan, CHUK 54 2-9小結 55 第三章. 竹構造參數化設計 56 3-1竹構造研究分類 57 3-2曲線與曲面 58 3-2-1_單曲面 Single Curved Surface | Bamboo Curved Wall 60 3-2-2_雙曲面 Hyperboloid Surface 61 3-2-3_直紋曲面 Ruled Surface 62 3-2-4_莫比烏斯 Möbius Surface | Möbius Shell Pavilion 63 3-2-5_圓球曲面 Spherical Surface | Bamboo Pavilion 66 3-2-6_橢圓球曲面與類球面 Ellipsoid Surface and Prolate Spheroid 67 3-2-6_環面 Torus Surface 68 3-2-7_極小曲面 Minimal Surface 69 3-3材料 71 3-3-1_竹管測試 71 3-3-2_竹片測試 73 3-3-3_竹篾測試 74 3-4構件 75 3-4-1_綁扎與榫接 75 3-4-2_金屬接頭 80 3-4-3_三維列印接頭 81 3-5基礎 83 3-5-1_鉸接鋼構件 83 3-5-2_地面接續 85 3-6結構 86 3-6-1_桁架 Truss 86 3-6-2_薄殼 Shell 88 3-7形態找尋Form Finding 90 3-8竹結構建築設計 92 3-9模型操作 95 3-9-1_圓球曲面模型 95 3-9-2_橢圓球曲面與類球面模型 96 3-8-3_環面模型 96 3-9-4_雙曲拋物線薄殼模型 97 3-10_小結 98 第四章. Pavilion實構築前導 100 4-1彎曲竹管之數位製造與放樣 101 4-1-1_自然彎曲輔具之數位製造輔具設計 101 4-2竹接頭之數位製造與設計 103 4-2-1_以綁扎搭配數位製造之輔具設計 103 4-2-2_以3D Print搭配數位製造之輔具設計 105 4-3竹構造基礎數位製造與設計 108 4-4小結 112 第五章. 竹構築展示亭之設計與組裝 114 5-1竹構造展示亭之幾何設計 115 5-1-1設計發想 115 5-1-2參數化建模過程 116 5-2使用材料 118 5-3事前準備與加工製造 119 5-3-1施工相關圖面 119 5-3-2基地放樣 119 5-3-3加工製造 119 5-3-4展示亭之基礎設計 121 5-3-5竹構造展示亭圖面說明 123 5-3-6組裝分解圖說明 126 5-4展示亭結構與面材組裝 127 5-4-1展示亭基礎安裝 127 5-4-2展示亭主結構竹管與副結構竹片安裝 129 5-4-3展示亭脊梁與皮層竹片安裝 131 5-4-4展示亭皮層竹片與整體造型校正 133 5-5展示亭整體拍攝與紀錄 134 5-6小結 135 5-6-1構造型態上的優點與缺失 135 5-6-2材料使用上的合理性 136 5-6-3竹構造展示亭之設計與搭建經驗 137 第六章. 竹構造展示亭-折疊夢境 139 6-1竹構造展示亭-折疊夢境之幾何設計 140 6-1-1設計發想 140 6-1-2參數化建模過程 140 6-1-3三種設計方法的比較 148 6-2使用材料 150 6-3單元輔具製作之設計 151 6-4預組單元施作 154 6-4-1竹構造單元施作 154 6-4-2以虛擬擴增實境(AR)作為輔助施作 157 6-4-3竹構造單元基礎施作 158 6-4-4假設工程 158 6-5展示亭組裝 159 6-5-1折疊夢境展示亭圖面說明 159 6-5-2折疊夢境展示亭全貌拍攝 162 6-6小結 168 6-6-1折疊夢境之竹構造設計至數位製造 168 6-6-2竹構造與編織材料的選擇 168 第七章. 結論 169 7-1研究過程回顧與結論 170 7-1-1竹建築與構造的可能性 170 7-1-2竹構造參數化設計與數位製造 170 7-1-3竹構造展示亭設計與製造經驗 172 7-1-4竹構造之放樣處理 172 7-2後續研究與建議 174 7-2-1竹材三維彎曲放樣與加工 174 7-2-2不同材料與竹構造系統的搭配 174 7-3未來展望 175 7-3-1竹構造建築的展望 175 7-3-2竹材在循環經濟中扮演的角色 175 7-3-3竹構造設計與營建流程 176 參考文獻 177 資料來源 180 附錄 189 附錄一:口試評圖版面 189 圖目錄 【圖1-1】竹築工作坊 2 【圖1-2】研究者之竹編作品 2 【圖1-3】碩一設計操作-堵丘 3 【圖1-4】碩一設計操作-數位製造與組裝 3 【圖1-5】2016年果核七作品完成成果 4 【圖1-6】BUGA Wood Pavilion 7 【圖1-7】參數化軟體模擬與材料編號 7 【圖2-1】竹子構造之組成 20 【圖2-2】毛竹染色切片 20 【圖2-3】竹子生長狀況與數據 21 【圖2-4】竹管剖面之纖維受力狀況 23 【圖2-5】竹管 23 【圖2-6】竹篾 24 【圖2-7】平壓集成竹材 25 【圖2-8】側壓集成竹材 25 【圖2-9】集成竹材之徑向(Radial)、切向(Tangent)、縱向(Longitudinal)受力方向 26 【圖2-10】六角形編 29 【圖2-11】方形編 29 【圖2-12】竹構造之金屬接頭 30 【圖2-13】金屬接頭細部 30 【圖2-14】三維列印應用於竹構造 31 【圖2-15】搭配三維列印之金屬接頭 31 【圖2-16】數根為單位之竹柱 32 【圖2-17】混凝土與竹柱接點 32 【圖2-18】大跨距之彎曲下弦梁 33 【圖2-19】竹桿作為二力桿件之桁架系統 33 【圖2-20】竹桿作為支撐竹編夾泥牆之結構 34 【圖2-21】傳統竹牆作法 34 【圖2-22】竹拱 34 【圖2-23】竹拱細部 34 【圖2-24】Luum寺的五面懸鏈結構 35 【圖2-25】Luum寺屋頂施作 35 【圖2-26】展覽於北美館的庇護所 36 【圖2-27】庇護所鳥瞰視角 36 【圖2-28】Woven Grove Hyper現況 37 【圖2-28】The Computational Bamboo現況 38 【圖2-29】The Computational Bamboo彎曲狀態 38 【圖2-30】Bamboo Pavilion全貌 39 【圖2-31】Bamboo Pavilion竹桿編織 39 【圖2-32】Thousand Line Construction 40 【圖2-33】Thousand Line Construction 40 【圖2-34】Bamboo Bird Nest 41 【圖2-35】米蘭世博會越南館外觀 42 【圖2-36】米蘭世博會越南館室內 42 【圖2-37】Son La Ceremony Dome外觀 43 【圖2-38】Son La Ceremony Dome穹頂 43 【圖2-39】Sharma Springs外觀 44 【圖2-40】Sharma Springs室內 44 【圖2-41】Nocenco Cafe室內螺旋編織 45 【圖2-42】Nocenco Cafe屋頂 45 【圖2-43】Bamboo Sports Hall for Panyaden International School外觀 46 【圖2-44】大跨距竹桁架之室內空間 46 【圖2-45】Kim Boi Bamboo Restaurant外觀 47 【圖2-46】舊混凝土結構與竹構造相接 47 【圖2-47】機械手臂放樣集成竹材 48 【圖2-48】參數化軟體模擬竹材彎曲之曲率 48 【圖2-49】Offshore Bezier全貌 49 【圖2-50】彎曲施作竹材 49 【圖2-51】ZCB Bamboo Pavilion全區外觀 50 【圖2-52】以竹材非標準化作為網格曲面結構 50 【圖2-53】以竹桿施作離散曲面幾何 51 【圖2-54】參數化軟體將竹桿編號拆解 51 【圖2-55】位於中國福建省沛田村的Sun Room 52 【圖2-56】竹篾編織屋頂與木結構 52 【圖2-57】位於新竹護城河上的Toroo Pavilion 53 【圖2-58】夜間的竹桿編織網格與光影 53 【圖2-59】HoloLenses顯示模型於三維空間 54 【圖2-60】ARgan透過AR編織之成品 54 【圖3-1】竹構造研究分類/本研究整理 57 【圖3-2】竹構造參數化模型總圖 59 【圖3-3】拋物單曲面之參數化模型與分割Type 60 【圖3-4】Hyperbolic Paraboloid+Lunchbox 61 【圖3-5】雙曲線塔 61 【圖3-6】雙曲線塔參數化過程 61 【圖3-7】直紋曲面參數化模型 62 【圖3-8】直紋曲面參數化過程與施作假設 62 【圖3-9】Möbius Surface參數化過程 63 【圖3-10】u值:-0.4 to 0.4(左圖)-1 to 1(右圖) 63 【圖3-11】竹里竹編入口裝置藝術之參數化模型 64 【圖3-12】Möbius Surface參數化過程 64 【圖3-13】墨比烏斯 Möbius Surface參數化建模 64 【圖3-14】墨比烏斯 Möbius Surface 參數化模型建構邏輯 65 【圖3-15】 Möbius Shell Pavilion參數化過程 65 【圖3-16】圓球曲面三角分割-Bamboo Pavillion 66 【圖3-17】圓球曲面、橢圓球曲面、類球曲面Bamboo Pavillion參數化過程 66 【圖3-18】橢圓球體四角至六角分割球面-Bamboo Pavillion 67 【圖3-19】環面-Bamboo Pavillion參數化模型 68 【圖3-20】環面-Bamboo Pavillion參數化模型 68 【圖3-21】Enneper Surface轉uv分割曲線-Camboo Pavillion 69 【圖3-22】Camboo Pavillion參數化流程 70 【圖3-23】Enneper Surface轉曲面uv點連線-Camboo Pavillion 70 【圖3-24】孟宗竹挑選 71 【圖3-25】烘烤孟宗竹 71 【圖3-26】孟宗竹竹桿矯直 71 【圖3-27】竹籬笆立柱加工 71 【圖3-28】桂竹定寬剖 72 【圖3-29】火烤加熱彎曲竹片 72 【圖3-30】施作點位放樣 72 【圖3-31】竹籬笆細部 72 【圖3-32】現場施作過程 72 【圖3-33】現場施作全貌 72 【圖3-34】已處理過後之桂竹 73 【圖3-35】桂竹彎曲 73 【圖3-36】竹片彎曲 73 【圖3-37】六角形編 74 【圖3-38】方形編 74 【圖3-39】綁扎前工具準備 75 【圖3-40】方回結(Square Lashing) 75 【圖3-41】十字剪力結(Diagonal Lashing) 76 【圖3-42】鑽孔綁紮接頭 77 【圖3-43】竹管局部剖面疊合搭接 77 【圖3-44】剖竹包竹管搭接 77 【圖3-45】竹屋架系統模擬 78 【圖3-46】鴨嘴與鑿洞綁扎細部 78 【圖3-47】竹管挖洞施打竹釘 78 【圖3-48】竹釘 78 【圖3-49】竹片鐵絲綁扎 79 【圖3-50】竹片麻繩綁扎 79 【圖3-51】火烤端點彎曲情況 79 【圖3-52】端點兩側斷裂情況 79 【圖3-53】金屬接頭附於竹構造參數化建構邏輯 80 【圖3-54】金屬接頭附於竹構造參數化模型與接頭詳模擬圖 80 【圖3-55】三維列印Camboo Pavillion竹構造參數化模型 81 【圖3-56】三維列印竹構造參數化過程 81 【圖3-57】三維列印Plucker Conoid Pavilion竹構造參數化模型 82 【圖3-58】三維列印Plucker Conoid Pavilion竹構造參數化流程 82 【圖3-59】鋼構件示意圖 83 【圖3-60】鋼構件爆炸圖 83 【圖3-61】多角度竹基礎接頭參數化流程 83 【圖3-62】多角度竹基礎接頭示意圖 84 【圖3-63】多角度接頭示意圖 84 【圖3-64】地面接續-竹管 85 【圖3-65】地面接續-磚 85 【圖3-66】武重義水風餐廳(Wind and Water Bar)參數化模型 86 【圖3-67】武重義水風餐廳(Wind and Water Bar)參數化過程 87 【圖3-68】Divide Cound : 20 / Select Point : 3 / Seed : 41(左圖) Divide Cound : 20 / Select Point : 5 / Seed : 41(右圖) 87 【圖3-69】雙曲拋物線薄殼參數化模型 88 【圖3-70】雙曲拋物線薄殼參數化過程 89 【圖3-71】Kangaroo初步型態找尋 90 【圖3-72】型態找尋後生成目標模型 90 【圖3-73】Kangaroo型態找尋參數化過程 90 【圖3-74】KnitCandela Kangaroo初步型態找尋 91 【圖3-75】KnitCandela 型態找尋後生成目標模型 91 【圖3-76】KnitCandela Kangaroo型態找尋參數化過程 91 【圖3-77】竹.山 Bamboo Mountain-Bamboo Pavilion參數化模型 92 【圖3-78】竹.山 Bamboo Mountain-屋頂 92 【圖3-79】竹.山 Bamboo Mountain-天花與柱子 93 【圖3-70】竹.山 Bamboo Mountain-柱子與基礎 93 【圖3-81】竹.山 Bamboo Mountain-立面圖與爆炸圖 94 【圖3-82】竹.山 Bamboo Mountain-高程平面圖 94 【圖3-83】圓球曲面三角分割-模型 95 【圖3-84】橢圓球曲面四角分割-模型 96 【圖3-85】環面兩角分割-模型 96 【圖3-86】雙曲拋物線薄殼-模型 97 【圖4-1】自然彎曲操作 101 【圖4-2】火烤控制彎曲操作 101 【圖4-3】初代自然彎曲輔具 101 【圖4-4】初代自然彎曲輔具設計 101 【圖4-5】兩種彎曲操作樣本 102 【圖4-6】第一樣本輔具自然彎曲操作 102 【圖4-7】第二樣本輔具自然彎曲操作竹管斷裂 102 【圖4-8】多角度固定器雷切圖 103 【圖4-9】多角度固定器實際應用 103 【圖4-10】水平向束竹器雷切圖 104 【圖4-11】水平向束竹器實際應用 104 【圖4-12】垂直向束竹器雷切圖 104 【圖4-13】垂直向束竹器實際應用 104 【圖4-14】正交接頭 105 【圖4-15】正交接頭實際應用 105 【圖4-16】正交接頭之參數化過程 105 【圖4-17】多角度接頭 106 【圖4-18】多角度接頭實際應用 106 【圖4-19】多角度接頭之參數化過程 106 【圖4-20】PVC管接頭自然彎曲搭接操作 106 【圖4-21】PVC管接頭直接彎曲搭接操作 106 【圖4-22】PVC管接頭直接彎曲破壞 107 【圖4-23】空心磚側躺之鉸接 108 【圖4-24】空心磚正放之鉸接 108 【圖4-25】空心磚側躺之鉸接爆炸圖 109 【圖4-26】空心磚正放之鉸接爆炸圖 109 【圖4-27】空心磚側躺之鉸接雷切圖 109 【圖4-28】空心磚正放之鉸接組裝 110 【圖4-29】螺桿接續竹管斷裂情形 110 【圖4-30】螺桿接續自然彎曲竹管之組裝 110 【圖4-31】空心磚正放之鉸接與自然彎曲竹管組裝 110 【圖4-32】角材鉸接固定器設計 111 【圖4-33】桃米村蝶夢亭實際應用施工圖 111 【圖4-34】圓筒鉸接固定器模型 111 【圖4-35】圓筒鉸接固定器實際應用 111 【圖5-1】竹構造展示亭基地配置圖 115 【圖5-2】竹構造展示亭型態找尋過程 116 【圖5-3】竹構造展示亭參數化過程 116 【圖5-4】竹構造展示亭完成架構 117 【圖5-5】直徑2.5cm桂竹竹管與4cm竹片 118 【圖5-6】火烤加熱彎曲 118 【圖5-7】削平竹節處 118 【圖5-8】綁扎搭接 118 【圖5-9】長度裁切 118 【圖5-10】展示亭基座放樣板 119 【圖5-11】放樣板施作 119 【圖5-12】皮層竹片綁扎點位放樣 120 【圖5-13】主結構竹管彎曲加工 120 【圖5-14】垂直向束竹器實際應用 120 【圖5-15】PVC管接頭自然彎曲搭接操作 120 【圖5-16】展示亭基座-零號、一號基座 121 【圖5-17】展示亭基座-整體基座樣貌 121 【圖5-18】展示亭基座參數化過程 121 【圖5-19】展示亭基座雷切圖 121 【圖5-20】展示亭基座單元爆炸圖 122 【圖5-21】展示亭基座爆炸圖 122 【圖5-22】竹構造展示亭平面圖 123 【圖5-23】竹構造展示亭-西向與北向立面圖 123 【圖5-24】竹構造展示亭-東向與南向立面圖 124 【圖5-25】竹構造展示亭參數化模型模擬圖 124 【圖5-26】竹構造展示亭參數化模型爆炸模擬圖 125 【圖5-27】基地放樣與材料置放 126 【圖5-28】基礎安裝鉸接 126 【圖5-29】鉸接處安裝自然彎曲之竹管 126 【圖5-30】假設工程搭接 126 【圖5-31】副結構竹片安裝 126 【圖5-32】皮層脊梁竹片安裝 126 【圖5-33】皮層竹片安裝 126 【圖5-34】竹構造展示亭搭建完成 126 【圖5-35】基礎放樣位標記 127 【圖5-36】鉸接基礎組裝過程-1 127 【圖5-37】鉸接基礎組裝過程-2 128 【圖5-38】鉸接基礎組裝全貌 128 【圖5-39】主結構竹管安裝-1 129 【圖5-40】主結構竹管與副結構竹片安裝-2 130 【圖5-41】脊梁與皮層竹片安裝-1 131 【圖5-42】脊梁與皮層竹片安裝-2 132 【圖5-43】皮層竹片與整體造型校正 133 【圖5-44】展示亭整體拍攝與紀錄 134 【圖5-45】竹構造展示亭皮層編織-1 135 【圖5-46】竹構造展示亭皮層編織-2 135 【圖5-47】邊界受力使脊梁產生反曲線 136 【圖5-48】鋼纜鬆脫之情況 136 【圖6-1】竹構造展示亭-折疊夢境形態找尋過程 141 【圖6-2】(上圖):資料結構;(下圖):NGon 141 【圖6-3】(上圖):測地線;(下圖):曲面投影 141 【圖6-4】皮層分割參數化過程-幾何的資料結構 142 【圖6-5】皮層分割參數化過程-曲面投影 142 【圖6-6】皮層分割參數化過程-測地線 142 【圖6-7】皮層分割參數化過程-NGon 143 【圖6-8】外環皮層參數化結果 (上圖):Bezier;(中圖):Sinc;(下圖):Sine Summation 143 【圖6-9】外環皮層參數化過程 (上圖):Bezier;(中圖):Sinc;(下圖):Sine Summation 144 【圖6-10】竹構造展示亭-折疊夢境參數化模型 144 【圖6-11】竹構造展示亭-折疊夢境數學式參數化模型 145 【圖6-12】竹構造展示亭-折疊夢境數學式參數化過程 145 【圖6-13】竹構造展示亭-折疊夢境之形態找尋參數化模型 146 【圖6-14】形態找尋參數化過程 146 【圖6-15】竹構造展示亭-折疊夢境之形態找尋參數化模型-2 147 【圖6-16】形態找尋參數化過程-2 147 【圖6-17】竹構造展示亭-折疊夢境之形態找尋參數化模型-3 147 【圖6-18】形態找尋參數化過程-3 148 【圖6-19】三種設計方法的參數化模型:(左上)幾何找尋、(右上)(左下)(右下)形態找尋 148 【圖6-20】三種設計方法的參數化模型平面:(左1)幾何找尋、(左2)(右2)(右1)形態找尋 149 【圖6-21】三種設計方法的參數化模型利面:(左上)幾何找尋、(右上)(左下)(右下)形態找尋 149 【圖6-22】桂竹 150 【圖6-23】桂竹剖四部與八部之竹片 150 【圖6-24】桂竹剖四部與八部過程 150 【圖6-25】竹構造展示亭之分解圖 151 【圖6-26】輔具設計與改良:(前)簡化後輔具設計、(後)原輔具設計 152 【圖6-27】輔具與竹構造單元施作模擬 152 【圖6-28】下半部竹構造單元輔具施工圖 153 【圖6-29】上半部竹構造單元輔具施工圖 153 【圖6-30】骨架施作流程 154 【圖6-31】皮層編織施作過程(左至右) 155 【圖6-32】皮層編織施作情況 155 【圖6-33】皮層編織施作過程(右至左) 156 【圖6-34】FologramQR設定定位點 157 【圖6-35】FologramQR二維條碼列印 157 【圖6-36】FologramQR設定定位點 157 【圖6-37】FologramQR設定定位點 157 【圖6-38】竹構造單元基礎組裝圖 158 【圖6-39】竹構造單元基礎模擬圖 158 【圖6-40】假設工程組裝圖 158 【圖6-41】假設工程模擬圖 158 【圖6-42】竹構造展示亭-折疊夢境平面圖 159 【圖6-43】竹構造展示亭-折疊夢境立面圖 159 【圖6-44】竹構造展示亭-折疊夢境立面圖2 160 【圖6-45】竹構造展示亭-折疊夢境模擬圖 160 【圖6-46】竹構造展示亭-折疊夢境爆炸圖 161 【圖6-47】竹構造展示亭-折疊夢境全貌/局部拍攝 162 【圖6-48】竹構造展示亭-折疊夢境全貌/局部拍攝 163 【圖6-49】竹構造展示亭-折疊夢境全貌 164 【圖6-50】竹構造展示亭-折疊夢境全貌 165 |
參考文獻 |
【參考論文與期刊】 馬子斌,1964《臺灣產主要竹材之物理性質及力學性質》 臺灣省林業試驗所,研究報告。 武知幸文,1942《竹造建築の研究》台灣建築會誌,vol.14,No.4。 黃世孟,2003《推展竹材建築與落實竹材科技補助研究計畫》內政部建築研究所,研究計畫報告。 林紅強,2005《竹編工藝用竹的材性測定》福建省岩龍市林業科學研究所,研究報告。 李庚錞,2006《竹材運用於創新生活產品設計之可能性》台灣科技大學,設計研究所碩士論文。 黃凱祺,2014《曲木數位製造》淡江大學,建築系碩士論文。 賴建文,2014《孟宗竹條彎曲技術及其加工技藝》國立屏東科技大學,木材科學與設計系碩士論文。 洪進智,2014《積層竹材方榫接合抗彎強度之研究》國立臺北科技大學,創新設計研究所碩士論文。 達少瓦旦,2016《關於泰雅族的圖騰》Yuan Magazine,原民體驗。 Luis Felipe López, Juan F. Correal, 2009《Exploratory Study Of The Glued Laminated Bamboo Guadua Angustifolia as a Structural Material》Maderas: Ciencia y Tecnologia, p.171-182. Gernot Minke, 2012《Building with Bamboo》Germany, Birkhäuser,Basel. Garvin Goepel, Kristof Crolla, 2019《Augmented Reality-Based Collaboration - ARgan, a Bamboo Art Installation Case Study》Hong Kong, CHUK. Kristof Crolla, Adam Fingrut, 2015《BUILDING INDETERMINACY MODELLING – COMPUTATIONAL DESIGN AND LOW-TECH CONSTRUCTION OF A HONG KONG BAMBOO GRIDSHELL 》Hong Kong, CHUK. David Rockwood, 2015《Bamboo Gridshells》 Routledge, 1st edition. Manuel Jimenez Garcia, 2016《Soft Modeling Open Source Java Application For Flexible Structure System》UCL, The Bartlett School of Architecture. Kristof Crolla, 2017《Building indeterminacy modelling – the ‘ZCB Bamboo Pavilion’ as a case study on nonstandard construction from natural materials 》Hong Kong, CHUK. 【參考書目】 愛德華·布魯托(Eduard Broto);張振東 譯,2014 《Bamboo Architecture & Design Link 竹材建築與設計集成》 中國,江蘇鳳凰科技技術出版社。 社團法人台灣竹會理事長甘銘源,2020 《從竹子到竹房子:給所有人的竹構造指南》 台灣,社團法人台灣竹會。 海諾.恩格爾(Heino Engel);林昌明、羅時瑋 譯,2002 結構體系與建築造型 中國,天津大學出版社。 ResearchCluster 5, 2014 《X-Bamboo》 UCL, The Bartlett School of Architecture. 【參考網站】 竹材產業技術諮詢中心 http://www.bambootw.net/index.asp 國立香港中文大學 http://www.arch.cuhk.edu.hk/ 國立台灣工藝研究發展中心 https://www.ntcri.gov.tw/ 非靜止建築設計 https://www.antistatics.net/wovengrove Moso https://www.moso-bamboo.com/cn/ TED_Bamboo to Save the World,2017 https://www.ted.com/talks/pablo_van_der_lugt_bamboo_to_save_the_world Simon Velez http://www.simonvelez.net/ Surface https://mathcurve.com/surfaces.gb/surfaces.shtml DEZACT https://www.dezact.org/Tw/the-woven-memory/ WeWantToLearn,net https://wewanttolearn.wordpress.com/ IBUKU https://ibuku.com/about/ [M]A[D]A https://manueljimenezgarcia.com/projects |
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