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系統識別號 U0002-3006201113531200
中文論文名稱 結構化彈性空間之衍生設計
英文論文名稱 Generative Designs for Flexible Space Layout Structures
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 陳鐿銍
研究生英文姓名 I-Chih Chen
學號 698360392
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2011-06-14
論文頁數 105頁
口試委員 指導教授-陳珍誠
共同指導教授-陸金雄
委員-邱浩修
委員-賴怡成
中文關鍵字 結構主義  模矩化設計  計算機輔助建築設計  衍生式運算 
英文關鍵字 Structuralism  Modualized Design  Computer-Aided Design  Generative Design 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 社會與經濟的變動改變人們思維,使得社會與家庭的結構與過去有很大不同。但是現今住宅空間的營建方式,並不能讓使用者隨著使用功能的改變而輕易的修建;所以希望未來的住宅型式,應該可以有些突破性的改變。因此,本論文的研究目的便是以模矩化為基礎,建立居住空間的基本單元尺度,發展出一個能讓空間彈性使用的機制與方法。其目的在於除了讓空間更好使用外,也希望因為模矩化規劃的關係,讓空間在之後可以依據使用者的需求,而有彈性修建的可能。

「結構化彈性空間」是經過模矩化規劃所建構的空間,其特性如同利用模矩製造的客製化商品,能讓使用者在某種層度上具有改變產品組合的可能。「衍生式設計」是將空間結構化之後轉換成為數據,再以數位設計工具運算的一種設計方法。因此,「結構化彈性空間之衍生設計」,便是一種結合數位設計工具創造模矩化空間的設計方法。

本研究應用數位設計工具,以模矩化的概念衍生設計,發展出一套配置生產的自動機制。此機制快速生產平面配置的結果,除了輔助傳統平面設計的過程,也提升了建築設計的效率與品質。自動配置的系統除了可以應用在建築設計過程之外,再搭配相關的資訊科技,便可以達到使用者參與設計過程的可能-這正是本研究所追求的,也將是資訊時代對於創造居住空間的新策略。
英文摘要 The changes in society and economy affect people’s way of thinking which makes the structures of society and family nowadays greatly different from the past. However, the construction method of modern residential space does not allow easy re-construction as the users change the function. I t is consequently hoped that the residential type in the future can have breakthrough changes. Therefore, the research objective is to establish a measure for residential space’s basic unit, using modulization as the basis, and develop a mechanism and method that allow flexible use of the space. In addition to easier use of the space, the aim is to allow possible flexible construction of the space in the future depending on the user’s needs as space plan is modulized.

“Structured Flexible Space” is the space constructed through modulized planning. The property is the same as customized products that are manufactured with modules to allow users to change the product combination to some extent. “Generative Design” is the design method that structures the space and transforms it into data before computing the data using digital design tool. Therefore, “Generative Design of Structured Flexible Space” is the designing method that combines digital design tool to create modulized space.

In the research, a digital design tool was used, along with modularized generative design, to develop an automatic configuration production mechanism. In addition to helping traditional plan designing process, the outcome of the mechanism’s fast plan configuration production improves the efficiency and quality of architectural design. As well as being able to be used in architectural designing process, if relative information technology is also applied, the automatic configuration system may allow the user to participate in the designing process – It is the goal the research seeks to achieve and is the new strategies people in the information era will have for creating residential space.
論文目次 第一章 研究動機與目的 2
1.1 研究動機 2
1.2 研究目的 4
1.3 研究方法 6
1.4 研究流程 7
第二章 相關理論與文獻回顧 9
2.1 相關案例與理論 9
2.2 相關文獻與理論 14
第三章 宮格模矩設計操作 18
3.1 模矩操作 18
3.1.1 模矩應用的觀察 18
3.1.2 模矩與空間單元的操作 19
3.1.3 宮格與建蔽率的操作 22
3.2 模矩與電腦輔助操作 24
3.2.1 宮格與Rhino Script 24
3.2.2 N宮格與亂數操作 29
3.2.3 N宮格與考津操作 30
3.2.4 N宮格與基地配置 33
第四章 平面設計操作 42
4.1 模矩與自動配置 42
4.1.1 N宮格與公寓自動配置 42
4.1.2 N宮格與二層洋樓自動配置 57
4.2 自動配置之限制與篩選 66
4.3 N宮格與細部設計 72
第五章 結論與建議 83
5.1 設計心得與結論 83
5.1.1 數位工具的操作 83
5.1.2 手動平面配置與數位自動配置 84
5.2 後續研究與建議 85
5.2.1 平面配置客製化的操作系統 85
5.2.2 數位工具與變形模矩 89
5.2.3 模矩組合與材料的應用 91
5.3 空間模矩化之模型製作 92
參考文獻 93
附錄 設計操作中的Grasshopper步驟圖 96


圖表目錄
圖2-1- 1,阿姆斯特丹市立孤兒院平面圖 9
圖2-1- 2,阿姆斯特丹市立孤兒院空照圖片 9
圖2-1- 3,中銀艙體大樓實際照片與圖面 10
圖2-1- 4,Habitat實際照片 11
圖2-1- 5,Habitat剖面圖 11
圖2-1- 6,比希爾中心辦公大樓平面圖及實際照片 12
圖2-1- 7,仙台媒體中心實際照片 13
圖2-1- 8,仙台媒體中心室內實際照片 13
圖2-1- 9,電腦輔助建築設計書本封面 14
圖2-1- 10,大量製造與大量客製化分析比較圖 16
圖3-1- 1,生活周遭的大量生產與模矩製造 18
圖3-1- 2,2x2x4為一個住戶單元的大小 20
圖3-1- 3,二十四戶的組合配置,並將每戶減少四個塊體 20
圖3-1- 4,以透明球體取代塊體,代表空間性質轉換為半戶外空間 20
圖3-1- 5,增加戶與戶之間的距離,並於前庭與後院增加植栽 21
圖3-1- 6,為每戶增加兩道圍牆於建物的前方與外側 21
圖3-1- 7,8/9的單元組合 22
圖3-1- 8,7/9的單元組合 22
圖3-1- 9,6/9的單元組合 22
圖3-1- 10,5/9的單元組合 23
圖3-1- 11,建蔽率8/9的立面組合 23
圖3-2- 1,由Rhino Script所運算出的2/16宮格結果 27
圖3-2- 2,由Rhino Script所運算出的2/32宮格結果 28
圖3-2- 3,Grasshopper的宮格亂數操作結果 29
圖3-2- 4,Grasshopper的宮格亂數操作加上垂直向度的結果 29
圖3-2- 5,利用Grasshopper將考津圖騰參數化,並快速生產 30
圖3-2- 6,將考津圖騰立體化 31
圖3-2- 7,考津圖騰的牆面設計 32
圖3-2- 8,配置運算分為路、巷、號三個層級 33
圖3-2- 9,Rhino Script運算之基地配置一 34
圖3-2- 10,Rhino Script運算之基地配置二 34
圖3-2- 11,Rhino Script運算之基地配置三 35
圖3-2- 12,Rhino Script運算之基地配置四 35
圖3-2- 13,Rhino Script運算之基地配置五 36
圖3-2- 14,Rhino Script運算之基地配置六 36
圖3-2- 15,Rhino Script運算之基地配置七 37
圖3-2- 16,Rhino Script運算之基地配置八 37
圖3-2- 17,Rhino Script運算之基地配置九 38
圖3-2- 18,Rhino Script運算之基地配置十 38
圖3-2- 19,Grasshopper運算之基地配置 40
圖4-1- 1,住宅配置的空間泡泡圖 42
圖4-1- 2,公寓配置比例計算的參考平面 43
圖4-1- 3,空間面積及比例統計表 43
圖4-1- 4,以Grasshopper繪製各空間的邏輯說明 44
圖4-1- 5,各空間的組成類型 45
圖4-1- 6,公寓平面組成類型1 46
圖4-1- 7,公寓平面組成類型2 46
圖4-1- 8,公寓平面組成類型3 47
圖4-1- 9,公寓平面組成類型4 47
圖4-1- 10,公寓平面組成類型5 48
圖4-1- 11,公寓平面組成類型6 48
圖4-1- 12,公寓平面組成類型7 49
圖4-1- 13,公寓平面組成類型8 49
圖4-1- 14,公寓平面組成類型9 50
圖4-1- 15,公寓平面組成類型10 50
圖4-1- 16,公寓平面組成類型11 51
圖4-1- 17,公寓平面組成類型12 51
圖4-1- 18,公寓平面組成類型13 52
圖4-1- 19,公寓平面組成類型14 52
圖4-1- 20,L型公寓配置之平面圖與透視圖 53
圖4-1- 21,十字型公寓配置之平面圖與透視圖 54
圖4-1- 22,一字型公寓配置之平面圖與透視圖 55
圖4-1- 23,I字型公寓配置之平面圖與透視圖 56
圖4-1- 24,二層洋樓自動配置的基地設定圖 57
圖4-1- 25,二層洋樓自動配置的各空間組成類型表 59
圖4-1- 26,二層洋樓配置類型一之一樓平面圖與透視圖 60
圖4-1- 27,二層洋樓配置類型一之二樓平面圖與透視圖 61
圖4-1- 28,二層洋樓配置類型二之一樓平面圖與透視圖 62
圖4-1- 29,二層洋樓配置類型二之二樓平面圖與透視圖 63
圖4-1- 30,二層洋樓配置類型三之一樓平面圖與透視圖 64
圖4-1- 31,二層洋樓配置類型三之二樓平面圖與透視圖 65
圖4-2- 1,基地設定的條件與規則 66
圖4-2- 2,檢視建築配置的條件與規則 67
圖4-2- 3,建物配置範圍的設置結果 67
圖4-2- 4,篩選機制之範例平面配置一 68
圖4-2- 5,範例平面配置一之Y向度篩選機制 68
圖4-2- 6,範例平面配置一之X向度篩選機制 69
圖4-2- 7,篩選機制之範例平面配置二 70
圖4-2- 8,範例平面配置二之Y向度篩選機制 70
圖4-2- 9,範例平面配置二之X向度篩選機制 71
圖4-3- 1,柱長寬與柱距比例的Grasshopper操作關係 72
圖4-3- 2,空間配置與柱位配置關係圖一、二 73
圖4-3- 3,空間配置與柱位配置關係圖三、四 74
圖4-3- 4,空間配置與柱位配置關係圖五、六 75
圖4-3- 5,牆面分割參數化的Grasshopper分割量設定方法 76
圖4-3- 6,牆面分割的立面圖及透視圖 77
圖4-3- 7,窗台高度、寬度、高度及間距的Grasshopper操作過程 78
圖4-3- 8,牆面分割與窗戶開口位置的比對圖 79
圖4-3- 9,交叉配對柱的長寬與柱位、牆分割及窗戶開口的結果 80
圖4-3- 10,配對柱的長寬與柱位、牆分割及窗戶開口的參數化結果 81
圖5-1- 1,Rhino Script與Grasshopper優缺點之比較。 83
圖5-2- 1,軟體LEGO Digital Designer的介面 85
圖5-2- 2,IKEA空間規劃軟體的介面 86
圖5-2- 3,平面選擇機制的結構圖 87
圖5-2- 4,平面配對系統的結構圖 88
圖5-2- 5,Autodesk Maya模矩變形效果圖 89
圖5-2- 6,T-Splines與Grasshopper的節合運用 90
圖5-2- 7,保特瓶磚的堆疊 91
圖5-3- 1,空間模矩化之模型製作 92


參考文獻 翻譯文獻

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TESSELLAR>Blog
2007 http://www.tslr.net/2007/08/synthetic-vernacular.html
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