原型結構+陳冠帆 原結 型構
打破傳統設計思維，從非傳統純粹只看外觀的設計而是從內在而發 起的設計開始著手進行，原型結構正是直接從骨骼的思考下手， 帶各位一步一步剖析建築與結構誕生美好的協奏曲。
2002~2005 1998~2002 2006.04~ 2011.4 2012.1~現今
2006.07 2006.11 2007.04 2007.08(建造完成) 2007.10 2008.09 2008.11(建造完成) 2009.01(建造完成) 2010.03(建造完成) 2011.06
學歷 成功大學建築研究所碩士 成功大學土木學系學士 經歷 SDG日本構造設計集團 A.S結構原型事務所負責人 專⾧ 結構設計、結構系統與分析、建築結構整合 個人事務所 A.S.原型結構事務所 一個從『結構原型』開始發展設計的結構事 務所。 參與項目 日本岡山縣觀光之塔首獎 東筦體育館國際競圖八強 韓國WDPC國際競圖四強 韓國仁川文化展覽中心 台灣客家文化中心國際競圖 中國廣州文化中心競圖首獎 台灣日月潭向山結構剖面 上海世博會中國船舶館-結構負責人 成功大學建築系R-Studio 工坊結構設計 成功大學空間創意競圖首獎 個人著作 MOT＋/TIMES空間、結構、時尚 綠．建築家結構魔力專欄作者 當代設計雜誌專欄作者 教學 東海大學建築系兼任設計老師2012～2015 成功大學建築系兼任設計老師2014~2018
原型結構負責人 陳冠帆結構技師
2012.1~現今
團隊介紹 A.S.Studio原型結構工程顧問有限公司 原型結構+陳冠帆 原結 型構
原型結構+陳冠帆 原結 型構
已完成 施工中 設計中 原結 型構
黃明威建築+王銘顯建築師 原型結構 嘉義市立美術館 2021年台灣建築獎首獎
黃明威建築師| 設計發展與空間元素介紹
嘉義市立美術館原基地概況 基地位於嘉義市中心地帶，屬古蹟 保存區之建築再利用。鄰近嘉義火 車站及阿里山森林鐵路，與嘉義文 創園區僅一路之隔。 A棟外觀原B棟外觀原C棟外觀
產業轉型、建築修復與都市關係的轉變 2010 公賣局 嘉義支局 時期 2013 嘉義市立 美術館籌 備處成立 2020 嘉義市立 美術館 開館 中山路光彩街口轉角 廣寧街主入口方向廣寧街光彩街口
1936年專賣局嘉義支局原貌
現有建物介紹 A棟(古蹟) 興建年代:1936 總樓地板面積:1458.42m² 建築高度:地上三層 建築構造:鋼筋混凝土加強磚造 B棟(菸酒成品倉庫) 重建年代:1980 總樓地板面積:1915.98m² 建築高度:地下㇐層,地上三層 建築構造:鋼筋混凝土加強磚造
現有建物介紹 C棟(酒類倉庫) 興建年代:1954 總樓地板面積:521.84m² 建築高度:地上二層 建築構造:鋼筋混凝土加強磚造, 西式鐵造屋架鋪蓋水泥瓦 D棟(菸酒供應門市部) 興建年代:1974 總樓地板面積:172.98m² 建築高度:地上二層 建築構造:鋼筋混凝土加強磚造
CONCEPT 概念與構想 ｜建築設計手法思考 ∥從自然的風動思考，建築的可能性 建築的修補造型論 隨著舊建築再利用成為重要的議題，不同 時期興建的建築物，如何在不大規模 拆除的前題下，在外觀與內部機能 上賦予新意，需要有新的操作理念的造型 論的引入，不僅就建築內外硬體進行維護 與更新，在建築物的機能面上也 因應調整，確實達到延壽又可使用的整建 效果，這也是本案利用舊建築改建的主題。 全區配置圖
建築的修補造型論 建築物的改建重點如下：1、立面接續；2、增建三角大廳；3、木構挑空；4、廣場塑造 增改建前現況分析 擴建手法說明 A棟-縣定古蹟(保留) 歷史式樣立面 B棟-倉庫(改建) 近代立面 C棟-倉庫(保留) 歷史感立面 廣場邊界 不明確 D棟-原銷售處(拆除) 連續立面的整合 廣場 產生方向性 製造足夠的觀看距離
Structure Design Realization 嘉義市立美術館 建築設計:黃明威建築師事務所+王銘顯建築師事務所 結構材料:RC+木
立面發展過程
立面的接續成果
建築圖面
㇐層平面圖
建築圖面
二層平面圖
建築圖面
三層平面圖
建築圖面
四層平面圖
王銘顯建築師| 細部設計與構造元素介紹
B棟外牆採用CLT減重隔熱 B棟改建為美術館強度不足，若拆除RC外牆，採用重量僅RC的1/6的CLT可減輕建築物負擔，達 到補強少數地方就可以滿足耐震性能要求。並且CLT的隔熱效果是RC的10倍，對於美術館內的 空調節能極具效益。 建築細部設計 剖面設計及材質
帷幕玻璃的 重量傳遞路徑 RC墩座 鋁材立料 鋁材立料 每片帷幕玻璃的重量 先往側邊傳到兩側的鋁材立料 再順著鋁材立料垂直路徑往下傳遞 然後由底部的RC墩座承接傳到地 帷幕玻璃的重量傳遞
帷幕玻璃的重量 順著鋁材立料垂直路徑往下傳遞 然後由底部的RC墩座承接傳到地
鋁材立料
風 壓 大 內 壓 小 CLT外牆帷幕等壓空間設計 優點1：減少外牆風壓力破壞 內外壓力調 節 外 壓 內 壓 內外壓力調 節 外 壓 大 內 壓 小 優點2：防止水氣入侵 等 壓 等 壓 等壓設計的優點有二： 1.減少外牆承受之風壓，降低外牆加勁加強與造價。 2.防止水氣因負壓入侵牆內、內部水氣也因無負壓差 可順利排出。 黃清毅、徐金水,(民92),金屬帷幕牆設計技術手冊,p124~128 CLT與外牆帷幕，依照傳統木構造外牆設計的原則， 內外牆間須設置空氣層，自牆底至屋簷可通外氣， 幫助內層木結構牆體有效排水，保持乾燥。稱為等 壓空間或隔雨層工法(PressureEqualized RainscreenSystem)。 其概念與最新的帷幕設計所採用的防水理念類似， 本設計結合傳統木構造外牆觀念與現代帷幕技術， 達成國內首見的「CLT外牆帷幕」，與㇐般帷幕仍 少見的等壓空間設計。
各層透氣孔之設計，將能使帷幕兩 側之內外壓力能夠均等。避免急遽 的內外壓力差導致帷幕由高壓往低 壓處變形的危險。內部結露水氣也 因無負壓差可順利排出，維持CLT 板片的乾燥。 等壓空間作用效益：降低風壓、防水性提高、有助於內部排水 CLT 木頭 等壓 空氣層 帷幕 玻璃 等 壓 空 氣 層 CLT 牆 版 帷 幕 玻 璃 RC墩 座 透氣孔 地面 透氣孔 Φ100mm ３ｍ間隔㇐孔 (內側加防蟲網 蓋) 風 壓 大 內 壓 小 透氣孔 Φ３ｍm 20cｍ間隔㇐孔 內外壓力調節 外 壓 內 壓 透氣孔 密 閉 式 設 計 等 壓 層 設 計 風壓直接作 用於玻璃上 藉由洩壓， 玻璃風壓小
B棟大廳採用集成材樑柱 象徵木都的復興 新建的三角形大廳，採用集成材梁柱而非鋼構，是回應嘉義都市發展史 中木構造產業上具重要地位，具有「木都」之稱。加上「畫都」的美稱， 這個大廳以木造，展示在地畫作，象徵了地方都市的歷史與特色。 建築細部設計 剖面設計及材質
接合細部上視圖 接合細部側視圖 平面以斜撐穩 定 連接板 續接木材 蝴蝶片連接 雙向大樑 接合大樣圖(組裝) 接合大樣圖(拆解) 建築細部設計 集成木梁接合圖
建築細部設計
剖面大樣
結構圖主要在表現構件尺寸強度（無裝修面、扶手欄桿）
建築圖主要在整合所有構件相對關係與秩序（有裝修面、扶手欄桿及其他非結構材料）
建築大樣圖主要在呈現構件細節、材料尺寸、相對關係、與固定方法
㇠梯是嘉義美術館中最吸睛 的建築與結構元素，參觀者 也可藉由此梯垂直、水平移 動觀看木構的挑空大廳。 與此相對的，樓梯的側面與 底面也是設計上的重點。 目前㇠梯的機能與結構上沒 有問題，但在細部收頭及美 觀上有幾個問題： 1.折線型的樓梯用力過度， 反而太過輕薄，與三、四樓 的平台差異太大。 2.平台採用深度350的H鋼再 加上DECK的做法深度太大， 建議參照樓梯的做法使用鋼 板+邊框的做法，完成面深 度抓5cm。 3.與三樓、四樓無梁板接續 上讓350的H鋼延伸與RC梁 齊平，不需延伸鋼梁。 4.玻璃欄干的工程再向外包 覆讓整體厚度450分解為 250+200的效果。 5.㇐至二樓的樓梯，與靠外 牆側的平台均採RC以降低成 本 2 3 製作模型與結構技師討論問題
陳冠帆結構技師| 結構力學發展與結構元素介紹
本案原B棟為舊有本案為新美術館的再利用設計，因此在 既有建築再利用的結構耐震補強上，對於耐震強度不足或 是歷史文化之建築，在結構的設計手法上有兩種考慮方式： 1.降低其使用載重、不宜超過原先建築的設計載重來使用。 2.對弱點部位局部補強。 所以在耐震設計手法上是接近方式①加②的觀念：不額外 增加既有建築的載重，並且對局部受壓構件予以加強的方 式來設計。 在本美術館中，我們採取的是基礎相連，上部結構新舊脫 離的方式。地下結構部份為避免不均勻沉陷發生，新舊之 基礎地盤為結合成㇐個大基底地盤處理。既有的建築結構 依照原樣保留，而新建部份則除頂樓及屋頂外採RC梁柱系 統設計。 新建部分分為兩塊，其㇐為南向的較小的半圓，其二為東 向的大三角形視為兩種不同處理方式。南向小半圓銜接面 (舊建物短向)以植筋結合方式使新舊結合，大三角除了基 礎之外完全與舊結構脫離，銜接面(舊建物⾧向)採用伸縮 縫將新舊結構體脫開，並且留出適當的碰撞距離避免結構 系統的相互影響、藉以達成新舊結構系統的分離。僅大挑 空延伸至舊棟上方的木樑屋頂處，向下採用鋼柱支撐木樑， 並且下部鉸接於局部舊建築的頂部梁當作承載。 在㇐樓的空間中，則是設計成全面性格子梁系統的無柱空 間，因為格子梁的系統可以讓結構力學的行為更加均勻， 亦可以創造出更大的空間跨度，而與格子梁搭配的RC體 系則是外側的板柱。1樓的格子梁與板柱系統與2F大挑空 木質屋頂空間及舊棟頂樓的鋼柱列的共構，我們企圖創造 新與舊建築相互融合的嶄新空間。 Structure 結構系統 ｜操作方法 ∥等待編輯
STRUCTUREDRAWING 結構概念
Structure 結構系統 ｜操作方法 ∥等待編輯 因應整體三角形大廳空間量體拉高，並且平面延伸至舊建築的屋頂上，結構相較於之前方案有所變化，除了平面跨度變大需 要 多㇐組支撐系統之外，拉高的木構柱子在細⾧比的部份也讓柱子的斷面大幅上升。 原型結構考慮以上兩個因素（整體拉高+平面延伸）提出三種建議方案，作為整體評估的結構設計方法。 [提案㇐]連續樑構架 以三角形構架方式作為支撐系統，建構起整個 連續剖面，讓平面屋頂即使延續到老建築上面 依然有延續性，形成㇐種新的屋頂支撐方式， 玻璃帷幕側的柱子則用立體構架予以加勁即便 高度達10m以上的柱子依然有良好的結構行為。 [提案二]三鉸拱構架 以中軸柱作為分界，將兩側空間切割明顯的定 位，但是卻有相同的變斷面構架的與會存在， 左側玻璃帷幕柱部份與提案㇐相同，有加勁的 結構行為，而右側舊建築屋頂側則予以類似的 非對稱構架來呈現，左右對接於中軸，可互相 交互平衡。 [提案三]加勁構架+曲梁結構 將原方案的曲梁系統放置右側，左側亦是給予 加勁的立體結構，引用原先設計的曲梁想法也 有明確將兩側空間完整劃分的用意。
DETAIL 細部、結構設計方法 ｜接合構造細部 ∥結構接合部
結構平面圖
STRUCTUREDRAWING
｜屋頂結構平面圖 ∥屋頂平面圖
STRUCTUREDRAWING 結構圖 ｜短向結構剖面圖 ∥結構剖面圖
STRUCTUREDRAWING 結構圖 ｜B棟木梁幾何平面圖、魚腹梁細部圖∥細部接合詳圖
結構圖 ｜C棟木構走廊細部圖 ∥廊道木構詳圖
STRUCTUREDRAWING
模型照片 ｜全區結構模型 ∥新舊關係
PHOTO
PROJECTPRESENTATIONby A.S.STUDIO+CHIASMAFACTORY
灼熱的太陽、雄壯的自然、與充滿樸實人們的笑容，這樣的自然與人們發生於地處台灣的離島——澎湖。 這是位於該處小島的民宿建築計畫，用建築骨骼所成型的上與下樓板空間，以及蜿蜒曲折地垂直穿透空間的細⾧孔隙，兩者都是基於紀 錄基地場域中，業主與建築師的腦波所創造出來如波動般的空間發想圖，這亦是㇐個”新”結構原型的誕生。 採用腦波來創造建築，這或許可能聽起來是瘋狂的思考，但對於永遠視風格、機能為主導讓建築誕生的我們，這是㇐個作為建築家個人 意識之外，所提出至為真情且至為純粹的㇐種方法，通過表達“無意識形成的韻律”的腦波，總是在業主與建築師的意思底層，而㇐個 獨特的空間永遠不會通過草圖或者文字等普通的方法誕生。 事實上，要實現的建築是「生命=生物有機體」的存在；這棟建築的完成如同那島上生命的誕生。 https://www.youtube.com/watch?v=YSMaX4ujDQY
腦波的建築?追求無意識的感知的生命有機體
PROGRAM 以自然的地景，與空間共舞 用結構本質，創造新世紀的建築體驗 我們努力讓㇐個”全新”的建築系統誕生 而 『建築+結構』 是那最純粹的設計能量
NA TURE 從曲線空間的思考試圖與自然形成某種關係、這是種模糊不 定、曖昧不明的無意識狀態。 曲線、色彩、塊體、迷霧 空間成形之㇐ 02 自然 ENISHI
NA TURE 建築與結構會是怎樣的融合？我們試著嘗試各式各樣的組合讓這件事被看見，甚 至被重新組合，孔隙會是怎樣的狀況，跟澎湖這樣的自然會是怎樣的交合呢？大 地的色彩、土壤的狀態告訴了我們㇐些訊息。 線體、空間、虛實、孔隙 空間成形之二 03 自然ENISHI
FORMATION 樸實的人們、熱情的太陽 無比驚豔的自然台灣離島 誕生出無比熱情的人們!! 全宇宙最熾熱的業主與島上人們 !!!!!!
HU MAN 處於人與自然間的空間會是什麼？我們無論如何想這問題，我想都不會有結果， 而回到生命與有機這件事來看，人的意識波動又會是什麼？是怎樣的能量會讓腦 波形成㇐種起伏，形成㇐種不穩定的狀態，而這又會是怎樣的介質空間呢？ 波動、力流、構造、空間 人與空間之三 03 人們ENISHI
HU MAN ㇐であること・多であることが矛盾なく共立する風景を現象させるためのスタ ディ。それは旅人が「旅」に求めることとも共振すると考えた。 「風景」という現象 建築質變之三 06
STRUCTURE 用建築物的骨骼成形於空間，腦波結構是關鍵的空間元素 上下起伏的曲線樓板，以及蜿蜒曲折的垂直穿透孔隙
STRU CTUR E 結構設計的開始並不是從計算而生，而是以思考著這樣的地景樣貌會是怎樣的自 然結構來作為思考的基地，形體可以創生出結構，但似乎只有自然的結構才可以 回應這樣建築會是用什麼樣的結構來誕生。 形體、結構、創生 結構生成之㇐ 01 結構ENISHI
假定尺寸
▌⾧向壁厚：30cm ▌短向壁厚：25cm ▌
水平側向受力 利用⾧向壁量（強軸） 以及短向壁量（弱軸） 予以抵抗。 其餘牆體可為隔間牆， 平面僅8X24m， 短向使用8m間隔㇐段牆 垂直向受力 ▌由⾧向壁體的懸挑梁 跨度：約3～3.5m 間距：約1.25m（樓面起伏） ▌內側局部板柱 利用⾧短向壁體、懸挑梁、內側板柱 來構成垂直受力系統。 約3～3.5m約3～3.5m 局部受力分析 懸挑梁（約3～3.5m） 樓版面上下起伏，梁間距約 1.2m。 下部予以平面上局部的垂直支 撐， 滿足垂直受力的要求。 如此，藉由⾧向外側垂直壁體 與內側的局部板柱來滿足其垂 直受力。 懸挑梁 局部板柱 （配合梁尺寸）內側挖空處 外側 假定尺寸 ▌懸挑梁：25x40cm（依部位不同） ▌內側板柱：25xDcm ▌壁柱：30xDcm ▌板厚：15cm (最終尺寸表以x，y向來表示） 有垂直支撐梁 STRU CTUR E 建築從㇐個封閉形體來演化，內部極為趣味的空間讓上下樓板形成彎曲的不規則 狀，而中間充滿空間張力的孔隙，則是虛體的極佳詮釋，結構為了克服水平抗力、 與垂直重力，大膽地用壁體形成懸臂式漂浮的結構系統。 水平、垂直、構法 結構生成之二 02 結構 ENISHI
隔間牆：15cm
STRU CTUR E 透過透過力學分析，我們可以很容易看到那些地方要支撐哪些地方可以不用支撐， 甚至是懸空或是幾乎飛越的方式來呈現建築空間，結構系統的方式是板牆的做法， 透過鋼筋混凝土的拉力與壓力計算讓此結構得以實現 力學、剖面、型態 力學分析之㇐ 04 結構 ENISHI
midasGen
POST-PROCESSOR
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midasGen
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FILE:newMODEL-~ UNIT:tonf,cm DATE:07/26/2018
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STRU CTUR E 不僅如此，我們可以看到結構來回擺動的力學模態，甚至從他力學分佈的狀態看 到㇐種新的空間關係，那是與澎湖當地玄武岩的㇐種互動般的極佳詮釋，垂直力 的力學理論不僅在數學中出現，也同時出現於空間當中。 力流、理論、振態 結構生成之三 05 結構ENISHI
