B-Y Prototyping Architecture Design Thinking by Bernard Yang

國立交通大學建築研究所碩士論文

原型建築設計思考 - 原型系統構築 Prototyping Architecture Design Thinking Prototype x System x Tectonic

研究生：楊博輔指導教授：曾成德中華民國一Ｏ四年九月

原型建築設計思考-原型系統構築 Prototyping Architecture Design Thinking Prototype x System x Tectonic

研究生：楊博輔

Student: Po-Fu Yang

指導教授：曾成德

Advisor: Cheng-Te Tseng

國立交通大學建築研究所碩士論文

A Thesis Submitted to Graduate Institute of Architecture College of Humanity and Social Sciences National Chiao Tung University in partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Architecture

November 2015 Hsinchu, Taiwan, Republic of China

中華民國一〇一年六月

謝誌七年的建築學涯，終於在完成這本論文的時候畫上了一個句點了。能走到這一步，要感謝的人真的太多太多。謝謝建築所的老師們，願意給我一個機會讓我來到交大建築所，這個充滿溫暖與歡笑的大家庭。我何其幸運能身為其中一份子，讓我在人生地不熟的新竹彷彿找到了另一個家。這兩年雖然短，但真的非常的開心與充實。在這兩年之中，我最大的收穫，就是學會成熟的面對事情的態度，以及如何跳脫建築領域的思考方式。感謝大衛老師，書章老師在對我一開始進來所上，還在適應環境時期的不穩定，都以非常寬大的包容力來給予我更多的空間與時間去適應。尤其是大衛老師，一直都以一個亦師亦友的角色陪伴在我身邊，指引我走向正確的態度與思考方式。我今天能夠在不管是團隊或是個人上，都能展現出比起從前更沉穩成熟的表現，都是因為大衛老師的細心觀察與提醒，讓我在這樣的過程中不斷的與自己對話，以面對自己真正不足的地方。讓我出現更多的進步的機會與空間。莊熙平老師大概是我遇過最酷的老師了！謝謝你認同我的不乖！並且教我怎麼運用不乖的態度去做正確的事情。同時打開我原本窄而淺的設計思考模式，讓我現在能夠用更全面的角度看建築設計。君昊老師則是我最麻吉的老師，讓我各種瘋狂的念頭都有落實的機會，能跟老師一起合作真的太好玩了 ! 感謝 March2 的夥伴，浪漢的細心與博學，總是讓我能夠在對於人生選擇上有更多不一樣的想法。肉鹹的愛吃與開朗總是陪我度過幾個難熬的日子，也很開心但莫名其妙的就多了一個姐姐。謙哥的各種神之表現法技巧從第一天認識就讓我讚嘆以及崇拜。也謝謝你們三位總是不藏私的將你們的經驗以及技術與我分享。我能變得更好都是因為你們！在 SDE 期間最艱難的時候，欽媛總是溫暖的幫忙，洋存的善解人意，賢哥泡的茶，BOSS 的 Rhino 神救援，謝謝你們在我無助的時候跳出來幫助我。你們給予我的溫暖我會謹記在心，而當我對自己的信念出現懷疑與困惑時，謝謝豆豆與阿兩，每天陪我游泳健身跑步。鼓勵我，讓我有勇氣去重新回到建築的軌道上。謝謝你們，讓我瘦了，也讓我成為更成熟的男子漢。你們是我最棒的減肥兄弟！一起在面對 1:1 這種實際的案子的時候，子亭的聰明效率 Small 的不辭辛勞佳恩的細心謹慎讓我們在這個創新與落實之間掙扎的案子中過的雖然又累又餓又黑。但我們真的很開心，也很有成就感。因為我們真把他蓋起來了！論文後期每天一起在小教室努力寫論文的夥伴們，阿盛丸子阿福 RUBY。謝謝 Ruby 阿福每天陪我任性的去摩斯喝紅茶，還要沿路聽我講廢話。謝謝丸子與阿盛在我口試前，不顧自己進度來幫我潤口試的講稿，以及模擬演練。我很幸運在短暫的碩士生涯中遇到了這麼多優秀又溫暖的同學。能與你們一起學習，這些日子將會在我的人生中成為非常重要的一部分。當然也要謝謝給予我建築基礎教育五年的母校淡江建築的老師與同學們，因為在你們的陪伴與互相激勵成長中所培養出來的革命情感以及我對於建築的愛都是我能走到現在的動能與信仰。謝謝你們出現在我的建築人生中與我一起經歷了這場華麗的冒險 ! 希望我們都能更好，在未來的某一天又再次成為一起逐夢的夥伴。最後我要謝謝從我學建築以來，始終站在我身後支持我的家人。對於一個常常不能回家，就算回家也都是在睡覺的兒子，總是能夠給予最大的信任與支持。一路走來，只要我做的決定，總是無條件的支持與鼓勵我。在生活上給予我最大的自由與方便，這些因素讓我一路走來總是能毫無後顧之憂的向前衝。因為我知道無論如何，只要我回頭，你們都在那支持我。我無從表達我的感激，但是謝謝你們，老爸，老媽，老妹，建築的這條路上因為有你們，所以我才能堅持的走到現在。我會繼續勇敢的往前走，往人生的下一個階段大步向前跨。為了建築，我失去很多，也獲得更多，我很開心我能夠堅持的走到現在。因為每一位出現在這個旅程中的，夥伴 , 家人 , 師長，楊博輔終於在這個階段能夠完美的畫下一個句點，用自己在這幾年中培養出來對於建築的信仰與理想，開始在下一個新的階段接受挑戰。我的每一步雖然跨不遠，但我不會回頭 ! 總有一天，我將會到達我心中的應許之地。然而我能擁有這些，都是因為你們，真的很謝謝大家。

Abstract “Archetype,” in the literal sense, means the beginning, original pattern of the source. The Greek philosopher Plato mentioned this concept, saying that everything in the universe has a form and everything starts from there. However, the archetype was first theorized about in psychologist Carl Gustav Jung’s theory of archetypal psychology. Jung indicates that archetypes are part of a collective unconscious. The archetypal patterns are naturally generated through personal experience and the environment, so that cognitive style and ideology are established spontaneously. “Archetype” is often used interchangeably with the word “prototype” in the field of psychology; both of them mean “the original model.” However, the primary sense of “archetype” refers to an ideology established from cultural, historical, and social contexts. On the other hand, “prototype” refers to an initial model that has not yet been developed but has potential, and it usually means the starting point of the logic behind the design.

Prototype x System x Tectonic

During my five years of architectural education back at the university, design categories always fell into fixed archetypes such as libraries, schools, airports, and office buildings. However, in my two years at the Graduate Institute of Architecture, I began exploring in depth the essence of architecture through the views of the prototype. Therefore, when we look at the processes of design through the views of prototypes, we realize that the prototype system and the ways of tectonic are the key factors that constitute the complete design process of a prototype. In this thesis, we will examine through two different projects, starting with explaining how to find the initial model (prototype) of an established urban archetype through filtering and screening. Then, in the second case, we will review the real issue and situation that utilize the features of a prototype through defining the prototype of an object from a practical point of view. By viewing different ways of defining prototypes with deeper insights, we attempt to express how many possibilities and methods a prototype system could create from a design when confronted with different issues.

摘要 " 原型 " 的字面意義是原始的 " 型 "。哲學家柏拉圖曾經在他的哲學理論中提到 : 世界萬物皆有一個創始的原始模型，而一切萬物的哲理脈絡皆從此開始。而最早將原型以理論的方式完整提出的是一位來自瑞士的心理學家榮格 (Carl Gustav.Jung) 的原型心理學。榮格在他的原型心理學中的理論中提到，所謂的原型其實是一種集體潛意識，透過經驗以及成長環境所自然而然產生對於事物的既定認知方式以及意識形態。而原型在心理學體系中其實又可以有兩種表達方式一種是 "Archetype" 另一種則是 "Prototype" 兩者在中文都被翻譯作為”原型”但在實際的意義上 Archetype 所表達的是一種既定的意識形態，比如說文化、歷史、社會認知等已知的事物，而 Prototype 則表示一件事物還處於一種原始並未開發的狀態，但本身是具有發展潛能的原始模型。通常表達的就是一個設計邏輯中最本質的起點。

原型 X 系統 X 構築

在五年的建築教育中，設計的類別往往都是既定的圖書館、學校、機場、辦公大樓 .. 等原型 (Archetype)。而在兩年的研究所學習過程中，我開始試著透過 Prototype 的觀點更深入的去探討建築領域中更接近本質的部分。因此當我們透過原型的觀點來看待一個設計過程，構成一個完整原型設計流程的關鍵因素就是原型，系統與構築方式。在這篇論文中我們將透過兩個不同的案例，說明如何先從一個既定的都市原型 (Archetype) 中，一層一層的過濾與篩選後尋找這個原型的起始狀態 (Prototype)。在第二個案例中則是直接的透過定義某種物件原型 (Prototype) 實際的將原型的特性運用在真實的議題上來進行檢視。並且更深入的試著用不同原型定義方式，說明原型系統在面對不同的議題上所能創造出來的設計可能性與方法。

目錄 CONTENTS 摘要 Abstract

Chapter 1.

Chapter 2.

原型理論起源與定義

001

原型認知方式

002

建築領域中的原型概念起源

003

原型與系統 - 原料與機器

005

原型運用類型 - 繼承 / 延續 / 模仿 / 創造

007

原型系統 / 原型理論案例運用

008

The Ripple City - An Experiment Housing Studio 漣漪城市 - 源自於生活經驗的都市生成原型系統階段 1 / 原都市系統原型定義

010

2.1 - 都市系統原型 / 尋找都市原型的起源過程

011

2.2 - 都市系統原型 / 尋找成熟都市的發展系統原型

013

2.3. - 研究背景 / 複雜都市機能的觀察與再詮釋

015

2.4 - 系統原型 / 新環境之參數輸入系統原型後所產生之發展過程

019

階段 2 / 都市系統原型的自然發展

024

2.5- 新都市的生成 / 重新詮釋士林區的成長系統於新基地

025

Chapter 3

The Octahedron - Multi-Functional Griding System 多寶格 - 多功能網格框架系統

3.1- 元件原型 / 從微觀出發的思考邏輯

033

3.2 - 階段 1/ 原件原型尋找與實驗

036

3.3. - 研究目標與過程 / 雙三角平面結構體實驗

037

3.4 - 階段 2/ 元件發展與改良 - 落實的可能

046

3.5- 組裝階段ㄧ : 單元組裝實驗與細部設計

049

3.6- 組裝階段二 : 多單元組裝與應用可能

059

3.7- 第二次實驗目標 / 開放式設計目標與實際搭建

069

Chapter 4. 結論

074 系統原型結論元件原型結論

總結論

076

後續研究

077

參考資料

078

簡歷

081

原型理論起源

原型理論起緣於心理學上一種共同潛意識的思考方式，瑞士的心理學家榮格 (Carl Gustav.Jung) 完整的提出了原型理論，榮格借用柏拉圖理念中 " 原型 " 這個術語，在分析心理學領域中形成了一個新的理論體系。而在榮格的心理學理論中開始使用的 " 原型 " 概念，一般具有兩個方面的含義：其一是側重於文化心理和集體無意識範疇的“原型”（Archetype）；其二是側重於認知過程和創造心理方面的 " 原型 "（Prototype）。[1] 根據榮格的分析心理學理論，人類的潛意識具有兩種層面 : 個體潛意識（Personal Unconscious）與集體無意識 (Collective Unconscious）。簡單而言，前者是每個人類個體因為成長環境經驗的不同所導致的意識形態，後者則是整個社會種族發展至今的心理內容，比如道德、文化、社會意識等。而後者就像是某種穩固的大型雲端伺服器，將每一個人類的個體潛意識比對收納後再比對出一種所謂”普遍，客觀”的大眾意識。而這樣的大眾認知在榮格的心理學中就被定義為所謂的 "Archetype"。[2] 在把榮格的 "Archetypes" 翻譯為“原型”之外，我們國內的學者還把英文的 "Prototype" 也翻譯為 " 原型 "。根據“Prototype”的原義，本來指生物演化過程中，個體或其器官的最原始形式；其引申意義也通常指任何反應組織的原始形態 [3]。但“Prototype”出現在心理學的文獻中時，往往具有認知心理學的意義，表示一種經驗與思考累積的 " 過程 " 也就是 " 學習 " 比起 Archetype, Prototype 更像是一種現在進行式。所以我們可以將 Archetypes 跟 Prototype 兩者簡單的用兩種判別方式各自定義 : 1.Archetypes: 思考的結論 : 既存、完整、經過發展明確的共同意識。 2.Prototypes: 思考的過程 : 初生、原始、具有發展潛力的認知起點。也因建築領域中我們幾乎都是將原型理論運用在設計構築的過程之中，因此在建築領域中我們所使用的 " 原型 " 幾乎都以 Prototype 做為標準，這也將做為本文對於原型定義的選擇。在更明確的定義 Prototype 時在 1970 年代 Eleanor Rosch 的原型理論 (Prototype Theory 1973.) 中，為了揚棄亞里斯多德的邏輯三項論的一套學說。它主張在定義一項事件時不是透過條件過濾，而是因為事件本身的精神符合該事項集體潛意識的認知核心精神 [4]。也因此原型理論比起三項論更能明確的抓住思考脈絡與核心概念。這也是為何在後來類型學中，原型理論能夠受到廣泛的運用的原因。而根據原型理論中的說法，原型在心理學上認知思考的建立方式大概能以下列幾種方式呈現，也能從此觀察到其思考方式對於後來的設計思考的影響。

[1][2] 林銘煌 * 鄭仕弘原型理論與原型設計 2003. [3] 佚名論“原型”概念及其心理學意義 2011 [4] https://zh.wikipedia.org/wiki/ 原型理論

001

原型認知方式

原型啟發

原型啟發一般指進行創造性想像時對於解決問題產生啟發作用的事物，比如說傳說中人類在觀察了水中游動魚類的尾鰭的過程中連想到了在大航海技術上的應用，進而發明了 " 舵 " 因而，在這種原型的啟發下獲得解決問題的方法和途徑，在心理學中被稱為 " 原型啟發 "。原型啟發的例子在生活中很普遍，象徵整個 " 仿生學 " 的理論和應用，都反映出了這種原型以及原型啟發的作用。 2.

概念結構

作為 Prototype 的 " 原型 "，曾經被表述為一種 " 概念結構 " 理論，也即 Prototype Theory（原型說），而與 Feature List Theory（特徵表說）相對應。在概念結構裡，定義概念原型的主要方式為尋找最有效率表達該概念核心精神的原型，它反映了人類在感知上的一種直覺性的印象，正如前面所提到的榮格所提出”集體潛意識” 的概念 . 比如說當我們提到”飛行器”的時候，客機會比熱氣球更容易被人所聯想 . 因此在這個觀念中，我們可以知道飛機的形式比起熱氣球更直覺得反應了飛行器的原型，而原型之所以能最有效率的表達一個概念，是因為它能在同類家族中尋找出在相似原則之下，與相同家族各類個體擁有最多的共同特徵的個體做為最具代表性的原型。因此回到最一開始所提的概念結構下，原型家族的代表程度就構成了概念的核心精神。 3.

模式識別

作為 Prototype 的 " 原型 "，還被表述為一種 " 模式識別 " 的理論或假說，也即作為 " 原型匹配 " 的 Prototype Matching Theory，與 " 模板假說 "（Template Hypothesis）相對應。根據原型匹配理論的假說人類對於事物的記憶不是某種明確的模板，而是原型。原型從這些個體的基本成分中尋找明確好記的特徵，並且能夠代表該個體。比如 : 汽車的原型大至上是個可以乘載乘客的人量體，有著四個輪子。當人類在進行識別的時候，儘管車子有各式各樣的差異，但我們記憶中的原型也大至上能與其匹配。讓我們能認出他是一部汽車。因此在我們成長的過程中，隨著生活經驗我們的頭腦會儲存各種不同的原型於腦中讓我們能辨識出不同的對象。而在新的經驗刺激出現的時候 . 它就與腦中的原型進行比較，只要能與其產生相似或是某種精神上的呼應那麼這個刺激物就能被辨識，同時更新原型的資料庫。[ ５] 在對以上心理學文獻中出現的 " 原型 " 概念進行分析與理解的基礎上，研究時使用的 " 原型 " 概念基本含義將解釋為：一種心理範疇的原始模型。用來表示其原始性、根源性和本質性，包含著一種與其發展的關聯事物連續性；模型表示著一種高度的概括，一種典型化，包含著一種與其類屬事物的相關性。

[ ５]

佚名論“原型”概念及其心理學意義 2011

002

建築領域中的原型概念起源而在原型理論發展的同時 , 建築設計領域於紀元前六 - 七世紀時在小亞細亞的希臘城鎮中就出現了 typo 這個詞，意指 "relief" 、"seal"、"engraving" 這種與具體雕刻，技藝性的含意常常出現在柏拉圖、亞理士多德和伊比鳩魯的文字中。如此，在知覺心理學和哲學中，typo 獲得了與 model 相近的含義－描述由具體的個體所組成的族群所必然呈現的一套特徵。比較之下，model、structure、genre、species 等詞，" 類型 "(type) 具有更為靈活易操作的意義。Bruno Migliorini 的定義－意在對類型進行分類的考察、描述和研究。於 19 世紀末 20 世紀初，在語言學和邏輯思想的影響下，類型的觀念在思想界獲得一種新的中心地位。那時產生的是非常抽象的類型理論，類型的觀念在諸多不同的領域裡，形成了一種系統化的學問。例如當時的古生物化石學、心理學、醫學、語言學和社會學等領域。而原型的觀念就是在當時被提出的。而 archetype 這個字就是由希臘文 arche（原初）和 typo（形式 ) 所組構而成類型學的運用，從各領域現象學的觀念（面對事物本身、本質的還原）出發，轉化到實際運作上的一個共同特徵，其特色在於從整體的觀點處理問題，形成一種無法細分的、整合性的價值體系，以別於傳統自然科學式的分析方法。例如 Alfred Schutz 的社會學，Erwin Panofsky 的美學、形態心理學（Gestalt Psychology）等。發展至今，類型學已成為許多學科中的一種共同的主題，一種基本的思想方式，並使不同領域間有互相交流的可能。比如說在文學領域中的原型批評 (archetypal criticism )。其主要創始人弗萊 (Northrop Frye, 1912-1991)。以神話作為所有文學的原型。弗萊認為，文學起源於神話，神話中包蘊著後代文學發展的一切形式與主題。「…. 文學起源於神話，正是這一原理才賦予文學以千百年來雖經意識形態一切變化，仍具有其傳播的力量。這種結構原理當然受社會和歷史因素制約，並且不會超越它們，但是結構原理始終保持一種足以說明文學總體本質的形式持續性，這一形式持續性有別於它為適應社會環境而產生的變化….。」Northrop Frye [ ６] 從弗萊的這段對話中可以清楚的看出，原型觀點在一個學術領域中的特性其本質都是保持不變的，就像建築設計本身就是一項建立在對於生活、科技、藝術、歷史文化等經驗思考原型基礎之上，在不斷的從 Prototype 到 Archetype 的過程之中慢慢的演變出各種建築典型，比如說 " 機場 "、" 圖書館 "、" 學校 "、" 住家 " 等建築原型就是不同領域透過集體潛意識互相溝通後所建立出的最好的證明。

[6] 類型的含意 http://webcache.googleusercontent.com/www.ad.ntust.edu.tw/grad/think/HOMEWORK/Master/Form/phone/TYPOLOGY.

003

原型於心理學領域與建築領域之發展時程關係表

希臘哲人定義萬物皆有原始型

心理學家榮格(Carl Gustav Jung) 於心理學領域首次完整提出原型理論

Eleanor Rosch在認知科學領域中提出原型理論的邏輯思考模式

1972.

1973. 現代

1753.

1832.

在現代主義運動初期中我們可以透過一系列大量的建築原型模型來驗證,原型設計在此時取得了一定的地位

類型學開始運用心理學認知中的原型理論將思考脈絡更明確的定義

de Quincy在「建築詞典」中曾出類型的觀念也是建築界開始注意到與原型有關的設計觀念

M. A. Laugier 在「論建築」中堤到原始棚屋為所有房屋的原型也是第一次以原型的觀點來討論建築領域

19世紀末20世紀初-類型學開始在各領域中取得中心思考流派

西元前6世紀-Typo 名詞出現在希臘小村落的石版上在亞里斯多德等人的定義下與MODEL意思相近

[ 表 1] 此表由本研究整理繪製

004

原型與系統 / 機器與原料當我們在討論原型的時候，基本上原型的定義可以從很具象的一個物件一直到非常抽象的思考邏輯，系統等 . 都是原型的定義範疇。而在原型的定義中期最關鍵的意義在於”具有發展潛力的原始模型”。這樣的定義中我們可以注意到原型所代表的是一種過程，一種設計演化發展的連續性狀態 . 因此通常原型與系統都會是配套出現的，因為原型代表的是即將輸入的參數，而系統則代表的是整個過程的思考邏輯。因此所產出的結論也因為出自於同系統所以才能以”類型”或是”系列”等科學方式做為比較基礎，幫助設計者客觀的找出不同參數之間的影響差異。若要簡化這個複雜的敘述，其實只須想像 : 系統是一台機器，原型是原料。輸入不同的原料於同一台機器會有不同的結果，但也因為出於同台機器。因此可以由此做為比較基準來比較出不同原料對於結論所帶來的影響。

005

圖1

圖 1 Leon Krier 的城市概念

006

原型系統 / 從原型 (Arhicetype) 到原型 ( Prototype) 當我們從設計的角度來將 " 原型 " 視為一種設計的方法後，重新去審視設計的思考邏輯後可以發現，所謂的設計原型基本上都是在所謂的 " 概念 " 這個階段開始衍生。再透過對於設計環境的觀察或是空間機能的需求等條件之下開始產生不同的變異結果，在一次又一次的變異過程中漸漸的將一個設計方案成形。這樣的思考方式與 Northrop Frye 在文學領域中的的原型評斷認為 : 針對原型的運用方式可以用兩個端點來詮釋，一端點是全然的純粹，而另一個端點則是完全的變異。[7] 而在這樣的過程中，基礎的設計教育是讓我們透過對於不同原型 (Archetype) 的練習，來引導我們透過揣摩這些建築類型所需要的思考原型脈絡，進而更新我們腦中的設計原型資料庫，來達到學習的目的。而當我們對於建築設計的原型 (Archetype) 有了一定程度的認識之後，在建築領域更成熟的學習階段裡，本文將藉由四個原型操作的步驟來將原型思考的方式，用以檢視自我邏輯思考，重新去尋找屬於建築本質的原型 (Prototype)。

1. 繼承－再詮釋原型對於既存的大眾現象觀察與分析後，將關鍵原型的系統方式截取出來，透過轉化與調整後呈現一種新的樣貌，但不失去原有的核心精神。 2. 延續－沿用原型對於原有研究對象的觀察與分析後，將調整後的原型系統帶入新的環境參數中，使其產生自然發展，但不影響原系統運作的方式。 3. 模仿－替換原型對於既存的元素或構成方式進行觀察與分析後，將最根本的構成元素進行汰換，並依照原本的構成方式重新構築物體達到預期之外的結論。 4. 創造 - 新型原型對於原模仿對象的觀察與分析後 , 從中截取關鍵行為模式或是組織方式，用以定義其原始型，並以此為發展基礎，透過原型本身既有的特色特性構築出屬於其特色的空間或是系統。

[7] http://www.twwiki.com/wiki/ 原型批判

007

原型系統 / 原型理論案例運用因此將上述的原型思考方式後，本研究認為透過定義每個設計案件開始時的原型類型 , 比如是 : 系統原型，空間原型，造型原型，或是原件原型 .. 等不同項目。針對該項目的原型特色來作為設計的起原點，因此可以幫助設計者在設計過程中以更有效率的方式將設計核心概念一直維持在整個設計之中。而再接下來的案例中我們也將透過兩種不同原型狀態的設計方案將前面提到的原型設計的操作在設計案中實際運用來驗證這樣的設計方式所能達到的效果 :

1. 既存系統原型 / 還原與再詮釋一個都市的生成，必定經過了多重的歷史、文化、住民、生活 .. 等方式不停地累積所形成的一個複雜但是完整的有機生活系統原型 (Archetype), 而這樣的系統原型必然有其可參考之運作方式。透過觀察與分析將其原型利用限制條件一層一層過濾篩選機制來還原使其更接近原始原型 (Prototype). 而再將這套截取出的原型系統放置在新環境中使新的環境參數影響這個系統的發展，導致有同樣概念但不同的結果的設計結論。 2. 定義原件原型 / 特質與潛力ㄧ個空間的通常由基本空間元素 ( 磚 , 石 , 瓦等 ) 所構築而成。透過重新定義這些構築元素的原型，再依著其構築特性使其自然發展，將能有效的創造出一些不同於傳統磚，石等堆疊方式所創造出來的空間的可能性。在對於空間元件的原型的定義過程中 , 預先將原型的鏈結方式與構成邏輯設定好，之後隨其本身的發展特性，創造出屬於該原型元件個性的空間原型。本研究案也將試著實際的去執行這個方案，將其實現於真實世界中，考量材料、工法、工序、實際搭建甚至是商品化量產可能性 .. 等實際狀況。希望藉由落實的過程中來驗證整個原型設計的真實性與未來發展的可能性。

以上為本研究將兩項不同原型狀態的案子，前者是從原型的終點出發，後者則是從起點出發。藉由第一個案子本文想探討的是如何將既定原型 (Archetype) 還原到原始原型 (Prototype) 的方法，而第二個案子則是從定義開始就是最純粹的原始原型設計，然其自然發展最後發展成為一種獨特狀態空間原型。藉由這兩個案子的操作過程，審視原型理論的運作方式。

008

009

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

THE RIPPLE CITY An Experiment Housing Studio

STAGE-01 原都市系統原型定義 Academic/ Optional Studio/ 2015 Spring Personal Works Advisor/ 楊家凱 , 鍾享恆

系統原型 / 尋找都市原型的起源過程一個都市的生成，必定經過了多重的歷史、文化、住民、生活等方式不停地累積所形成的一個複雜但是完整的有機生活系統，而這樣的系統原型必然有其可參考之運作方式。因此再興建一座新興城市時，如何將參考之原型系統，代入新環境卻又不會產生適應不良的問題將會是本案例所討論的議題。

010

都市系統原型 / 集體記憶的城市在類型學中，Aldo Rossi 在 Analogical City 的論點中曾經提到說：" 城市是由許多具有意義與被認同的事物所聚集而成。這其中表示出了一個地區在不同時空之下的特定生活關聯，透過建築形式我們甚至可以看出不同時空背景之下的社會意識形態。" 因此他也提到若要創造適合一個地區的建築類型，則必須由了解過去的發展經驗尋找適當的建築類型後，以簡單的幾何方式結合需求做出適合當代的建築。而相似的建築類型將會符合居民對於歷史經驗中 " 集體記憶 " 的建築類型。再由這些種種的建築群原型擴張到更大的範圍進而成就一座城市。[8]

圖2

圖 2 Leon Krier 識別城市空間的三種元素 [8] Architecture of Analogy https://cameronmcewan.wordpress.com/tag/aldo-rossi/

011

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

原都市系統原型 / 城市模型在現今的都市規劃中可以看到幾種基本的系統原型，包括在文藝復興時期對歐洲影響最深遠的 Urban Plaza 系統，可以從中看出類似 Andrea Palladis 所提出的 " 羅馬鄉村別墅中心 " 與 " 羅馬市鎮廣場中心 "，以及 Leon Battista Alberti 所提出的 Ideal City 等單核心的都市系統原型或是在 Ebenezer Howard 所提出的 Garden City 理論下所衍生出許多的多核心型的都市系統原型，在現代主義下 Le Corbusier 所提出的 Radiant City 的格狀機能為主的都市原型系統在更近代講究行政效率的 Zoning 等都市原型概念。這些不同的都市系統原型，都可以從現今各主要城市的上空圖看出來其種種概念對於城市發展的影響。[9]

圖3

圖4

圖5

[9] http://ir.lib.cyut.edu.tw:8080/bitstream/310901800/10657/1/ 都市設計 992.pdf 圖 3 城市廣場 (Urban Plaza) 圖 4 Ebenezer Howard . 田園城市 (Garden City) 1898. 圖 5 Le corbusier. 光輝城市 (Radiant City) 1930.

012

都市系統原型 / 尋找成熟都市的發展系統原型都市系統要在一塊新的區域開始發展的時候後，往往因為原型無法適應新區域的環境導至整個城市與環境呈現格格不入，甚至是排斥的現象。因此每當設計者在面對一塊準備進行都市規劃的地區時，如何透過對於其他相似都市系統原型的觀察與研究，來尋找出一個符合該地區需求的都市規劃原型，都是在作一個都市尺度的規畫前必須先做的前置作業。而在這個案例中，台北士林區在歷史上由於經過各種不同的種族的殖民占領時期，在這個區域的紋理上有著相當複雜多元但是卻又運作順暢的都市原型，因此我們將透過尋找這個地區構築的系統原型，並且以居民的共同經驗做為過濾的方式將士林區的都市系統原型抽取出來做為一個新區域發展的系統母型，試著在新環境中讓這個都市系統原型，隨著新的環境參數的代入過程中產生對於環境的適應，並且最後產生一個符合”集體意識經驗”的都市環境。

Objets Window open

33%

Building Mass

27%

Objets

28% Window open Building Mass

Window open

Window open Building Mass

Objets

Entrance open

40%

Entrance open

= Living Space

Lv3

27%

Public Space

Objets

40%

Connection

Entrance open

Lv2

33% Living Space FreeUse Space

Window open

Objets

Lv1 Facade

Building Mass

Free Using 27%

Window open

Objets

Shade

Building Mass

Entrance open

Objets

Facade

013

Green

Window open

Entrance open

Free Using

33% Living Space

40% PubliceSpace

27%

Entrance open

Current status

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

街屋系統原型 rooftop additions

billboard

canopy

3m 2m

Air condition

iron grating

Plante canopy billboard

Original Type

Plug-in

Current status

0.3 2

2.5

Object

Windows

5m2

Window COVER

E.L COVER

30% iron grating

1.5m

0.8

Air condition

0.8m

Canopy

0.1m

0.05

Plante

Billboard

0.5m 2

0.9m2

100%

30%

16%

10%

18%

16%

4.8%

2.56%

0.3%

1.6%

2.88%

014

015

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

Riverside Park

MRT Station

KeeLung River

Shilin Presidential Residence

Vegetable Market

Housing Unit

Courtyard

ShiLin Night Market

School

Theme Park

Highway

500m Residential

Commercial +Residential

Commercial

Transport Node

Courtyard

016

10m

17.8 8m m 30m 21m

22.5 5m m 23m

11.8 m

9.7m m

22m 30m

22m 21m 20 2 .5 m 23 2 3m 23m

22m

23m

23m 23m

22m 20m 25m 16m 25m 25m 17m

26.5 m 40m

15.7 m 28 8m 28m

10m

21m

14m

30m

22.5m

11.8m

9.7m

30m

5.7m

21m 22m

4.6m

23m 23m

20m

26.5m

5.5m 5m

40m

25m 16m

9.6m 4.5m

5m 6m

15.7m

25m

017

14m

23m 22m

14m

23m

20m

5.7m

14.5m

25m

28m

17m

28m

4.6m

21m

22.5m

10m

23m

24m

22m

20.5m

9.6m

17.8m

14m

30m

10m

23m

22m

17.8m

9.6m

11.8m

20m

30m

14m

22m

9.7m

24m

22m

5.7m

22m

5.7m

21m

20.5m

4.6m

23m

22m

5.5m

20m

25m

16m

25m

28m

17m

4.6m

28m

14m

23m

9.6m

26.5m

4.5m

40m

14.5m

15.7m

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

Depth = D =Tan(X), X= 8-17(時間) 太陽入射角度 ex: Tan(37.3)=3/d =0.76, D= 3/Tan(X)= 3.94

f= 樓層數 3xf=樓高

x D=Depth 路寬表2

f=1 , X >10 Spring/Autum X=01.9 D=100 X=15.1 D=11 X=28.5 D=5.45 X=41.3 D=3.44 X=53.0 D=2.33 X=61.9 D=1.66 X=65.0 D=1.44 X=60.2 D=1.72 X=50.4 D=2.5 X=38.4 D=2.72 X=25.4 D=6.38 X=12.1 D=14.28

Summer

Winter

X=11.3 D=15.0 X=24.1 D=6.81 X=37.3 D=3.94 X=50.7 D=2.5 X=64.2 D=1.5 X=77.8 D=0.65 X=88.5 D=0.14 X=74.7 D=0.82 X=61.1 D=1.6 X=47.6 D=2.72 X=34.2 D=4.47 X=21.1 D=7.89

Spring/AutumS

ummerW

inter

X=04.2 D=42.8 X=15.6 D=10.7 X=25.9 D=6.25 X=34.3 D=4.41 X=39.8 D=3.6 X=41.5 D=3.4 X=38.8 D=3.75 X=32.6 D=4.28 X=23.6 D=6.97 X=13.1 D=15.0 X=01.7 D=150

f=2 , X >27 Spring/AutumS X=28.5 D=5.45 X=41.3 D=3.44 X=53.0 D=2.33 X=61.9 D=1.66 X=65.0 D=1.44 X=60.2 D=1.72 X=50.4 D=2.5 X=38.4 D=2.72

ummerW

inter

X=37.3 D=3.94 X=50.7 D=2.5 X=64.2 D=1.5 X=77.8 D=0.65 X=88.5 D=0.14 X=74.7 D=0.82 X=61.1 D=1.6 X=47.6 D=2.72 X=34.2 D=4.47

X=34.3 D=4.41 X=39.8 D=3.6 X=41.5 D=3.4 X=38.8 D=3.75 X=32.6 D=4.28

f=3 , X >45 Spring/AutumS X=53.0 D=2.33 X=61.9 D=1.66 X=65.0 D=1.44 X=60.2 D=1.72 X=50.4 D=2.5

ummerW X=50.7 D=2.5 X=64.2 D=1.5 X=77.8 D=0.65 X=88.5 D=0.14 X=74.7 D=0.82 X=61.1 D=1.6 X=47.6 D=2.72

inter X= no exist

f>3 , X >72 Spring/AutumS X= no exist

ummerW X=77.8 D=0.65 X=88.5 D=0.14 X=74.7 D=0.82

inter X= no exist

表 2 台灣北部地區太陽方位角中央氣象局資料

018

系統設定基礎當城市的建立是在一既有的系統之下，我們可以透過分析與調查後，邏輯性的去尋找出這個生長系統的周期與過程是如何建立的。然而在建立一個系統之後，接下來要做的就是透過改變輸入系統的參數，來使其內容產生多種的變化。並且從中尋找最適合的方案，或是觀察出一個新的系統現象，來做為設計的概念出發點。而透過前面的觀察，可以找到士林區的建築單元是有ㄧ定的規律性存在於其中的，在經過分析後可以得到一個最基本的設計單元。面寬五米，深度二十五公尺，中間有一中庭的設計單元來做為一個單元的基礎母型。在研究過士林的這塊基地後可以發現，雖然這區的發展算是密切並且繁榮，但是以居住空間的角度來看，不僅每一戶的採光有限，居住密度跟品質都有許多改善的空間。本研究也將以探討如何設計一個跟物理環境有關的都市生成系統，企圖改善這個議題。因此在系統的設定上，我們必須制定ㄧ些基本的遊戲規則 :

1. 每一個原始單元的空間為 25 米深 5 米寬 3 樓高

Road wide

Country

2. 每單元總面積 125 米平方 3. 每戶都有一個中庭採光空間

Road

Country

4. 每年冬至日照時間必須達到一小時 5. 室內陽光面積必須達 33.6 米平方 6. 太陽入射角為 44.5 度 7. 透過三角函數關係，樓高≦中庭深度 = 道路寬度≧對街樓高

Unit =

系統成長脈絡在定義了所有成長的基本規則後，我們真將 20 戶住戶所擁有的中庭空間組合在一起，使其成為一種放射狀的住宅群。接著引導入南面的陽光，這時後為了達成陽光入射面積的等量，建築量體必須透過移動來爭取更多的受光面。也因此整個住宅群開始產生位移直到 20 戶都滿足此條件為止。當最內圈也達成條件後將會開始往外成長第二層住宅群，並運用同樣的邏輯以此類推直到該區域密度達到平衡。

019

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

C B

D C

Unit Area :45 Sun Area :17

D E 3

E D 7

D C 10

C B 14

AA 17

B 14

020

排列研究透過研究士林這樣機能與空間複雜度極高的基地，試著藉由分析傳統的房屋空間，以傳統的街屋空間，並利用中庭空間採光作為設計概念。透過數學幾何的方式，尋找出一種可以讓該地區每一戶人家的生活空間與採光空間都均等的排列系統。再將這樣的排列系統作為一個 " 新型都市的生長系統 " 置入於一塊新的基地，以個交通重疊率最高的區域作為機能劃分，並且以結點作為核心使其透過調整參數（樓高）自然的長出一塊適合當地陽光屬性的都市紋理。本研究希望透過這樣的實驗過程，利用簡單的系統規範，使設計單純的透過參數調整與系統反應的關係 , 找出最合邏輯的都市排列方式。

021

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

D C

D E

A C

A B

C D

D C

A D

C D

D A

C D

D B

D C

C D

D C

C D

D C

C D

D C

D B

C D

D B

D C

C D

D C

C D

D A

C D

D C

C D

D B

D C

A A

C D

D B

D A

D C

D B

A E

D C

C D

D A

D C

E E

C D

D A

022

023

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

THE RIPPLE CITY An Experiment Housing Studio

STAGE-02 都市系統原型的自然發展 Academic/ Optional Studio/ 2015 Spring Personal Works Advisor/ 楊家凱 , 鍾享恆

系統原型 / 新環境之參數輸入系統原型後所產生之發展過程置入一項系統使其成長或是生產出一項富有完整思考脈絡的設計方案，再透過反覆的調整與定義原型輸入系統參數後，將能產生許多不同但卻有同樣思考脈絡的結論。因此當我們將這個都市生長系統置入在新基地上並且帶入其基地之環境參數 ( 人口土地交通等 ) 便可以使其自動發展，並得到相應的結果。

024

都市原型與環境適應 : 當我們要在一塊全新的基地環境中建造一座以士林的都市系統原型做為生成系統時，為了使其原型系統能完整適應該地的環境。我們必須將新基地的環境參數輸入原士林都市系統原型中。先透過將整個基地網格化後取得ㄧ些隨機的座標系統，在此案例中我們將先預設兩層不同的網格系統，分別表示土地面積與人口關係。目的在於制定一套生長系統後，透過參數與系統的關係。讓新興的城市隨著系統自然發展到達一定完成度，最後才加入設計者本身的設計經驗使這個都市更接近真實與合理狀態。都市建立邏輯 : 1. 將地圖上所有捷運站結點標示出來，同時以半徑五百公尺 ( 步行十分鐘 ) 的距離畫出一範圍做為該區建築群的生長範圍。 2. 將所有有被捷運軌道經過的做標格定義為主要市中心活動範圍。 3. 綠色圈上的紅點面積越多表示該區人口密度越高，在交通定義的都市活動空間內過濾出紅點面積超過 50% 的綠圈表示該區可做為住群發展中心。 4. 依據被交通範圍重疊最多次同時又有軌道經過的綠色圈做為最主要市中心此區的第一層集將為最高樓高的發展邏輯。接著依序給予每個都市範圍空間定義先後順序，使其陸續成長。 5. 成長方式依照住群生長邏輯來生長。 6. 最後將交通動線串連起來，代入綠地，機能，與道路後使都市真實化。

025

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

基地座標化，給予隨機數據

選出最多交通動線經過之土地 , 最為發展順序參考

篩選出可用發展用地，以及交通截點

比較各區域交通核心周遭之土地數量以決定發展起點位置

決定市中心區域以及區域性質定義

比較各區域交通核心周遭之土地數量以決定發展起點位置

預留可能教交通動線

比較各區域交通核心周遭之土地數量以決定發展起點位置

026

量體成長階段 :

核心點將以最高樓高開始往外成長。並且藉由交通以及人口活動頻率做為依據來劃分城市的使用機能分區，以決定發展先後順序，優先以高樓群與大開放空間為優先發展部分，使空間使用效率達到最優化的狀態。

決定各區域發展次序

根據系統原型依序發展建築群

027

根據系統原型依序發展建築群

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

將預留之交通動線啟動，形成都市網格

以第二層核心為起始點，根據系統原型依序發展第二波建築群

根據兩交通核心重疊之區域，表示可該區乘載更多人流。因此做為第二波發展的啟始核心

以第二層核心為起始點，根據系統原型依序發展第二波建築群

依序發展後，土地逐漸滿載。都市發展系統趨於緩和，完整。

028

此時才將設計師主觀經驗帶入，考量交通系統與公共空間規畫

考慮與外界聯繫之大型公共建設

029

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

將原型以現實條件逐漸轉化為真實的城市規劃方式

030

031

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

032

元件原型 / 從微觀出發的思考邏輯在大型系統原型的另一個端點，就是小物件的元件原型，與系統原型不一樣的地方是，系統原型強調的是規則與複雜多元。在元件原型的邏輯理，我們要試著將一個原型在最原始的狀態中就已經磨到其概念，型態與機能潛力等都已經到達非常純粹而且完整的狀態。因此當我們運用此項元件原型以傳統的構築方式來創造一個空間時，將會有機會創造出我們預期之外的空間型態。[10] 在建築元素中，構成空間的主要元素是磚、瓦、石頭的堆疊。我們可以將這種”元件”定義為築起一個空間的基本原型，其目的也相當純粹就是透過堆疊與大量複製後以”創造出空間”。因此假設我們今天在定義磚的時候，賦予它一個全新的型態，比如說是正三面體而不是傳統認知的長方體後，那堆疊出來的空間效果勢必會因為其新的型態特性產生出完全不一樣的結果。在 19 世紀末 20 世紀初時的建築師與發明家 Fuller (Richard Buckminster Fuller, Jr.) 其最有名的代表作就是 Fuller Dome 的發明，在當時大多數人都相對顯得保守的時候 Fuller Dome 的出現讓建築界受到了極大的震撼。而它的原理也相當有趣，Fuller 的成長過程中剛好經歷了前述的類型學與原型理論興起的年代 , 他曾經在國中上課時對於老師憑空畫出一個正力方體百思不得其解 , 他認為這件事情並非一個空間的起源 , 而尋求從無到有的過程， Fuller 從事球堆積的研究，發現如果從一個矢量平衡系統中移走一個中心球，則該系統將關閉為一個正二十面體的「固體」結構。二十面體可分解為正八面體，後者又可進而分解為正四面體（有四個三角面的角錐體）。這意味著，所有的多面體都可分割為其基本成分——正四面體。這樣的一個過程其實如果我們以原型理論的角度來看，就是在尋找最純粹的母型。[11]

[10] 由 C60 追溯 Buckminster Fuller 其人丁廷楨（清華大學化學系北京 100084） [11] The story of Buckminster Fuller’s radical geodesic dome http://www.bbc.com/culture/story/20140613-spaceship-earth-a-game-of-domes

033

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

圖6

圖7

圖8

圖 6 富勒巨蛋 Fuller's Dome 圖 7 球體分解法圖 8 三角面切割

034

035

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THE OCTAHEDRON Multi-functional Griding System

STAGE-01 構件原型發展與研究 Academic/ Optional Studio/ 2015 Spring Collaborator/ 施孟宏 , 曾子亭 , 王家恩 , 鄭基立 Team Position/Project Coordinater /Site operation Leader Advisor/ 侯君昊

元件原型 / 尋找構件的起點ㄧ個空間的通常都由基本空間元素 ( 磚、石、瓦等 ) 所構築而成。若能夠重新設計組構單元後，再將其放置回原本的構築系統邏輯中，將能有效的創造出一些不同於傳統磚，石等堆疊方式所創造出來的空間的可能性 . 在這樣的設計過程中，因為接近的是最基本的尺度。本研究案也將試著實際的去執行這個方案，將其實限於真實世界中，考量材料、工法、工序、實際搭建等方案下真實的創造一個空間。希望藉由落實的過程中來驗證整個設計的真實性。

036

實驗 : 元件原型的定義我們希望透過設計單原組件的方式尋找一種新型的空間元素，利用這種多組織可能性的單元，可以讓使用者依據需求及創意發展出自己所需要的空間形式與機能。在這樣的設計前提之下，我們希望可以運用簡單的幾何圖形，配上多向度的接頭設計可以使其去應對最多的組合可能。並且為了回應設計的單元最後將會回到使用者手上進行各種不同可能狀況的發展，因此再設計各種桿件長度、材料取得方式、以及接頭複雜度 .. 等考量時我們都以最方便取得的材料做為最優先考量以及試驗對象。在最一開始的概念測試中，我們試著用兩個三角形來構成一個類似風箏的鴛型元件 , 三角型可以自由的組構出不同的面體與在空間中的角度自由。因為如此，對於不同型態的空間這樣的元件，將有可能有最大的適應性 . 除了結構以外，我們也考慮了如合置入第二層次結構的狀態，類似三角型的碎化過程。每個三角面都可以在分裂成更細小的四個三角面，藉此可以出現一種屬於這個結構體的網格系統，可以加以利用來創造不同的立面表情或是ㄧ些機能上的運用。

037

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

038

實驗 : 原型施做過程在實驗的過程中，由於不管在加工上或是既有的接頭等，我們都有比較多樣化的選擇，因此我們先用水管做為第一個版本的測試對象。我們先將每根水管之間用小一個尺寸的管子來做轉接，這樣子可以確保每個平面是具有旋轉可能性的，我們同時對於組合的方式有各種的想像空間。從一人攜帶的可能性到簡單的空間甚至是一棟展覽館的組合可能都做了一系列的想像與模擬，並且以高真實度為目標開始做更進一步的研究。

039

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

攜帶可能性 : 這項元件原型必須相當輕便好攜帶以達到高機動性的效益。

承重可能性 : 元件原型本身應該要有一定的結構性，因此在未來創造大空間時才有發展潛力。

多元面材想像 : 元件原型的結構面上或許有機會換上不同材質的面材，使其擁有除了當結構以外的使用可能性。

組合空間想像 : 元件原型透過組合後能夠創造更多不同的空間類型與使用方式。

040

100 40

041

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

組裝方式 STEP.1

STEP.2

STEP.6

STEP.5

STEP.3

STEP.4

042

043

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

044

045

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

THE OCTAHEDRON Multi-functional griding system

STAGE-02 構件原型發展與研究 Academic/ Optional Studio/ 2015 Spring Collaborator/ 施孟宏 , 曾子亭 , 王家恩 , 鄭基立 Team Position/Project Coordinater /Site operation Leader Advisor/ 侯君昊

元件發展與改良 - 落實的可能在第一階段的實驗後，原版的雙三角面結構也發展到可以收為個人移動攜帶的尺寸並且可以在短時間內組裝起來的目標，但是在施作的過程中也發現，現有的水管接頭皆為固定的 90 度角與 45 度角，這樣的狀態將會限制造型的發展可能性。並且在到達一定高度的情況下，水管的鋼性將不足以抵抗自身的重量會產生彎舉的狀態，在客制化接頭的情況下將會大量的提高製造成本與時間，因此此方案必須做修正以改善。

046

原型概念 - 仿生晶體結構系統透過模仿自然結晶體純粹的晶體結構原型 , 透過同樣的一個元素構成 . 所以每個腱結都等長 , 就造就出相當穩定的結構性 . 透過這樣的原理可以讓我們找出在方便材料製作且快速組裝的前提下 . 組合出穩定的結構聯結體

047

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

048

張力結構首先針對結構性脆弱的問題 , 我們將原本的三角形重新以立體的雙金字塔型結構呈現 , 透過鋼索拉崩時所造成的壓力 , 將中間的軸心桿件緊繃後使整個結構體產生鋼性 . 在五金零件的取得上我們也都盡量選擇是五金行可以輕易取得的金屬零件 . 並且在多次組裝與調整之後找到最適合的金屬零件來作為基礎元件透過設計了這樣的一套工法 ,

控制點:

將彈性螺絲的兩端將繩索抓住後, 透過縮短牙距來使張力結構達到緊繃狀態

鋼索:

每段鋼索為155公分,繩索將穿過中央桿件的扣環再到達對面的端點,由於等長,因此繩索在張力緊繃時將會產生一種強大的剛性來使整個結構穩定

鋁管: 橡膠:

將壁環塞入橡膠後與鋁管接合強大的摩擦力將使其不容易脫落

049

每段鋁管為6分的管徑,並以100公分為單位裁切.為了顧及結構強度,採用0.2mm 厚度的管厚.也因為用鋁件所以整個結構體總重量約為1.8kg

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01 Joint Study

02 Unit

03 Componment

050

Componments

051

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STEP 1

桿件製作將壁環塞入橡膠後與鋁管接合，巨大的摩擦力使其不容易脫落，固定後成為一個有雙固定端點的桿件。

STEP 2

桿件完成完成後的桿件，將兩個端點的面朝向同一水平面以避免組合框架時候的不平整。

052

STEP 3

STEP 4

053

外框製作將每組桿件垂直放置後，將螺絲上下固定保持角度。

框架完成框架完成後也需注意是否四個金屬環都朝內。

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

STEP 5

中央桿件將第五之鋁桿放置於正中心，並將預備好的鋼索穿越中心扣環，到達兩端點扣住。

STEP 6

張力平衡四條鋼索都就位後，先將框架利用牆壁與地板的垂直角度確認其四邊都垂直後，將控制點的伸縮螺絲轉緊使結構達到張力平衡。 ( 必須確認框架與軸心桿件為互垂直的狀態 )

054

STEP 7

完成

自然材料原型設計將原本的工業材料改用竹子或是其他的自然材料替換後只需要些微的改變一些桿件的工法後 , 就能形成生態版本的單元構建 , 透過這樣的材料置換方式我們將可以針對不同的用途 , 以及需求給予使用者更多設計的彈性空間

055

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

Componments

056

057

STEP 1

框架組裝

STEP 2

框架組裝

與鋁桿方式相同，將四根桿件平放於面上，將扣環重疊 ( 注意上下關係 ) 圍成一個方框。

有別於鋁桿，此時必須注意竹子管徑的天然差異性適當的將框架調整於同平面。

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

STEP 3

STEP 4

張力緊繃

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NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

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NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

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064

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NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

066

導水系統設計將防水彈性布透過固定兩個端點後，再將另外兩端固定在桿件中間使其成為一個漏斗型，讓雨水可以透過平面蒐集後導入漏斗之中。

067

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

068

069

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

實際應用理念與過程在台灣的生活文化中，臨時性的空間一直是人們所需要的一種空間類型，從夜市的攤販到農業用的溫室臨時的活動舞台，創意市集 .. 等都是對於此類型空間有需求的使用者。但是在傳統的空間設計中，大多是針對 " 單一功能 " 的需求去做設計的，並且缺乏 " 機動性與可變動機能的彈性空間 "。因此對於這樣的現象，我們的團隊希望能夠透過類似積木 (LEGO) 這種這種單一單元化但是卻存在著各種 " 組合可能 " 的設計原型，來創造一個可以讓民眾隨著自己的需求，以可負擔的經費，少許的力氣就可以搭出自己需要的功能的空間。並且在研究後期實際投入生產與實作，將工法材料經費等各種因素透過實際的操作不斷的修正，使其普及化的可能性達到最大值。經過第一階段後我們發現單獨的平面結構單元並不足以支撐整個結構體的重量，於是我們決定將結構朝立體的構件方式發展，並且改善桿件鋼性的問題。在實驗的過程中，為了使此設計能夠在最後發展為開放式設計，讓群眾的創意也能加入設計的一環。簡單易懂的傻瓜組合方法是本研究案最優先思考的一項條件 . 同時我們也與梧桐基金會會合作，結合食物森林的議題一起在 " 新竹竹北世興空氣品質淨化區運動公園 " 搭建一座實際的一比一展演空間 . 而我們也將會讓我們設計的這套工法實際運用來創造出一符合食物森林基地需求的機能空間。並在建造過程中同時檢驗設計本身的邏輯障礙與盲點來進行更實際層次的改良。將 50 個設計原型單元組合為一展演空間實際與民眾互動，並且將設計工法透過工作營教給民眾，希望藉由這樣的方式能夠讓民眾融入自己的創意，創造出屬於自己的空間，達到開放式設計創新的目的。

070

071

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

072

073

NCTU Graduate institute of Architecture 2013-2015 Design Project

Conclusion 結論與後續研究

系統原型與元件原型 / 還原與再現與創造再上述的兩個案例之後，我們可以將前者視為從巨觀的都市角度切入，將一個既存的 Archetype 還原出一個系統原型 . 而另一種則是以微觀的角度出發，探索構築元素的起點元素。在對於原型理論有更深入的瞭解與認識的基礎之下，我們能夠得知其實原型思考模式是建立在一種人類思考本質探討的學問，對於本質的事物進行不斷的改良與打磨之後來創造一個具有量好體質的發展母型。這時候，不管設計的過程如何，只要依循母型的原型特質與構成脈絡。就能確保設計結論不會與核心價值脫離。

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Ripple City / 既存系統原型 / 還原與再詮釋在大尺度的環境之下，我們藉由承襲已經成熟並且發展健全的都市原型，從中擷取出一個適當的城市系統原型。從巨觀的角度開始進入設計的概念，我們可以利用各種源自於基地提供的限制做為過濾條件將都市的系統原型進行第一次的變型，將其漸漸的磨至最原始的都市發展脈絡。在得到這個脈絡之後，由於其中性的狀態，因此可以從都市議題的角度下手，選擇性的使原型的某特質曲線強化發展。比如說特別重視陽光取得，或是空間品質等，但其關鍵是必須使這些參數條件與空間的變型有所關聯性。這樣當我們調整輸入的參數大小時，就能得到不同的結論以保持這個都市原型系統產出的建築群的多樣性。

Octhadron/ 定義原件原型 / 特質與潛力而與正常的設計思考邏輯不一樣的是，通常設計會由整個外觀的巨觀角度，將所有的外在條件都限制好之後才慢慢的過濾篩選到微觀的角度，然而在定義原件原型的時候，則是完全相反的邏輯。我們就朝著萬物型成的最小元素出發，試著找到構成ㄧ切的起點。近而發展並且擴充，使其機能完整。型態就像是數學的質數一樣去蕪存青。接著開始重新複製組合而形成最後的外觀，這樣的外觀或是空間是承襲原本那最小元件原型的特質而堆疊出來的，所以就像自然界中，先將最小的分子擷取出來，再將其發展成中要的元素。再將這個分子的特性做某程度上的型變，最後經過大量的複製與重組。形成了一個新的造型但其內部還是流有最原始分子的發展脈絡。這樣的過程操作，透過重新定義空間元件的型態。透過其本身的原型特性發展出一套自己的空間特性，並且依據設計條件的需求，進行尺度上或是機能上的調整來達到最大的發展潛能。

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總結 1. 原型 / 定義 - 靈活的發展方式兩種不同情況的案例中，我們可以明顯的比較出在以巨觀的系統原型中，我們是透過不同的限制條件與規則機制來將複雜的城市原型一層一層的解開直到剩下某種發展脈絡來做為系統的原型，而在微觀的元件原型中我們則是在最ㄧ開始的時候就將整個原型制定好並確保其有發展潛能。兩者雖然方式不同但其實都是在尋找一種讓原型演變下去的構築邏輯，主要的差異則是在於出發的觀點兩者是相反的。 2. 原型 / 發展 - 發展系統的建立與運作原型系統最可貴之處在於可以避免設計者在一開始就陷入了設計思考上的經驗盲點。提供相對較為客觀的思考脈絡給設計者更多討論的共同平台，但在兩種不同的規模的原型設計上，我們可以看到的是一種是透過觀察將一個城市的大數據分析出其發展的邏輯趨勢。並利用”客觀”的限制條件比如人口。物理環境、交通等資訊做為過濾條件，將其解析出某種系統原型。而在元件等級的部分則是針對某種特定目標比如 : 結構性，接合可能等，對自然界的分子晶體做模仿，取得某種數學幾合上的型態關係做為母型。而其發展邏輯則會依照它原本的型態特性自成ㄧ種發展系統。 3. 原型 / 結果 - 不可預期的結論當我們使用原型設計思考的方式試圖來解決設計議題的時候，有別於一般設計有一明確目的的設計方式，我們在原型發展的過程中，由於我們只有提出限制條件並沒有控制其發展結果。因此我們頂多能預測原型的發展趨勢，而不能明確的得到結果。但這樣的狀態反而造就了一項優勢 - 避免主觀經驗。順著原型的發展特性發展的邏輯，能避開設計者的主觀判斷與經驗，讓原型順其自然的發展出一個完整的狀態。而這些狀態是不可預期的但卻也緊扣著整個設計的核心脈絡。同時也代表它比起傳統的設計方式更有可能產生意想不到的結論。比如說在都市發展的系統原型中。藉由代入不同的參數，使其產生各種不可預期的型變與結論，再從中選取符合我們需求的原型，做為發展原型來啟動整個設計。而在小尺度的元件原型中我們則是利用元件本身的組合特質，就算運用最原始的建築複製組合堆疊等手法都會因為型態特質而產生不可預期的空間型態。原型設計思考的方式是一種有助於設計者透過簡單的手法達成最多的效益的方式 , 在一層一層的系統之下尋找設計的原點。做為概念的核心精神不但有助於維持設計本身的概念集中強度，更有機會創造更多不一樣的設計可能性，甚至是只設計母型與系統讓其自然生長成到一種有機的狀態。這樣的原型設計思考方式，將可以突破傳統的經驗限制給於設計者更多的創新思維與設計機會。

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後續研究系統原型 / 新工具的引入因此在本研究的兩件案例中，在嘗試與實驗的態度下實際操作原型的設計過程中，對於初學的人而言，在定義母型的時候往往會因為過度強調某種主觀意識，導致原型的出發點失去了客觀性以至於最後的發展出現困難。在下個階段的研究目標中，希望能尋找一種更準確歸納出原型的篩選機制，並且可以試著將大數據的觀念也代入其中。由於大數據本身就是一種觀察集體現象原型 (Archetype) 的歸納方式，相信對於篩選原型的過程能有相當的幫助。而同時，針對都市系統原型的案例而言，數位工具的運用相信能夠在原型發展的過程中幫助設計者節省更多時間以及減少過多的計算。在這兩項改良的基礎之下，系統原型的發展將能更客觀穩固，並且能在相當有效的時間內產出多種的設計方案。而這樣的設計方法將對於輔助設計者有更多的參考價值。元件原型 / 實際量產的可能性而針對原件原型的改良機制上，在原型開發的過程中，若能有效的找出新構築系統本身的成長特色的話 , 就能非常快速的進入系統發展階段。但是由於原件原型的尺度關係，比起系統原型與思考原型這些事情 . 原件原型更接近真實發生的狀況。因此在接下來的目標中。如何將 OCTAHEDRON 這個元件母型往產品量產化的方向開始進行改良將是主要的步驟，在制定工序、組裝難易度，甚至是成本以及經濟效應等都應當做更仔細的評估與考量。才有機會能將這樣的物品交到一般非專業者的手中。一旦能達到這個階段目標， OCTAHEDRON 又會因為其本身的原型特性開始產生設計擴散效應，我們將能看到某些臨時空間的型態開始產生改變。出現在我們的生活周遭被實際的運用。並且透過群眾參與的設計方式，將能把這個元件母型的發展潛力發揮到最大的效益。原型設計思考 / 回歸本質的設計方式最後回到思考本質之上，在這兩個不同規模的案例中，我們分別操作了系統與元件兩種尺度。試著在這樣的過程中尋找建築元素的本質。而原型的可貴之處在於其處於一個 " 起點 " 的狀態，也最接近創造的本質 . 因此在設計思考上，接下來將會嘗試將更多不同尺度、環境、範圍、議題之設計方案。用原型設計的觀點來試著解決其設計問題。而在這樣的過程之中，將能使我們對於建築領域的本質有著更深刻的研究與瞭解。

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Reseume

淡江大學建築系國立交通大學建築研究所設計組 Tamkang University , Departnment of Architecture, Taiwan National Chiao Tung University, Graduate Institute of Architecture, Taiwan [Master of Architecture ]

楊博輔 / Yang, Po-Fu Bernard Yang Date of Birth | 1989/11/09 Mobile | 886+953961109 Email | Bernard1109@gmail.com Facebook | Bernard Yang

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Exhibition 淡江成大中原三校建築畢業設計聯展 <Try Arch> [Exhibitor ,TKU, Teipei , Taiwan, 2013] 交通大學建築研究所展覽關於城市的一堂通識課 [Exhibitor , ＮＣＴＵ Teipei , Taiwan, 2014] 交通大學建築研究所展覽一粒 . 方米 [Exhibitor , ＮＣＴＵ , HsinChu , Taiwan, 2015] Experence 夢想嘉年華裝置藝術 < 昆蟲 > [TKU, Teipei , Taiwan, 2008 ] 淡水嘉年華裝置藝術 < 環保遊樂園 > [TKU, Teipei , Taiwan, 2009 ] 東京女子大學 x 淡江大學聯合工作營 [ TKU, Tokyo , Japan, TKU, 2011 ] 淡江大學 x 東京女子大學聯合工作營 / 總召 [ TKU,Teipei , Taiwan, TKU, 2012 ] 淡江 x 中原工作營 <Pass Something>/ 總召 [ TKU,Teipei , Taiwan, 2012 ] 淡江大學系學會 / 活動長 [TKU,Teipei , Taiwan, 2012 ] Solar Decathlon Europe 2014 (First Semester) [NCTU, Paris, France, 2014.Sep ] SDE 陽光種子冬令營活動策劃 [NCTU, Teipei , Taiwan, 2014.Dec ] ２０１５ Join Studio / 食物森林空間 / Team Leader [NCTU, Teipei , Taiwan, 2015.Feb ] 米蘭世界博覽會台灣館團隊 [Taipei, Taiwan-Milan,Italy, 2015 ]