2021 TKUA MArch CCC Digital Lab / Materiality & 3D Modeling Shi-Cheng Stool

Shicheng Station

Site

>入蘭第一站 | 石城車站

為 台 灣 最 東 的 靠 海 車 站，也 是 宜 蘭 縣 內 最 北 的 車 站。人 們 對 其 印 象 是 出 了 隧 道 後，通 往 宜 蘭 的 入 口，再 加 上 其 車 站 前 後的鐵道擁有強烈的環境意象-由大量 的 石 頭 堆 砌 而 成 的 邊 坡 石 壘。由 於 在 果 去 作 為 入 蘭 五 大 漁 村 的 第 一 站，因 此 從 古至今留有大量抵禦性石壘結構物出現 ，因 而 有 石 城 的 地 名 著 稱。 石 城 永 有 大 量 的 石 構 造 體，一 方 面 具 有 防 禦 性 功 能，另 一 方 面 因 環 境 地 貌 取 材 方 便，石 材 易 於 濱 海 附 近 取 得。石 頭 堆 砌 的 構 造 被 運 用 在 邊 坡 工 程、私 用 住 宅 以 及 海 堤 等 等 的 作 用 上。

石 城 車 站

>地形特色 | 石砌之城

不同於其他四漁村的是大量 的 石 構 造 建 築 體，尤 其 在 進 入 石 城車站前的鐵道景觀就是由石 礫 堆 砌 而 成 的 擋 土 牆。除 此 之 外 ，在 民 居 使 用 石 構 造 的 運 用 上 也 是 相 較 於 其 他 漁 村 較 為 多 的。

>廢棄月台石城景觀

不同於其他四漁村的是其地 形 優 渥，由 於 位 於 雪 山 山 脈 入 海 處，南 北 的 洋 流 匯 集 與 此，雖 然 造 成 石 城 的 腹 地 狹 窄，但 讓 南 北 洋流匯集於此為地區的漁業帶 來 良 好 的 魚 場，也 讓 這 裡 的 自 然 環 境 變 化 帶 來 很 大 的 多 樣 性。

Material

順疊

丁疊

順丁混疊

>砌石工法 ��.Masonry | 傳統砌石工法

石 頭 的 堆 疊 除 了 粉 腎 的 自 重 聚 集 外，往 往也會通過石縫之間的黏合材去提高構造 物的穩定度(右圖為沙漿石砌間隙處理示 意 圖 )。

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��.Stone cage | 石籠

設計團隊利用當地採購的各種尺寸的石 頭 建 造 石 籠 墻。利 用 金 屬 籠 罩 的 堆 積 岩 石 將 自 然 光 過 濾 到 內 部，去 達 到 對 於 酒 窖 內 溫 溼 度 的 環 境 控 制。

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��.Rockprint | 數位打印

運 用 粉 末 � D 打 印 的 運 作 原 理，材 料 分 為 粉 末 材 料 與 黏 著 材 料。而 該 案 例 的 黏 著 屬 於 機 械 性 的 黏 著，利 用 弦 線 的 張 力 與 石 頭 之 間 的 自 重 平 衡，產 生 聚 集 而 成 的 構 築 體。

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fig.��/ ���� 謝明峰, 砌石工法於邊坡保護之應用研究,p.��-��

fig.��/ Dominus Winery ~ Herzog & de Meuron

fig.��/ Sep ��, ����, Gramazio Kohler Research, ETH Zurich and the Self-Assembly Lab, MIT

Rock Print

> G r a n u l a r j a m m a b l e s t r u c t u r e：

- Rock Print, ����

Rock Print is the first architectural installation to be built from low-grade granular material and constructed by robotic machines.

- Design and Robotic Fabrication ArchitecturalStructures, ����-����

of

Jammed

The project develops the methods and techeniques for the robotic aggregation with granular material constructure.

- Modular and Morphable Jamming

The project develops the methods of jamming in granular jammable structure by pressurizing the rock and develop the mould.

M o d u l a r a n d M o r p h a b l e J a m m i n g , S e l f - A s s e m b l y L a b , M I T + M e c h a n i c s o f S l e n d e r S t r u c t u r e s L a b , B o s t o n U n i v e r s i t y,

Self-Assembly Lab, MIT:Zach Cohen, Nathaniel Elberfeld, Andrew Moorman, Schendy Kernizan, Jared Laucks & Skylar T i b b i t s , B o s t o n U n i v e r s i t y Te a m : X i n J i a n g , A r m a n G u e r r a , Yi Ya n g , K a t e F l a n a g a n , C a s e y R i c k s , D o u g l a s H o l m e s

M o d u l a r a n d M o r p h a b l e J a m m i n g , S e l f - A s s e m b l y L a b , M I T + M e c h a n i c s o f S l e n d e r S t r u c t u r e s L a b , B o s t o n U n i v e r s i t y,

Self-Assembly Lab, MIT:Zach Cohen, Nathaniel Elberfeld, Andrew Moorman, Schendy Kernizan, Jared Laucks & Skylar T i b b i t s , B o s t o n U n i v e r s i t y Te a m : X i n J i a n g , A r m a n G u e r r a , Yi Ya n g , K a t e F l a n a g a n , C a s e y R i c k s , D o u g l a s H o l m e s

M a t e r i a l：

> B a s e： S t o n e & R o c k > B o n d i n g： L i n e > S t r u c t： P o l y m e r M a t e r i a l s

椅子照片

Stone & Rock

> 石 礫 | 種 類、粒 徑、物 性

岩 石 的 種 類 可 以 分 為 火 成 岩、沉 積 岩 以 及 變 質 岩。材 料 的 學 則 上 傾 向 於 較 硬、 與 時 程 延 時 較 為 相 像 且 方 便 取 得 為 主， 因 此 選 擇 的 是 黑 火 山 岩 石，此 類 岩 石 是 一 種 景 觀 與 水 族 常 使 用 的 岩 石。

在 材 料 大 小 上，粒 徑 的 分 類 清 楚，有 � - � m m、� - � � m m、 � � - � � m m 等 等 規 格 化 的 大 小。根 據 案 例 的 研 究 與 材 料 堆 疊 的 常 識 上，� � - � � m m 的 石 頭 比 較 可 以 在 堆 疊 上 具 有 可 堆 砌 穩 定 性，且 同 時 具 有 一 定 的 縫 隙 供 黏 著 的 彈 性。 在 材 料 特 性 上，黑 火 山 石 屬 於 火 成 岩，由 於 形 成 的 速 度 較 快，岩 石 的 紋 理 上 具 有 一 些 細 微 的 毛 孔。除 了 可 以 產 生 一 種 岩 石 質 感 的 效 果 外，也 可 以 對 流 動 性 的 材 料 做 一 些 吸 收 於 過 濾 的 效 果。

Bonding & Jamming

> 編 織 與 連 結 | 結 構、路 徑

岩 石 的 種 類 可 以 分 為 火 成 岩、沉 積 岩 以 及 變 質 岩。材 料 的 學 則 上 傾 向 於 較 硬、 與 時 程 延 時 較 為 相 像 且 方 便 取 得 為 主， 因 此 選 擇 的 是 黑 火 山 岩 石，此 類 岩 石 是 一 種 景 觀 與 水 族 常 使 用 的 岩 石。

B o n d i n g Te s t

D i ff e r e n t Te n s e L i n e

C o n s t r u c t i o n Me t h o d Te s t Continuous Mould

C o n s t r u c t i o n Me t h o d Te s t Continuous Mould

C o n s t r u c t i o n P r o c e s s Te s t

step � Winding

step � Hardening

step � Holding

C o n s t r u c t i o n P r o c e s s Te s t Mo d u l e

step � Module

Form Finding Design

Arch Form

A r c h Te s t

Path Learning

Form Development

Stiffness line

Steel Surface

Manufacturing Process Design

>構造與工法

由先前局部製造實驗得知石造的 結 構 系 統 為 純 受 壓 結 構，但 在 撓 度 對 抗 上 缺 乏，因 此 椅 子 的 設 計 藉 鋼 筋 混 凝 土 的 思 維，在 每 邊 植 入 � 支 鋼 筋 抵 抗 椅 子 受 力 時 的 彎 矩。 整 體 椅 子 的 施 工 分 為 三 個 階 段，椅 面 施 作，內 部 鋼 筋 以 及 纏 繞 石 頭 椅 三 個 階 段。

Manufacture Research

>Module

>模具製造 | 積層模具

為 方 便 石 頭 的 積 層 製 造，模 具 也 以 積 層 的 方 式 設 計。且 由 於 鋼 筋 的 加 入，纏 繞 石 頭 的 方 式 倒 置，藉 由 數 位 雷 切 的 機 器 在 正 確 的 點 為 上 固 定 鋼 筋 的 � D 位 置。

Form Development

Stiffness line

Steel Surface

>石頭編織內模具

利用震動刀機器切割軟材料製作內模 具 方 便 椅 子 的 塑 形。透 過 繩 子 在 石 頭 疊 製 中 的 編 法 不 同，固 定 必 要 的 石 頭 以 及 移 除 不 必 要 的 石 頭。

椅子照片