【建築家/文/陳冠帆、圖片來源/
ナミックス+山本理顕設計工場】
我們所居住的空間中,從都市到鄉鎮、從巷弄到街道、從建築到室內,你是否有注意到無論何處我們所在的所有空間內幾乎都是水平與垂直所構成,即便是挑戰著曲線建造的空間,也幾乎都是用「水平、垂直的結構」來支撐,最後再用外皮裝飾成宛如曲線的設計一般。
你是否想過?如果當結構一開始就可以是曲線的柱型,並且連續不斷地恣意生長,就像蕈菇般生長繁殖,而創造這樣連綿不斷的曲線空間的建築師似乎在預告:「空間不是只有水平與垂直、追求新的構造方式一樣能創造永恆!」。
▲由山本里顯建築師所提出,完全曲線的柱型空間設計提案。
西班牙建築師高第(Antoni Gaudi i Cornet)從觀察中發現自然界並不存在純粹的直線,他曾說過:「直線屬於人類,曲線屬於上帝。」所以終其一生,高第都極力地在自己的設計當中追求自然,在這棟以半導體塗料為主的公司ナミックス・テクノコア,就因為嘗試創造與自然共生得空間,因此找了日本建築師山本里顯來創造出這建築與結構共生的空間形式,也打破了過去直線的空間進而創造出曲線結構的躍進。
▲內庭中往外看出,多樣繽紛的曲線就像在自然的森林空間一般。
那麼,這樣的結構魔力又是如何構成的呢?其原理又是如何呢?原來透過力學的測試逐漸找到完美的結構方式,是設計方法中的一個極具邏輯思考的步驟,讓我們試著想像單一柱型為一個蕈狀結構,如果週邊都有拉力構件約束的話,那麼就會保持穩定,而若是無張拉材時,單一柱型則會因為上部重量會傾向左右翻倒(柱腳太弱),但是如果將一個單元重複變成三個單元的連接則會因為水平向彼此牽引,而達到三角面的平衡不會傾倒﹔我們試著將重心處連線,也正構成結構中的穩定三角形,因此透過這樣的組合方式不斷重複、連接便達成穩定且有效的結構系統,這就是蕈狀結構成立的發展過程。
如果從剖面中來看,則更可以發現其空間與結構設計結合的巧妙,量體之所以會形塑如此曲線原來是有其原因的,在柱底端為鉸接的狀態下,分別去分析垂直受力的彎矩圖與水平受力下的彎矩圖,可以從力學的分佈圖看出柱頂處的受力非常大,而這樣的結構彎矩圖所呈現是曲線的分佈,也就是說力量是順著幾何曲線慢慢的流動下來,因此空間的結構方式亦是伴隨著力量的流動才會最符合原理也最節省材料,這樣的操作過程就是從水平垂直空間結構往曲線空間結構的躍進。
透過結構原則、力學原理與所有的空間邏輯結合,不論是哪位建築師,都可以創造出無限的空間可能性與不同以往的嶄新構造形式,亦會如同高第一生所追求自然曲線的創造方式一樣,充滿著力與美的魅力。
▲傍晚時,光線與曲線空間的效果。
▲完成後的內部空間。
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