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研究生: 陳昱安
Chen, Yu-An
論文名稱: 建築新型態空間自造 - 彈性構築系統原型設計
Self-Built Architecture: Prototyping Flexible Systems for Spatial Autonomy
指導教授: 劉舜仁
Liou, Shuenn-Ren
楊詩弘
Yang, Shih-Hung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 規劃與設計學院 - 建築學系
Department of Architecture
論文出版年: 2025
畢業學年度: 113
語文別: 中文
論文頁數: 128
中文關鍵詞: 空間自造適應性構築建築製造系統
外文關鍵詞: Self-Built Architecture, Adaptable Construction, Architectural Fabrication System
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  • 本研究針對當代建築面臨的空間自主性與構築適應性問題,建立一套完整的空間自造系統,目的在解決建築構築過程中的專業性限制與空間靈活性不足等問題,本研究以空間自造系統為核心,透過模矩化單元設計,結合摺疊幾何邏輯、數位工具輔助及低耗損切割策略,逐步構建出具彈性與永續性的空間構築系統。

    研究從設計原型的建構出發,透過摺疊幾何邏輯與數位模擬工具探索單元設計的型態變化及結構穩定性,並將單元透過堆疊、鏡射與角度約束等方式,衍生出具水平延展與垂直增長能力的空間模組。在此基礎上,研究以40片標準板材作為資源框架,實驗並展示了三種空間型態:包覆性最高的靜態空間(THE COCOON)、具流動感與展示潛力的環形空間(THE GALLERY),以及具互動性與靈活翻轉特質的開放空間(THE PLAYGROUND)。

    最終,研究成果展現了空間自造系統在設計彈性與構築效率上的潛力,並透過模矩單元設計回應了不同使用情境下的靈活需求。同時,研究強調開源共享與在地製造的發展特質,為未來建築設計與製造提供了可持續性實踐的方向,並開啟建築構築的新可能性。

    This research addresses the growing demand for spatial autonomy and adaptable architectural systems, proposing a novel direction for architectural manufacturing design. The study develops a comprehensive self-constructed spatial system, responding to the limitations of traditional construction processes by enhancing flexibility, accessibility, and adaptability.

    The research adopts a modular design approach, integrating foldable geometric logic with digital fabrication tools. Through iterative experimentation, the study begins with modular unit design, optimizing material usage through low-waste cutting strategies. Three spatial systems—THE COCOON, THE GALLERY, and THE PLAYGROUND—are developed and tested to demonstrate the versatility and scalability of modular units. These systems showcase dynamic spatial configurations, responding to varying needs for enclosure, openness, and functional transformation.

    Results confirm that the proposed modular system can efficiently achieve rapid assembly, disassembly, and space reconfiguration while addressing sustainable development goals. The findings provide a viable framework for open-source, locally manufactured, and adaptable architectural systems, offering new possibilities for future spatial design and construction practices.

    第壹章 緒論:建造的思辨 14 1.1 建造系統的挑戰 14 1.1.1 建築生命週期與使用更迭的衝突 14 1.1.2 建築完整性定義的轉換與策略 16 1.1.3 數位製造的時代趨勢:建築建造至建築製造 17 1.2 建築製造系統的概念與反思 20 1.2.1 當代建築製造系統的斷點 20 1.2.2 線性經濟至循環經濟模式 20 1.2.3 建築製造系統的系統框架設定 21 第貳章 關於製造系統與循環 24 2.1 開放建築與生命週期設計的再思考 24 2.1.1 開放建築概念之於當今社會的價值 24 2.1.2 建築生命週期概念:建築各部件層次的拆分 27 2.2 建築自造與系統循環的探討 29 2.2.1 建築中部分自造的限制 29 2.2.2 建築製造系統的封閉循環 31 2.3 研究架構 32 第參章 文獻回顧 34 3.1 開放建築的實踐:Osaka Gas Experimental Housing "NEXT21" 34 3.1.1 開放建築的實踐條件 34 3.1.2 開放建築之基礎設施與系統分離 35 3.1.3 開放建築落實後的思考 36 3.2 可逆式構造設計 Reversibility Design 37 3.2.1 可逆式設計概念定義 37 3.2.2 可逆式設計條件控制 37 3.2.3 建築元件連接設計 37 第肆章 建築製造系統的條件分析 39 4.1 建立空間自造條件:系統端與建造端 39 4.2 系統端:建築製造系統與支應模式探討 40 4.2.1 以建築製造系統角度討論填充體更替 40 4.2.2 建築製造系統的建構 40 4.3 建造端:構築與材料關係探討 41 4.3.1 建築製造系統之材料加工模式:低損耗切割系統 41 4.3.2 建築製造系統之構築模式 41 4.4 空間自造與循環概念介入後的預期設計研究結果 42 第伍章 建築製造系統的前端條件設定 43 5.1 模矩系統與行為尺度 43 5.2 階段性設計推導 47 5.2.1 幾何形體模矩化堆疊 (Puzzle系統) 47 5.2.2 摺疊型體模矩化構築(ORIGAMI系統) 52 5.2.3 兩構築系統合適點分析 61 5.3 以Origami系統作為設計原型概念推定 62 第陸章 彈性構築系統原型設計 66 6.1 摺疊單元設定 66 6.1.1 單元可操作性評估 66 6.1.2 基本摺疊單元設計 70 6.2 數位工具輔助與製造 75 6.3 基本單元型態迭代發展 77 6.3.1 Original Unit – Unit Z 78 6.3.2 Overlapping copy – Type A 80 6.3.3 Overlapping copy – Type B 82 6.3.4 Mirror copy – Type A 84 6.3.5 Mirror copy – Type B 86 6.3.6 小結:元件型態選定 88 6.4 低耗損切割設定 90 6.4.1 設計背景與切割策略 90 6.4.2 四種切割組合 90 6.4.3 板材利用率分析 90 6.4.4 小結:切割組合與量體設計方向 90 6.5 實體模型構築測試 92 6.5.1 組裝順序 92 6.5.2 小結:實體測試結論 93 第柒章 彈性構築系統的空間表現性 96 7.1 從身體尺度出發的空間系統 96 7.2 四十片版材的空間構築實驗 97 7.3 THE COCOON 100 7.4 THE GALLERY 108 7.5 THE PLAYGROUND 116 第捌章 總結與討論 124 8.1 研究成果總結 124 8.2 檢討與後續研究建議 125 參考資料 126

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