接下來要介紹的建築個案研究,闡述了建築與土木工程中設計與技術之間的歷史關係,個案以年代編排。

一般來說,愈早完成的結構,本質上抵抗拉力能力較差,也就是說,大部分的建材都是為了承受壓力,並不適合用於長跨距建物。同時,老舊的建築與當代建築比起來,不見得沒有善用環境資源,只是它們多採取承襲傳統與地方建築的被動式環境控制。傳統的居住形式是源於當地環境,兼具了使用當地的物質資源以及因應當地氣候。

無論該處有樹木、岩石、泥土或冰雪,這些建材都能用來作為結構形式和氣候外殼。據信,人類最早的住屋約莫出現於三萬年前,當時建物常用石頭圍個圈圈或橢圓,出土遺跡也顯示人們用當地材料做出類似帳棚的屋頂。在多雨的地方,屋頂是利用蘆葦和泥土攪和製成;在空曠的平原,屋頂則是以長毛象骨和象齒繫牢,用來支撐作為屋頂的獸皮。

大小
雖然對於許多建材和營造方法而言,圓形設計是效率較高的結構形式,但是高聳和大跨距結構開始真正發展起來,則要歸功於材料科學和工業製程的進步,當時運輸業經常是領導這方面的先驅。師法造船業、汽車業、航空業這些重視強度和輕巧度的產業,將這些知識應用在營造技術上。譬如,鏈索和鋼索不只能用在吊橋上,也能用在電梯上,不然就不會有摩天大樓的出現了。

預鑄構件
長久以來,非現場製造(off-site manufacturing)因為在工廠或工作坊這些受控管的環境中鑄造建築元件,而擁有更優質的品管。隨著工業革命興起,運輸大型元件的能力,的確大大擴展了建築用預鑄構件的可能性。國際太空站靠太空梭運送其所需零件,是為預鑄構件的終極展現。

註:個案研究中使用的圖示為該建築或結構的主要技術元件,也指出在這些建築設計中考量了那些重要要素,如熱舒適、空氣流
動、聲學等。


個案研究-泥屋

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 以乾土磚築成的泥屋,位於葉門夏卜瓦(Shabwah)的瓦迪‧阿噌(WadiAzzan)平原上。

BU101-Shabwah01.JPG 

地點:中東
時間:西元前八千年
高度/直徑:各有不同
建材:土磚

先以土塑形,再經太陽炙烤變硬的土磚建築遺跡,可以追溯到一萬年前。這些建築的平面為圓形,以磚頭築成,外緣呈曲狀。每間房子的一樓以某種方法向下挖鑿到地面以下,而樓板和牆面都會再塗抹上一層灰漿。屋頂是由樹枝與土(抹灰籬笆牆)組成的圓錐形結構。後來,約莫在西元前六千五百年,有證據顯示土磚建築的屋頂為穹頂形式,其建造的方法是將磚層以階梯狀朝穹頂中央鋪設,將這種技術發揮得最淋漓盡致的非六千六百年後的羅馬萬神殿莫屬了。

土磚
土是一種以黏土製成,但未經燒製的磚頭。通常出現在氣候炎熱且缺乏木材作為窯燃料的地方,磚頭直接曝曬在太陽下,大部分的使用壽命不會超過三十年。現存最大的土磚建築是在馬利共和國(Mali)中央地帶的廷巴克圖大清真寺(the Great Mosque of Djenné)。

泥磚
泥磚(adobe brick)也是土磚的一種,至今仍使用於牆面包覆系統,可用來隔熱。泥土和稻草混合在一起,壓入模具中曬乾而成。

夯土
夯土(rammed earth)建築是將潮濕的泥土混合物(包含沙、砂礫、黏土,有時還會加入穩定劑)用力壓入模板中,類似混凝土牆的鑄模過程。傳統的穩定劑包括石灰和動物的血,但現代的夯土牆通常都使用水泥添加物。壓製過的泥土可以馬上拆除模板,但必須在溫暖、乾燥氣候下,經過數天時間來乾燥硬化。雖然夯土牆需要整整兩年時間才能完全變得堅固,但是一旦完成此過程,便可在牆面上任意打釘、上螺絲,而且夯土牆具有良好的隔熱、隔音效果。

以上摘自《建築科技關鍵字101》,引領讀者跨越建築複雜的科技知識門檻,展開一場經典建築發現之旅,撥開建築結構重重謎霧,讓人大開眼界,驚嘆於建築工程之雄渾,原來遠遠凌駕於炫目的建築造型。

建築科技關鍵字101.jpg 

《建築科技關鍵字101》 平裝.全彩.192 頁.21×20cm.480元 http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010445035

 本書內容分為四大部分,第一,從結構力學的角度解釋建築的結構與形狀;第二從氣候與遮蔽物的角度,探討如何因應控制居住環境的聲光、冷熱、空氣的流通性等等,創造舒適宜人的居住空間;第三部分,則是介紹電腦繪圖工具的使用與相關技術,藉助電腦科技之便與彈性,建築師在建築設計上可以發揮更大的創意,令人驚艷的建築作品;最後,則是依據年代的先後,提供25個著名經典建築個案研究,探索建築結構的基礎,以及建築設計師與結構工程師如何發揮靈巧創意,打造出令人驚嘆的建築作品,映射出千百年來人類不凡的建築智慧。

◎25經典建築個案
  1.中東泥屋(Mud House,西元前八千年)
  2.北美印地安人圓錐帳篷(Tepee,西元前四千年)
  3.格陵蘭冰屋(lgloo,西元一千年)
  4.古埃及方尖碑(Obelisk,西元前一四五0年)
  5.羅馬萬神殿(The Pantheon,西元一二六年)
  6.英國鐵橋(The Ironbridge,西元一七八一年)
  7.蘇格蘭鈴礁燈塔(The Bell Rock Lighthouse,西元一八一一年)
  8.英國倫敦水晶宮(The Crystal Palace,西元一八五一年)
  9.英國倫敦克利夫頓吊橋(Clifton Supension Bridge,西元一八六四年)
  10.非洲剛果布拉薩市鋁製「熱帶屋」(Tropical House,一九五一年)
  11.麻省理工學院貝殼劇場(MIT Kresge Auditorium,西元一九五五年)
  12.羅馬帕拉切多德羅體育館(Palazzetto dello Sport,西元一九五九年)
  13.休斯頓巨蛋體育館(The Houston Astrodome,一九六五年)
  14.1967年加拿大蒙特羅年世博會德國館(The German Pavilion,西元一九六七年)
  15.1967年加拿大蒙特羅年世博會美國館(The USA Pavilion,西元一九六七年)
  16.自建屋(倫敦,西元一九七0年代)
  17.雪梨歌劇院(Sydeney Opera House,西元一九七三年)
  18.香港匯豐銀行總部(HSBC Headquarters,西元一九八五年)
  19.1992年西班牙賽維亞世博會未來館(The Pavillion of the Future,西元一九九二年)
  20.1998年葡萄牙世博會葡萄牙館(The Portugal Pavillion,西元一九九八年)
  21.倫敦羅德媒體中心(The Lord’s Media Center,西元一九九九年)
  22.倫敦聖瑪麗斧街30號/瑞士再保險塔(30 St Mary Axe,西元二00四年)
  23.荷蘭D塔(‘D’ Tower,西元二00三年)
  24.倫敦戴維斯高山植物館(Davies Alpine House,西元二00五年)
  25.國際太空站(International Space Station,西元一九九八年)

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