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首頁永續設計建築【竹構築】弦竹亭:起心融合自然,以竹薄殼松果造型收攏意念

【竹構築】弦竹亭:起心融合自然,以竹薄殼松果造型收攏意念

2024.02.20
圖片 - 李佳倫、游智傑
文字 - 馬萱人
文字 - 馬萱人
圖片 - 李佳倫、游智傑

園市八德區的大湳森林公園中,小丘與湖泊對岸一片松林,常有松果落地為毯。2022年夏天,林中又多了個超級巨大的「松果」,但只露出半顆在地面上。

那是一座觀景亭──弦竹亭,由長期深耕竹構的大藏聯合建築師事務所統包設計和營造。它那以複層桂竹交織而成的弧狀薄殼結構,巧妙化為面向湖面、背靠森林的1/4球形頂蓋,但也同步轉譯了松果的紋理、質感與造型。屋頂上,菱形紅銅板片片相互拼接,更是具象地呼應松果的外觀。

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弦竹亭以複層桂竹交織而成的弧狀薄殼結構面向湖面,屋頂由菱形紅銅板片片相互拼接而成。

大藏並非單純模仿松果、或是只因為想蓋台灣首座大型的薄殼竹建築,而這麼做。弦竹亭之所以長成這般模樣,與這座公園豐盛的環境、與當代竹建築的結構創新是有脈絡連結的。

松果給的靈感,以竹構抽象藝術表現

大藏的主持建築師甘銘源描述,弦竹亭所處的環境,生態非常豐富。原來這片廣達16.6公頃的園地曾是保一總隊營區,總隊遷走、營區暫無人用一陣之後,這兒發現了不少黃鸝鳥等多元生物的蹤跡。各界因此呼籲保留這片土地,園中三千多棵樹木等物種終於得以續命。

甘銘源覺得,現在這裡成為森林公園,在桃園都會區相當難得的。若要新建建築,一定要多採用自然材料、與周遭湖景、山景融合。

同時,他們也見到滿地松果的幾何、鱗片的紋路與質感都好漂亮,果體結構則是順其自然跟著形狀走。這讓他們更確定,建築造型也能與結構渾然天成。

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弦竹亭所處的湳森林公園,生態非常豐富。手拿松果的甘銘源建築師,右邊則是建築師李綠枝(右下圖攝影:馬萱人)

而要以建築轉換一些這片自然地景的風貌時,什麼樣的構造與形式能融入環境、毫無違和感?大藏觀察,這基地後頭有許多高大樹木。再從對面山丘望過來,建築師更肯定新設施不能太高,最好能藏在樹群中甚至融合一起。

薄殼系統正是最佳選擇。這樣的結構可以開口,讓弦竹亭面向園中雅致的湖景與山景等核心地景。其構造無落柱,且在亭子西側創造了寬達19公尺的跨度,可為訪客帶來180度的環繞觀景體驗。加上曲面造型能有更多變化,這次構築選用的主材料──極有彈性的竹子,又剛好易於表現曲面。

甘銘源補充詮釋,加上這座半圓的建築會讓空間好像有個背靠,「能得到一種安全感。」這也是大藏向來想藉由竹構帶給大家的療癒感。

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弦竹亭構造無落柱且在亭子西側創造了寬達19公尺的跨度,可為訪客帶來180度的環繞觀景體驗。

以此標準持續打磨弦竹亭的設計、並同步將松果的幾何轉化為竹的幾何,如今它的外觀、內裝也就是結構。「同一件事,就把我們在建築上要處理的元素結合在一起。」甘銘源認為,這一點是這座竹構築比較不同之處。

無論如何,光是以細竹片編織竹籃都不簡單,何況要以交錯的粗竹管施作半圓狀的正式建築。加上大藏一直致力於將竹子與其他建材融合,以求更多機會令竹構跳脫傳統做法限制、邁向當代化與系統化,弦竹亭一案也不例外。

薄殼竹構融入地景,但精準施工才蓋得出來

這一回他們想與竹對接的材料與工法尤其多,囊括鋼、銅、鋼筋混凝土、木夾板、清水模、鋼線……,眾多材料如何與桂竹精準接合、施工順序又是如何,在在考驗大藏以及施工團隊。

「加工複雜之造型木模板,普通模板工無法組裝,現場來來去去換了四組工班,大家都是弄了一天搖了搖頭走人。」大藏另一位主持建築師李綠枝曾無奈地寫道,從施作鋼筋混凝土/清水模的地基開始,工程就再三延宕……

那清水模板之所以難纏,不只因為這座建築是三維曲面,夾板要製作成這種非平面的組模、再灌混凝土來塑型,眉角相當多,況且木模板上還附有一層剖半的竹片。雖然清水模位於這座構築東側(可看作背面),不算主視覺,但大藏一樣要求細節,希望它拆模後也擁有竹子的紋樣。

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弦竹亭的清水模位於這座構築東側(可看作背面),拆模後也擁有竹子的紋樣。

營造團隊前後大約摸索了三個多禮拜,總算掌握竅門。李綠枝補充,後來製作每一組組模、再到灌漿拆模,僅僅一周。已經相當熟悉竹構方法的大藏團隊,又添了製作竹清水模的建築技藝。

然而重頭戲後頭還有。不像竹桁架可以事先預鑄、預組部分元件,竹薄殼主結構全都是彎的,就是必須在現場組裝、不斷微調,各種建材才接得起來。而且他們彷彿覺得挑戰不夠,塑造弦竹亭主弧線線條的那道巨型鋼梁,是稍微傾斜的、往外推一點的。為什麼?

因為,「帥。」參與這次設計的大藏建築設計師江哲芃,很簡結有力地回答。

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塑造弦竹亭主弧線線條的那道巨型鋼梁,是稍微傾斜、往外推一點的。

說是說竹材會與鋼材、混凝土等邊框與地基結合,實際執行起來可不能自由心證。大藏可是與結構技師李建敏,科學評估了各種接法及其結構力,包括竹子與鋼構的接頭、竹子彼此之間的續接鋼管,以及竹子交叉處鋼線的綁紮等,他們都先製作了試體、送到實驗室反覆測試。來回不下十次,終於研究出理想工法。

但零件運到了大湳公園基地,竹子與鋼構以鋼筋續接器銜接時,由於竹的精度畢竟無法像鋼一般準確,加上鋼筋混凝土的基礎灌注多少總有些誤差,導致時而無法對在一起。

江哲芃解釋了後來折衷的作法:師傅必須在現場將鋼構端預留的鋼筋接頭,即時以乙炔純氧加熱、烤軟,再搭配重槌來用力調整接頭的角度,竹材與鋼構才鎖得上。

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薄殼結構、竹+複合材質的奧妙

江哲芃說明,弦竹亭主鋼粱達三公噸,大約是三台小汽車的總重。弧形的它不只為了好看,也有結構意義。它與左右兩邊的鋼構門框、鋼筋混凝土基礎,共同成為邊框結構。它們結合以桂竹交織的球面「屋頂」之後,就能形成內部收力均勻的薄殼系統。

整座竹建築的載重,以及會遇上的風力(尤其是颱風)、台灣常見的地震力等,將能有效地分散、傳遞至這一整套強而有力的邊框。這是優良薄殼建築之所以沒有所謂的柱子,依然堅固的原因之一。

現場烤彎鋼筋接頭、客製竹鷹架雙向施作

接下來,弦竹亭的多層屋頂還有更多接合點,需要細緻處理。從這座竹構內部往上見著的第一層天花板,是兩向交叉的桂竹構架,再鋪一層小桂竹。依序往上,則是鍍鋅鋼板、防水層與銅板。竹構為球面、竹與鋼材質又大不同,無法直接以螺絲鎖固兩者,最適工法是以鋼線綁紮。

然而桂竹層做好之後,師傅還無法直接站在上頭繼續舖設鋼板,因此得另外搭一座客製的竹製鷹架,好讓師傅有個踩腳點可施工。整組工班並分成兩組,外部組爬在外竹架上,負責搬運鋼絲與穿鋼線,內部組則在底下接住線,負責將鋼線綁紮、固定在桂竹上。

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以鋼線綁紮的工法以及竹材與鋼構連接處細部。

說來建造弦竹亭不算是高科技,但它的營造技術之繁複的,每個步驟差個幾釐米都不成,重做乃常有之事。整座基地就像是精密的大型手工藝創作現場,一針一線似地細細編織了這座竹構築。最外層的菱形紅銅板也一片一片拼接為弧狀,圓滿了宛如半顆松果的幾何造型。

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最外層的菱形紅銅板由團隊一片一片拼接為弧狀。

隨著時間推移,這片銅屋頂會由一開始的亮褐色,漸變為暗褐、灰褐,最後是銅綠。主結構的桂竹顏色也將慢慢變深,不再青綠。四季痕跡,將與弦竹亭那彷彿天成、虹般的弧線,共存於大湳森林公園大地之上。

後記:「大藏」實作竹薄殼與竹桁架,成功!

弦竹亭自身已經獨特,但仍值得與大藏另一竹構作品──台南長榮大學圓形的長榮堂,一起來理解台灣當代竹構的進程。(延伸閱讀:長榮大學長榮堂:大藏建築團隊竹構力作,大跨距竹建築的十年磨一劍

面積達941平方公尺的長榮堂採用竹桁架,在大型竹建築中也是非常罕見的。大藏主持建築師甘銘源曾解釋,桁架與薄殼,是現代大型空間中較常見的兩大類結構,巨蛋這一類建築即是薄殼式。而竹子剛好易於表現薄殼的曲面。

大藏選擇在去年底完成桁架式的長榮堂之後,緊接著以弦竹亭挑戰難度與造價皆更高的竹薄殼系統,可說是戮力從各個範疇來突圍當代竹構了。「我們做竹構也十多年了,到了現在這階段是個轉換,這次想嘗試比較新的概念。」這是甘銘源團隊接下大湳森林公園景觀亭設計案時,給自己出的題。

而下一回的標竿,對竹建築充滿愛的甘銘源竟也設定好了:「我覺得竹薄殼結構很有潛力。有機會的話,我們滿有意願挑戰更大、更自由的跨距與造型。」

Project Info
作品資訊
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弦竹亭
設計規劃:事務所――大藏規劃設計有限公司
主持人――甘銘源、李綠枝
參與者――江哲芃
結構――李建敏
監造――曾敏豪
施工單位:基礎――實宇營造
造型模板――進得利環保實業
鋼構――茂興企業社
竹構――悅山工坊、禾樂工坊、常民居
竹鷹架――創安工程行
集成竹平台座椅――君德竹飾(材料供應),諸野竹木構
銅屋頂――頂原實業
設計時間:2022年8月~11月
施工時間:2022年12月~2023年4月
業主:桃園市政府工務局
座落地點:桃園市八德區大湳森林公園
用途:觀景休憩涼亭
裝置大小:150平方公尺(約45坪),最寬19公尺、最高5.5公尺、最深10公尺
主要建材:桃園市復興鄉桂竹、集成竹、鋼筋混凝土、鋼材、鍍鋅鋼板、紅銅板、鍍鋅鋼線、玻璃纖維、樹酯

|責任編輯:彭秋芬|

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