2016.5.2 Brick&Silicon 建國中學改造計畫

2016.5.2

2015.5
那時距寒假開始複習不過3個月
我就明白需要一個務實的作品，乘著老屋再造趨勢
向評審教授們展現 觀察量測、繪圖設計、解決問題的能力
填補那數字長久以來的誤解與迷思

那要從何開始呢？
一千多個日子，我們在紅樓校園裡揮灑青春
或許你也曾抱怨 那破垣鏽樓 老舊不堪
但你從不否認這是一座完美的舞台
你的
我的
這不僅是我20頁作品集裡寄託希望的新星
亦是高中歲月在建中生活的反饋

——Brick&Silicon 建國中學改造計畫

序—關於校舍改造 
       三年的高中生活，在這裡學習、成長，在離開前回首，我能留下什麼？「校舍改造」僅以此作品獻給陪我度過年少輕狂的建中。
       專業的養成往往起於興趣，長於學習修業，終於有益於世。過去五年，從最初對於仿真模型的好奇，開啟了心靈對於空間畫面的反饋，從生活環境汲取靈感，睹物思情，學習如何發想延伸，同時鍛鍊繪圖技巧，到逐漸注意到世界綠色設計的趨勢，以及公共藝術的結合，而後回歸中華本土人文風情，能夠在創作時並重融合，十九個原創作品應然而生。
        然而直到今年，當我思考如何再次突破，卻發現過去的作品儘管已無結構上的缺陷或現實考量的衝突，但皆只是紙上談兵——缺少了實際於地球上的位置、地形、氣候甚至是民情，所有再精緻細膩的規劃可能都如同舞台佈景般虛無縹緲。一個能夠實現自己理想並能夠讓世界前進的創作必定是由這片真實的大地出發，將思緒裡最直覺的模型輸出，順著當地的陽光、風向、濕度、植被，以及更多實際使用者的需求去修改、變換，讓整棟建築或社區像一顆原生的種子，在當地住民的供給調以設計者的照護成長茁壯。
       這時，我開始反思，回想日常校園生活的細微種種——那些常被提起的老舊設施，海砂屋以及結構不良的消息充斥新聞版面，雨天裡走廊上的籃球和小河般的積水，堆滿了回收物總是沒人處理，校舍旁常有同學打牌嬉戲的花圃......。空間是人類生活的根基，而建築正維繫著這一切。接著過去老眷村和面臨都市更新的生活經驗也一一浮現在我腦海，發覺學校正面臨迫切的更新問題，同時也是台灣都市快速發展後又面臨快速老化情況的縮影。那要如何解決呢？
       我於是有了個念頭，這次不再只是為興趣畫一座自己嚮往渴望的別墅或藝廊，而是以一個在地使用者的觀點，以改善生活機能和結構強化為核心，輔以低成本快速工法，在保留原校舍主體最大情況，學習替這間百年老校注入全新風貌，作為面臨實際業務的自我練習，以及對於校園日常環境的觀察反饋，希望能夠使一份創作，有益於世。

發現與還原
—精確測量—
       一個符合實際需求的設計，必從精確地測量開始，特別是此作品面臨的並不只是單純一片空地，可以依據基本需求任意發想馳騁，而是必須以原始建物擴建與修整，以達到補強與改善，更突顯出了掌握原始建物尺寸和細部元件的重要性。最初，我想直接找尋平面圖的方式獲得學校校舍之基礎建築資訊，然而在防震措施網站裡所獲得的資訊竟是：「平面圖佚失，由簡單線圖代替。」我立刻放棄了由平面圖繪製原始模型的念頭，轉而向自行實地測量繪製進行前置工作。
       第二次段考結束隔天，我便帶著捲尺、紙筆紀錄校舍各式結構尺寸，並用手機紀錄各處款式與擺設，儘管過程中遭受到些許同學異樣的眼光，但早晨的校園畢竟寧靜安詳，能讓人悠閒舒適地工作，發現更多的細節，像是西側教室走廊封上水泥與鋁窗，很可能與一旁的白千層易落的枝葉有關、校舍每一個支柱的外側其實是有斜度的，一直到屋頂才和女兒牆收束起來、更令我意外的是兩處樓梯都無法通向屋頂，只有中央校舍有單一出入口，以及許多小修整後的痕跡......。測量的過程雖然繁瑣耗時，但就像一次難得的冒險，隨時隨地都能發現新的事物，同時也證明了我原來打算繪製時的假設——每間教室大小幾乎相同，那麼在繪製上將更加容易。—校正檢驗—
       繪製設計圖前，第一手測量結果的校正甚至比實際測量更為重要。在本作所遇到的難題是，由於測量受限於工具和人力的限制，很多大型尺寸，另如校舍實際高度或長度，只能用數學運算方式獲得，無法實際採樣，有時更可能因為對於實際空間的不熟悉，而導致平面圖繪製時的誤判，像明道樓校舍的樓梯與廁所皆位於角樓連接處，由正面看時感覺兩者相距一段距離，由中庭看去卻相連，在第一次測量過程中其實並未發覺此一問題，是透過第一次校正後發覺有異才進行修正。
        雖然是校正檢驗，但實際上是運用第二手大範圍資料進行比對，也就是運用起初除了查閱平面圖以外，另一種蒐集建築資訊的方式——Google Earth距離量測。此方法能快速獲得大面量資料，甚至一度能用來繪製接近實際大小的模型，但起初我仍對此方式存疑，因此只用作為校正查驗之用，透過衛星空照圖，用多次時間不同角度的樣本採集數據，以降低空拍斜角造成的誤差，最終結果證實，Google Earth和世紀測量加總的結果大約在10公分的誤差之內，不僅讓我瞭解了Google Earth強大的地理資料庫能力，也提供與我更加精確的繪製數據。—模型製作—
        資料備齊後，原始模型繪製的工作緊接著展開，由於公共建物有許多部分相同或相似，故先掌握將校舍分割為東西及南北向教室、角樓(含樓梯、廁所)和中棟(莊敬樓)四個部分，由先前資料可以得知教室之長寬規格可視為相同，且佔地範圍廣大，因此先完成一教室含走廊作為元件，複製相連為校舍雛形，再分別完成角樓與中棟與之相連接，即完成一層樓的校舍。將一層複製三次並調整一樓地基和四樓樓梯間，使模型與實際構造相同，老校舍的模型製作便快速大功告成。       原始模型雖然並不是最終成果，細節上的處理也絕對不能鬆懈，每一個細節都是往後更新設計時的參考依據。同時以立體實境的方式，替此時建築的形貌留下可考的形貌。
       下圖左即是本次設計修改重點之一的角樓水槽，可以看出綠色的復古鐵欄可能是建築初期的裝飾物，米色磁磚水槽連接外漏的水管，則是後期翻修的結果。此處在新設計中將成為各層樓的小型活動室，並將所有水槽整合回廁所，解決水槽過多所延伸的問題。
       下圖右是由中庭往中棟的視角，在原始模型內保存了通往紅樓的延伸通道，簡單的綠色鐵欄杆，以及毫不修飾、直接接合的樓板，都是過往建築改建變遷的見證。       本作修改最大之處，是在舊校舍面向操場處的一段過渡空間。平時常看到同學在花圃四邊的台子上打牌嬉戲，卻要忍受豔陽甚至風雨，我心裡對於擴增機能的方向也就油然而生，希望能將此區域「半室內化」，成為平時高中學生們相互討論、聚會，或是公共展演空間。在原始模型中，此區域還原了花圃四角較高，以及單一粉色磁磚妝點的特殊外觀。
       無障礙設施的革新與全面化亦是全新設計的必備元素。根據實際訪查和舊資料的比對結果，校園中的無障礙坡道在民國80~90年間達到高峰，後來竟有拆除減少的情形，而且坡道的應用僅止於聯通一樓與操場的空間，並未能使所有使用者完全應用整座公共設施，且令動線具有限制性。原始模型內保存了兩座現存之無障礙坡道，可作為與新設計動線的比對。新結構外觀
       不論是台灣各大都市或使用已久的公家機關皆常有結構老舊的問題，恐難以面對台灣嚴峻的天然災害。在學校兩年多的生活，儘管並未目睹倒塌樓毀等嚴重損害發生，但每次有感地震過後都很容易發現樓板水泥剝落、外牆磁磚脫落等情形，而新聞網路上本校氯離子濃度超標已及鋼筋外露鏽蝕等消息，更體現出重視老校建築結構的重要。
       在本作中，結構補強可分為兩個部分，其一是針對主結構運用剪力鋼樑補強結構，加設於既有的外圍樑柱間，以及角樓結構脆弱處，增加支撐結構密度。其二則是對於老舊外牆面進行修補，移處女兒牆改以鋁製欄杆減少樓板負重，並以光華水泥原料替代洗石子與磁磚等外牆覆蓋，賦予老校舍現代簡約的外貌之外，亦減少災害對於校園造成的影響。       本作中另一處重要建築結構，是位於原始校舍到操場跑道間的「環境透明過度帶」，目的在擴充老舊校舍機能，充實校園閒置空間。過度帶本體為一大型天幕結構由20根水泥樑柱所支撐，可以獨立自成支撐系統，有頂部複合金屬版與鋼樑連接老校舍屋頂矮牆，直接連接校舍本體，擴增多功能使用空間。
       另外，考量校園施工多半僅能於短暫的暑假進行，作為本作最大的新建設施，過度帶天頂設計可由同一規格之元件組合而成，便於快速施工，或階段性完成，甚至能於階段工程時即發揮部分遮蔽效益。且多採用金屬、塑膠與玻璃等材質，降低日後更新工程對環境造成的影響。
       過度帶四周採用玻璃帷幕包覆，予以室內自然採光，並能減少早晨與傍晚陽光角度過低直射教室，提升學習環境。而對於玻璃帷幕容易造成室內溫度升高之問題，則採用大型風閥輔以微電腦統一控制的外推窗增進室內空氣流通，保留原來操場綠地空間所帶來的清新空氣，並提供校園新一處活動場所，兼顧環境與實用性。
       如同天頂考量施工時間與方式，本玻璃帷幕採用單一大小玻璃交互組合，能配合天幕模組化快速施工。適當的玻璃大小更能降低成本，也降低風災所帶來的威脅，作為過度帶連接戶外自然空間、同時守護校園教學區品質的重要屏障。       整體而言，本作保留了主建物原始的「型」，更去除了原來老舊陰暗的洗石子以及朽蝕的結構，改以明亮水泥面搭配金屬亮麗原色創造老建物的新生機，正面則以「透明過度帶」創造教室到操場的新精華地帶，透明清澈的外貌，令百年校園重新綻放活潑光彩。校舍的中棟，配合紅樓保留原來紅色丁掛，古典與時尚融合，成為高中校園人文藝術兼具的典範。
充實新機能
       建築象徵著人類生活的空間，所有日常生活大小事都必須要有適當的空間才能進行。一個良好的空間並不只是提供動作行為的「場所」，更能予以使用者提示與引導，改善使用者的生活習慣，同時配合多數使用者的行為模式，維持公共場所的良好品質。
       L型的校舍與廣闊的校園空間，一直存在許多所謂學生生活習慣問題，例如回收物和垃圾堆積如山、常聽到同學抱怨大門太遠、雨天在走廊上打籃球，或是從高樓丟書下來回收等......。以旁觀者，也許會認為學生怎麼如此懶惰，自私為求自己方便，但事實上不得不承認每年級1200多人的集體生活多麼不容易，每週必須要有兩次以上步行平均150 公尺到回收場處理班級廢棄物，原來運動場所就很稀少，還因為雨天無法活動，或是教室往大門直線距離僅70公尺，卻要相反方向走到樓梯間花上兩倍的時間，諸如此類都與建築空間利用和設施規劃密切關聯，本作即針對實際在校園中所面臨之問題，以現有空間修改，或增添外掛設施，以創造最大生活新機能教室改良
       教室為教學大樓主要核心，目前在實際使用上並無太大的問題，僅鐵鋁門窗老舊，窗戶卡住、磨損的狀況屢出不窮，上層氣窗過高也造成使用者不便，老舊黑色鋁門則有喇叭鎖失效，導致偷竊事件時常發生等情況。本作即針對此二問題進行改良。

       一間教室擁有四面向外的裝飾牆，其中兩面與走廊相接，牆面同樣刨除洗石子改以光滑水泥面呈現，搭配白鋁門窗框，教室門重新設計，木質色調柔和金屬冷湅，予以教學區全新活潑風格。另兩面裝飾牆與中庭相鄰，其一已配合結構補強改為支撐剪力鋼柱，中空處則鑲以強化玻璃予以教室安全與開闊視野。

       全新設計的智慧窗，兼具美觀與實用，整面重新設計，分為三層， 最下層為雙軌拉窗，五面較原來老式鋁窗高50％以上，提供更高的自由度與採光，足以輕易隨使用者需求增進通風。中層則為全透明玻璃，最上層則是木質通風閥，以電動調整，可以在雨天及冬天提供空氣流動。

角樓活化

       老舊校舍在規劃上常完全為單一目標實用性設計，因此除整齊分明的教室外，並無其餘空間作為特定用途。而本校由於人數眾多，活動場所空間不足，室內課後聚會場所更是稀少，課後討論功課只能在教室與各種嘻笑聲雜處，雨天或短暫下課，走廊上更是充斥各種球類運動，在其中我發現角樓一處原規劃為大洗手台的空曠領域最常有同學當成籃球場，以樑柱為籃板，因此在本作中，即將四層角樓以玻璃隔出，將過多且不易清洗的水槽移回廁所，架高木地板，四樓為空曠的舞蹈教室，三樓為如同右圖的討論室，二樓為小型會議室，一樓則是小型室內籃球場，附有籃板，讓有需要的同學都能夠有空間抒發自己旺盛的精力。將原來無特定用途的區域，活化為多功能的綜合教室。

城市綠金

        在老師的口中，學校回收物與垃圾的處理一直是困擾不已的問題，由於回收場距離不近，且學生數量眾多，造成的大量廢棄物更使此一情形雪上加霜。

       分析幾個原因，主要因為每週數次長距離的回收工作太過費力費時，對於高樓層的學生來說更是生活的負擔，導致學生只能堆置廢棄物到「強制回收日」再去清倒。

       在本作中，我們在原角樓舊時的垃圾清運塔旁另外設置一座小型電動梯，學生可以依特定憑證(為避免濫用，未必需收費)使用，電動梯旁則設有雙開回收箱，可以儲放各式回收物以及廚餘，其容量延伸至地下，預計在適當整理(壓扁)下，可以供應三天的回收量，而藉由學校大面積校園，有校內車道的特色，只要協同回收商以小貨車清運，將特製回收箱取出、換新，即完成一次清理工作。

      透過縮短回收物集散所需付出的時間成本，渴望使垃圾桶中的回收物減少，也增進合作廠商的利益。電動梯透明清新的設計，搭配木質紋路亦替校園增進了一份科技藝術地標。

穿梭無障礙

       從開始接受學校教育開始，「無障礙關懷」一直是人們對社會關心的價值，各式無障礙設施成為日常生活中都會見到的重要設施。儘管大多數公家機關都以健全的無障礙設計為標榜，但事實上總有未能完善之處。

       以本校為例，目前各大樓都在正門設有無障礙坡道，並於少數大樓裝設電梯輔助，然而由於一樓教室與地面仍有落差，使得行動不便者只能由少部分區域出入，造成無障礙的不便。本作中除了於兩處裝設電梯，將學生最常使用的各班教室垂直無障礙化，更透過透明過度帶，將高低落差完全消除，各出入口亦完全採用坡道，期許能達到完全無障礙的終極目標。

      「穿梭無障礙」並不止於針對行動不便者設立無障礙設施，對於一般使用者而言，空間動線的順暢，同樣能大幅降低來往各處的時間，增加移動效率，消除行動的障礙。由本校明顯分為中棟、左右棟的建築形式分析，動線的規劃皆由中棟出發，在規劃為「左翼」、「右翼」終點的角樓設置樓梯，卻忽略了「L」型建築物短邊教室的通行需求。如同本章節最初所示的地圖，即可發現短邊教室的同學往大門(包含各處室和熱食部)方向時，都必須先往回走到角樓再折返，浪費了40公尺以上的路程。本作中即在短邊教室末端設立電梯，方便垂直移動，且設立小型外掛階梯，加速上下樓的速度，同時開啟了屋頂空間的利用。 

       在達成無障礙空間同時，使用因地置宜的設備才能將空間發揮最大的功能。在本主體中，就設計了一以節省空間為目標的電梯，除了採光滑水泥和環保木質以及玻璃帷幕的新穎外觀，更以兩片薄牆減少電梯雙層門造成電梯佔地過大的問題，同時加入風閥結構，力求實用與美觀和綠能三者合一。透明過度帶

       很多平常，加上一點偶然，伴隨一些內心的觸動，美好的畫面就鏗然誕生。那天我一如往常地走在二樓走廊，時而望向廣闊的操場翠綠蕩漾，一陣嘻笑聲吸引了我的目光，原來是一群同學們把粉紅色花台當成牌桌打起橋牌，陽光下，老樓上，一個想法從我腦中迸發而出，眼前細數起校園平面圖的模樣，發覺這片由園藝地磚鋪成的花圃廣場，能從少數人為了校規勉強來訪的所在，成為學生社交、藝文展演的明星場所，結合過去室內與戶外自然融和的設計經驗，這片一如老校舍夜空中的銀河，在光彩中創生。       透明過度帶是本作中屬於原創性偏高的部分，但依然遵循本作的設計理念，除了在「結構」章節裡提到關於快速模組化生產、通風調整日照以及防震防風等基本建築機能，也同時就地運用了位於原址的花圃，將原來老舊的粉紅色磁磚刨除，改以水泥原始質料搭配木質邊筐修飾，於四角台子加設坐墊，就成了簡潔時尚的精美座位，閱覽圖書或單純休息小憩，沐浴在自然天光和綠蔭之下，呼吸著操場上、城市裡，難得的新鮮空氣，令年少輕狂的心也沈靜下來。

       透明過度帶的室內設計元素，視角是以原始的花台為出發，以一個駐足者能夠直接透過玻璃帷幕和天窗感受都市綠地的角度思考，採用全木質地板，打造舒適的閱讀休憩環境，更能兼容部分小規模體育課程，地面上另運用草綠色地毯，增添自然意象，不希望以太多裝飾奪走了駐足者靜觀周遭四時更迭的心境。在上圖中，為傳達此區域以藝文空間為主的設計想法，有許多玻璃展示板，但實際上是希望除展示版外，也能同時快速改換為舞台或是其他展演用途。在現代校園中，「親近自然」與「團體自主學習」已成為新的前進方向，此一透明過度帶的設計，即是提供莘莘學子們一個盡可能接近自然的學習環境，同時有場所可以聚會討論，相互激盪思考，為傳統老校建立培育下一代的重要基地。綠能新科技

       近幾年各種天然災害喚起人們對與自然環境保育的反思，促使各式綠能產品快速發展。建築，作為日常生活中空間主體，自然成為綠能科技應用的重要集合。藉由綠色   科技融入生活空間，節省能源消耗與浪費，而透過平面綠地還原以及垂至植栽擴張，將使人們更親近自然，改善全球氣候。然而一座符合綠建築標準的建築，必須經過詳細的環境評估考察並加以設計才能達到最大環保效益，對老校舍而言，在不拆除主建物的情況下可能難以達到此目標，僅能以附加設備改善，例如前段中教室更新的智慧窗戶組或是透明過度帶的設計，目的都在於調整日照與空氣自然循環。

           在本作綠能設計方面，將把重點放在老校舍綠屋頂的設計上，一方面還原城市綠地面積，解決頂樓吸熱的問題，另一方面，則朝向都市農耕、城市植物教室的方向設計，以達到節能減碳之餘，同時引領下一代學生認識綠能新科技，親近大自然。

      開源，節流。綠屋頂的使用剛好同時應用這兩個創造環境利益的方式。在本作中，考量老校舍樓板無法支撐過多植栽與設施，採用大面積草坪與小型灌木打造綠色減熱屏障，有效減少屋頂水泥造成熱效應。除運用植物利用太陽能，本作也設置兩種太陽能板以供應智慧空氣閥與簡單照明，例如右上圖後方即是普遍使用的第一代光板，下圖則專為狹長的校舍設計，頂部設有雷達與連線系統偵測光照、風勢，結合氣象局資訊同步調整轉向，或是呈順風狀避免風災，立面的設計更可以運用兩倍以上的日照面積。此太陽能板的應用不僅能使自給自足的理想達成初步成果，也成為新興學子了解綠能科技的活教材。

        本作綠屋頂不僅具有運用太陽能和降低室內溫度之功能，更提供城市校園裡少有的實作場域。都市農耕是城市綠化的進階選項，原本綠色植物就已經能夠達到溫室氣體減量與環境復育的功效，栽種部分蔬果植物，則擁有降低碳足跡，補充有機飲食等正面效益。上圖分別揭示本作中兩種城市農耕的可行方式，捨棄將造成樓板負擔的水泥槽耕法，換以木箱栽種法，上層箱之水份可供給下層箱植物使用，可培育一般小型青菜。右圖則是小型淺根菜圃，能讓學生體驗照顧植物過程，培養觀察並學習體驗生命成長的喜悅。另外，城市農耕亦有引入各式植物作為教學用途的功能，讓學生實際了解植物型態樣貌，增進對自然的認識。

       奇蹟總是在細節裡，在本作中，除了運用綠屋頂設計達到降低室溫的目的，在西曬常發生的教室外牆，更加裝了重新設計的遮陽板，運用材料科技降低污損，同時版面內凹，以半金屬管作為連接，直接落水於下方庭院，將有利於雨水集中，降低噪音，達到降汙與水源運用的效果。

       校園裡所有的公共空間必定與學生活動脫不了關係，綠屋頂兼具教育與節能功能，同時也提供空曠的場地可作為各式活動舉辦使用。例如左圖為位於中棟屋頂的小型木平台，從社團常做的大地遊戲到變成空中球場都非常適合，一旁還設有簡約石椅作為觀眾席或休息區。右圖則是與L型教室短邊外掛梯相連的小型雨棚，可以是生態課程的教室，亦可以是雨天聚會的小舞台。

       建築，是人類生活空間的本質，起於人性，終於人性，設計是為提供秩序中無限的的可能，節能綠屋頂，老校園革新，透明過度帶，盡皆起源於此。

感激

   在一個屬於創意當道的時代，作品的產出與呈現成為現代人必備的能力之一，7年前，不擅於手繪製圖的我很幸運地相遇了SketchUP，開啟了一生的創作之旅，讓我能輕易地向世界傳達我的想法與創意，用創作塑造自我的特質與人格，然而「表達」並非是一件簡單的事，需要投入相當的時間與心力，甚至是物質和資源，我很感激這些年來一路上有許多師長和朋友的支持，才有現在我喜愛的我，因此我衷心地希望能毫不保留地共享一切資源，傳遞一切的薪火，讓每個生命路上的有緣人，都能輕易地「表達」自己獨一無二的美麗。

建中教室(2015樣貌)SketchUp模型：下載

Brick&Silicon 建國中學改造計畫渲染圖：連結