2016年2月15日 星期一

到荷蘭學永續建築 (二) 讓社區再度親近水岸的兩棲建築

"台達荷蘭環境獎學金得主采勳,分享她在台夫特理工大學(TU Delft )建築碩士班的學習歷程與心得,特別著重在永續設計領域,可給予想前往荷蘭研讀相關科系的學弟妹參考。"
圖:TU Delft 的 Delta Interventions Studios 學生作品集截圖。

文/何采勳 (台達荷蘭環境獎學金得主;TU Delft 建築碩士)

畢業設計 ─ 提出兩棲建築因應氣候變遷

    在第二年的畢業設計課程,我加入了 Delta Interventions Studio

    這個設計組的取向,是為水患地區提出合宜的規劃及設計,並且跟有相關需求的國家合作。參與的學生須以自身專業結合相關課程及教授的指導,為該地區提出解決方案。因此在組上,除了建築系的學生外,亦有景觀建築、都市計畫、水利工程、政策管理系等學生的參與,目的是要加強各方專業合作。畢竟都市是個複雜的集合體,其中的議題更非單一專業可以解決。

    今年 Delta Interventions Studio所要合作的兩個區域,有美國的 Galveston Bay area以及荷蘭的艾瑟爾湖區。而我選擇了Galveston Bay Area作為我畢業設計的基地,一個時常面臨颱風、淹水,地層下陷的區域,非常類似於台灣的狀況。此地區涵蓋了美國東南部最大的城市- Houston。勘查與研究的過程中,可以發現這個地區有嚴重的都市及自然環境衝突的狀況。

圖:於 Galveston Bay Area沿岸,颱風時期水漫淹到了Bayou Vista,社區的道路及住家。Source:  Wikipedia, Jocelyn Augustino/FEMA  美國聯邦緊急事務管理署。
    Galveston Bay (加爾維斯頓灣)為一容納多個河川出海口的小型海灣,海灣的豐富生態卻因都市發展而遭受破壞,原本天然的水岸棲地被建造成了工業或私人用地,亦有地層下陷、排水不易等問題;此區氣候帶為亞熱帶氣候,每隔數年便會有較大型的颱風,其所帶來的風、雨、浪,及造成的淹水、風災等,常常對居住在此低窪地區的人們造成生命財產的威脅。


圖:Galveston Bay area,海灣西側區域幾乎皆被都市化。
圖:從 Google Map 衛星圖可見到Galveston Bay 西岸已經高度城鎮化。

    實際上這樣的問題並不只發生在Galveston Bay area, 地球上將近百分之六十的人口居住在河口或是海岸區域。河口水岸是地球上生物多樣性相當高的自然棲地,但同時期水岸地區也常是人口聚集處,這樣的重疊產生了許多的環境問題。除了生物多樣性受到相當大的衝擊外,人類本身也時常要面對各種水患問題。我認為這樣的議題非常值得關注,也希望能藉由畢業設計的過程,探討建築能在這種環境議題中能扮演甚麼樣的角色。

    在學期一開始時,我們首先以圖層的方式分析Galveston Bay area的地圖,圖層的內容有不同的年代、空間屬性等等。我們試著藉由利用不同年代的地圖,分層及疊圖去研究這個地區的變化。主要分析的內容有基礎建設、都市空間及水系統等。在同年的十二月,我們前往了在美國的Galveston Bay Area作田野調查,造訪了許多區域內的城市。當抵達大城市如休士頓,繁忙的城市及混亂的交通與車輛讓我感到相當的壓迫,身處其中根本無法想像美麗的海灣就在咫尺; 當我前往靠近海灣的區域時,廣闊的水域則讓人頓時豁然開朗。我發現在這個地區,自然環境與城市間幾乎完全被切割,大部分的水岸都成了工業用地或私人用地,民眾並無法靠近。

    回到學校後,一些想法已漸漸地在我腦海形成。我希望除了在提出對颱風、淹水的應對對策外,亦能改善人與自然被斷開的關係,設計一個讓人們能夠接近自然,重新體會海灣之美的建築。

    在研究分析過整個大環境後,我選定了位於Houston city與Galveston Bay的交界區域 ─ Sylvan Beach 做為發展設計的基地。此基地為一個介於大都市休士頓及天然海灣的中間地帶,此外Sylvan Beach的地方政府單位也在推動一些新的計畫,希望改善當地長年下來受風災淹水影響的地方觀光。


圖:位於Galveston Bay 西岸的Sylvan Beach,是西岸少數可開放給民眾親水的區域。 *圖為作者以google earth為底圖做的分析。
    我最後提出了一個水岸遊憩中心結合渡船碼頭的想法。建築物本身除提供如遊客資訊中心、賣店、沖洗間、餐廳等水岸遊憩服務設施外,同時也是一個渡船站。整個規劃的想法,是希望藉由在海灣各個重要遊憩點提供渡船設施,讓人們可以親近水岸與自然。

    為了解決基地上建築淹水的問題,我也研究了許多建築上防水的作法。人類歷史上最傳統的避水方式,為將建築物架高,但此種杆欄式建築只可避免掉一定高度的水淹入屋內,若淹水面高度超過其原本的設計,房屋仍會受到淹水的侵害。因此我決定應用荷蘭已發展多時,更能適應水量變化的漂浮建築及雙棲建築。

    漂浮建築與雙棲建築與一般陸上建築不同的地方在其基礎上,不同於固定於陸上的地下基礎,漂浮及雙棲建築的基礎為一可提供浮力的構造。作法有許多種,如以混凝土框架內部填充輕質材料如發泡聚苯乙烯或密封的空氣筒;或是直接以鋼鐵等架構將浮力材料固定於架構上等等。為了提供更大的浮力,我採用較混凝土輕量的鋼鐵架構作為基礎的結構,外側及底面再以鋼板進行密封並塗上防鏽層,防止海水侵蝕主結構。


圖:作者為Sylvan Beach所設計的四面傾斜雙棲建築,整體建築被水陸分為兩部分,各有不同功能及性能。
詳細設計請參見此連結
    這棟建築將會位於公園、沙灘及海灣交界處。在我的設計中,有兩棟建築量體,位於陸上的,採用雙棲建築的作法,即一般狀況下,其外觀與陸上建築無異,但埋藏在地面線以下的基礎可以在淹水時提供浮力,整個建築可以隨著水位上下漂浮;另一棟建築則時是平時便座落在水面上的漂浮建築,可同步隨著潮汐上升下降。我希望藉此設計案,研究出更多淹水地區建築的可能性。

    而颱風時期強烈的風力是另一個需要面對的問題。因此我研究了許多能抗風的建築及作法。最終決定採用四面斜坡的結構以減低風在建築立面上造成的壓力及破壞。而大面的斜屋頂同時也是最好的海灣觀景點。

    由於這棟建築不同於一般常見的陸上建築,因此許多如建築如何在水上保持平衡,基礎的建設都是需要特別另外研究地,在過程中我也吸收到了很多。很高興最後的設計成果能回答了當初的問題。

    特別感謝我的設計指導教授Esther Gramsbergen和建築科技的指導教授Koen Mulder的引導。讓我可以在這一年的畢業設計過程中,一步一步地發展出對策,更有想法。

體會

    經過這兩年的洗禮,我見識了荷蘭人是如何利用科技及開放的思維去不斷改善他們的生活品質及安全。我認為願意一直去嘗試、改進、面對問題、提出實際的解決方法是我在他們身上看到最值得學習的態度。

※系列文章   到荷蘭學永續建築 (一) 老屋節能改造的實作建築課

【延伸閱讀】
防洪工程 不再是荷人治水唯一選項》盧沛文 2011-Mar-2 低碳生活部落格
該如何看待整合治水?》鍾振坤 2013-Sep-30 低碳生活部落格
水岸住宅的隱藏成本》廖桂賢 2009-Jan-12 低碳生活部落格

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