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追求透明度的建築
文章類型:創意設計  編寫時間:2006年9月18日11:42



作者: 石昭永 成功大學建築學系  

溫帶厚實的建築壁體
18 世紀以前溫帶文明的歐洲都市或亞洲聚落,大多以石材、磚、木材為主要的構築材料。這些建築為了抵抗地心引力、盜匪、或氣候的變化,建築壁體必須是厚實密不透風的構造,因阻礙了光線的進入,使室內光線不足而無法進行生產性的活動,也無法提供舒適的家居生活。

因此,對於透明度的嚮往,能夠在寒冷的冬天身處室內卻感受到外界的景觀和光線變化,是生活在溫帶國家人們的長久願望。

美術館的建築透明度
美術館、博物館等展示性建築物,不論是巴黎羅浮宮、美國華盛頓特區的國家藝廊、或是二二八紀念公園內的博物館,都是外牆堅實封閉的建築物。

新一代美術館的設計,或是現有美術館的增、改建,都希望增加建築的透明度。各展覽室為了配合不同時期不同風格畫作的展出,必須有最適合的光線狀態。在公共空間的部分,充足的光線可以提高行進的安全性,良好的對外視野可以增加空間的舒適度,挑高的設計可以使建築的空間表現更為精彩,這些新的設計策略使近年來新建或改建的美術館、博物館充滿了活力。

以巴黎的羅浮宮為例,羅浮宮曾經是法國王宮,兼具抵抗巴黎暴民的城堡功能,城堡外牆的防禦性當然最為重要,但石材厚牆直接影響了室內的採光。羅浮宮的增改建築是美籍華裔建築師貝聿銘的傑作之一,在他完成華盛頓國家藝廊東廂增建案之後,法國總統密特朗欣賞他把光線及透明度帶入美術館的觀念,而直接委託他設計羅浮宮的改建。

這在當時曾經引起軒然大波,因為法國人一向輕視大西洋對岸美國人的文化素養,更何況巴黎的重要工程一向都是透過國際競圖來決定的。雖然羅浮宮的改建是在風雨飄搖的政治角力下,包括密特朗政權的岌岌可危之中完成的,但自揭幕後逐漸獲得了一面倒的讚譽。在建築完成後,原先大力抨擊這項設計的報紙或媒體輿論逐漸轉向,最後都表示了一致的讚揚。

羅浮宮改建計畫的焦點是一座充滿光線的中庭,從中庭可以看見羅浮宮原本的三棟建築,在夜間,中庭的金字塔發出的光也照亮了它們,並有直接的通道連接。與原本的羅浮宮美術館比較,增建部分充滿了光明感,透明的金字塔與原來厚重的石材成了極佳的對比,新的透明感使舊的羅浮宮顯得更成功。

羅浮宮的金字塔是結構玻璃與鋼纜拉力構出的組合,充分地利用並凸顯這兩種材料的特質,也唯有在高科技時代才能完成如此輕巧透明的金字塔。但羅浮宮的金字塔並不是巴黎第一棟享譽國際的「透明」美術館。

以展示當代藝術為主的龐畢度藝術中心完成於 1977 年,是義大利名建築師倫左•皮亞諾(Renzo Piano)與英國名建築師李查•羅傑斯(Richard Rogers)的聯合作品。當時這兩位 30 歲左右的年輕建築師贏得法國藝術中心國際競圖首獎及設計權,並提出管線外露、透明、可拆解移動等在當時相當前衛的美術館設計理念,把整座美術館當做一件現代藝術來設計,這也是當時獲得評審委員青睞的主要原因。

完成後的建築物與周遭環境如預期地形成了極強烈的對比。周圍的巴黎社區大多是石灰石構築的中層公寓,管線都隱藏在結構體中,格子窗也都退縮於牆面之後,基本上是厚實的量體。龐畢度藝術中心明顯地表達了把結構管線及最大透明度等元素,以當代藝術的手法表現在美術館設計中的可能性。行走於藝術中心架高圓形的透明通道中,因舊社區與新藝術中心的對比一覽無遺,而能體會建築師採用透明通道的用意。

但對建築物的參觀者與使用者而言,前衛的設計也帶來許多的困擾。例如羅浮宮金字塔上的落塵及鳥糞,必須派出登山專家才能清除。龐畢度藝術中心主要設計構想中的建築物透明度也很難維護,完成後的建築物,光線經過鋼管及隔屏之間複雜重複的反射,漫射光線的品質很難控制,原本期待可配合展出調整光線的設計目標,並不容易達成。

光線在不規則空間中的表現行為,直到後來「光跡追蹤」技術的 3D 電腦程式應用普及化後,才有比較接近的預測模型,但仍然與實際視覺感受有相當大的差異,因為每個人過去的光線經驗並不同。如同對食物、藝術的文化認知差異,對光線也有類似的情形。

公共建築的透明趨勢
教堂、市政中心、學校等公共建築物,一向表現出社會較保守的莊嚴形象。歐洲主要教堂的建造時間通常很久,靠市民每年捐款與勞動逐漸完成的市中心大教堂,200 或 300 年的建造時間是很平常的,也有 500 年或更久的。有時候在建造中遇上了無法克服的技術障礙,例如穹頂的結構跨度問題,經常一停工就是幾十年、幾百年,等到相關的技術都成熟後才繼續復工完成。這般奉獻心力為神建造的殿堂,一定是大眾心目中最好的建築物。

石材是長久以來大教堂最主要的選擇材料,應用於牆面及鐘塔等需要抵抗垂直載重的地方。以大型石材為主的構造物當然是厚重而採光不多的建築,只有在拱頂下方荷重較輕的部分有鑲嵌彩色玻璃的玫瑰窗。巴黎聖母院就是一個很好的例子,石材的鐘塔、外牆以及飛扶壁象徵那個時期的理想教堂,基本上是相當厚重的建築。

隨著技術的開發,新的建築材料也帶來教堂建築的透明度。德國一座教堂的鐘塔在二次大戰中被盟軍炸毀,戰後市民想重建教堂的鐘塔,又想保留曾經被轟炸的歷史痕跡,於是在原有的鐘塔旁新建了一座以玻璃磚為主要材料的鐘塔。以往要爬上鐘塔必須循著陰暗的旋轉梯慢慢往上爬,現在外牆材料改為玻璃磚之後,便可以循著光亮的旋轉梯上升了。對於教堂建築來說,這是一種全新的空間體驗。

市政廳的設計也有類似的轉變,原本厚重象徵公共權力的機構,在民主政治的潮流下逐漸地去權威化,建築逐漸地透明化,已經成了世界各國共同的潮流。芝加哥依利諾州州政府的光亮透明輕巧化,使身處其中洽公的市民覺得和政府各部門更加親近。從州政府的中庭,也可以透過帷幕看見芝加哥著名的高樓建築。

芝加哥是相當寒冷的地方,冬天室外可能是攝氏零下 15 度,室內是 25 度,有 40 度的溫差,熱能會藉由玻璃傳導而喪失,因此在寒冷的地方設計透明度高的建築物,需要採用隔熱良好的玻璃。夏天是另一個問題,玻璃允許直射日光進入室內,帶入大量的熱能,因此必須能夠阻止輻射熱的進入。

現代的玻璃研發及玻璃帷幕的設計,發展出許多適合寒帶氣候的技術,包括降低輻射穿透的塗膜、在兩片玻璃之中置入薄膜、空氣層或活動百葉。玻璃及帷幕牆的技術發展,使得建築的透明度能夠與節約能源不相違背。

30 年前的大面積玻璃帷幕必定造成冬天冷、夏天熱的室內環境,以及大量的能源消耗,現在的玻璃技術已經相當程度地克服了這個問題,但在亞熱帶及熱帶地區,玻璃技術仍然無法達成節約能源的目標。溫帶國家成功的玻璃帷幕系統,若是不加思索地直接運用在如臺灣的熱帶及亞熱帶氣候區,能源的消耗必定很可觀。也因此臺灣的建築法規正逐步阻止太過於消耗能源的玻璃帷幕建築設計。

不同建築文化,喜愛不同的透明呈現方式。回教文化發源於乾燥高溫的氣候中,他們習慣於多孔漫射的間接採光方式。現代回教建築也表現這種對光線的態度,例如巴黎阿拉伯文化中心,它的外牆玻璃帷幕之後有大小組合的金屬葉片,會隨著光線的強弱藉由感知器調整葉片的開啟程度,保持室內一定的漫射光效。

住宅的建築透明度
住宅是最不容易做到透明的建築物,因為生活、隱私、收藏空間的需要,如果太透明,不但少了安定感,在夜間室內的一舉一動會清楚地呈現於外界,造成生活上的不便。因此,即使是現代的住宅設計,除了某些現代主義所標榜的「主義式」的透明屋之外,一般大眾的住宅仍維持相當程度的封密度。

早期最著名標榜開放感的住宅,可能是科比意(Le Cobusieur)所設計位於巴黎近郊的薩伏耶別墅(1931 年),它長條的連續窗讓人可觀賞遠方的景觀,這是採用混凝土為主要構造材料後的新空間觀念。傳統的住宅一定是上下高窗,以利垂直承載力的傳輸,歐洲的老城,不論是巴黎、柏林或倫敦都可以透露出這種訊息。水平開窗不僅打破歐洲長期以來的結構定律,也改變了長期以來的空間表示方式。

由於人的視覺是比較容易左右移動而不是上下移動,水平窗比較能呈現一望無際的視野,在新的結構材料開發時,也創造了新的住宅透明度與視覺感受。建築是比較被動的藝術創作,新的形式常跟隨新的材料出現,鋼筋混凝土的出現提供了科比意嶄新的創作方向。

資料來源:http://www.nsc.gov.tw/_NewFiles/popular_science.asp?add_year=2005&popsc_aid=114
文章出處:《科學發展》2005年10月,394期
文章作者:石昭永 成功大學建築學系
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