香港中國銀行大廈
基地很小、樓要很高、颱風很強。
他們把整棟樓變成一根巨大的桁架,
用掉的鋼,只有同高度傳統做法的一半左右。

增加得比高度更快
造型與樓地板同時受惠
| 操作層級 | 超高層 / 結構造型(本案的造型即為結構系統本身,兩者無法分開討論) |
| 合作關係 | 建築設計 貝聿銘;結構設計 Leslie E. Robertson。 本案是建築與結構深度整合的代表作——形式的每一次轉折都對應一次結構的傳力 |
| 基地條件 | 香港中環,基地面積不大、形狀不規則,且周邊被高架道路環繞; 而樓層需求極高。「小基地、超高層」是本案的先天矛盾 |
| 氣候條件 | 香港位於颱風路徑上,設計風壓遠高於一般溫帶城市; 同時須考慮地震。對超高層而言,風而非重力,往往才是決定結構的主因 |
| 結構系統 | 空間桁架(space truss):塔身由四個三角形稜柱組成, 各稜柱於不同高度依序收頭;巨型斜撐將樓層載重與風力 逐層傳遞並集中至四個角柱,再導入基礎 |
| 效率 | 因載重路徑極短且明確,單位樓地板的用鋼量顯著低於同高度的傳統框架系統 (常見引述約為其半數級);同時室內幾乎不需要內柱,樓地板的使用彈性大幅提高 |
| 爭議 | 造型的尖角與斜線在香港引發風水上的爭論, 認為其形似刀刃且指向鄰近建築;基地層與周邊高架道路的都市關係亦受批評—— 這些必須誠實寫出 |
建築計畫的意義:計畫是尋找課題,設計是解決問題。香港中銀大廈之所以是所有 「超高層 · 結構造型 · 耐風耐震」考題的母題, 在於它把一個困難的條件組合——小基地、超高層、強颱風—— 變成了造型的來源。那些著名的斜線與尖角, 每一條都是載重的路徑,沒有一條是畫上去的。
超高層建築有一個違反直覺的事實:決定結構的往往是風,重力反而其次。 建築愈高,風的側向力增加得比自重更快; 而抵抗側向力所需的鋼材,會隨高度非線性地暴增。 因此超高層的核心課題只有一個:如何用最少的材料抵抗最大的側向力。 本案的答案是——別用「一層一層的框架」去抵抗, 把整棟樓當成「一根巨大的桁架」。
特別提醒:本案的風水爭議是一個很好的教學材料,但要處理得準確。 它的重點落在一個更普遍的專業問題上: 當一個建築引發社會或文化上的疑慮時,建築師該如何回應? 在台灣,同樣的情境包括反光影響鄰房、量體造成壓迫感、 尖角與陰影對鄰地的心理影響、以及風切效應—— 其中有些可以量測(風切、日照、反光),有些不能(觀感)。 能分辨哪些屬於技術問題、哪些屬於溝通問題,是專業判斷的一部分。
本案在系列中的位置:幾何回到結構P O S I T I O N I N G
- 第 01 案路思義教堂的幾何來自結構(薄殼),本案又回到了同一個出處—— 但尺度從一座教堂放大到一棟三百公尺的塔樓。 兩案的邏輯完全一致:讓形狀去承擔力,別讓結構去支撐形狀。
- 差別在於協作的方式:路思義的薄殼是幾何本身即結構; 本案則是建築師與結構工程師深度整合的成果—— 塔身的每一次轉折,都對應一次結構上的傳力決策。
- 與第 06 案的對照極為有趣:兩案都涉及與專業顧問的協作。 交響樂中心的建築師是「讓步者」(核心讓給聲學); 本案的建築師則是「整合者」(造型與結構合而為一)。 同樣是跨專業合作,結果可以是分離的,也可以是融合的—— 關鍵在於兩種專業的目標能否被統一。
- 往後:第 08 案美秀美術館與第 10 案伊斯蘭藝術博物館, 幾何再度轉向地形與文化原型。 本案是貝聿銘作品中「純粹工程理性」表現得最徹底的一件。
三個條件同時成立時,一般的框架系統會遇到瓶頸。
- 基地小→ 塔樓的平面尺寸受限 → 高寬比(細長比)變大 → 抵抗側向力的能力先天不足。
- 香港位於颱風路徑上,設計風壓遠高於一般溫帶城市; 對超高層而言,風往往比地震與重力更能決定結構。
- 若沿用傳統作法(密集柱樑 + 核心筒), 用鋼量會隨高度非線性暴增,且室內柱位密集、樓地板效率低。
- 核心觀念:當條件的組合使常規解法失效時, 就必須改變結構的「層級」—— 不再以「樓層」為單位抵抗,而以「整棟建築」為單位抵抗。
- 整棟即桁架:採空間桁架系統, 以巨型斜撐將塔身轉化為一根立體的桁架。
- 斜撐受軸力:斜撐只承受拉力與壓力, 這是材料效率最高的受力方式(相對於樑柱的彎矩)。
- 載重集中:所有樓層載重與風力 經由斜撐傳遞、集中至四個角柱,再導入基礎—— 路徑最短、構件最少。
- 三角形穩定:塔身由三角形稜柱組成, 三角形是唯一不需接點剛度即穩定的幾何。
結構效率提高,用鋼量顯著下降、室內幾乎無柱、 造型同時成立——一個決策,三個收穫。
超高層的載重有一個基本特性:愈往上,需要支撐的樓層愈少,所需的結構也愈少。
- 傳統作法是維持相同的外形,只減小構件斷面—— 結果是造型與結構的真實狀態脫節。
- 本案的作法相反:讓造型跟著載重遞減—— 四個三角形稜柱在不同高度依序收頭, 量體因此逐段變細。
- 這帶來三個效果:①結構誠實(外形反映真實的受力); ②減少高處的迎風面(風力隨高度增加,收分正好抵銷); ③造型獨特且可被解釋。
- 核心觀念:造型的每一次變化,都應該對應一次結構或環境的變化。
- 依序收頭:四個三角形稜柱於不同高度分別結束, 使塔身呈現階段性的收分。
- 斜線即斜撐:立面上的巨大斜線就是結構的斜撐, 沒有一條是裝飾線條——這是本案造型最重要的一點。
- 減少迎風面:上部量體縮小,降低高處的風力與傾覆力矩。
- 頂部處理:最後收成單一稜柱並以斜面收頭。
從遠處看,這棟樓的形狀就說明了它怎麼站著。 結構的誠實,本身就是最強的造型。
結構效率的提升,不只是省鋼材而已。
- 傳統超高層需要密集的內柱或厚重的核心筒外牆來抵抗側力, 這會切割樓地板、限制辦公空間的配置彈性。
- 本案把側向力全部交給外圍的桁架系統, 內部因此幾乎不需要結構柱。
- 結果是大跨、無柱、可自由分割的樓地板—— 對辦公建築而言,這是最直接的價值。
- 核心觀念:好的結構決策會產生「空間紅利」—— 寫超高層題目時,務必說明結構系統帶來的樓地板效益, 而不只是說它很省鋼。
- 無柱樓地板:側向力由外圍桁架承擔, 室內獲得大跨且可自由分隔的空間。
- 核心筒集中:垂直動線與機電集中配置, 進一步釋放可用面積。
- 斜撐的界面:斜撐落在外牆面上, 部分樓層會有斜向構件穿過室內邊緣—— 這是必須誠實面對的空間代價,需在平面上妥善安排。
- 高效率的電梯分區:超高層須採分區電梯與空中大廳 以控制電梯井所佔的面積。
省下來的不只是鋼,還有可以出租、可以自由使用的樓地板。 結構的效率,最終會變成空間的自由。
本案的尖角與斜線在香港引發風水上的爭論, 認為其形似刀刃並指向鄰近的建築。
- 如何理解這件事,決定了你的專業成熟度。 重點落在另一件事上: 建築確實會對鄰人產生心理與文化上的影響,而這是真實存在的。
- 更重要的是分類:有些疑慮可以被量測 (風切效應、日照遮蔽、反光眩光、視線壓迫); 有些不能(觀感、象徵、文化聯想)。
- 可量測的,用技術回應;不可量測的,用溝通回應。 把兩者混為一談——無論是用技術數據去否定文化感受, 還是用文化理由去迴避技術檢討——都是專業上的失誤。
- 可量測的部分(今日必做): 風洞試驗或 CFD 分析(塔樓造成的地面風切與行人舒適度)、 日照與陰影分析(對鄰地的遮蔽時數)、 反光與眩光分析(玻璃帷幕對鄰房與道路的影響)。
- 不可量測的部分:透過說明會、模型展示、視覺模擬 使鄰人理解實際的影響範圍; 必要時調整局部造型、材質反射率或量體邊緣的處理。
- 制度上:在台灣,這些屬於都市設計審議與環境影響評估 的實質內容,應於規劃初期即納入。
建築不只影響使用者,也影響鄰人。能分辨哪些疑慮該用數據回答、哪些該用溝通回答, 是專業判斷的一部分。
超高層最常被忽略、卻最影響城市生活的部分,是它與地面的關係。
- 本案基地被高架道路環繞,且高差複雜; 塔樓在天際線上極為出色,但在人行的高度上與周邊的連結受到批評。
- 這是超高層的通病:設計的注意力集中在造型與結構, 而基座層往往只剩下車道、警衛與後勤入口—— 結果是把街道變成一個沒有人願意停留的地方。
- 核心觀念:一棟三百公尺的塔樓, 使用者實際接觸最多的其實是最下面的十公尺。
- 本案的作法:於基座設置庭園與水景, 以綠化與水緩衝高架道路的環境衝擊。
- 今日應有的作法: ①人行連通(與周邊的天橋、地下道、捷運站直接串接); ②基座的活動性(沿街店鋪、開放空間、可停留的座位與遮蔽); ③後勤動線與人行分離(卸貨與車道不佔用主要街面); ④風環境(塔樓造成的地面風切須以裙樓、雨庇或植栽緩和)。
反面願景:天際線是給遠方看的, 基座層才是每天有人走過的地方。超高層題目若只畫塔樓而不處理地面,等於只答了一半。
四步驟的寫法提醒:超高層題目,課題欄的第一項應該是「側向力」 (風與地震),機能排在後面。 對策欄則要明確寫出結構系統的選擇與其理由: 「本案採 ○○ 系統(束筒/外框筒/斜撐桁架/巨型結構/核心筒+伸臂桁架), 因基地之高寬比為 △,且設計風壓為 □。」 再加上兩段最常被漏掉的:①結構帶來的空間紅利;②基座層的都市關係。
平立面造型F O R M
本案的立面上沒有一條線是裝飾。 每一道斜線都是斜撐、每一次收分都對應載重的遞減、 每一個三角形都是為了穩定。 這是「結構理性主義」在超高層尺度上最徹底的一次實踐。
- 幾何:塔身由四個三角形稜柱組成。三角形的選擇有兩個理由: ①幾何上唯一不需接點剛度即穩定; ②稜柱可依序收頭,形成階段性的量體變化。
- 收分的邏輯:愈往上載重愈小 → 需要的結構愈少 → 量體愈細。 造型跟著力走,力不必配合造型。
- 斜線的韻律:巨型斜撐在立面上形成大尺度的三角形網格, 單元重複而尺度巨大;由遠處即可辨識,成為香港天際線最易記憶的輪廓之一。
- 天際線的角色:超高層的「立面」其實是天際線的輪廓—— 人們在遠處看到的是剪影,細部根本看不到。 因此超高層的造型決策,應該優先處理輪廓,表面排在後面。
- 反光的問題:玻璃帷幕的反射對鄰房與道路可能造成眩光; 大面積的斜向玻璃面尤其需要檢討反射角度。
- 造型的代價:斜撐落在外牆上,部分樓層的室內邊緣會有斜向構件穿過; 非矩形的樓層平面也使家具配置與分區租賃較為困難。
空間機能P R O G R A M
超高層的機能計畫,本質上是一場「面積的戰爭」。 電梯井、樓梯、機電豎管、結構柱——這些必要但不能出租的面積, 在高樓中會吃掉驚人的比例。 結構效率的價值,最終要用「可用樓地板的比率」來衡量。
- 疊合共用(本案最強的一手):外圍的桁架系統同時是 抗風結構、抗震結構、承重系統、立面的造型、 室內無柱的原因,以及天際線的識別—— 一組結構承擔六種角色。 這正是「結構即造型」最實際的價值:一份材料,六份收益。
- 樓地板效率:側向力交給外圍桁架 → 室內幾乎無柱 → 可自由分割、可彈性租賃。 寫超高層題目時,請具體交代「可用面積比(淨/毛)」的概念, 這是業主最在意的指標。
- 垂直動線:超高層必須採分區電梯 (低區/中區/高區),並可設空中大廳(sky lobby)轉乘—— 否則電梯井會在低樓層佔掉過多面積。 這是超高層計畫的基本功,考場上務必畫出電梯分區圖。
- 防災(硬性要求):避難層與防火區劃、雙向逃生梯、 加壓排煙、消防電梯、以及超高層特有的「分段避難」概念; 並須考慮強風下的煙囪效應對排煙的影響。
- 設備:高層必須設機械層分段供應水、空調與電力; 給水需分區加壓。這些機械層的位置會影響立面與結構的分段。
- 反面(必寫):斜撐落在外牆使部分樓層邊緣有斜向構件; 非矩形平面使家具配置與分區租賃較困難; 基座層與周邊的人行連結不足; 玻璃帷幕的清洗與反光需長期管理。
外圍桁架的六重角色
2 抗震結構
3 承重系統
4 立面的造型
5 室內無柱的原因
6 天際線的識別
這是「結構即造型」最實際的價值: 它把同一筆錢用到六個地方,與美學主張無關。
考場上請把這六項列出來—— 比說「造型呼應結構」有力得多。
計畫思考P L A N N I N G
中銀大廈可以濃縮成三個可搬用的動作, 任何「超高層 / 大跨結構 / 結構造型 / 耐風耐震」考題都能直接套:
- 桁(whole-building truss)——改變抵抗的層級。 當常規的「逐層框架」失效時,把整棟建築當成一個結構單元: 外框筒、束筒、斜撐桁架、巨型結構、核心筒+伸臂桁架。 寫的時候要說明:「因基地之高寬比為 ○、設計風壓為 △, 故採 □□ 系統,使側向力由外圍承擔。」
- 集(shortest load path)——讓力走最短的路。 用斜撐(只受軸力)取代樑柱(受彎矩),並把載重集中到少數幾個大構件。 在剖面或立面上畫出「力從頂端到基礎」的完整路徑—— 這張圖是結構造型題目的核心。
- 收(form follows load)——讓造型跟著載重變化。 載重遞減 → 量體收分 → 迎風面減少 → 風力再降低。 造型的每一次變化,都應該對應一次結構或環境的變化—— 能解釋每一個轉折,造型就不會被質疑。
第四個動作是地(ground the tower): 一棟三百公尺的塔樓,使用者實際接觸最多的是最下面的十公尺。 請具體交代:人行連通(天橋/地下道/捷運)、基座層的活動性(店鋪、開放空間、 遮蔽與座位)、後勤與人行動線的分離、以及塔樓造成的地面風切之緩和。 只畫塔樓而不處理地面,超高層題目就只答了一半。
放進系列裡看:兩次「結構即造型」C R O S S R E A D I N G
| 路思義教堂(1963) | 香港中銀大廈(1990) | |
|---|---|---|
| 主要的力 | 自重與地震(薄殼的面內力) | 風(側向力) |
| 結構系統 | 雙曲面薄殼(面承力) | 空間桁架(線承力) |
| 造型的來源 | 兩者相同:讓形狀去承擔力,別讓結構去支撐形狀。 | |
| 施工的考量 | 直紋曲面 → 直木條模板 | 大構件的預製與吊裝 |
| 空間紅利 | 無柱的大跨教堂 | 無內柱的辦公樓地板 |
| 未解的代價 | 聲聚焦、防水維護 | 斜撐穿越室內邊緣、基座層的都市關係 |
兩案並讀的價值:相隔二十七年、尺度相差十倍以上, 但方法完全一致——先找出主導的力,再讓形狀去承擔它。 考場上遇到任何結構表現的題目,第一句話都應該是: 「本案的主導力是 ○○(重力/側向風力/地震/跨距), 故採 △△ 系統,其形式即結構之直接表現。」 能寫出「主導力」三個字的考生,立刻與只會畫造型的人分開。
基地內 / 基地外的層級對應L E V E L S
- 區域級:香港位於颱風路徑上,且屬地震需納入考量的地區。 這一層直接決定了結構系統的選擇—— 考場上寫台灣的高層建築,「颱風與地震」同樣必須出現在課題欄的第一項, 別只寫在基地概述裡。
- 都市級:中環的天際線。超高層的「立面」在都市尺度上其實是剪影—— 因此輪廓的決策比表面的材質更重要。 同時須檢討對鄰近建築的日照遮蔽、反光與視線影響。
- 街廓級:基地被高架道路環繞、高差複雜。 本案在天際線上極為成功,但在人行層的連結上受到批評—— 這正是超高層最常見的失分處。
- 人體級:塔樓底部的風切、高架道路的噪音與陰影、 基座庭園與水景所提供的緩衝—— 行人對這棟建築的實際體驗,發生在最下面的十公尺。
環境條件與串聯系統E N V I R O N M E N T
- 風(本案的第一環境條件):超高層的風有三個層次的問題: ①結構安全(風壓與傾覆); ②使用舒適(頂部的搖晃加速度會使人不適,必要時須設阻尼器); ③地面風切(塔樓將高空的強風導引至地面, 造成行人區的強陣風)。 三者必須分別處理,且第②③項最常被考生忽略。
- 風洞試驗 / CFD:超高層必須進行風洞試驗或數值模擬, 驗證結構風壓、頂部加速度與地面行人風環境。 在台灣,行人風環境亦為都市設計審議的常見要求。
- 地震:台灣與香港皆須考慮地震。 值得注意的是:抗風與抗震對結構的要求不完全相同 (風是長時間的持續作用,地震是短時間的往復作用), 設計須同時滿足兩者的控制條件。
- 日照與反光:塔樓對鄰地的遮蔽時數; 玻璃帷幕的反射對鄰房與道路的眩光—— 斜向的玻璃面尤其需要檢討反射角度。
- 設備與能耗:高層須設機械層分段供應; 給水分區加壓;電梯的能耗與運轉效率亦是重點。
- 串聯:垂直串聯(分區電梯與空中大廳); 水平串聯(基座與周邊的人行天橋、地下道、大眾運輸); 後者是本案相對薄弱、也是台灣考題最看重的一環。
超高層的結構系統是一部關於「如何抵抗側向力」的演化史。 三案並排,可以看出這條線的邏輯:從內部抵抗,走到外圍抵抗,再走到整體抵抗。
A. 原型與平行案
| 延伸案例 | 面對的課題 | 採取的對策 | 與本案的對照 |
|---|---|---|---|
| 外框筒與束筒系統類型 · 1960–70 年代的突破 | 當建築超過一定高度後,核心筒與內部框架已不足以抵抗風力, 且會使樓地板效率大幅下降。 | 外框筒(framed tube):把密集的柱與深樑放到建築的最外圈, 使整棟建築像一根空心的管子; 束筒(bundled tube):再把數根管子綁在一起, 並可在不同高度依序中止,形成收分的量體。 | 本案在系統上的直接前輩。束筒「依序收頭」的邏輯與本案完全一致—— 都是讓量體隨載重遞減而縮小。 差別在構件:束筒用密集柱形成筒,本案用巨型斜撐形成桁架; 斜撐只受軸力,材料效率更高,且立面開口更自由。 |
| 斜撐桁架與巨型結構類型 · 當代超高層的主流之一 | 在極高的建築中,如何以最少的材料同時解決抗風、抗震與承重。 | 以大尺度的斜撐在外圍形成三角形網格(diagrid)或巨型桁架, 把力集中到少數幾個巨型構件; 或以核心筒+伸臂桁架(outrigger)連接核心與外柱, 大幅提升抗傾覆能力。 | 本案是這條路線的重要實例。 對考場而言,重點是要能說出「為什麼選這個系統」: 高寬比大、風壓高、要求無內柱 → 外圍斜撐桁架; 平面較大、需要彈性 → 核心筒+伸臂桁架。 能把系統與條件對應起來,就是專業。 |
| 貝聿銘 · 路思義教堂1963,台中 | 在多震、缺鋼的條件下建造無柱的大跨空間。 | 以四片雙曲面薄殼同時承擔結構、圍蔽與造型; 幾何的選擇直接決定了模板方式與施工可行性。 | 同一位建築師、同一種思考、相隔二十七年。 兩案都讓「形狀去承擔力」:薄殼靠面、桁架靠線。 兩案並讀能建立一個非常有力的觀念: 結構造型是一種一貫的設計方法,與風格無關—— 先找出主導的力,再讓形式去回應它。 |
並排的用法:超高層題目開頭先寫兩句: 「本案高寬比約 ○、位於 △ 級風區並須考慮地震,主導力為側向風力; 故採 □□ 系統,使側向力由外圍承擔,室內獲得無柱樓地板。」 再補一句代價:「其代價為 ×× ,本案以 ○○ 補救。」 三句話就把結構決策完整交代。
B. 當代呼應案
| 延伸案例 | 面對的課題 | 採取的對策 | 與本案的對照 |
|---|---|---|---|
| 當代超高層的減風造型類型 · 1990 年代後的發展 | 當建築更高時,風致振動(渦漩脫落)會使塔樓產生橫風向的搖晃, 造成使用者不適甚至結構問題。 | 以造型本身削弱渦漩:量體逐層旋轉、收分、開孔、 角部處理(切角或圓角)、或設置排風層; 再輔以調諧質量阻尼器(TMD)控制頂部加速度。 | 本案的收分是「順應載重遞減」,當代的收分則進一步「主動干擾風」。 兩者的共同邏輯是:造型可以是結構與環境的工具,而不只是外觀。 考場上若做超高層,能提到「造型如何降低風致振動」與「阻尼器」, 就進入了當代的專業語彙。 |
| 台灣的高層建築耐風與耐震的雙重條件 | 台灣同時位於颱風路徑與環太平洋地震帶, 高層建築須同時滿足耐風與耐震——這是相對嚴苛的組合。 | 常見作法為核心筒+外圍構架、斜撐或伸臂桁架、 以及阻尼器(如調諧質量阻尼器); 並依規範進行風洞試驗與耐震性能設計。 | 本案給台灣的四個提醒: 其一,抗風與抗震的控制條件不同,設計須同時檢核, 並說明何者為控制案例; 其二,行人風環境已是都市設計審議的常見要求,須以模擬驗證; 其三,基座層的人行連通(與捷運、天橋、周邊街廓) 在台灣的都審中權重很高; 其四,玻璃帷幕的反光與地震時的帷幕變位須一併檢討。 |
| 建築對鄰人的影響技術與溝通的分界 | 建築必然會影響鄰人;其中有些影響可以量測,有些不能。 | 可量測者以分析回應:日照遮蔽時數、反光與眩光、 風切與行人舒適、視線與壓迫感的模擬; 不可量測者以溝通回應:說明會、模型與視覺模擬、 局部造型或材質的調整。 | 本案的風水爭議,本質上就是這個問題。 專業的作法是把兩者分開處理:文化感受不否定,技術檢討不迴避。 在台灣,這對應到都市設計審議與環境影響評估中的實質項目—— 能在計畫書中主動列出「對鄰地的影響評估與因應」, 會被視為成熟的專業表現。 |
系列軸線上的位置T I M E L I N E
1963 路思義教堂(幾何來自結構:薄殼)→ 1978 國家美術館東廂(幾何來自基地)→
1979 甘迺迪圖書館(幾何承擔意義)→ 1982 香山飯店(幾何遇上文化認同)→
1989 羅浮宮金字塔(幾何來自機能)→ 1989 達拉斯交響樂中心(幾何讓位給聲學)→
1990 香港中銀大廈(幾何回到結構:形式即力的路徑,尺度放大到 300 公尺)→
1997 美秀美術館(幾何埋入地形)→ 2006 蘇州博物館(幾何轉譯園林)→
2008 伊斯蘭藝術博物館(幾何來自文化原型)。
本案是貝聿銘作品中工程理性表現得最徹底的一件——也是他與結構工程師合作最緊密的一次。
適用題型
超高層與高層建築 · 辦公大樓 · 車站與轉運站的高層開發 ·
大跨結構(體育館 · 展場 · 航站)· 結構造型與構法表現 ·
耐風與耐震設計 · 都市天際線與量體管制
牌一:桁(whole-building truss)——先說出「主導力」
超高層題目的第一句話應該是: 「本案高寬比約 ○,位於 △ 級風區並須考慮地震,主導力為側向風力(或地震力)。」 然後選定系統並說明理由:外框筒、束筒、斜撐桁架(diagrid)、 核心筒+伸臂桁架、巨型結構。 「主導力」三個字寫出來,你就與只會畫造型的人分開了。 大跨建築同理——先問是彎矩、軸力還是拉力主導。
牌二:集(shortest load path)——畫出力的完整路徑
在立面或剖面上畫出力從頂端走到基礎的完整路徑, 並標明哪些構件受拉、哪些受壓、力在哪裡轉折、最後集中到哪幾根柱。 用斜撐(只受軸力)取代樑柱(受彎矩),是提高材料效率最直接的方法。 這張圖是結構造型題目的核心——它同時證明了你的造型有依據。
牌三:收(form follows load)——每個轉折都要能被解釋
載重遞減 → 量體收分 → 迎風面減少 → 風力再降低。 請確保造型的每一次變化,都對應一次結構或環境的變化: 收分對應載重、開孔對應風壓、切角對應渦漩、退縮對應日照。 當你能解釋每一個轉折,造型就不會被質疑「為什麼這樣」。 當代更進一步:用造型主動干擾風致振動,並輔以阻尼器控制頂部加速度。
牌四:地(ground the tower)+ 代價的揭露
一棟三百公尺的塔樓,行人接觸的只有最下面的十公尺。 請具體交代:①與周邊的人行連通(天橋/地下道/捷運/街廓); ②基座層的活動性(沿街店鋪、開放空間、遮蔽與座位); ③後勤與車道不佔用主要街面;④地面風切的緩和(裙樓、雨庇、植栽)。 再加上代價的揭露:斜撐穿越室內邊緣、非矩形平面的租賃彈性、 分區電梯所佔的面積、避難層與加壓排煙、機械層的位置、 玻璃帷幕的反光與清洗,以及對鄰地的日照與視線影響。 只畫塔樓不處理地面,超高層題目就只答了一半。
A. 三張必畫圖
力的路徑圖
標準層與電梯分區圖
人行連通與風環境圖
B. 空間定性定量檢核表(超高層版,逐項自我檢查)
| 分區 | 空間名稱 | 數量/空間量 | 對應課題 | 對應設計準則 |
|---|---|---|---|---|
| 結構 | 外圍空間桁架 | 四個三角稜柱;依序收頭 | 側向風力、小基地 | 斜撐受軸力;力集中至四角柱;造型隨載重收分 |
| 樓地板 | 標準層 | 室內幾乎無柱 | 可用面積比 | 彈性分割與租賃;斜撐穿越邊緣之處理 |
| 垂直 | 電梯、樓梯、豎管 | 分區電梯;必要時設空中大廳 | 電梯井佔面積 | 低/中/高區分區;避難層;消防電梯 |
| 設備 | 機械層 | 分段設置 | 供水與空調分區 | 機械層位置影響立面與結構分段;給水分區加壓 |
| 防災 | 避難與排煙 | 依樓層數設避難層 | 超高層疏散 | 雙向逃生、加壓排煙、防火區劃、分段避難 |
| 環境 | 風、日照、反光 | 風洞試驗/CFD | 三層次的風 | 結構風壓/頂部加速度(阻尼器)/地面風切;日照遮蔽與眩光分析 |
| 基座 | 人行層與都市界面 | 沿街開口與連通點 | 都市關係 | 人行連通、沿街活動、後勤分離、風切緩和 |
C. 關鍵字銀行可直接寫進申論與圖說
造型|結構即造型、形隨載重(form follows load)、依序收頭、 斜線即斜撐(非裝飾)、天際線的剪影、大尺度的立面韻律
環境與風|主導力、設計風壓、高寬比(細長比)、 風的三層次(結構風壓/頂部加速度/地面風切)、 風洞試驗與 CFD、渦漩脫落與風致振動、調諧質量阻尼器 TMD、 造型的減風處理(收分 · 開孔 · 切角)
機能與效率|可用面積比、無柱樓地板、分區電梯與空中大廳、 機械層、給水分區加壓、避難層與分段避難、加壓排煙、消防電梯
都市與社會|基座層的都市關係、人行連通、沿街活動性、後勤分離、 日照遮蔽與反光眩光分析、可量測者以技術回應、不可量測者以溝通回應、 都市設計審議與環境影響評估
一句話記住這個案例
超高層真正的對手是風,不是重力。
不要一層一層地抵抗它,
把整棟樓變成一根桁架,讓力走最短的路。
下一案的接點N E X T
第 08 案美秀美術館: 本案把建築做到三百公尺高,下一案則相反——要把建築藏到幾乎看不見。 因為位於自然公園範圍內,法規要求絕大部分的量體必須埋入山中; 而抵達它的方式,是一條穿過山的隧道與一座吊橋。 請帶著本案的兩個問題進入下一案——「當法規要求你消失時,建築還剩下什麼」與 「一段路可不可以本身就是作品」。
資料來源與延伸閱讀|Bank of China Tower 公開資料(動工與啟用年、高度、結構系統、 結構設計者);貝聿銘相關作品集與訪談;Leslie E. Robertson 關於本案結構設計之敘述; 超高層結構系統(外框筒、束筒、斜撐桁架、伸臂桁架)之一般工程文獻; 風工程與行人風環境之相關規範與研究。
圖說註記|照片取自 Wikimedia Commons 之自由授權作品,均可商業使用;攝影者與授權已標示於每張照片下方,僅依原圖等比例縮放、未作其他修改。圖解則為教學用概念示意圖,非結構分析圖亦非測繪成果; 高度、稜柱數量與斜撐位置之標註僅供原理理解,實際結構配置與數值請以原始工程圖說為準; 用鋼量之比較為公開文獻常見引述,僅供概念參考。 關於本案之社會與文化爭議,本文側重可供學習的專業處理方式,非對特定信仰或觀點之評價。 台灣高層建築一節為類型與法規條件之討論,非指涉特定個案。
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