2022 長榮大學竹構集會堂

《竹構工藝精神與工業化的探討》
長榮堂—長榮大學竹構集會堂
CJCU Hall – A Bamboo-Truss-Structure Assembly Hall

糖廍為設計發想的起點

長榮大學隸屬於台灣基督長老教會的教育機構，辦學理念受到信仰與教會的影響，格外重視大學對在地的社會責任。校址位於臺南市歸仁區，2018年長榮大學校長李泳龍來訪時，正想整頓校園入口空間，這片土地在約一兩百年前最重要的經濟活動是製糖，因此學校在構思能夠代表學校特色的建築時，便想到了糖廍（製糖的場所，廍讀音同「部」）。糖廍是早期的製糖場所，後來在日治時期陸續被新式糖廠取代。糖廍一般以竹木搭建，由環狀柱列定義出圓形空間，搭配圓錐體屋頂，是一種以製糖機能為考量而發展出來的空間形式。

與此同時，長榮大學攜手禾餘麥酒共同開發的「蒔醇」黑糖啤酒，2018年獲得英國一年一度盛事世界啤酒大獎The World Beer Awards(簡稱WBA)肯定，從50個國家，2300款啤酒的競賽中脫穎而出，獲得最高榮譽Style Winner，以及台灣區最佳的English Style Brown Ale獎項，獲得世界第一的榮耀。從糖廍計畫到黑糖啤酒的釀造，開啟不同以往新的產學經驗，向全世界傳遞臺灣在地產業美好豐富的風貌。

可能是懷著一個向傳統製糖產業致敬的心情，長榮大學找到我們——已經有多年竹建築設計經驗的大藏聯合建築師事務所。以此為初步的發想，我們開始設計了長榮竹構集會堂，完成後校方名之為「長榮堂」CJCU Hall。

▲ 舊式糖廍（赤糖）全景／典藏者：國立中央圖書館臺灣分館

校門入口第一棟建築

▲配置說明圖

長榮大學校門口一百公尺處便是臺鐵長榮大學火車站，行經此處的為臺南沙崙線是串聯臺南火車站與臺南高鐵站的支線。沙崙線於此段為高架軌道，站在高架的月台可鳥瞰校園。校園原有建築高度整齊、造型方正、外牆皆運用大量磚紅色，這樣的校園風景特色明顯，但是單調。我們規劃設計的長榮堂及周邊的機車停車棚，使用灰色調金屬屋頂，搭配樹冠層的綠意，構成比主要磚紅色建築群低矮的新建築群，位在最靠近火車站的第一排。新加入的金屬灰色與原校園的磚紅色一低一高、一前一後，低調沈穩卻更顯得耀眼。

進入長榮大學主要道路第一個視覺焦點是鐘塔，然後通往圓環，正對圓環的建築是學校的行政大樓。主要道路通過圓環後一路延伸，貫穿校園，可以說是學校的中軸線，校園內所有的配置都與此軸線正交。長榮堂所位在抵達此圓環以前的主要道路旁，緊鄰校門口警衛室，是步行進入校園會路過的第一棟建築。基地狹長、原本周邊的景觀凌亂。長榮堂在基地內自行定義出新的軸線，為了得到足夠的腹地，以重新規劃端景的景觀。利用圓形建築在外觀上沒有指向性的特質，在創造新軸線的同時，外觀與校園既有的建築配置也不會互相衝突，並且與主要幹道的圓環互相呼應。

長榮堂與鐘塔相互輝映，淺磚紅色的鐘塔造型雅致，拔尖的高度也可以說是長榮大學的地標了；而依傍其旁的長榮堂渾圓沈靜，還水平延展了一個下沈的戶外舞台。夜幕低沈時，鐘塔沈入暗黑天空，只在腳下為行人照亮路徑；而長榮堂簷下的照明、和太子樓的明亮彷彿是這一帶的燈塔，指引遊子返回校園。

具儀式感的校園核心空間

長榮堂是長榮大學第一棟建築，也是校園的核心空間，被寄與提供多功能活動，偏向精神性、或公共性的活動，它是一個集會空間，也可以三兩師生休憩、靜思的空間，在學校教堂還沒有興建之前，長榮堂也做為禮拜空間，甚至在其延伸空間可以做戶外禮拜。圓形的空間本身具有儀式感，穹頂上通風換氣的太子樓也是天光的入口，清晨、黃昏時天光自穹頂中心灑下，風吹動竹風鈴的噠噠聲，也搖曳著竹風鈴的十字架，希望學子在莊嚴殿堂中領納真理的洗滌。

為了使長榮堂室內的空間感儘可能的延伸至室外，二十四等分的牆面有二十三面是清玻璃門窗。室內外各有一舞台，在同一高程，以兩組玻璃門相通。這樣的設計是考量到舞台都有「後台」的需求，但在圓形且全是透明玻璃的建築內，後台勢必需要延伸至戶外。而當活動在戶外舞台的時候，「後台」則變成室內舞台。根據不同的活動需求，使用者都可以運用室內外舞台相扣的設計。

室內舞台的設計策略是強化儀式感，完全對稱的舞台、掛在竹桁架中間的十字架竹風鈴與地面的銅條分割，皆是為了在圓形空間內創造一個軸線，使圓形平面出現方向性，引導室內使用者的目光延軸線望向舞台，然後看向舞台背後的戶外景色──恰為戶外舞台區的土丘與大樹，如此使得視覺上層次豐富。

戶外舞台則與室內舞台的呈現對比的表現，儘量柔和自然，以融合既有校園和新的長榮堂建築，戶外舞台區以土丘與大樹的綠意環繞作為背襯，以舞台為核心。座位區僅有三排石座椅，是為了盡可能讓植栽的遮蔭遮蓋全部座椅區。舞台也是由建築屋簷下延伸而出，因為以台南熱帶氣候的曝曬程度，一但離開遮蔭，就不是舒適的活動空間，會讓人難以停留。座椅使用楓港石、地面使用清碎石、配置刻意避免太過完整或是對稱的幾何形狀，設計策略都是為了在沒有正式活動進行時，戶外舞台區像是自然景觀裡的休憩區，讓散步經過的人自然地靠近與休息。

作為焦點的竹桁架結構

走進長榮堂的視覺焦點，就是環繞圓心的二十四組半月形竹桁架。每組竹桁架以鋼構為接頭，以臺灣本地的孟宗竹、桂竹為骨幹。弧形的下弦在室內成為最主要的空間亮點，是結構的同時也充滿了藝術的表現力。環形柱列與近似圓錐體的屋頂，正是過去舊式糖廍的空間特質，如今在百年以後，以重新詮釋過的樣貌成為同一片土地上──長榮大學既創新又傳承的特色空間。

長榮堂最大跨距十八米，加上三米的出簷，屋頂的直徑是二十四米。竹桁架設計為半月形，約於桁架的三分之一處立於RC柱上，此處對於強度的需求最大，所以在這裡桁架下弦為三層竹子，離RC柱較遠的另一端則為兩層竹子，透過構造直接反映了桁架內部的力學行為。

一般人印象中的竹材是有彈性、易彎曲的特質，傳統建築常使用的莿竹是叢生竹，的確是有自然的彎曲度。然而臺灣目前易於大量採收的竹子桂竹、孟宗竹皆為散生竹，本身較直、長度較短，為了使竹子可以在臺灣潮濕炎熱的氣候下耐久，我們經過數年的探索，作為建材的竹材全部都經過高溫乾燥處理，以無毒方式控制其水分、及糖份。高溫處理過後的竹子強度提高、但彈性減低，在製作竹桁架的時候，竹構師傅需要一枝一枝的烤彎竹子、續接，然後放到模具上定型、再組成桁架，彎曲竹材也成為竹建築在現代化過程中的關鍵技術。

一比一的竹桁架結構試驗

▲ 試驗照片-第二次試驗，竹桁架負重至五噸時

使用竹子製作特殊造型的桁架，並且以此為結構支撐大跨距的屋頂，在臺灣是第一次的挑戰。柱心跨距直徑18公尺，屋面直徑24公尺，就連有三十幾年經驗的竹構老師傅第一次看到設計圖時，也反覆的說：「我真的從來沒有看過這樣做竹子的。」雖然有專業結構技師全程參與設計過程，業主也十分支持建築師大膽的嘗試，但為了使所有人（包括設計團隊）都更有信心，設計與施工團隊在業主的支持下，在工程發包前先製造了一組桁架，進行一比一的結構測試。

測試方式是由結構計算書找出屋頂可能承受的最大向下垂直力（包含最大的瞬間風壓與屋頂自重），算出在此情況下的每一組桁架平均所受的力，然後用沙包做為砝碼將載重加到桁架上。計算後得出每一桁架應負擔五噸重的載重。

第一次的試驗，在負重加載到四噸重的時候，用來承載沙包的臨時金屬構件變形，造成桁架歪斜，並且有竹子裂開的聲音。雖然並非桁架本身破壞，但團隊還是決定終止試驗。經過觀察，發現剛剛竹子裂開的聲音來自桁架斜撐短桿的尾端。設計與施工團隊討論後，決定將斜撐短桿與上弦的竹子全部抽換，並且在短桿的尾端保留竹節，以增加強度。第二次的載種試驗十分順利，桁架承受至五噸的沙包後，靜置半個小時，並沒有任何的破壞或是持續變形，一比一試驗就此圓滿落幕。

預製的桁架與屋面板，吊組裝工程的挑戰

一共二十四架長度十二米的竹桁架、二十四組的屋面板皆是在工廠內預製，然後運送到現場吊裝。所謂的屋面板是輕鋼構骨架，內部固定有天花板，中間夾著隔熱材料，上面固定有彎曲後的防水夾板。防水夾板的彎曲弧度是為了讓吊裝完成後屋頂面形成圓錐體。因為預製的時候已經將脆弱的木絲水泥板天花都組裝好，在運送的時候需要非常小心，避免預製好的屋面板碰撞破壞。

現場吊裝流程如下：工地現場先在圓心架起重型支撐架，將建築中心的太子樓鋼構架至預定高度，然後吊掛竹桁架與屋面板。在所有的預製板塊都固定就位後，將重型支撐架卸下，竹桁架屋頂的工程正式完成。

重型架拆除的當天，現場所有的工作人員都聚集在RC柱樑下，七嘴八舌的討論：「竹子到底會不會斷裂」、「等一下會不會聽到爆竹的聲音」。事實證明，已經經過一比一試驗的竹桁架是可靠的，拆除重型架的過程中並沒有竹子裂開的聲音。

▲施工過程照片

總結：竹構工藝精神與工業化的探討

從雲林農博（2013年完工，2015年臺灣建築獎首獎）到長榮堂（2022年完工），讓竹構築從野地實驗進入大學殿堂。竹產業現代化何去何從？

有人期待竹建築像藝術品一樣美麗，說為何不能像峇里島的Green School那樣奔放絢麗、又有精緻的工藝質感？說為何不能像藝術大師的竹裝置藝術那樣空靈有意境？君不知峇里島沒有颱風，工藝傳承沒有斷層、工資又低？而曇花一現的裝置藝術，無須負荷人們的使用需求、穿越長時間的氣候考驗～～

有人期待竹建築像工業化材料製品一樣有效率，問為何不能大規模、大尺度的建造？為何不能像鋼材、木材那樣隨設計想要的形狀就可以製作出來？又有諸多設計上的限制（形狀不一，接頭設計要因應；竹子不能淋雨，要有深出簷保護），真麻煩！

有人期待竹建築像鐵皮屋一樣便宜，會打電話、或發信來說可否幫我在我家後院、農地上蓋個小竹屋或竹棚？只好說目前沒有既製品，手工打造很貴的喔⋯⋯

有人認為竹建築是鄉土的代表，認為竹建築應該優先在客家村、原民部落發展，以建立地方風格。殊不知他們早想要擺脫竹建築的貧窮意象，對於竹子的耐候性也不信任，如果必須配合觀光發展、迎合都市人的眼光，那就在鋼構、或輕鋼構的外表加上竹子的裝修，好一點的還有點文青氣氛，次之的就像土雞城的廉價鄉土語彙。

我們並不是想要用竹子取代主流的建材，或適用各種類型的建築，只是希望這麼多、又生生不息的資源能夠被這個土地上的人們所運用（成為資產，不要是負債），讓竹建築不要在現代建築中缺席。希望人們對竹子不陌生，接納它在生活場域出現；希望專業者對竹子不排斥，學習運用它在適當的所在。

在長榮堂的設計，一方面仍希望竹構能夠傳達手作的工藝精神，不同於R.C.的厚重，也用曲線表達竹構不同於木構的特質，事實上因為產業的斷層，這樣大型的竹桁架仍是用人工彎竹等加工方式，在製作過程透過手作不斷校正視覺感受。另一方面，採用桁架這樣通用的結構系統、以絕對對稱的圓形定義規則，希望是竹建築可以推廣的，並透過一比一的竹桁架結構試驗得以更有效率驗證設計，想來找到規則和提升效率也是工業化必經的過程。

竹子要走進現代建築，不是鄉土建築的附庸；竹子做為建材，長遠目標要工業化，曾經輝煌、但已式微的竹產業還待產官學界共同努力才能重新建立。我們知道量化才能建立起產業，更規則化的集成材可能是工業化必然的出路；然目前的現實條件是，竹集成材比木集成材還貴很多，若要從工資便宜的東南亞或中國移回竹產業，還要比進口的貴更多，幾乎打不開市場。十年來的摸索，原竹桀驁不馴的個性恰也讓設計者磨練一下，讓設計者有邊界感、接地氣，來日運用起竹集成材方能恰如其分，扎實的工藝文化才是產業發展的靈魂。

長榮堂-圖說.PDF