2023 大湳森林公園竹構藝術-弦竹亭

背景說明

本案坐落於大湳森林公園內，公園佔地面積約16.6公頃，全區以教育、環境、娛樂為規劃設計，設置森林小徑、蝴蝶觀察區、中央水池、休憩草原、森林學堂、滯洪池…等，打造桃園八德的文化綠洲、都會型森林公園。

大湳森林公園的前身是保一總隊大湳營區，從2017年開始打造成為生態環境豐富的都會公園，市府保留了營區內原有的3千多棵樹木，進一步復育自然物種；規劃25棟館舍、3個滯洪池，園區內設置八塊厝民俗藝術村、桃園惜食基地、多功能社區服務中心...等多元館舍，未來會引入更多生態藝術節慶的活動，讓旅人享受綠意的大自然生活。

為提供市民更佳的遊憩及使用體驗，桃園市政府工務局希望利用既有營區司令台構造為基礎，以在地自然建材創造一處供人停留、休憩、觀景的多功能空間。

設計說明

由於弦竹亭位於整個園區核心，面對中央水池，且為區內主要幹道及步道的交會處，地理位置相當重要。設計的出發點有三個面向。首先是環境的呼應，希望設計中最大程度回應其優美的水景及山景，提供市民觀景休憩的場所。其次是自然元素的啟發，建築師在首次踏勘基地，發現地上有需多松果，其如鱗片狀的球形造型別具特色，希望設計中能以此造型為靈感，體現其與基地的連結。弦竹亭的材料，選擇最小碳足跡、最輕巧的桃園復興桂竹做為主要建材，推廣永續建材的理念。

關於造型

為了飽覽最大程度的水景視野，西側為18公尺跨度大面開放、無落柱的造型，呼應西側中央水池之優美的湖景及山景，產生180度環景的觀覽體驗。曲面的竹構穹頂恰如上弦月，在大湳的天際線劃下一道美麗的弧線，翩然於森林中；為了使外觀上更加輕盈，將主梁鋼構自屋簷退縮1.5公尺，僅最上層兩層桂竹懸挑出去，再加上鋼板的屋簷收邊，整體外觀簡潔明瞭。東面則採用大面竹構薄殼結構落地，整體較為圍閉、穩定，搭配塊石座椅及木作平台，提供人們安定舒適的休憩空間，中間開兩處洞口，作為弦竹亭主要出入動線。放大到公園尺度，若站在湖對面小坡上望向弦竹亭，在東側森林的背景襯托下，畫出一道優美的弧線，營造園區視覺新亮點。

 關於結構

為達到西側為18公尺跨度大面開放、無結構落柱的空間型態，採用6層桂竹相互交疊之薄殼結構。以東面鋼筋混凝土基礎、鋼構門框及西面弧線主梁為整體框架，內部採用兩向之桂竹交叉相疊，型塑此球面型態。薄殼結構的特徵是，內部收力均勻，能夠將整體載重及風力、地震力有效地傳遞至強而有力的邊框結構，達到縮小構材尺寸、發揮材料結構特性的效益。除了結構系統，李建敏顧問也協助評估各接頭應力及作法，我們配合製作試體送到實驗室來反覆測試，其中包括鋼構與竹鋼筋接頭、竹續接處鋼管的抗彎、抗拉能力，以及竹子交叉鐵絲綁紮處的抗剪能力，來回做了不下10次的試驗，終於得到較理想的做法及數據。我們希望不只是本案，這些新開發的接頭作法，以及竹構薄殼的工法創新，都能繼續應用於其他案件，為台灣竹構開啟另一扇未知的大門。

關於屋面材料

考慮耐候及美觀，採用紅銅板屋面系統。紅銅為高單價屋面材料，但其有較佳之耐候性能，紅銅氧化後，會形成緻密的表面保護層，阻止內部繼續氧化。顏色會由剛開始之亮褐色，慢慢變為暗褐色、灰褐色，最後變為銅綠色。隨著顏色的變化，整個弦竹亭有如落地生根，歲月的痕跡亦是另一番韻味。菱形紅銅板一片一片相互拼接，除了有效解決球面屋面滿鋪之幾何難題，亦呼應了松果之外觀造型，有如基地上出現的一顆大松果，露出半顆頭在地面上。

關於功能

除供市民停留休憩，弦竹亭亦具備不同的使用場景。一般情況下，市民利用配至於內部之塊石座椅、木作休憩平台、以及前方之木作長凳，面向湖面坐下休憩，觀賞山水景緻。另一種使用情境是，大家向心而坐，面向弦竹亭內部，面向講者，可舉辦小型音樂會或演講分享活動，最多可容納40~50人。

施工歷程

本案造型雖看似簡單，在工法上有許多挑戰性，施工上遇到諸多瓶頸與困難。

基礎的製作

首先遇到的難題是弧形三維曲面基礎的製作。我們與彰化進得利環保實業公司合作，以夾板加工三維曲面，除了面板要以三維軟體檢討裁切，背撐的骨架是塑型的重點。雖然是CNC切割加工，夾板本身的厚度誤差及組裝精度問題造成整個組裝時間拉長，再加上我們想以三維曲面竹清水模來呈現，製作難度又更加提高，在工廠內加工時間比原來預期多了1個半月。工期一天一天過去，壓力非同小可。然而終於組裝完成出廠，原以為可以開始加緊趕工，但現場的問題更加嚴重。首先是天空不作美，桃園入冬後在東北季風的吹拂下，依然經常陰雨綿綿，且濕度高，模板放在現場以帆布覆蓋保護，依然有部分發霉之情況，後續要重複使用三次(三座基礎)的耐用性堪憂。再者是此加工複雜之造型木模板，普通模板工無法組裝，現場來來去去換了四組工班，大家都是弄了一天搖了搖頭走人。其前後後摸索三個禮拜，才終於掌握訣竅，實現每一組組模到灌漿拆模僅1週時間，但這些時間成本又拖到工期快一個月。

鋼構的製作

鋼構的製作算是本案最順利的部分，由於採用三維軟體建模檢討所有細部，包含鋼管、鋼板的構件加工尺寸、開孔位置、斜切角度等，搭配非常精確的CNC切割及廠內焊接加工作業，整個製作過程沒有出現太多問題。現場的組裝由於RC基礎完成之精度誤差，有些許困難，但通過慢慢微調，最終還是順利的克服了。

竹構的組裝

本案竹構採用鋼筋續接器與鋼構銜接，然而由於基礎灌注的誤差、以及竹子本身精度無法如同鋼構般精準，致續接組裝時遇到極大的挑戰。鋼筋續接器原先是用於RC梁柱內，以事先加工鋼筋車牙來與續接器連接，對於精度要求相當高，誤差在1MM以內。但本案竹子精度最多控制在2CM上下，完全無法接合。後來折衷的作法是，將鋼構端預留的鋼筋接頭以乙炔純氧加熱烤軟，搭配重槌及套管槓桿原理，施加作用力調整接頭角度，來縮小其組裝誤差。過程雖然辛苦，但看到竹薄殼日益成型，師傅們還是非常有成就感。

屋面的鋪設

屋面有五道工序，首先要先在完成的桂竹主構架上滿鋪一層小桂竹，作為轉換層，一方面是為屋面做初步整平並提供固定點，對內則是顯現竹天花的屋面肌理，使內部風格更加簡潔統一。第二道工序是架設外層吊掛竹架，由於小桂竹滿鋪後，沒有辦法直接爬上屋面去鋪設鋼板。我們請南投竹山專門搭設竹鷹架的工班協助，將外層屋面分為北中南三個區塊，利用兩個門洞中間的空隙落柱，來搭設每座跨度7公尺的吊掛竹架，提供屋面工班「腳路」來施工。

第三道工序是在小桂竹上滿鋪鍍鋅鋼板，由於球面造型等非傳統屋面要素，不能用傳統的螺絲直接鎖固，須採用鍍鋅鋼線綁紮於小桂竹上。這個作業需分成內外兩組配合完成，外部組爬在外竹架上，負責搬運鋼板及穿鋼線，內部組則負責將鋼線綁紮固定。這個過程內外兩組需要確認彼此的位置、相互應對調整，還有速度的搭配上皆須要有相當的默契配合，才能高效的完成工作。第四道工序是防水毯鋪設，將自黏式橡膠瀝青防水毯黏貼於鋼板完成面，由於鋼板是吸熱導熱性極佳的材料，有助於將防水毯熱熔，更加密合的貼附。最後一道工序是菱形紅銅板鋪設，這個工法對於精度有相當的要求。雖然紅銅板較軟，可以適應三維的曲面，但扣合式的設計及球面造型，造成常常這頭鋪好，到另一邊卻對不上的窘境。施工上因此鋪了又拆、拆了又鋪，來回校正調整，最後總算收束完成。屋面的整體進度也因為這來來回回檢討、調整、試錯的過程，延宕了快一個月的時間。

結語

雖然過程風風雨雨，遇到許多棘手的問題；走過艱難的施工過程，在春天百花盛開的季節，大湳森林公園的中央水池邊，我們彷彿舉重若輕地完成了這件作品，對自然的崇敬悄然融入環境永續的行動中。

走進大湳森林公園，會被這邊高大的樹木及優美的自然環境所吸引。走到中央水池邊，看弦竹亭於水面的倒影，波光粼粼，生動如畫。再走進弦竹亭，享受這偌大的穹頂庇蔭的舒適，彷彿搖籃裡的嬰孩，感受到被竹構造懷抱的安定感。於木作平台上或躺或坐，閉上雙眼，聆聽蟲鳴鳥叫，感受微風徐徐。期許大湳森林公園裡的弦竹亭，為這個社區、這座城市注入新的活力，開闊市民的視野，提供一個激發無限想像的場所。