論文題目: 舊建築形狀文法研究探討 - 以上海外灘殖民時期建築為例 研究生:白瑞翔
指導教授:宋玉真
一、研究動機 上海在租界時期遺留了眾多富有特色的歐式建築，外灘沿路坐擁二十多幢風格各 異的的歷史建築，有折衷主義的，也有文藝復興式的，還有早期現代式的，故而被譽 為「萬國建築博覽群」。 其建築表皮更是室內與室外之介質，必須兼顧機能與 美觀，並且與使用者及環境 互相關連。回顧上海外灘殖民時期建築相關文獻，多著重於建築物本身歷史背景及建 築特色去做探討。對於宅建築平面與立面提出形式上的分析， 並且利用軟體進行立面 生成，但是對於立面表皮的歸納統整與形式結構分析較少著墨。本研究利用形狀文法 分析立面構成關係，並對上海外灘的建築研究形狀文 法(shape grammar)是以「形」的 運算為主的設計文法，以正規語言(Formal Language)進行建築設計分析與創作。本研究 之建築，將重點著重於建築立面的形式結構，並歸 納討論出上海外灘建築立面構成類 型。
二、研究目的 建築物的表皮是以功能性及裝飾性為主。不同風格建築的立面主要會以當時盛行風格 基本幾何所構成之元素組合而成，多半為一個單元的幾何 圖形，變化組合而成的建築 外貌；然而，隨著建築歷史時代的發展，建築立面的設計有更多的變化，除了表皮施 作、窗戶的分割比例、廊柱的形式構造、玻璃及彩繪、工法方面的變化，到後期照明 設計也是立面設計上的重點。 本研究成果所提供的系統包含立面設計之影響因子，並將其統治整為一立面風格之 分 類，在提供詳細的分析與完整的參考方向。透過形狀文法分析建築的立面構成，形成 一套邏輯推演的規則，有助於瞭解上海殖民時期建築的立面組成。
三、研究對象
外灘建築的發展可分為三個階段，與上海近代建築整體的發展階段頗為相似。 第一個階段是上海剛剛開埠後到 19 世紀末，以 1843 年怡和洋行在外灘建造的一幢兩 層樓房作為開端[5]。這個時期建造的樓房都是磚木結構，要麼是仿英國鄉村建築風 格，要麼就是仿帶有寬大內長廊陽台的東印度式建築，即券廊式。到 1849 年，已經有 11 家洋行在外灘建造了這樣的建築。到了 19 世紀 60 至 80 年代，這些建築開始翻建 成仿文藝復興式建築，諸如第一代滙豐銀行大樓。這批建築中目前唯一尚存的只有英 國駐滬總領事館一處了[5]。 第二階段始於 19 世紀末，止於 20 世紀初[5]。這個時期由於上海房地產行業繁榮造成 的地價上漲以及新材料，例如水泥的引進，外灘建築有近一半進行了重建。這一類建 築採用了鋼筋混凝土結構，樓層增高，一般為三到六層，風格也轉變為了折衷式。一 個典型的例子便是匯中飯店大樓，其為磚木結構但部分也使用了鋼筋混凝土結構。中 國的第一部電梯便是安裝在了這裡。現在仍存的該類建築在外灘有 10 幢[5]。第二代滙 豐銀行大樓以及建造中的江海關大樓 第三階段在 20 世紀的二三十年代出現，這個時期外灘的天際線也已基本形成[5]。在這 一階段，外灘的不少建築開始被翻建成大型的高層建築，多數是 8 層以上。建築風格 也漸漸趨向於早期的現代主義風格[5]。室內的設施更加完善，裝潢與裝飾更為精緻， 如上海最早安裝冷暖氣設備的滙豐銀行大樓。外灘的三座高層建築——沙遜大廈、中 國銀行大樓和百老匯大廈便是在這段時期建造起來的。 外灘是上海租界區也是整個上海近代城市開發的起點。在 1843 年以前，這裡還是黃浦 江邊的一片泥灘。1844 年起這一帶被劃為英國租界，英國人使用這塊地區作為碼頭， 不久這裡開設了最早的一批洋行至 1846 年上海闢為商埠以後，許多外國的銀行、商 行、總會、報社開始在此雲集。一幢幢商業大樓拔地而起。外灘成為西方列強在上海 的政治、金融、商務和文化中心。當年各國的領事館，如英國領事館、法國領事館、 俄國領事館等，都大多集中與此。1943 年 8 月，外灘隨交還上海公共租界於汪精衛政 權，外灘也隨著上海結束了長達百年的租界時期。 上述上海建築三階段，各個階段的建築形式與歷史背景皆有差異，因此建築物風格眾 多其中有巴洛克風格、文藝復興時代風格，折衷主義風格、維多利亞哥德式、日式近 代西洋式、及裝置藝術派…..等等；故而被譽為「萬國建築博覽群」。
以上海外灘殖民時期興建建築為例: 地址
建成時 間
原名
目前使用單位
設計者
風格
中山東 一路 1 1916 年 號
亞細亞 中國太平洋保險 英資馬海 大樓 公司 洋行
折衷主 義
中山東 一路 2 1910 年
上海總 外灘華爾道夫酒
古典主
號
會大樓
店
T . Tarrant
義
中山東 一路 3 1922 年 號
有利大 外灘 3 號（原為 英資公和 樓 外灘 4 號） 洋行
文藝復 興式
中山東 一路 5 1925 年 號
日清大 樓
外灘 5 號
英資德和 洋行
日本近 代西洋 式
中山東 一路 6 1897 年 號
中國通 商銀行 大樓
外灘 6 號
英資瑪禮 遜洋行
維多利 亞哥德 式
中山東 一路 7 1908 年 號
大北電 盤谷銀行上海分 英資通和 報公司 行 洋行 大樓
文藝復 興式
圖片
中山東 一路 6 1897 年 號
中國通 商銀行 大樓
英資瑪禮 遜洋行
維多利 亞哥德 式
中山東 一路 7 1908 年 號
大北電 盤谷銀行上海分 英資通和 報公司 行 洋行 大樓
文藝復 興式
中山東 一路 9 1901 年 號
旗昌洋 行大樓
英資通和 洋行
文藝復 興式
中山東 一路 16 1924 年 號
台灣銀 招商銀行外灘支 英資德和 行大樓 行 洋行
日本近 代西洋 式
中山東 一路 17 1923 年 號
美國友邦保險有 字林大 英資德和 限公司上海分公 樓 洋行 司
後期文 藝復興 式
中山東 1929 年 9 沙遜大 一路 20 月5日 廈 號
外灘 6 號
夏姿
上海和平飯店
英資公和 洋行
四、研究方法 用形狀文法得到的基因元件，再以基因演算法進行建築立面之構造。將由形狀文 法得到的基因，統整分類，進行推敲、變化與編碼。先將基礎利面框架生成建立後， 再與細部組成基因相加乘。利用上述之目標，找出其他可能性之建築立面組成，形成 一個建築立面生成系統。但本系統並非能直接使用在建築圖面，而是提供一種形式， 依設計者的需求在進行細部調整與轉化。 1. 建築形式的定義：內涵的物質結構。 Clive Bell(1914)：畫- 線條與色彩的組合。 H. Wilenski (1927)：建築師從事一份體驗、綜合和創造的工作；體驗了比例、 平衡、線條、還原等，並協調與組織，且在建築中定出絕對的形式，即是構件 中 相互關係組成的一全面的網。 韋氏字典：藝術形式是藝術品的結構元素 ( Structural element)。 2. 形式的組合： 設計被視為元素的功能、形狀，再加上形式組合的情況--- 組織了韻 律、比率、 對稱、不對稱、對比、和諧等。 以巴特農神殿為例： 形狀 (柱子) = 圓的 比例 (柱子(柱頭，柱身，基座)) = ？ 對稱 (形狀 (柱子)) 韻律 (重複 (柱子)) 左右對稱 (形狀 (山牆)) 文藝復興時期的建築理論經常提出對左右對稱的期望。 Alberti 在他的建築十 書中提及，「若有一隻狗有一個像驢的耳朵，或人的一隻 腳大於另一隻，我們 立刻認為是殘廢。」對稱的寓意，即是以樹木、形式和外 表中精確的呼應原 則在分解建築作品組合的構件。因為左可以呼應右、高可以 呼應低，而形成 了整體。現代數學將幾何對稱的概念進一步地形式化，如：等 角投影轉換、 平移、旋轉、反射等。 19 世紀裝飾理論家 Owin Jones 在「裝飾的文法」一書中，主張：「所有的 裝 飾均基於幾何組合的基本原則。」 當談到比例時他說：「如同在每件完美的 建築作品中，統馭各組件的正確比例 是能被尋獲的。因此裝飾藝術中每一形式 的組合都應由若干明確比例所支 配；整體與各要件均應是某種基本單元的倍 數。」 本世紀中「一致和多樣性」或「秩序與複雜」公式的許多變體被提出 來。但 現代主義玩起不規則形式和配置；俄國的構成主義(Constructivism)也逆 轉了 這個定義，寧可要任意的組合而拒絕韻律的配置，寧可要不對稱而閉塞的 片 段而拒絕對稱封閉的形式，寧可要隨意的比例而拒絕簡單的比例規劃；當代 的解構主義更是脫開了規則的束缚。有趣的是：關於逆轉或脫開規則的方法， 仍然可被分析歸納為某種形式組合的方法。 3. 分類思考 在開始分析案例之組成前，就高層住宅立面設計操作進行討論，跟設計者訪談過後，設計 者在設計建築立面時，是由將立面一整體性的思考做開始，之後視需要，才分割出頂部
(TOP)、和基座(Base)兩區塊。其思考過程如下，並經過反覆之推演後才能設計完成。 圖【1】立面操作設計思考流程
:圖【1】 4. 分類架構原則 由上可知立面大方向之分類，整體可能切割出的部分有兩種頂部(TOP)、和基座(Base)利用 這兩種加上整體(Body)，經過交叉組合後可能有五種：(a) 整體(Body)、(b)頂部(TOP) + 整 體(Body)、(c) 整體(Body) +基座(Base)、(d) 頂部(TOP) + 整體(Body) +基座(Base)，另外加一 種(v)變形(Variable)+其他的可能性。藉由此分法做為系統架構之基礎，在以此基礎進行更 近一步之細項分類。
:圖【2】
6. 文法規則描述 藉由上述之分類，在訂定立面之文法規則時，生成整體(BODY)以及歸納出切割頂 (TOP)、 和基座(Base)之規則，為重要之立面基準，故 R1、R2、R3 做為高層住宅生成之開始。 經由形狀文法的規則生成後，可將新加坡 9 個案例歸納出下列幾項共通規則，文法描 述如下圖【3】，本圖之規則為生成基本量體立面部分：
圖【3】 7. 細部生成規則描述 利用上述規則生成基本型體後，在進一步整理出建構細部立面之規則基因，第一步先將基 本型轉換材料，以各案例基本型為基準，依序做整理與生成。 8‧細部文法產生 利用上述細部規則生成個案例，整理過後有案例case01、case02、case03、case05、 case08，而產生圖 四及圖五類似分析
圖 四
圖五樹狀系統分析
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