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FCU 114 級 畢業展

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-磚的定義-
磚,從來不只是貼皮或造型,而是一種建築邏輯。
原始磚造技術能撐起浴場、教堂與穹頂,
是建築的主體。
我們所定義的壓力土磚,
將在地材料結合模組建構去回應環境的智慧,
以現代形式重構。
反觀台灣當代對磚的認知,多數淪為裝飾用途,
我們希望重新召喚這種結構性的文化記憶,
讓磚重返主體,成為當代表達土地與永續的語言。

研究背景:台灣磚業發生了甚什麼問題?
在過去30多年,台灣紅磚廠從全盛時期的約300家減少到現在北北桃地區僅存的3家。紅磚產量在1980年代達到高峰時,每月可生產2-3億塊。然而,隨著建築技術的進步和環保意識的提升,紅磚需求下降,導致許多磚廠相繼關閉。

二、研究動機:有哪些我們可以應用的材料?
隨著台灣地區對環保建材需求的增長,水庫淤泥、燃煤廢料、工業廢料的再利用成為了重要課題。這些廢棄物若不處理,會造成環境污染及資源浪費。然而,這些副產品含有豐富的礦物質,具備再利用的潛力。

三、認識壓力磚
壓力土磚(Compressed Earth Block, CEB)是一種通過高壓機械壓製成型的建材,通常由當地土壤和少量水泥或石灰等黏合劑製成。這種磚不需要高溫燒製,因此也被稱為「非燒結磚」或「機壓磚」。在壓磚機的膛室內放入各種不同形狀的模具,可以依不同情況下生產出相應的磚頭類型。
四大特性:
節能環保
高強度
快速成型
成本效益
為解決傳統磚材的高碳排、資源消耗問題,壓力土磚(CEB)是一種不需燒結、利用當地資源生產的環保建材,可以做為低碳建築使用的建材之一。

四、材料實驗:引進鹼激發技術
鹼激發反應中材料的結構發生破壞與重構,主要生成鋁矽酸鹽水合物(A-S-H)和部分鋁酸鈣水合物(C-A-H),這些生成物具有高強度和優異的耐久性,特別適合用於各種高性能結構材料。針對現有壓力土磚的數據與紅磚對比,我們建立了實驗階段的目標,依序提升其材料的抗壓強度、附加價值與工作性能,最後得出能穩定的製造且抗壓強度達到30mpa/4351psi的配比。

五、設計發展 : 單元與結構形式
設計概念 : 探討低成本和可持續性建築
讓壓力土磚及其工法,以合理性、普遍性為主,實踐在建築應用上​,以樓板為最終的建築元件,進行設計以及結構優化,減少材料的使用與浪費達到永續發展。

原因與考量 : 簡單的建築元件比較
柱、樑和牆體通常要承受彎矩或剪力,這些作用力對磚塊而言並不理想,因為磚塊的抗彎和抗拉強度較弱,而樓板的設計,特別是拱形或網格結構,能有效利用磚塊在抗壓力方面的優勢

六、施工流程
鹼激發力線樓板是一個結合環境責任、結構美學與施工效率的建築系統,證明材料科學與設計思維可以共同回應氣候危機。本研究強調:綠建築的未來不只是技術進步,更是一場從思維到實踐的整體革新。設計師不只是形體的創造者,也是地球永續的守護者。透過這場實驗,我們期待建築能不只是被建構,更能成為減碳與希望的具體象徵。
壓磚人力配置
年齡限制:11 歲以上即可參與(可作為教育性或社區參與活動)
所需人力:
材料製備:2 人
壓磚操作:2 人
單一壓製場域所需面積約 4m × 2m,可在有限空間中設置並操作。

基本磚製作標準化流程
篩選乾料:挑選當地可得之土壤與骨料
混料與壓磚:加入鹼激發劑與水後混合,送入壓磚機進行成型
養護階段:風乾或覆蓋濕布靜置數日
集合成堆:分類堆放,待運用於樓板拼裝
全流程總長約 20m,可線性設置於基地一側進行分段操作。

建築施工流程
從現地磚製造、養護至模組拼裝一氣呵成,施工分工包括:
現地製磚與養護
模組結構預先立架
單元磚拼接組裝
輔助機具與搬運協作
無需重型施工機具,工序明確、分工簡便且能多處同時進行,適合偏遠或資源受限場域。

組合式施工流程(模組拼裝)
主要結構:以四周構件建立板框
四周支撐:配置支撐槽模,確保排列定位
單元組合:拼裝壓力磚
組合完成:完成後形成整體樓板面


六、設計運用


本設計立足於台灣山區與林地等偏遠地形條件,借鏡 Case Study House #22 在地勢極端中的構造展演,回應運輸受限與資源短缺的現實。設計採用木構為框、土磚為核的混構策略,將在地可得的壓力土磚,透過鹼激發處理轉化為具耐候性、結構性與文化性的新材料,重新賦予磚材不只是覆蓋與裝飾,而是樓板與空間主體的角色。 藉由分層平台錯位配置順應坡地與植生脈絡,建築不挖山、不壓地,而是懸浮其上、回應其勢。磚頭不再只是歷史的回憶,而是當代表達土地語言的核心語彙,與木構共同構築出一種在地可建構的現代建築原型。
七、結語
本研究提出一種結合鹼激發壓力土磚(AAM-CEBs)與拓撲互鎖幾何(TI geometry)的永續模組化樓板系統。磚體以水庫淤泥、高爐石灰與生物炭製成,抗壓強度達30mpa/4351psi,透過幾何互鎖實現無需砂漿的拼裝方式。磚體內部嵌入預力鋼索,提升模組間的摩擦力與側向穩定性,進而增強整體結構的抗震性能。

此系統展現良好的環境價值,能有效再利用在地廢棄資源、降低碳排放,並符合循環建築的設計理念。作為一種實用且低技術門檻的建築系統,特別適合應用於偏遠地區或災後環境中的快速、韌性建構需求。未來研究將聚焦於實地長期耐久性驗證。

鹼激發壓力土磚

重新定義磚頭的可能性,創造屬於當地的現代建築-
結合材料科學與結構設計,推動壓力土磚作為更具永續性與可行性的建築材料

FCU 114 ARCH

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