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研究生： 林嘉陽
Jia-Yang Lin
論文名稱： 以數學啟發的可持續摩天大樓設計策略
On the Math-inspired Sustainable Skyscraper Design
指導教授： 施宣光
Shen-Guan Shih
口試委員: 施宣光
Shen-Guan Shih
彭雲宏
Yeng-Horng Perng
蔡欣君
Shin-Jyun Tsaih
許志霖
Chih-Lin Hsu
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 設計學院 - 建築系
Department of Architecture
論文出版年： 2023
畢業學年度： 111
語文別： 中文
論文頁數： 77
中文關鍵詞： 設計方法 、設計表示 、對數螺旋 、彭羅斯拼貼 、拓撲互鎖
外文關鍵詞： Design methods, Design representations, Logarithmic spirals, Penrose tiling, Topological interlocking
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    • 本文討論了數學是如何啟發和在初步設計階段整合表達設計概念，以求整合形式、結構、性能和構造。通過一個設計競賽的作品——一個的永續和可重構摩天大樓的設計研究說明了這一點。該設計結合了對數螺線、彭羅斯拼貼和拓撲互鎖，並采用生成式建模的方式，來描述和研究設計。

    This paper discusses how mathematics inspires and integrates the expression of design concepts during the schematic design phase in order to integrate form, structure, performance, and construction. This is illustrated through a design study of a sustainable and reconfigurable skyscraper, a design competition entry. The design incorporates logarithmic spirals, Penrose tilling and topological interlocking, and uses generative modeling to describe and investigate the design.

    論文摘要 Abstract 誌謝 目錄 圖目錄 第一章 緒論 1.1 研究背景 1.2 研究目的 1.3 研究方法 1.4 設計概述 1.5 設計目標 1.6 研究流程 第二章 數學對設計的啟發 2.1 D’Arcy Wentworth Thompson 的啟示 2.1.1 對於自然和數學的論述 2.1.2 對於建築設計的啟示 2.1.3 仿生建築 2.2 Antoni Gaudí 的啟示 2.2.1 整合數學的設計方式 第三章 主要數學概念 3.1 Logarithmic Spirals 3.1.1 等比螺旋定義及特性 3.1.2 等差螺旋定義及特性 3.1.3 基於等比螺旋生物形態 3.1.4 等差螺旋與等比螺旋差異及其於建築應用上的不同 3.1.5 螺旋在建築上的應用可能性及優點 3.1.6 基於螺旋的建築啟發及應用 3.2 Penrose tilling 3.2.1 周期性拼貼 3.2.2 非周期性拼貼 3.2.3 Penrose tilling 定義及特性 3.2.4 Penrose tilling 用於設計優越性 3.2.5 基於 Penrose tilling 的建築啟發及應用 3.3 Topological Interlocking 3.3.1 Topological Interlocking 簡要介紹 3.3.2 Topological Interlocking 用於建築工程優點 3.3.3 基於 Topological Interlocking 建築應用可能性 第四章 Growth skyscraper 設計 4.1 競圖要求 4.2 整體結構配置策略 4.3 Logarithmic spirals 主體結構 4.3.1 主要對數螺旋結構墻 4.3.2 輔助對數螺旋結構墻 4.3.3 其他構件的參數化實現 4.4 基於拓撲互鎖的Penrose 單元設計 4.4.1 二維平面圖案生成 4.4.2 結合TI 的三維Penrose 單元設計 4.4.3 單元製造方式 4.4.4 Penrose 墻面 4.4.5 生長性和可重構性 4.5 樓板設計 4.5.1 可展六邊形樓板 4.6 模組化元件彙整 4.7 建築設計配置策略 4.7.1 平面配置策略 4.7.2 垂直功能配置策略 4.7.3 建築露台 4.7.4 建築外部景觀綠化動線 4.8 效果圖 第五章結論與未來發展 5.1 結論Conclusion 5.2 未來發展Future Work 參考文獻 附錄一：Grasshopper scripts

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