毛宇哲的部落格

單元化室內構造系統之可行性初探

A Preliminary Study on the Feasibility of Modularization of Interior Construction System

毛宇哲*

 

 

一、研究動機與目的

　　現今對於建築及空間領域，為全球關注的焦點不外乎是環保及資源端的議題，時下室內裝修所產生之廢棄物與過去所關注的建築資源消耗量相比，存在有過之而無不及的現象，乃因現今的裝修方式只考慮到短程內的實用及耐用性，而鮮少顧慮到日後進行變更時所需要的工程及附帶產生的廢棄物，加上人力成本大於物資成本的現象，迫使人們選擇快速及經濟的裝修方式。因此本研究將對於室內裝修現況的生產方式進行分析，並以開放建築之觀點檢視分析後的結果，本研究的目標是：

（一）提出室內構件單元化之優勢，推廣並深化開放系統營建及永續營建的範疇。

（二）以理論配合實例，演繹出構件單元化的方法，供相關研究及製造者設計之參考。

整個研究內容朝兩大方向進行，一是對室內構件的可逆性及開放性做探討，並歸類出可能可以發展為單元化構件之類別及其內涵；二是對於構件單元化的難處以及單元化後的優劣做分析，進而推演出一套構件單元化的方法，主要的觀點有：（一）單元化的內涵有二：可逆性及開放性；具可逆性特質構件可以拆換，且只需簡單的工具或人力，而具開放性特質的構件則囊括市場包容、形狀用、組合多樣及環境層級性。　　　　

（三）解決可逆性及開放性問題的方向有二；可逆性可針對於構件的邊緣設計可彈性調整之區帶，而開放性可透過規格化的過程提升或保持。

 

二、觀念界定

2-1開放建築

2-1-1 開放建築之理論

　　開放建築(Open Building)緣起於1970年代的荷蘭，是一種系統化得營建方式，目的在於使建築構造物具有多樣性變化與可彈性變動的能力，從人在環境的觀察中認識到營建行為具有「隨時間不斷移動」的本質，而實質環境的架構中有「層級」(level)的現象，層級之間並有轄制關係(dominance)(Habeaken, 1982)。由於環境具有層級關係，因此環境可以依據層級關係來分別處理，也因此形成不同環境規劃或設計專業；由於環境層級之間具有轄制關係，因此較低層級之環境相對於較高層之環境更具有變動的需求與機會。

 

2-1-2 室內構造－室內(Interior)

　　對建築而言，可以分為支架體與填充體兩個層級，以轄制關係來看，前者的層級高於後者。支架體屬建築構造裡較不易變動的層級，結構較為堅固耐用，使用年限較長。例如建築結構體之柱、樑等具結構力之構造以及若干不具有變動機會之樓板、外牆等；填充體為依附於支架體的次層級，在構造上容易變動，使用年限不似結構體長久，如室內隔間、天花以及地板等。本文之「室內」討論範圍屬虛體層級中的房間（室內），實體層級中則包含內裝系統以及家具。

   

圖一、環境層級與物質層級

 

2-1-3室內構造-構造(Construction)

　　在定義上來說，構件指運用「方法」將「材料」組成人造物的技術與藝術，材料，重點在於其呈現的物質形式與機能。方法，則包含了構法與工法，以購法為出發點，最終需落實於工法。構法會牽制工法；工法也可能反過來影響構法，兩者為一體之亮面，本文對於構造的看法可扼要的表示如下：

構造（construction）＝材料（materials）＋方法(methods)

方法：(1)構法(Tectonics)：材料組合，大樣設計為主

　　(2)公法(Process)：材料組立，工程管理為重

 

2-1-4 開放性

　　此開放性指市場上具通用性，可藉由尺寸調諧以成就標準化或模組化的系統特性，可作為互換或變化組合。此研究之著重點在於構件之日後為「改變」的可能性，具以下特徵：

（1）形狀的共通性

（2）市場的相容性

（3）環境的層級姓

（4）組合的多樣性。

 

2-1-5 可逆性

　　意指構件之拆解性與重組性，其內涵為「零廢棄」及「重複使用」，這種拆解性具有將零損耗之特質，供重組時不再需要新的材料加入，而這種循環不是只一次而是循環不息。

 

圖二、可逆性與開放性關係圖（林麗珠，2002）

 

2-2單元化系統

2-2-1 單元化

　　實質面上來解釋的話，人造環境中有環境層級，是空間與形式的層層交錯關係，而每一環境層集中之形式亦有建築構造的「物質層級」的現象；自原料、成品至構造元素，因建材生產與營造承包的社會分工，蓋可分三個主要層級，說明如下：（林麗珠，2002）

（一）素材：指建築構造所使用的建材原料，有材料特性，但沒有形體。

（二）構件：指以素材塑形或加工的半成品，基本上是由一種原料組成的，是需要亦可由兩種以上的原料組成。

（三）元素：指由構件組合起來的成品，為環境形式的一部份，具有圍塑空間或分隔空間的功能。

 

圖三、物質層級-以窗為例(林麗珠，2002)

　如上述所言，本文所指之「單元化」特性即是指在內裝系統的物質層級中，單元(unit system)在反循環變更過程中只需回朔至次元素以上的等級，不必拆解至構件以下的程度單獨存在。為使之在名詞上做更明確的定義，因此將英文語意以「模矩化之室內構造」譯為＂Modularization of Interior Construction＂(MIC)

 

2-2-1 實體填充系統

　　系統就是一些元素與構件，以及一些組合元素的規定。設計一個系統與使用一個系統間並沒有截然的區別，設計就是發展一個系統然後運用它。系統生產出來，它應該不是單一的使用目的，它必須是開放的且可以與其他不同的系統配合，發展更多的變化。因此產品的尺寸、重量、安裝與構件可被再利用的程度就成為發展系統的考量因素（黃正宏，1997）。設計實體的填充系統有下列原則(Habraken, 1994)

（一）各次系統應盡量獨立

（二）區分層級，不同層級有各自之次系統

（三）獨立製造

（四）如何將各次系統有效的組織起來，並做充分的協調，為開放式營建的主要　

　　　目標

 

三、研究方法

3-1研究方法

（一）文獻分析：釐清基礎概念後再以文獻分析出探討現況室內構件的指標以及名詞，並將其互相之關聯性串連後再用以檢視現況之評估內容。

（二）案例分析：分為兩階段的案例分析；首先針對市場上現存之室內裝修構成形式為主要探討對象，依照可逆性以及開放性為主要指標對於其日後變更性做類型分析；在後半部分則對上部分分析後具部分可逆性及開放性的類單元式構造作探討，歸納出其不滿足單元化條件以及成因，並提出滿足單元化的解決之道。

 

3-2 研究流程

　　一開始由現況的室內構造方式著手分析，以開放性以及可逆性兩個面向去著手，初步歸類出三種類型屬別（單元、構件、廢棄）後，再分別對「可逆非開放」以及「開放但非可逆」兩部分無法完成單元化必要條件之原因以及難處作分析，並試將分析結果提出應對方針。完成上述部分後，在與目前已為「開放可逆」的部分做統整分析，以發展「單元化之室內構造」為前提試提出優點以及單元化設計的方法。

 

 

 

四、調查結果與分析

4-1類型特性分析

　　主要針對於市場現有之室內構造（表一）的開放性及可逆性做評估，所以以共同特性「拆解」與「重組」的特性將類型大致分類為單元式變更、構件式變更以及廢棄式變更。單元式變更大部分為家飾類型之單元家具為涵蓋，其特性為單元本身變更過程自由度高、不受其他構件條件支配即能夠隨意變更，而構件式變更特徵為需多個次構件的組合才能夠使單元具有該設定的作用性，受其他相關構件支配影響自身的功能完整性，廢棄式變更為變更過程「通常」是以拆除新作的形式處理，其理由不外乎是接合方式的影響，以及物資與人力資源的不平衡所影響。

 

類型	單元式變更	構件式變更	廢棄式變更	附註
天		輕鋼架天花、鋼構桁架天花	木架天花、木桁架天花	木架形式:平頂天花、間接天花、階梯式天花、流明天花、各種圓弧、不規則形、燈箱式等… 輕鋼架形式:活動天花、暗架、明架天花
接合	物理、五金構件、收縫、焊接	物理、釘接、膠接、收縫
面材	合成板材（礦纖板、石膏板、水泥板、矽酸鈣、等…防火係數高之板材）與木料板材類（夾板、木心板等）
壁	壁體	屏風、日式拉門	鋼架式輕隔間牆	木架式隔間	RC、磚牆
接合	物理、五金構件、收縫、焊接	釘接、膠接、收縫
面材	礦纖板、石膏板、水泥板、矽酸鈣、夾板等…
櫃體/含固定式家具	玄關櫃、 TV櫃 、餐具櫃 、吧檯（含吊櫃）、 床組（含床座、梳妝台、床頭櫃） 、衣櫃、 書櫃 、檯面書桌 、洗手台面、沙發、餐桌、單椅、活動隔間等…	系統櫃系統	木架木作造型壁櫃	玄關櫃（鞋櫃）、 TV櫃 、餐具櫃 、吧檯（含吊櫃）、 床組（含床座、梳妝台、床頭櫃） 、衣櫃、 書櫃 、檯面書桌 、洗手台面、流理臺
接合	物理、五金構件	物理、五金構件、釘接
面材	合成板材（礦纖板、石膏板、水泥板、矽酸鈣、等…防火係數高之板材）與木料板材類（夾板、木心板等）以及鐵件、美耐板、玻璃等…
以上不納入表現裝修材如:壁紙、大理石、各式磁磚、木皮等修飾性材料。
門窗	隔間簾、門簾、窗簾	門片	門框、窗框、窗片	拉門、推門、摺疊門、開窗、拉窗、固定窗
接合	物理、五金構件
樓梯	A形梯	樓梯板、迴旋梯	木構樓梯、RC樓梯、鋼構樓梯	直梯、L形梯、T形梯、ㄇ形梯、迴旋梯
地	地毯、榻榻米、巧拼等…	實木木地板、銘木地板、海島型木地板、高架地板	磁磚、大理石、地毯、貼皮地坪、塑膠地坪、PU等…	木架作業(架高)
接合	物理	膠接、漿接	釘接
開放／可逆性分類
非開放／非可逆	開放／非可逆	可逆／非開放	開放／可逆	非開放／非可逆的部分由於受限於當前技術性問題固排除在討論範圍外。
貼皮地坪、窗框、磁磚、地毯、門框、美耐板、人造石檯面、大理石等	RC 、木作玄關櫃、 TV櫃 、餐具櫃 、吧檯、 床組、衣櫃書櫃、餐桌等	窗片、鋼構樓梯、活動隔間、迴旋梯	輕鋼架天花、輕隔間、榻榻米、旋轉梯、木地板

                                      表一、市場室內裝修構造類型

 

 

4-2類型現象分析

4-2-1開放性：構件規格化為達到開放性的手段

　　規格化能夠方便達到「形狀的通用性」與「市場的相容性」的效果，規格化後的形狀能夠使單元體在變更後適用在其他相同平台上，且能夠使每個構件製造者有共同的通用介面及尺寸範本，只需在式樣上品質地上下功夫，即可讓大眾的使用者有更多的選擇。而為了應付每個室內所產生的不同條件，因此構件也需具有彈性區帶可因應現場尺寸的問題

　　目前市場上評估為「開放性」及「可逆性」之構件其實只在技術上達的到，受限於部分人力成本的限制，而導致「要找不如整組換、要換不如拆」的現象產生，因此在單元化目的一部分是要使此部分開放及可逆性達到價值上的可行性。

 

4-2-2 可逆性：接合活接化為達到可逆性的手段

　　構件的結合方式直接影響了可逆性，不但要具有活接特性，且構件在變更時也必須零損耗，接頭的形式為固接（焊接、膠接、焊接）由於拆解時會損耗構件本身，因此可逆性低，反之活接（榫接、栓接、壓接）的零損耗可逆性相對較高。使用固接的情況除了部分材質本身的特性外，人力大於材料成本的現象也是因素之一，例如：木作範圍釘槍的接著效率較高，因此人們捨棄了耗時耗力的榫接。

 

4-2-3部分室內構造不可逆的原因

(一)台灣目前還是以RC及磚造建築為多數，這種被動的室內邊緣只能接受骨架系統侵入式的固著方式。

(二)呈上，為了RC表面的不平整及預留管線等問題，需要骨架系統釘出空間的 雛形，在以面材及建材附著於上，但骨架系統及建材的固著方式都須經破壞原本性質且不得以再利用，這使它們的開放性更低。

(三)上述的材料接合方式雖不具開放性，但省時的特性所帶來的經濟效益也較容易被看在眼裡，這種現象即是人力大於物資的情形產生。

(四)「傳統的構造設計裡，不論如何組合材料，使構造物發揮需要的功能，耐久性大概就是最主要的一個要求條件（林麗珠，2002）」這種守舊的觀念間接影響了人們的生活意識，一方面也是設計方向業主證明品質的一種方法。

 

4-3 「開放/不可逆」與「不開放/可逆」的檢討

　　由上述分析可得知構件的開放與可逆關鍵分別在於「規格化」及「活接化」的程度，但目前許多現象使開放性及可逆性變成一種技術上能達到，但價值上卻無法普及的現象，例如：系統櫃的系統來說，一般而言應該在市場上達到規格化的共識，但實際上生產者為了凸顯自身在市場的特殊性，往往在規格化外的範圍爭奇鬥艷，甚使規格化的內容產生了過度客製化的現象，以及「要找不如整組換、要換不如拆」的觀念盛行。因此在下列提出在價值上能夠達到開放以及可逆性的方法。

4-3-1 不可逆的解決:邊緣的彈性區帶

　　部分不可逆的的現象大致可分為兩大部分，第一為價值上的問題，第二為技術上的問題。價值上的問題如上述提到的大多是因為工資高於物資的現象，因此人們選擇了快速施工的方式史的接合方式多成為不可逆（膠接、釘接、焊接等．．．）的方式進行。在技術上則是室內單元本身的組成形式受各現場條件影響，因此單元體需以現場施作的方式與室內邊緣做契合，此種現象為單元本身與室內邊緣沒有一個中介空間可供調整，因此單元本身必須延伸至邊緣完形。因此可推得室內單元若欲有效的可逆，需再其自身與室內邊緣加入彈性區帶的設置，一方面能夠使規格化尺寸方便契合，另一方面構件邊緣的統一更有助於單元化的發展。

 

圖四、輕鋼架天花邊緣需依現場條件施作

 圖五、邊緣的平整有助於單元化的發展

 

4-3-2 不開放的解決:規格化的選擇

　　上述提到開放的條件可經由規格化過程達到市場上平台的統一，使使用者能夠容易的變更而不受限於產品的特殊性。但另一方面來說，規格化也有相對於客製化的缺點，例如個人化的部分即是較不易滿足的一環，但此開放性目的並非要完全以規格化取代客製化，而是希望部分生廠商能夠提供藉由規格化使部分構件達成統一平台，例如尺寸、接頭形式等條件供一般民眾使用，由下表（表二）可看出規格化的經濟性以及生產性的優勢，這些都是實體系統設計時必要的條件。

	客製化	規格化	半規格化
成本	只為單一使用者生產，在人事以及資源成本上無法壓低數量，以至於成本較高	為了多數使用者而生產，在人事及資源上集中量產，數量多而可使成本降低	偏向為多數使用者生產，差別在於多出提供客製化可選擇單元的成本
式樣	易於針對各室內條件做形式上的整合以及及調整，包括形狀、材質、燈光、格局等特殊性做為式樣表現	由於各構件生產線涵蓋範圍廣，形式眾多，雖生產時可作式樣分類，但在統整上需一對多去篩選做整合	分析各式樣中慣用或常見之形式作為主體框架體，在可替換之次單元提供使用者自主變化之彈性空間
對象	由於成本考量上較高，故使用者範圍會排除掉預算低的族群	相對於客製化成本較低，故能涵蓋之範圍包含了預算低的族群	由於具備規格化成本上的優點，又補足客製化的多樣性，因此能增加規格化族群的比例
生產及技術	現場施工的方式使一個單元需要各種不同之工種分別施工，在品質上容易受到其他工種之技術因素影響	將生產分工化，使各生產線之操作者能夠專注於該線專業，不受他者因素影響，固品質較為穩定	在規格化生產中層級區分為架構體與填充體，在填充體層級提供更多不同性質或規格上的單元生產
開放性	室內整體形式上在施作時已經統整定型，日後能夠調整的部分較少	各構件為不同屬性的組合方式統合，固望後之替換性只須個別調整即可	架構體與填充體的組合方式與規格化一樣，也具有獨自變更的特質

                            表二、客製化、規格化與半規格化之比較

 

4-4 現階段構造單元化面臨的問題

　　本研究主要目的為建構單元化構造的實體系統可行性，因此對於上述之市場現況做初步了解後，得知基本問題面產生的原因後，續在各方面項目比較現階段為何無法以單元化方式呈現的成因（表三），以及提出解決的方向。

　　從表中可看出現況的難處除部分物理因素外大多受價值上的影響居多，簡單的若再不影響安全性以及使用性的前提下，使用者能否接受目前單元化做法帶來的影響？例如單元間產生縫隙的問題、樣式變化較少等，因此日後實體系統的開發首要課題即是以技術層面來解決現今價值上所產生的問題。

 

式樣	原因	系統式的室內設計風格:一體成型的系統式風格慣於將機能性單元收於同一造型體，以致須現場依尺寸施工
解決方向	個單元生產的過程中在融入各式樣特徵的工法，而使用者即可在市場上挑選式樣合宜的單元乎像搭配，亦或在單元的表材上建構出一種非破壞性替換的構件，在日後替換或者維修上能夠個別的處理，不影響其他單元（ＥＸＰ：如輕隔間牆的板材同時也是面材）
現況難處	單元化內裝系統生產不及因應多樣化的室內環境條件
施作	原因	呈上，部分構件須因應現場尺寸進行施作，如：門、窗、樓梯等．．．
解決方向	以往客製化的最大功效即為能將特定尺寸之空間完整的填滿，而盡不產生浪費的空間。相對於單元化可以擬定一套系統將基本尺度訂出製作後，對於留下之多餘空間做彈附加機能的次單元或填縫體，在這種系統裡面會對基本尺度（主要機能的範圍）及彈性區域（剩餘空間）做模組化的配置。
現況難處	部分構件（門、窗、樓梯等）設計一般安全以及隱私功能，因此需要誤差值低的構件組合方式
體積	原因	機能性所造成的量體過大，使用者無法輕易的變更，如：電視牆、隔間牆等．．．
解決方向	將量體較難以輕易移動的單元再細分為數個次單元，細分的準則可依造技能或者形式等項目去各自單元化，在日後進行更變時能更使使用者容易著手
現況難處	組合時所產生的縫隙問題能否使使用者接受
物理	原因	天花:受垂直重力影響，其固定邊緣必為結構天花，導致不易有施力點便於承重以及安全性的考量只好向上固著，而主動使用率也是最低的
解決方向
現況難處	物理因素以及安全性的顧慮

                            表三、現今單元化難處、成因及解決方向

 

4-5 類單元化構件之構造分析

　　目前市面上較具單元化特徵的產品大多已經在可逆的部分達到較高的完成度，但在開放性的問題還是較少規格化的情形出現，因此將舉出一些目前較接近於「單元化構造」的構件作分析，並同上述之論述歸納出一結論。

 

4-5-1 輕鋼架天化系統

　　以本研究之單元化定義來說，輕鋼架天花雖然在尺寸上在市場上已有慣用規格，但由於可逆性以及受其他構件牽制（需先現場釘製骨架，才能將板材放置）的原因仍屬於構件層級，呈上述分析可知目前以室內天花系統來說仍屬木作以及輕鋼架為多，木作受施作影響可逆性不足固先不予以討論，但以輕鋼架來說又受限於室內條件對於骨架的施工，且最直接的受物理影響（垂直重力）。而室內裝修有一種施作方式為先以最簡單的木作工程將天花的邊緣修飾至平整，即可讓骨架的施作易於垂直水平的釘製而不產生畸零的角落，這種作法類似於上述彈性區帶的概念，只是木作的形式較不可逆，未來實體系統應對彈性區帶之可逆性作加強方有機會落實單元化的構造。

 

4-5-2 活動隔間

　　與輕鋼架天花相比，活動隔間在可逆性的部分相對較完整落實，但在開放性的部分卻受需依現場尺寸施工的因素而導向客製化的方式製成，假設活動隔間的尺寸被規格化後，依據現場剩餘之空間而能有彈性區帶的構造補足，那麼活動隔間就較有被單元化的機會。

 

4-5-3 高架式活動地板　

　　活動地板的可逆性以及開放性的條件都已達到一定程度之滿足，但在其組成形式上還是較偏向由次構件所組成的形式，並未達到單元化「不受其他相關構件牽制」的條件。活動地板的組成方式仍是先需在地上放置矯正水平之地板支架以及橫梁，最後才能將地板面平鋪在上，這種方式其實類似木作高架地板的作法，只是在可逆性程度部分較高，但還是屬構件式變更。

 

  圖七、高架式地板之施工流程

　　　　　　

圖八、調整地板水平之相關構件

 

4-5-4 榻榻米

　　榻榻米為在可逆性及規格性以及組成方式都可滿足「單元化構造」條件之構件，它的形式及尺寸在它被創造時就已經被規格化，甚至在許多日式建築之空間尺度皆以榻榻米為單元去設定，它也在開放性的內涵達到一定程度的契合，內容如下：

（1）  形狀的共通性：形狀每個單元都一樣，在接合介面的形式也皆以水平垂直的形狀組合，不受接頭的形狀所牽制。

（2）  市場的相容性：尺寸從古至今皆為同一規格(90cm*180cm)，在市場上取得的尺寸都一樣，最多為製作材質的差異

（3） 環境的層級姓：介於內裝系統層級（被轄制）與家具層級（轄制）之間。

（4） 組合的多樣性：有許多形式的組合，這些組合甚至能夠與空間尺度有一定程度關連

五、結論

　　從上述各項構造項目的分析可得知目前構件式變更類型在接合方式上逐漸以可逆的方式呈現，因為這種方式能在日後的維修以及替換上能較方便執行，而以不可逆形式構成的部分通常在變更週期以及頻率較低的部分出現（如木作天花骨架、RC牆體、磁磚等較少變更替換的部分），因此可看出可逆性的發展依然有層級性的現象，但也因為人力大於物資的現象導致使用者抱持「消費主義」勝過「惜物主義」，因此本文一方面提出之彈性區帶是為解決規格化之邊緣尺度問題，另一方面構件可逆的簡易化也是能促成價值上可逆的先決條件。

　　而開放性的呈現大多還是相對較缺乏的，由於生產者欲創造產品獨特性，因此在市場上不斷地有推乘出新的產品，而產品的特殊性程度若過於高將有可能自然形成另一種規格，而消費者能接受的原因不外乎也是在於「個人化」的表現，因此在單元化構造的規格化上必定要能夠掌握組合的多樣性，滿足了使用者對於個人化的要求後才有機會使開放性價值上能夠達成。總結以上各點分別對於單元化設計之要點以及可行性做出以下評估：

 

5-2 單元化構件系統設計要點

（一）接合設計有二:單元與單元間、單元與其他系統。

（二）各別系統的單元體可個別製造。

（三）組合方式有一定的規範與限制。

（四）簡單工具及工法即可輕易施作。

（五）拆解至基本單元體後，其構成可具部分不可逆性。

（六）在拆解過程只需回到構件以上，系統以下的層級。

（七）能夠與其他系統搭配使用，達到真正開放。

 

5-3單元化構件系統的可行性評估（優勢）

（一）目前市面上並無發展成熟的單元化構件，或者說它們無法滿足某些條件因此也不是那麼的單元化，因此若能夠持續克服便能夠在市場上佔有獨特性

（二）單元化構件的生產規格化、個別化、組裝方便等條件都指向他是一個經濟且品質收到保證的系統，這對於物價日漸於人力的現象都是一種誘因。

（三）在逐漸重視環保的環境背景下，單元化系統可能被支持的機會也會隨之提升，這種機會也能夠幫助系統的發展及推廣過程受到實質上的協助。

（四）它可能產生一些新的服務，對於室內設計的實物型態可能造成改變，且這種改變是正向的。

 

六、參考文獻

1.林麗珠，「開放式介面之建築構造理論」，國立成功大學博士論文，2002

2.黃正宏，「實體系統設計之涵容性設計方法試探：以家具系統為例」，國立成功大學碩士論文，1997

3.王明蘅，「開放建築論文選集」，中華民國建築學會，2000