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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳沅煒
研究生(外文):Chen, Yuan-Wei
論文名稱:以碎形理論探討台灣仿自然建築
論文名稱(外文):The Study of Taiwan's Imitative Natural Buildings Using Fractal Theory.
指導教授:陳清山陳清山引用關係
指導教授(外文):Chen, Ching-Shan
口試委員:郭章淵廖婉茹
口試委員(外文):Kuo, Jhun-IuanLian, Wan-Ju
口試日期:2018-07-10
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:建築系建築及都市設計碩博士班
學門:建築及都市規劃學門
學類:建築學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:146
中文關鍵詞:碎形理論盒計數法仿自然
外文關鍵詞:Fractal TheoryBox-counting methodImitative Natural
相關次數:
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  近年來,碎形理論的興起,帶給研究者關於空間課題之新的研究方法,本研究即利用碎形理論中的碎形維度值,探討台灣仿自然概念建築作品,並以問卷測試建築設計者之心理感受,分析其間是否存有顯著的關聯,並探討其關聯性。
  本研究以碎形理論探討隸屬生物類建築(5棟)與非生物類建築(5棟),並計算建築物之碎形維度值。利用問卷調查朝陽科技大學建築系建築組與室內設計組學生之心理感受,再以統計學分析空間感受與喜好程度之關係、分析背景屬性間選擇選項是否有顯著差異。
  研究發現生物類建築之平面與立面碎形維度平均值皆高於非生物類建築。由受測者的心理感受可以得知,生物類建築的室內空間較非生物類建築開放、寬敞、規則、活潑、自然及明亮,可能的原因為生物類建築案例有些為半戶外空間,相較於具有室內空間的非生物類建築來得開放許多,而相關的因子便會相互影響。外部造型因子具複雜、不對稱、規律、破碎、有機乃碎形理論之特徵,由結果可以得知生物類建築物比非生物類來得複雜、有機、規律。所以由受測結果可以得出生物類建築比非生物類建築更能闡釋碎形理論。經上述推論後可得知,大多數生物類建築比非生物類建築之碎形維度值高,故更接近於碎形理論的概念,
  碎形維度值越高表示該圖形之自相似性及複雜程度越高,故生物類建築碎形維度值皆高於非生物類建築。而統計結果顯示,非生物類建築設計概念相仿程度問卷平均值稍微高於生物類建築,由上述可知,碎形維度值
高低並不能完全詮釋是否與設計概念相仿。受測者對於建築物與概念之間的轉換感受,包含了概念物的造型轉換、空間層次的體驗等,這些影響因素大部分來自於建築師的設計。此結論可提供給建築設計者之參考,研究方法亦可提供學術界後續研究之參考。

關鍵字:碎形理論、盒計數法、仿自然

In recent years, the rise of the Fractal Theory has allowed researches to come up with new methods while studying about space issues. This study utilizes Fractal Dimension, a section within the Fractal Theory, to explore Taiwan’s architectural works that derive from natural concepts. Each designer has been asked to fill out questionnaires to analyze their psychological feelings to determine whether there is a significant correlation between the two and explore their relevance.
In this study, the Fractal Theory was used to investigate and calculate the fractal dimensions of five subordinate biological and five non-biological architecture. Students majoring in architecture and interior design at ChaoYang University of Technology were asked to fill out questionnaires about their psychological feelings towards these types of architecture. A statistical analysis was then utilized to correlate the preferences and determine whether there are significant differences in choices between background attributes.
The research found out that fractal dimensions located within the planning and elevations of biological architecture average higher than that of non-biological architecture. From the psychological analysis of the subjects, it can be determined that biological architecture are much more open, spacious, regular, lively, natural and bright than non-biological architecture. The possibility of this phenomenon may be due to the fact that biological architecture cases have semi-outdoor spaces compared to non-biological architecture where there are only interior spaces. Thus, these correlated factors are influential towards each other.
Higher fractal dimension values have higher self-similarities and complexity within the graphics. Thus, biological architecture average higher fractal dimension values than non-biological architecture. Statistics from the questionnaires also show that concepts of non-biological architecture have higher similarities than that of biological architecture. As stated above, the value of fractal dimensions cannot be full interpreted by comparing similarities of design concepts. The subject’s feelings of conversion between architecture and concept include the transformation of the concept model, experience of space gradation, etc., Most of these influences derive from the architect’s design.
Thus, by approaching closer to the concept of Fractal Theory, this study can be used as a reference for architecture designers and provide as a follow-up research for the academic world.

Keywords:Fractal Theory , Box-counting method , Imitative Natural

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 X
表目錄 VI

第一章 緒論 1
第一節 研究動機 1
第二節 研究目的 2
第三節 研究範圍及內容 3
第四節 研究流程與步驟 5
第五節 論文架構 9

第二章 文獻回顧 10
第一節 仿自然研究文獻 10
第二節 碎形理論研究文獻 11
第三節 碎形維度研究文獻 14

第三章 研究方法 16
第一節 碎形理論 16
第二節 碎形維度 23
第三節 盒計數法 26
第四節 統計分析及量化研究 28

第四章 實證研究 31
第一節 仿自然與碎形理論 31
第二節 統計分析及量化研究建築系學生對仿自然概念建築心理感受 31
第三節 台灣仿自然概念建築 32

一、台灣大學社科院圖書館 34
二、新化極限運動場 43
三、口丟口丟噹森林 51
四、苗栗巨蛋體育館 59
五、高雄市立圖書館總館 67
六、蘭陽博物館 75
七、臺中國家歌劇院 82
八、太魯閣車站 90
九、國立臺東大學圖書資訊館 97
十、國立海洋科技博物館-區域探索館 104

第四節 生物類與非生物類之比較 111
一、碎形維度與設計概念相仿程度之比較 111
二、仿自然建築物心理感受比較 112
三、生物類建築心理感受之統計分析 116
四、非生物類建築心理感受之統計分析 121
五、小結 125

第五章 結論與建議 127
第一節結論 127
第二節建議 131

第六章 參考文獻 133
中文文獻 133
英文文獻 134

附錄 136

表目錄
表2 1仿自然之相關研究論文 11
表2 2碎形理論之相關研究論文 13
表2 3碎形維度之相關研究論文 15
表3 1定律碎形及隨機碎形之異同 22

表4-1仿自然與碎形理論之關係 31
表4-2問卷樣本數 32
表4-3仿自然概念建築簡介 33
表4-4台灣大學社科院圖書館簡介 34
表4-5台灣大學社科院圖書館碎形維度值 35
表4-6台灣大學社科院圖書館分割情形 35
表4-7台灣大學社科院圖書館室內空間心理感受統計表 37
表4-8台灣大學社科院圖書館外部造型心理感受統計表 37
表4-9台灣大學社科院圖書館內部空間感受對喜好程度迴歸分析表 39
表4-10台灣大學社科院圖書館外部造型感受對喜好程度迴歸分析表 40
表4-11台灣大學社科院圖書館心理感受對設計概念相仿程度迴歸分析表 40
表4-12台灣大學社科院圖書館背景屬性對於空間感受之事後檢定表 41
表4-13新化極限運動場簡介 43
表4-14新化極限運動場碎形維度值 44
表4-15新化極限運動場分割情形 44
表4-16新化極限運動場室內空間心理感受統計表 45
表4-17新化極限運動場外部造型心理感受統計表 46
表4-18新化極限運動場內部空間感受對喜好程度迴歸分析表 48
表4-19新化極限運動場外部造型感受對喜好程度迴歸分析表 48
表4-20新化極限運動場心理感受對設計概念相仿程度迴歸分析表 49
表4-21新化極限運動場背景屬性對於空間感受之事後檢定表 49
表4-22口丟口丟噹森林簡介 51
表4-23口丟口丟噹森林碎形維度值 52
表4-24口丟口丟噹森林分割情形 52
表4-25口丟口丟噹森林室內空間心理感受統計表 53
表4-26口丟口丟噹森林外部造型心理感受統計表 54
表4-27口丟口丟噹森林內部空間感受對喜好程度迴歸分析表 55
表4-28口丟口丟噹森林外部造型感受對喜好程度迴歸分析表 56
表4-29口丟口丟噹森林心理感受對設計概念相仿程度迴歸分析表 57
表4-30口丟口丟噹森林背景屬性對於空間感受之事後檢定表 57
表4-31苗栗巨蛋體育館簡介 59
表4-32苗栗巨蛋體育館碎形維度值 60
表4-33苗栗巨蛋體育館分割情形 60
表4-34苗栗巨蛋體育館室內空間心理感受統計表 61
表4-35苗栗巨蛋體育館外部造型心理感受統計表 62
表4-36苗栗巨蛋體育館內部空間感受對喜好程度迴歸分析表 63
表4-37苗栗巨蛋體育館外部造型感受對喜好程度迴歸分析表 64
表4-38苗栗巨蛋體育館心理感受對設計概念相仿程度迴歸分析表 65
表4-39苗栗巨蛋體育館背景屬性對於空間感受之事後檢定表 65
表4-40高雄市立圖書館總館簡介 67
表4-41高雄市立圖書館總館碎形維度值 68
表4-42高雄市立圖書館總館分割情形 68
表4-43高雄市立圖書館總館室內空間心理感受統計表 69
表4-44高雄市立圖書館總館外部造型心理感受統計表 70
表4-45高雄市立圖書館總館內部空間感受對喜好程度迴歸分析表 71
表4-46高雄市立圖書館總館外部造型感受對喜好程度迴歸分析表 72
表4-47高雄市立圖書館總館心理感受對設計概念相仿程度迴歸分析表 73
表4-48高雄市立圖書館總館背景屬性對於空間感受之事後檢定表 73
表4-49蘭陽博物館簡介 75
表4-50蘭陽博物館碎形維度值 76
表4-51蘭陽博物館分割情形 76
表4-52蘭陽博物館室內空間心理感受統計表 77
表4-53蘭陽博物館外部造型心理感受統計表 78
表4-54蘭陽博物館內部空間感受對喜好程度迴歸分析表 79
表4-55蘭陽博物館外部造型感受對喜好程度迴歸分析表 80
表4-56蘭陽博物館心理感受對設計概念相仿程度迴歸分析表 80
表4-57蘭陽博物館背景屬性對於空間感受之事後檢定表 81
表4-58臺中國家歌劇院簡介 82
表4-59臺中國家歌劇院碎形維度值 83
表4-60臺中國家歌劇院分割情形 83
表4-61臺中國家歌劇院室內空間心理感受統計表 84
表4-62臺中國家歌劇院外部造型心理感受統計表 85
表4-63臺中國家歌劇院內部空間感受對喜好程度迴歸分析表 86
表4-64臺中國家歌劇院外部造型感受對喜好程度迴歸分析表 87
表4-65臺中國家歌劇院心理感受對設計概念相仿程度迴歸分析表 87
表4-66臺中國家歌劇院背景屬性對於空間感受之事後檢定表 88
表4-67太魯閣車站簡介 90
表4-68太魯閣車站碎形維度值 91
表4-69太魯閣車站分割情形 91
表4-70太魯閣車站室內空間心理感受統計表 92
表4-71太魯閣車站外部造型心理感受統計表 93
表4-72太魯閣車站內部空間感受對喜好程度迴歸分析表 94
表4-73太魯閣車站外部造型感受對喜好程度迴歸分析表 95
表4-74太魯閣車站心理感受對設計概念相仿程度迴歸分析表 96
表4-75太魯閣車站背景屬性對於空間感受之事後檢定表 96
表4-76國立臺東大學圖書資訊館簡介 97
表4-77國立臺東大學圖書資訊館碎形維度值 98
表4-78國立臺東大學圖書資訊館分割情形 98
表4-79國立臺東大學圖書資訊館室內空間心理感受統計表 99
表4-80國立臺東大學圖書資訊館外部造型心理感受統計表 100
表4-81國立臺東大學圖書資訊館內部空間感受對喜好程度迴歸分析表 101
表4-82國立臺東大學圖書資訊館外部造型感受對喜好程度迴歸分析表 102
表4-83國立臺東大學圖書資訊館心理感受對設計概念相仿程度迴歸分析表 102
表4-84國立臺東大學圖書資訊館背景屬性對於空間感受之事後檢定表 103
表4-85國立海洋科技博物館-區域探索館簡介 104
表4-86國立海洋科技博物館-區域探索館碎形維度值 105
表4-87國立海洋科技博物館-區域探索館分割情形 105
表4-88國立海洋科技博物館-區域探索館室內空間心理感受統計表 106
表4-89國立海洋科技博物館-區域探索館外部造型心理感受統計表 107
表4-90國立海洋科技博物館-區域探索館內部空間感受對喜好程度迴歸分析表 108
表4-91國立海洋科技博物館-區域探索館外部造型感受對喜好程度迴歸分析表 109
表4-92國立海洋科技博物館-區域探索館心理感受對設計概念相仿程度迴歸分析表 109

表4-93國立海洋科技博物館-區域探索館背景屬性對於空間感受之事後檢定表 110
表4-94碎形維度與設計概念相仿程度之比較表 111
表4-95仿自然建築心理感受平均值表 112
表4-96生物類建築內部空間感受對喜好程度迴歸分析表 116
表4-97生物類建築外部造型感受對喜好程度迴歸分析表 117
表4-98生物類建築心理感受對設計概念相仿程度迴歸分析表 118
表4-99生物類建築背景屬性對於空間感受之事後檢定表 119
表4-100非生物類建築內部空間感受對喜好程度迴歸分析表 121
表4-101非生物類建築外部造型感受對喜好程度迴歸分析表 122
表4-102非生物類建築心理感受對設計概念相仿程度迴歸分析表 122
表4-103非生物類建築背景屬性對於空間感受之事後檢定表 123
表4-104生物類建築與非生物建築室內空間比較 125
表4-105生物類建築與非生物建築外部造型比較 125
表4-106生物類建築與非生物類建築設計概念相仿程度之比較 126

圖目錄
圖1-1研究流程 6
圖3-1謝爾賓斯基三角形生成及自相似性 16
圖3-2不同量測單位下的英國海岸線長度(Bovill,1996) 18
圖3-3碎形具有無窮之轉折 19
圖3-4匹克歐伯(pickover)的自相似造型系統圖(謝寶泰,2004) 21
圖3-5科赫曲線(Koch Curves) 22
圖3-6加入隨機因素的Koch Curves (詹振維,2000) 22
圖3-7碎形維度概念圖(王素芬,1999) 23
圖3-8歐基里得幾何的線面立體的維度概念圖(Bourke,1993) 25
圖3-9斜率為碎形維度 27
圖3-10問卷架構 29

圖4-1受測者統計圖 32
圖4-2台灣大學社科院圖書館屋頂層具自相似性 36
圖4-3台灣大學社科院圖書館概念相仿程度統計圖 38
圖4-4台灣大學社科院圖書館心理感受整合圖 38
圖4-5新化極限運動場具自相似性 45
圖4-6新化極限運動場概念相仿程度統計圖 47
圖4-7新化極限運動場心理感受整合圖 47
圖4-8口丟口丟噹森林具自相似性 53
圖4-9口丟口丟噹森林概念相仿程度 54
圖4-10口丟口丟噹森林心理感受整合圖 55
圖4-11苗栗巨蛋體育館具有自相似性之圖像 61
圖4-12苗栗巨蛋體育館概念相仿程度 62
圖4-13苗栗巨蛋體育館心理感受整合圖 63
圖4-14高雄市立圖書館總館具有自相似性之圖像 69
圖4-15高雄市立圖書館總館概念相仿程度 70
圖4-16高雄市立圖書館總館心理感受整合圖 71
圖4-17蘭陽博物館自相似性之圖像 77
圖4-18蘭陽博物館概念相仿程度 78
圖4-19蘭陽博物館心理感受整合圖 79
圖4-20臺中國家歌劇院自相似性之圖像 84
圖4-21臺中國家歌劇院概念相仿程度 85
圖4-22臺中國家歌劇院心理感受整合圖 86
圖4-23太魯閣車站自相似性之圖像 92
圖4-24太魯閣車站概念相仿程度 93
圖4-25太魯閣車站心理感受整合圖 94
圖4-26國立臺東大學圖書資訊館自相似性之圖像 99
圖4-27國立臺東大學圖書資訊館概念相仿程度 100
圖4-28國立臺東大學圖書資訊館心理感受整合圖 101
圖4-29國立海洋科技博物館-區域探索館自相似性之圖像 106
圖4-30國立海洋科技博物館-區域探索館概念相仿程度 107
圖4-31國立海洋科技博物館-區域探索館心理感受整合圖 108
圖4-32生物類建築心理感受整合圖 113
圖4-33非生物類建築心理感受整合圖 114
圖4-34生物類與非生物類建築心理感受整合圖 115




中文文獻
(1)王素芬,1999,"地理資訊系統和碎形維度於森林地景空間變化上之應用",《航測及遙測學刊》,第四卷,第二期,pp.33-53,。
(2)吳鼎武‧瓦歷斯,2003,《飆碎形:電腦繪圖碎形設計與創作》,田園城市出版社。
(3)李介中,2005,"碎形理論應用於台灣地區建地空間型態之研究",碩士論文,台灣大學地理資源研究所。
(4)邱于暄,2015,"以碎形理論探討Santiago Calatrava和Antoni Gaudi作品之建築美學",碩士論文,朝陽科技大學建築及都市設計碩博士班。
(5)邱婉婷,2012,"仿生建築之設計思考研究",博士論文,國立雲林科技大學設計學研究所博士班。
(6)林伯航,2004,"應用碎形分析河川棲地分佈之時空特性",碩士論文,國立中央大學土木工程研究所
(7)林呈益,2004,"以歧異度與碎形維度為棲地指標探討堰之影響",碩士論文,國立中央大學土木工程研究所。
(8)林峰田,1991,"空間混和度之準碎形指標",國立臺灣大學建築與城鄉研究所學報,pp.9-17。
(9)林琦焜,2001,"從Cantor集到碎形",《數學傳播(中央研究院數學所)》,第九十七卷,pp. 3-14。
(10)侯亭妤,2014,"以模糊理論探討中介空間對學童活動行為之影響-以內埔國民小學為例",碩士論文,朝陽科技大學建築及都市設計碩博士班。
(11)姚福燕,2004,《深入淺出談生物科技》,可道書房出版社。
(12)建築師雜誌,2002,第三百三十二期,pp.72-77。
(13)柯宜良,,2013,"以數位構築的自然重現",碩士論文,淡江大學建築學系。
(14)孫佩辰,2010,"「仿生造型模式」應用於平面創作之研究─以鳥松濕地公園視覺識別設計為例",碩士論文,崑山科技大學視覺傳達設計研究所。
(15)張志三,1996,《漫談碎形》,湖南教育出版社。
(16)許澤宇、蘇姵文,2015,"室內展場景觀對遊客知覺與行為意圖的影響:以臺北市立動物園大貓熊館為例",《首府休閒學報》,第一卷,第一期,pp.69-94。
(17)陳亮瑜,2001,"碎形維度與空間型態之研究-以台灣地區之聚落空間為例",碩士論文,台灣大學地理學研究所。
(18)陳韜元,2010,"碎形圖像構成在海報設計上之應用與研究",碩士論文,國立臺灣師範大學。
(19)陸華,朱曉華,1999,"分形理論及其在城市地理學中的應用和展望",《南京師大學報》,自然科學版,第二十二卷,第二期,pp.106-112。
(20)詹振維,2000,"以碎形幾何理論模擬與分析都市成長模式之研究",碩士論文,國立成功大學建築學系。
(21)廖思善,2006,《動手玩碎形》,天下遠見出版股份有限公司。
(22)蔡及銘,2008,"運用碎形理論建立微奈米粒子之微接觸模型",碩士論文,國立成功大學機械工程學系碩博士班。
(23)謝寶泰,2004,"碎形於幾何史之典範轉移上的啟示",《商業設計學報》,第八期,pp.273-282。
(24)簡志明,2007,"仿生建築中的數位設計與組構-以藤蔓仿生為例-",碩士論文,國立台灣科技大學建築研究所。
(25)顏樁益,2009,"應用碎形理論於螃蟹族群空間分布之研究",碩士論文,中興大學生命科學系。
(26)顏澤賢,1993,《現代系統理論》,台北:遠流出版公司。
(27)蘇凱農撰,2013,"自發性光學圖案形成中的碎形維度",碩士論文,國立清華大學光電所。

英文文獻
(1)Bovill, C.,1996, "Fractal Geometry in Architecture and Gesign", Birkhauser Boston.。
(2)Bourke,1993,"P.,Fractal Dimension Calculator User Manual",Macintosh Application. ",。
(3)Harnos,A.,Horvath,G.,Lawrence,A.B.and Vattay,G.,2000, "Scaling and intermittency in animal behavious", Physic A,286:312-320。
(4)RIAN, Iasef Md, et al.,2007, "Fractal geometry as the synthesis of Hindu cosmology in Kandariya Mahadev temple, Khajuraho." Building and Environment, pp.1-15。
(5)Yannick Joye,2011, "A review of the presence and use of fractal geometry in architectural design", Environment and Planning B: Planning and Design, pp.814-828。


QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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