杜風 79 期 焦點人物 |
築夢人生
陳福松 博士
超偉工程顧問有限公司主持人 |
時光荏苒,回顧過往,有我努力熱情創作的身影和實踐串串美麗夢想的歷程
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人生是由很多不同階段的成長過程、生活點滴的歲月所串連起來,而每個階段都有著不同年齡的人生任務,這人生任務過程中有它的喜樂、悲歡、得意及失落。
我出生於屏東,南國風光綺麗,家裡淳樸、善良、勤奮,我的童年滿是天真奔放,鎮日在大自然裡打滾探索。大學有幸悠遊於台大浩瀚的學海,在自由的學風下,求學成長。自台大土木系畢業後,就先服一年的預官役,在當兵的這年,正好我們的部隊駐防在金門山外小城,離金門大武山不是很遠,金防部在大武山的內部建有一座大會堂-擎天廳。當我第一次參觀擎天廳時就驚豔於它的雄偉及工程的高難度;在這當下,年輕的我,心裡面就立下志願:一定要當個傑出的土木工程師!
在台大土木研究所,我唸的是結構組,指導老師是前台大校長虞兆中先生,我非常佩服恩師虞校長的敦品勵學及治學精神,二年研究所裡在台大師長指導下,學到了很多基本專業知識,而這些知識對我日後在社會、職場上的實務應用都有很大的幫助。
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國立成功大學連通天橋-利用隱形戰機Nighthawk的意象 |
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研究所畢業後,經恩師的推薦至中華顧問工程司(現在的台灣世曦)工作,正式開始我的職場生涯,並參與台灣當時的十大建設。在中華顧問的結構部任職,這期間從橋梁、建築結構及一般的土木工程的基本設計學起。經過三年多的磨練,對工程的設計有了初步的了解和體驗,了解到學校裡所學的課程,都是在職場上實際應用的基礎科學,也真正體會到,學無止盡,書到用時方恨少的哲理。
台灣經濟起飛,政府於1960年末期到1979年間,進行一系列國家的基礎建設工程,如高速公路、港埠、機場、發電廠……等,這些重大工程及建設,提升及深化總體經濟發展,開創了台灣經濟奇蹟。 |
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2010年臺北國際花卉博覽會舞蝶館-與台科大學生合影 |
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在這個時段中華顧問工程司 (CECI) 主要承攬有:中山高速公路、台中港埠第一、二期工程規劃設計及其它國家相關的重大工程,當時因電腦科技已相當成熟,在工程上的應用已是世界的潮流。為了讓我們的工程技術能和世界先進國家接軌,公司成立了技術開發部門,這部門專門研發各種工程設計的方法,並開發電腦在工程上應用的軟體。由於我對這方面有著濃厚的興趣,亦被指派到此部門,專門負責研發各類工程技術之電腦應用軟體。從設計理論的引據及解析、設計規範和法規的要求,用數值分析的方法,以電腦程式為語言,設計出一套工程應力分析及設計軟體。憑良心講,這是相當費時的工作,一套軟體的完成要經過無數次的測試、修正、試用及改良,才能把一套可供應用的軟體順利完成。
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台北體育場初設前期的結構規劃
建築設計:瀚亞建築師事務所(Archasia Design Group) |
在這段期間有許多重要工程,結構應力分析及設計部份,都是仰賴我們部門開發的軟體來輔助完成,如當時圓山大橋 (由大陸工程公司承攬施工),CECI受委託,執行懸臂推進工法中的預拱及變位應力分析。這座橋梁也是國內第一條採用此工法的長跨度橋梁。台北建國南北路的高架連續橋梁,也有部份依賴我們開發的軟體輔助,才能順利完成設計。除此之外,我也特別為台中港的海港防波堤工程,設計研發一套電腦輔助設計軟體。
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建築設計:大壯聯合建築師事務所+何鴻志建築師事務所
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佐藤綜合計畫AXS |
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台中會展中心結構規劃-筒中筒(Tube in Tube)構造,實由兩側筒狀結構與外側網狀構架結合成一座拱形立體構造立面弧形不規則牆面,結構以圓管曲線配合建築造型,交織成穩固且具美感之網狀結構。
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我們所開發的這些軟體,也應用在CECI所被委託的中國鋼鐵公司建廠工程、及各地重要橋梁的規劃設計中。在CECI這個孕育優秀工程師的搖籃下,我與其他的工程師一樣,兢兢業業、孜孜不倦地學習到很多工程方面的知識,從結構動力學分析、應用、設計及一般土木、橋梁、建築結構和特殊構造等工程。直到今日,我對CECI當年前輩的指導及公司給予我的栽培和機會,仍懷著滿心的感謝。
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高雄港客運專區-港埠旅運中心結構規劃
建築設計:Reiser + umemoto , RUR Architecture,PC /宗邁建築師事務所(Fei & Cheng Associates) |
經過七年在CECI的培育,在實際參與國家十大建設的經驗與磨練後,深深感覺自己在專業的領域上需要更進一層的進修,於是前往美國再深造的念頭油然而生。這時正好公司有一位美國顧問劉師琦博士,他當時正任職於美國的National Science Foundation,我的經理謝老幫我寫了一封信,委請劉博士推薦我入美國大學進修的機會,他推薦我給美國加州大學柏克來分校的Professor Penzien;很幸運地我被轉介到Professor Graham Powell門下當他的助理學生。在很倉促的時間下,我完成托福考試、研究所的申請、簽證、I20及出國手續,於是一個人踏上出國求學之路。
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基隆港西案客運專區港務大樓結構設計模型
建築設計:Neil, M. Denari Architects,USA /宗邁建築師事務所(Fei & Cheng Associates) |
三年半的旅美博士求學生涯裡,我發覺到不止我是一位老學生,老外也有一些有了實務工作經驗後再回學校求學的工程師。我更發覺到這些國際一流的教授對學生課業要求很嚴格,但生活態度上很親切;他們帶學生的方法,不止教授我們專業上的知識,同時也教導我們要有開闊的心胸和視野,去面對種種挑戰,追求陽光的人生。
在這段求學的過程中,我發覺我是自己跟自己競爭,自己跟自己挑戰,並且結交許多良師益友。雖然非常辛苦,但很充實、很快樂,因為我要築夢踏實。三年半完成了博士學位,此時我已38歲。當時曾經我有個希望,我雖然已取得博士學位,但還是期望經過十年後能有機會,再回學校重溫學生生活,再次享受自己跟自己的挑戰;可惜這個夢想到現在已經過了33年仍沒有實現,不免有點遺憾。
從美國加州大學柏克萊分校結構力學研究所畢業後,我就加入了當地舊金山華人開創的公司T. Y . Lin International工作。三年後一位加大的學長邀我加入了John A. Blume & Associate, San Francisco,這家公司在結構動力學的工程應用上相當出名,在那工作兩年後,思鄉之情日益,因此毅然決定回台。
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北部流行音樂中心結構設計模型
建築設計:Reiser + umemoto , RUR Architecture,PC /宗邁建築師事務所(Fei & Cheng Associates) |
1987年我和四位台大Berkeley的同學一同返台成立了「超偉工程顧問有限公司」,正式投入土木、建築結構及橋梁工程的設計顧問行業。大家同心協力努力經營了三年,大部份的業務偏重於建築結構;時逢太平洋建設的鼎盛時期,加上當時章民強總經理給我很大的幫忙,支持我們很多的業務,如太平洋SOGO百貨大樓 (原為太平洋崇光百貨)、仁愛路上的鳳翔大廈、馬來西亞沙巴亞庇 (K.K.) 的太平洋百貨大樓等。
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高雄車站初設先期的結構規劃
建築設計:宗邁建築師事務所(Fei & Cheng Associates) |
這期間正好遇到台灣建築法規的改變、各都市城鎮開始實施建築容積率,促使建築物往高層發展,帶動了大量高層及超高層建築結構的實用。我們針對每個案子盡其所能找到最合理、最經濟的制震方案,並採用價值工程評估。遠東集團的高雄亞洲企業大樓,樓高103層,總樓高為410米,為台灣當時第一座超高層摩天大樓;以及鄉林企業的鄉林塔樓規劃有企業總部、旅館及綜合商場,樓高57層,總樓高為224米,都是在這時期完成設計及請照;可惜這兩個案子因業主另有考量沒有施工建造。而其他承攬的諸多40層、30層、20層以上的住宅及辦公大樓,在當時都順利設計及施作完成,時至今日有些建築在當地還是知名的地標。
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中國信託商業銀行南港企業總部
建築設計:美國NBBJ & 宗邁建築師事務所 |
日子過得很快,我個人從事土木、結構技師這個行業一、二十年期間,雖然景氣起起落落,但建築業大多時間都保持相當的榮景。我們已承攬過各種不同類型案子的結構設計,有集合住宅、辦公大樓、運動場館、醫院、電子廠辦大樓、企業總部、展覽館、購物中心、橋梁、捷運及高鐵相關工程等等;這期間建築設計規範與準則,在學術單位的努力研討、更新及推動下,台灣工程技術的水準也隨著法規的更新,不停地進步。都市鄉鎮到處都在建設,榮景處處。
從事技師這個行業,主要的工作無非是工程力學分析與設計,基本上都和各類工程設計規範有關,這是有準則可循的,而這些工作的操作絕大部份都有相關的軟體可以應用,長時間下來好像有乏味倦怠的無趣,但事實上並非如此;一般的結構設計,在決定之前需要有一個完整的結構系統規劃,俟系統決定後,才能循序執行結構的初步及細部設計工作。
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高雄統一夢時代
建築設計:美國RTKL |
結構系統的規劃設計是相當有趣的工作,尤其遇到建築類型機能具有特殊性,或空間及造型具有趣味性;而這類建築物都有大挑空空間的設計,結構系統的規劃就需要將適合的結構元素融入,和建築設計結合成一體。這工作需要結構專業的知識,也需要建築空間及美學的訓練、素養,我曾經有好幾年著迷於這類有趣構造系統的設計工作,像京華城購物中心、微風廣場、美麗華購物中心、新竹風城購物中心 (現為遠東巨城購物中心)、高雄統一夢時代等大型購物中心,都是在這段期間完成的。
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基隆市和平島跨海大橋規劃競圖 |
我也很喜歡到處旅遊,到國外去看看不同文化的建築和橋梁,發覺到很多國家的航空站都是近十幾、二十年的新建築,絕大部份都是充滿現代感的建築設計。這些在建築文化的表現上雖然有取材於地方的文化背景,但在造型上都採用現代工業的鋼鐵或鋼索構材,以大跨距的桁架結構或張弦桁架結構等來直接展現力與美的造型,不必刻意加以裝修,用結構語彙直接詮釋建築空間,這類建築如展覽館、運動場館……等。這種以結構語彙來表達建築造型及空間的設計,我個人特別鍾愛,看到一棟棟這類型美學的建築設計,我都會很細心去探討,它的設計意象及設計者所要表達的創作意念;每每看到這樣的精采作品,心中都澎湃不已。
於是我開始尋找這類型的設計案,也利用受委託的案子中去嘗試開發。從學校的活動中心、體育館這類需要大跨距結構系統的建物開始,由鋼管桁架融入結構造型的設計,從整體結構的規劃到桿件接合、細部設計都很用心去處理;像南港軟體科學園區第一期、第二期及一些電子公司總部大樓。有了開始的播種,就會發芽成長;我終於知道結構、建築和美學融合一體的設計,才是我工作的最愛。
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台中市洲際棒球場透視圖
建築設計:瀚亞建築師事務所(Archasia Design Group) |
台中市洲際棒球場是我們公司和瀚亞聯合建築師事務所競圖取得設計的案子,當時的結構設計概念,我是以棒球全壘打的球行軌跡為主題,把球的軌跡轉為結構造型,棒球場內一對象徵棒球縫線的三角桁架,飛越全場座席的天空。這一對桁架是不對稱的三鉸拱,它的跨度各為230米左右,拱本身就是拱受力時彎矩行為的縮影圖。兩座巨拱像是兩道彩虹向遠方的球迷朋友們歡呼! 「快來加油! 快來加油! 這是台中洲際棒球場啊!」
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台中市洲際棒球場現況圖
建築設計:瀚亞建築師事務所(Archasia Design Group) |
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世貿南港展覽館-首創台灣大型展覽館無柱空間的紀錄
建築設計:三門建築師事務所 ( TMA ARCHITECTS & ASSOCIATES. )
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世貿南港展覽館為統包案含設計及營建,雖為展覽館,實際上是一棟多功能性的場館,除了供作一般重要的展覽外,還可舉辦大型演唱會,因此在淨高、寬度及荷重的需求等都有特別的考量,使這座展覽館可以在多元的利用下,達到高品質的水準。
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世貿南港展覽館
建築設計:三門建築師事務所 ( TMA ARCHITECTS & ASSOCIATES. )
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營造單位為了控制建造成本,對結構系統及預算也多有限制,就在多重條件要求下,我決定嘗試採用超大跨距的造型桁架,為主要的結構元素來設計,讓整個展覽館給人大氣寬闊的感覺,也首創台灣大型展覽館無柱空間的紀錄。
台灣於2002年六月正式加入世界貿易組織 (World Trade Organization, WTO) 後,近十年來國家大型的建築工程常有舉辦國際競圖,廣邀國際知名的設計團隊參與公開設計競圖,從中選出出色的規劃設計;政府也可借機觀摩並培養提升國內的設計團隊的素質,尤其在設計觀念的領域可以學習、領會到更多元、更創新的設計觀念。這些採用國際競圖的工程案例中,我們公司也大部份都獲國際設計團隊邀請參與,其中有幾件重大的工程設計案,我們參與的團隊有幸入選並取得設計權。
1. 高雄衛武營國家表演藝術中心
- 設計團隊:Mecanoo Architecten b.v. / 瀚亞聯合建築師事務所
2. 高雄港埠旅運中心
- 設計團隊:RUR Architecture, PC / 宗邁建築師事務所
3. 基隆港埠旅運中心
- 設計團隊:Neil M. Denari Arcjitecture, USA / 宗邁建築師事務所
4. 台北流行音樂中心
- 設計團隊:RUR Architecture, PC / 宗邁建築師事務所
5. 台中台灣塔
- 設計團隊:Sou Fujimoto Architecture, Japan / 宗邁建築師事務所
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高雄衛武營國家表演藝術中心
建築設計:Mecanoo Architecten b.v./ 瀚亞建築師事務所(Archasia Design Group) |
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高雄衛武營國家表演藝術中心
建築設計:Mecanoo Architecten b.v./ 瀚亞建築師事務所(Archasia Design Group) |
這一些重大的公共建築設計案都有一個共同的特點,就是每一件設計都擁有獨到的特色;立面造型的傳達常以曲面來表現,而每一設計案的內部機能及用途也因為有特殊獨有的需求,所以內部空間的設計,需要有適當的結構元素配合。加上這些獲勝的建築師都是國際知名的,從兩階段的競圖過程到取得設計權,想讓心中經典之作能充分表現!基於這些因素,建築師對於設計重要顧問群之一的結構設計及結構技師,都會嚴格地挑選把關,找到他們認同的設計及夥伴;我個人何其幸運,每每都能得到他們的認同和讚美。
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高雄衛武營國家表演藝術中心結構模擬圖
建築設計:Mecanoo Architecten b.v./ 瀚亞建築師事務所(Archasia Design Group) |
歐美的建築設計,建築師常以集體創作、專業間互相配合並貢獻自已所長。開始建築師先以建築機能為基礎,構思建築意象及造型,俟整體建築設計初步完成後,結構及其他顧問的規劃設計,即配合參與加入工作。
將結構計劃融入建築設計,這階段是最難也是最有趣的,對我個人來講這是我最喜歡的工作。主要這是結合結構、建築和美學的內涵,融入建築空間設計的工作。就以衛武營國家藝術文化中心案子來說,Mecanoo的有機設計來自基地現有的茂盛與密集的老樹,這些老樹創造出的正與負的空間反應,穿透在三度的曲面建築空間設計中,建築物的造型貌似海域中巨大岩石群,被海浪沖蝕風化而成的蕈型沙岩家族。構造系統採用了相同於建築自由弧面曲率,其網格元素之桁架結構,構成了和建築同型共體的三度空間自由型體,如此結構和建築融合成一體,有同樣的語言,共同呼吸、彼此依賴。
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高雄衛武營國家表演藝術中心結構模擬圖
建築設計:Mecanoo Architecten b.v./ 瀚亞建築師事務所(Archasia Design Group) |
在整體的結構系統中,除了美學之外,還兼顧強力有效的地震和颱風的力學設計。近日有荷蘭建築專業雜誌公司前來採訪我,問我在這設計裡,我認為最難而且也是最滿意的地方:我告訴他們:「我使用巧妙、簡潔、流暢的結構手法展現這一棟造型特殊、機能複雜的極美建築,我完成了不可能的任務」。
在這段期間裡,台灣有特定類型的建案,投資商為求產品的獨特性及新穎性,為期能提高產品價值和市場競爭力,同樣邀請國際知名建築師參加競圖,從中尋找合意的作品。例如台北信義計劃區的亞太商務會館的改建案,亦是經由邀請三家國際知名的建築師進行設計競圖,最後由法國的建築師 (Vincent Callebaut Architectures) 獲選的設計。
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100年1月17日簡報內容
建築設計:法國的建築師(Vincent Callebaut Architectures)/ 元宏聯合建築師事務所 |
亞太商務會館建築規劃為地下4層地上21層,設計概念為天空之樹。建築的外觀就像兩支纏繞的雙手頂天而上,這21層的平面樓版皆以圍繞著一個中間核心筒在旋轉,每層旋轉4.5度,到達頂層共轉90度。這個競圖案還和我個人及公司有個小故事:競圖前期原先建築的規劃設計是委託元宏聯合建築師事務所,超偉是結構設計顧問;競圖過程我也都全程參與,因為我是這棟建築的結構技師。在法國建築師Vincent競圖簡報後的隔天上午,業主中華工程董事長、台灣建築師柯宏宗、我本人及其他相關人員一起和Vincent開會討論他的設計,他們希望我對這個建築設計提出配合的結構系統;這是一棟建築構造的幾何和載重的重心偏離建築基面很大的建築物,雖然建築立面相當特殊,但對於重心偏離所產生的不穩定性需要找出一個有效解法的結構系統。我從大自然的生態悟出大榕樹的柱根,從它莖節長出一種具有支撐作用的支柱氣根,其強大支撐的力量,有如主要樹幹,就把這個生態自然原理用在這棟建築的結構系統上。我從平面挑出兩端的位置,佈設一組盤旋而上的空中桁架,從地面旋轉而上到達頂層,和主幹的核心筒結合成一體,形狀好像雙手纏繞頂天而上。當下,我提出解法時,Vincent本人還有點疑惑,他幾分鐘的細想後,他也了解了原來這個結構造型和他的概念雙手旋纏而上的建築造型不謀而合,當下覺得太神奇了。後來我將這個結構系統的力學理論再結合基礎隔震,降低地震對建築的衝擊能量;系統提出兩天後,我們就和元宏建築師事務所完成了這棟建築的結構設計顧問的委託合約。
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100年1月17日簡報內容
建築設計:法國的建築師(Vincent Callebaut Architectures)/ 元宏聯合建築師事務所 |
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巨蛋及商場結構模型
建築設計:澳洲Populous / 瀚亞建築師事務所 |
另一類BOT案是國外建築師主導的設計,就以台北遠雄大巨蛋為例,在我設計生涯中這是很值得一提的大型設計案例。它是2017年世界大學運動會的主場館,大概十五年前,這顆巨蛋從開始規劃的階段,我就參與了所謂台北體育文化園區規劃設計的工作;坦白講在那階段並沒有太多屬於我專業方面的事情,直到BOT競標階段,巨蛋結構的專業顧問工作才真正開始,從遠雄得標,這顆巨蛋的結構就和我習習相關了。
遠雄董事長趙藤雄先生是投資巨蛋孵生的主人,他期望這是全世界最美的一顆巨蛋,也是一座建築藝術品。蛋型和內部的機能是由澳洲的建築設計公司Populous (HOK Sport) 設計,結構的規劃與設計則由我來操刀,經參閱世界各地已完工使用的知名運動場館資料後,我提出兩個結構系統方案,第二個方案也就是目前正在建造的方案,提出當時,遠雄趙董事長及參與本案國內外建築師都一致很滿意接受這個方案。
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大巨蛋透視圖
建築設計:澳洲Populous / 瀚亞建築師事務所 |
台北巨蛋位於忠孝東路、光復南路及市民大道等大街廓內,南側面臨忠孝東路,北邊緊臨近市民大道,西側面臨光復南路。這巨蛋的用途為多功能的場地,主要為室內4萬人席位的棒球場,亦可供為大型演唱會場、展覽會場、大型集會場館。巨蛋的主要軸線為東西向,係屬於超大型運動、演藝空間。室內主要係以結構元素造型來表達設計,因此,巨蛋的蛋殼結構會是很重要的設計之一,蛋殼的結構既是構造又是裝修,兩者融為一體的建築,是結構建築美學兼顧的設計。
我採用菱形網格的鋼管造型桁架,以弧形自由曲面隨蛋型均勻佈設,從頂部軸線向四面延展向下,在中間高程處,和張力環連接。張力環的功能是這顆巨蛋的環狀龍骨,它支撐著拱頂結構,將各種載重均勻傳遞到基礎。
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台北大巨蛋施工中照片 |
我們台北巨蛋的張力環有別於世界其他巨蛋的張力環,台北巨蛋的張力環為馬鞍形,東側環立於主要觀眾席位的頂部,西側座落於購中心物的屋頂,張力環從東西兩端向下環抱著整座觀眾席,環抱群眾,展現台灣偉大的胸懷。此巨大的張力環,兼具抗張及懸吊的張力美學,均佈座落於香蕉形狀的立柱群上;這一群立柱,環繞著觀眾席而立,與拱頂結構用同一語彙的曲率連串成一體,一氣呵成,自成一格。
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巨蛋內部結構模型
建築設計:澳洲Populous / 瀚亞建築師事務所 |
巨蛋的天空以結構的實體元素來完成構築,無需任何的裝飾。這一群約8米見方的實體網格,依拱形斜向均勻排列,東西縱越250米,南北橫跨190米,交織成一張無際的天空,足見氣勢。
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台科大學生參觀衛武營留影 |
2006年應國立台灣科技大學副校長彭雲宏先生邀請,兼教於該校建築系,授課結構系統及行為這門學科。這門課和我的專長及工作很有密切的關係,因此許多工作上的經驗可以傳承,我帶著他們參觀、講解及分享,同時學生的見解和創意也常會給我帶來更神的靈感,真是傳承之外的教學相長。
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我在成大建築系演講 |
時代日新月異,科技蓬勃發展,在國際化的浪潮下,世界文化交融日深。我和國際大師們的交流頻仍,帶來了更豐富多元的啟發和眼界,我醉心於我的工作「融和與創新」。但從事設計創作的路,有時也是孤寂的,從構思的醞釀,到靈感的觸動,過程中有種種要挑戰的難關,和需要衝破的桎梏。透過一次又一次的經驗累積和透徹掌控細節及關鍵,方有成果之美的展現。每一步都走得謹慎、小心和踏實,這是辛苦的結晶;但過程的精彩,也讓我很滿足,充滿著成就感。真是「不經一番寒徹骨,焉得梅花撲鼻香」。
人生有夢最美,希望相隨;工作除了是提供謀生的方法,也是在實踐我們自己熱忱的夢想。時光荏苒,回顧過往,有我努力熱情創作的身影和實踐串串美麗夢想的歷程,工作使我的生活過得既忙碌又充實,這是有意義的人生;不由然地嘴角揚起,我要讓我創作的夢想,繼續飛揚。
陳福松小檔案
國立台灣大學土木工程學士
國立台灣大學土木工程結構組碩士
美國加州大學柏克萊工學博士
簡歷
• 超偉工程顧問有限公司 主持人
• 國立台灣科技大學設計學院建築系兼任教授
• 美國Structural Software Development Inc. 研究顧問
• 美國John A. Blume & Associate, San Francisco計劃工程師
• 美國T.Y.Lin International 計劃工程師
• 財團法人中華顧問工程司 工程師
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