2016年2月9日 星期二

保存現代-路思義教堂的維修保存計劃

東海路思義教堂50週年慶
    2013年底,東海大學路思義教堂慶祝建堂50週年,主題為相逢路思義,就是東西方的相遇在路思義教堂。當時有不少曾目睹教堂從興建到現在的見證人分享半世紀來教堂的點點滴滴。而50年前曾主持獻堂典禮已高齡93歲的當年東海大學董事長周聯華牧師還印象深刻的回憶著貝聿銘先生一直追問他教堂的音響效果,還舉例當時紐約有一建築師因所設計的音樂廳音效不好而自殺,周牧師就很委惋的回說:還好。可見當時教堂所要處理的技術問題很多,為了音效,拋物線的曲牆採用格子梁來減低大面積的反射比例,原本青石版地坪及混凝土造椅子也均改成木作。貝聿銘與陳其寬先生對建築的處理並非只在空間型式的表現,而在工程與技術上也很嚴謹與重視,才能造就出這一棟不巧的偉大建築。

東海大學六十週年校慶啟動
      2015年是東海大學創校60年慶20149月路思義教堂更榮獲蓋提基金會「保存現代建築」的補助 (Getty Foundation, Keep it modern),成為東海建校六十週年的啟航序幕。
因教堂為常態性使用的狀況,本次的維護計畫,鷹架搭設採用全懸吊式的桁架工法,也就是鷹架搭不落地,研究進行期間教堂功能不受影響並在2月與6月邀請國際建築維護專家舉辦工作營與研討會。也因為教堂是校園中心,配合教育意義要讓學生了解此一計劃與關心校園,在教堂旁的戶外草坪上架設仿真大型竹教堂,舉辦教堂故事與東海歷史展覽,包含「雙曲面的祕密」、「東海大學的故事」、「再見那些人與事」、「蓋提不是蓋的」、「大學與教堂」、「仍舊說話的人」、「鏡頭之後的聲音」七大主題來介紹此一研究計畫的始末,包括教堂興建過程重現、當年的人物故事、東海大學的今昔、以及許多舊照片背後的人物精神。而建築系的構築課程也加入測繪與記錄的研究行列
 
   教堂需常態性使用,鷹架搭設採用全懸吊式的桁架工法,也就是鷹架搭不落地的設計
 
    教堂旁的戶外草坪上架設仿真大型竹教堂,舉辦教堂故事與東海歷史展覽



保存現代建築
蓋提基金會的「保存現代建築」計畫 (Keep it Modern),在全球各地選出了10處具20世紀現代化的建築為標的物基金會表示現代化建築是定義20世紀藝術的表述之一,這些被選出的建築物,都是以實驗性的物質建造而成,同時也使用了科技化的施工方式以及創新的模式。它們傑出、美麗,也都存在有趣的事,但相對來說,也都有一些保存上的問題「保存現代建築」計畫主要有兩個方向,維護其建築美學上的價值與歷史意義,並與相關保存團體共享維護模式並成為典範
其他獲選的建築物還包括了Alvar Aalto在芬蘭的帕伊米奧療養院(Paimio Sanatorium, 1933)、Dov Karmi在以色列特拉維夫的 Max Liebling House, 1936Charles and Ray Eames設計在加州的Eames House, 1949Frank Lloyd Wright在芝加哥的羅比之家(Robie House, 1910)、Hilario Candela設計的邁阿密海洋博物館 (Friends of Miami Marine Stadium, 1963)Jorn Utzon設計的澳洲雪梨歌劇院 (Sydney Opera House, 1973)Le Corbusier 在巴黎的Apartment and Studio, 1934Louis Kahn設計位於美國加州的沙克研究院 (Salk Institute , 1960)Max Berg 在波蘭設計的百年廳 Centennial Hall, 1913等。東海大學路思義教堂則是唯一在亞洲獲選的建築漢寶德先生也曾說過:路思義教堂是台灣最著名,也是最有歷史價值的建築,它是現代主義時代中國新建築的代表,也是中國文化與西方相遇而產生的最佳作品,所以實至名歸
蓋提基金會提供路思義教堂十七萬五千元美元作為維護調查與永續研究的經費,其深度研究將聚焦在兩大方面:一為整理教堂建造的歷史、材料,以及過去為保存而作的各種努力;二為分析並作測試,以提供身處在地震颱風頻繁的環境中所需要的氣候控制與防風擋雨的措施。
位在台灣的路思義教堂獲得蓋提基金會的重視與補助也另具指標性的意義,因為台灣一直沒法參與聯合國文化資產維護組織,卻能在同樣受國際矚目的保存與維護遴選中被選上,可見我國的建築品質是被肯定的。也藉此機會將停擺多年提報為文化資產保存的工作能有效的推動

東海路思義教堂建築歷史過程
    1953年,在最早的校園規劃藍圖時就確定要建教堂,1954年開始設計構思,195657年為重要的設計階段,1958教堂舉行動土典禮,接著計劃停頓,直到1960年又重新啟動。1962年底重新開工,1963112日落成使用。歷經10年才完成。
    當時貝聿銘先生被委託設計東海大學校園,貝先生因在紐約有要職沒法長時間在台灣,就請了當時在葛羅培斯建築師事務所Walter Gropius工作與麻省理工學院任教的陳其寬到台灣來負責校園的整體規劃 (還有另一位同時派來台灣的為張肇康先生)。所以路思義教堂究竟是貝聿銘還是陳其寬先生設計的就成為一個迷團,雖然在眾多的校園歷史檔案中能找到相關的重要線索,但不在本文討論之內
教堂完工已逾五十多年,歷經多次的維護與整修,而僅能依據當初的21張施工圖,包含建築圖8張,結構圖7張,鷹架圖5張,配置圖1,還有陳其寬先生紀錄整個施工過程的454張相片;其餘的資料皆分散在總務處、校牧室、建築系、圖書館及陳其寬文教基金會等。而教堂完工後並沒有竣工圖,因此僅能根據這些圖面與現場的差異來以釐清設計圖說與教堂完工後的差異,所以能藉此研究機會呈現教堂完工後的真實樣貌與設計及施工間的變更及折衝來更有效的理解教堂的「真實性」
 

陳其寬先生捐贈的施工圖與施工過程相片

20世紀建築遺產的真實性宣言
    1964年《威尼斯憲章》( International Charter For The Conservation and Restoration of Monuments And Sites) 在序言中即說明了「真實性」(authenticity) 在文化資產中所佔有的重要性。但是對於文化資產的定義多為歷史文物與建築,直到上個世紀90年代左右才開始重視現代建築的保存,例如成立於1988年的Docomomo 是致力於現代建築的保存工作的重要機構,並創建一個學術界與實務界連結的網絡。2011年的馬德里文件 (Madrid Document) 才開始讓20世紀的建築遺產保存成為共識,並認為保護20世紀的遺產與保護先前時期的遺產同等重要。對於文化價值也認為包含了物質層面 (物理區位,設計與主題,建造系統,技術設備,材料,美學品質,以及功能等) 與非物質層面 (歷史的、社會的、科學的、精神層面的關聯,或創造性等),以及室內、配件、相關的傢俱以及藝術作品等。並提示對於任何處理與干預都需要充分的研究、記錄以及歷史實物的分析作為指導。

東海路思義教堂的調查研究與維修
過往對於路思義教堂的研究多將其放在戰後臺灣現代建築發展的脈絡進行探討,包括以現代主義的手法經由抽象的方式呈現中國的意象、近代教堂空間演變的研究、教堂對於臺灣戰後現代建築的影響、臺灣清水混凝土技術的發展等面向,或著重在薄殼的形式構成與原理說明而教堂的興築過程與構築研究較少,也可以說路思義教堂的研究多在建構與論述教堂的文化價值,對於教堂的維護並未進行詳盡的調查與研究
然而教堂在這五十年間的維護多在經費限制下以所謂合理的施工方式或直接引進新的設備解決教堂使用上的問題,像921地震後有多處清水混凝土牆有龜裂,就利用無收縮水泥補強木地板壞了就全數更換木紋塑化地板屋頂漏水就直接在上面蓋一塊平板玻璃……後來就導致很多副效果,所以教堂在進行修繕與維護之前,應真實地記錄教堂現況以及過往的整修經歷進行理解調查與研究。確保在尊重教堂的美學、歷史與物質的整體性的前提之下,使用已經被驗證過的修復方法,避免可能為歷史材料帶來破壞、或可能影響文化價值的方法進行教堂的維護,並考量使用方法的可逆性。除此之外,也必須能站在教堂的歷史價值上與各專家學者、顧問團共同判斷教堂每一處的維護干預程度與採用的方式,俾使路思義教堂未來的修繕能維護其原本風貌。所以在此計劃中路思義教堂主要工作內容有:
1. 文獻史料之蒐集及修護沿革考證
2. 現況調查(包括環境、結構、構造與設備、損壞狀況等調查及破壞鑑定)
3. 原有工法調查及施工方法研究
4. 修護原則、方法之研擬及初步修護概算預估
5. 必要之現況測繪及圖說
6. 建築物修護及空間利用計畫先期規劃,包括必要設施系統及管理維護之建議
7. 校方、顧問團與基金會間的橫向聯繫與相關意見整合
8. 相關研究內容的翻譯與出版
9. 後續修護的工作計畫研擬

除上述主要工作內容外,本次研究也包括了兩部分進行:現況觀察與使用改善初步以現況觀察判斷目前教堂需要整修之處,計有結構、漏水與壁癌、黃色菱形磁磚、鐵窗、玻璃、內部裝修及傢俱等六項。而使用的改善部分有:空間使用、音環境光環境、熱環境、消防安全設備等共五項,合計共11項目,也邀請了國內外專業專家來協助研究並提出維護措施與建議方案。除此工作團隊外,也逖請多位國內外建築修復顧問協助本計劃的研究進行,包括了國外現代建築修復顧問 Gunny Harboe ( ICOMOS ISC20C副會長、聯合國教科文組織之20世紀文化資產委員會發起人)、渡邊研司 (DOCOMOMO日本秘書長)、結構及構造顧問成功大學張嘉祥、建築物理環境顧問邱英浩 (文化大學)、建築史顧問邱博舜 (台灣藝術大學)、古蹟修復顧問林志成建築師等

路思義教堂歷史研究
    東海路思義教堂是當時《時代》與《生活》二雜誌創辦人亨利.路思義 ( Henry Robinson Luce (1898 –1967) 為紀念父親亨利.溫特斯.路思義(Henry Winters Luce, 1868-1941在中國宣教辦學 (燕京齊魯) 的宗教精神並響應基督教聯董會在台灣成立東海大學而捐資建造的教堂。由貝聿銘建築師與當時東海大學建築系創辦人及系主任的陳其寬先生所設計,採用當時極為新穎的薄殼結構建築工法,完成由四片雙曲面所構成的教堂(含地板共五片)。路思義教堂全棟建築內部高65英尺、寬100英尺,沒有任何一根橫樑立柱,完全藉由四片獨立的雙曲斜牆面上的交織結構平均分散重量,經歷多次地震而還是屹立不搖,可見當時的設計與建造的精準度和嚴謹性,甚至拆除內部鷹架時,陳其寬先生還親自站在教堂中央,以擔保設計與結構的完美品質。
    五十多年間,有關教堂歷年的整修記錄,因時間的限制目前僅能追溯至1993年。更早期的資料則需要更多的時間來查找。雖然教堂的施工圖及施工相片等資料已有數位化保存,但也還陸續找到不少施工中的手繪草圖及工程資料,像鑽探報告、混凝土強度試驗報告及工程討論信件等,這些相關資料亦能有助於理解教堂構築過程與真實性。因此本計畫企圖藉由這些歷史資料呈現教堂的構築以及材料與施工細節等,這也將有助於後續進行各項整建維護的研究時,教堂「真實性」的各項討論。研究內容將會包括:教堂的構築、重建施工日誌、材料與施工細節、教堂過去整修過程及進行必要的現況測繪以作為後續各項研究的基礎

路思義教堂的維護項目
1.結構強度
路思義教堂已屆一般混凝土構造物的使用年限50年,雖然經歷多次包括921 地震後並無重大損傷,但還是需要重新檢測其耐震能力與使用強度,評估如何補強以符合現時台灣的耐震設計強度規定。而教堂現況有多處的鋼筋外露,也必須針對此一現狀採取修復措施。預計將進行結構體非破壞性檢測,了解鋼筋混凝土的損傷、銹蝕與劣化的情況,並依據調查內容提出補強建議。
 
   教堂有多處的鋼筋外露及混凝土龜裂現象



2.漏水及壁癌
    教堂內有多處漏水,主要是地下結構體與曲牆的界面牆壁滲漏,初步判斷為自施工縫滲漏以及因為地下水壓過大所導致的毛細現象。雨水較大時有積水的狀況,但因積水處並不影響教堂內部的使用,因無排水口,只能靜待自行消退與乾燥。目前雖不致影響實際的使用,但容易造成鋼筋的鏽蝕而影響混凝土結構強度,而滲入牆面的水份會將碳酸鈣帶出牆面,成為壁癌現象。二是自鐵窗與牆壁的交接處滲漏,三是屋頂的漏水。
    前述兩種滲漏會危害結構體,進而影響結構安全。第三種現象則是在1993年為了解決漏水問題,大幅度更改天窗的設計為平頂,反而造成了屋頂的水順著弧形牆面流下產生水痕,嚴重污損黃色菱形琉璃磁磚,使得事後必須用化學清潔劑清洗牆面而造成磁磚的退色與損毀。因此在2010 年又再次變動了屋頂的天窗改為弧形,並企圖一併改善屋頂的排水孔排水速度慢且容易被空氣中的粉塵、樹枝與樹葉等物覆蓋阻塞,導致一遇大雨屋頂便容易積水與污損磁磚的缺點,反而因此大幅縮小天溝的深度,當天溝的積水深度達20cm 左右,雨水便會由採光天窗流入室內,嚴重影響空間的使用。此狀況所造成的漏水狀況與天窗的更改息息相關,所以將併入鐵窗及天窗的修護並提出解決對策與方式。
     


   教堂有多處滲漏現象及裂縫修補痕跡

3.外觀及黃色菱形琉璃磁磚
教堂外部的主要裝飾材為黃色菱形琉璃磁磚,其成了一層保護層,可以有效的阻隔雨水等雜質滲透到混凝土層而導致鋼筋鏽蝕。從歷史檔案中曾記載當時琉璃磁磚顏色不一致,不過陳其寬先生認為符合他的意思,因為色彩不一致,色調才不會太單調。但這批磁磚是在窯燒時發生窯變,燃燒不均勻,原本就屬於瑕疵品,所以容易質變,也因時間老化與不當的維護造成表面釉藥的破壞而失去原有的風貌。加上這幾十年因鄰近台中工業區空氣中的懸浮微粒過高,且台灣的雨水偏酸性,腐蝕性較強,導致琉璃磁磚維護不易除了影響外觀之外,也將減弱其反射日照能力而導致室內熱獲量增加。混凝土灰縫與收邊同樣因環境與氣候的影響使得鋼筋腐蝕的機會大增,以及地震頻仍造成混凝土微裂縫破壞機率升高。這些現象會導致小瑕疵經過時間的催化被放大,影響了結構安全與提增室內漏水機率。如何提升建築外部的維護方式及耐候性將是省能與減少對於環境的危害的重要策略
 
 
    黃色菱形琉璃磁磚損壞及鐵窗鏽蝕

4.鐵窗及天窗的修護
鐵窗是以槽鐵架構施作,目前已有部分鏽蝕,尤其是靠近空調系統的冷卻水塔處最為嚴重;有些槽鐵與玻璃的界面也有雨水滲漏,再來就是天窗的漏水,經過兩次的維修仍然沒法有效處理天窗滲漏問題天窗原設有透氣的百葉可以讓室內利用重力通氣方式達到通風的效果,讓空氣由建築物下方的百葉進入室內,因熱空氣上昇的煙囪原理由頂端的百葉向外排出,可是因為天溝容易積水,使得水由百葉入室內,造成鋼板鏽蝕、室內積水,所以在1993年將百葉封閉,加上建築物下方的百葉被加設的傢俱擋住,重力通風的效果不佳。才不得不加裝空調來改善室內的熱環境。為了解決這些使用上的問題,在「真實性」的觀點上,如何恢復建築師的原創性,也就是將重力通風作為修復的原則,空調只是選擇性使用方式,並一併考量解決空調冷卻水塔處的槽鐵鏽蝕問題

5.玻璃的改善
教堂玻璃目前有三個問題一、部分玻璃破損、霧化,尤其是靠近空調系統的冷卻水塔處;二、玻璃清洗不易;三、原始採用的玻璃是1/4的隔熱玻璃,雖然使室內取得較佳的採光面積,但過大的採光面積也造成了室內的熱負荷,使得在使用上不得不以機械設備來改善,但卻造成了玻璃的霧化現象。
原教堂施工圖為清玻璃,但部分文獻為隔熱玻璃,所以需藉此研究了解玻璃材料的「真實性」,也能助於玻璃修護策略的判斷。從務實的角度來維持建築的風格,何種玻璃可以有效降低東西向日照的熱獲量與除霧化,並玻璃未來清潔與維護的方式,還有玻璃與槽鐵接合處的防水、防鏽處理方式。
 
 
    玻璃的破損與霧化傢俱掉漆嚴重

6.木質內部裝修及傢俱
教堂籌建之初內部裝修與傢俱即被視為空間塑造的一部分,貝聿銘與陳其寬先生在設計教堂時用檜木或櫸木作為飾材並設計了大部分的傢俱,由於木質內部裝修與傢俱維護不易,且使用頻率高,所以容易損壞;以往多直接上漆保護木料,延長使用年限或讓傢俱的色澤看起來較為美觀導致破壞其「真實性」。如何確認過往修復的次數與所採用的塗料為何,以及搭配歷史研究討論採用剝漆的方式或與採用何種材料回復其風貌;並針對部分因滲水、日照或材料老化等因素而損壞的部分以木構造榫接的方式予以修復。

7.空間使用計畫
教堂目前在使用上呈多元性,除宗教活動的講道與聖樂吟唱外,學校很多課程與活動都會在教堂舉行,如何面對未來可能更多的活動而有不同的使用目的與需求。因此,需先整合相關的使用需求並擬定空間計畫,並同時考量音、光、熱環境進行整合式的空間規劃,以確保在空間之使用上能有最佳之物理環境。

8.音環境
路思義教堂除了宗教性的講道、詩歌的使用外,尚有演奏、演唱與表演等使用,多元性的使用對於餘響時間要求皆不同,加上曲牆為混凝土反射材,缺少吸音材料,導致出現迴音與音焦點、音盲點等音響障害,聽眾很難聽得清楚。除了上述室內空間與材質的影響外,環境噪音為影響室內空間音環境的另一個主要因素,例如空調、變壓器或發電機等機電設備運作時,或是流體在管路流動撞擊時而產生的噪音,還有外部環境的噪音源以及結構噪音等了解噪音源為何才能針對噪音源提出相應的對策。在室內容積無法改變的情況下,僅能以室內裝修來調整空間的音環境,來達到的最佳餘響時間以及空間改善。
 
    教堂目前在使用上呈現多元化。同時出現的空調出風口、喇叭、鹵素探照燈及白熾日光燈

9.光環境
光環境分自然採光與人工照明。在自然採光部分,主要是玻璃的透光性,但教堂西面的玻璃已因空調冷卻水塔的水霧影響而出現霧化的現象,使得玻璃的透光性大幅降低;其他面向的玻璃狀況尚好。天窗及四面採光面則為構成教堂戲劇性的內部採光空間形式之重要基礎。
但在人工照明部分,目前的燈光配置並無法適切地表現教堂的結構之美與內部實用性。部分源於早年的燈光技術,可選擇的光源不多,教堂採取了白日光燈管去配合曲牆光源,還有在客席基座處隱藏數盞早年的鹵素探照燈,兩者是目前教堂夜間燈光的主要光源形式,卻無法表現曲牆的光影與菱形格子樑的結構之美若需配合講道、閱讀聖經、唱詩歌時的需求,客席與講壇上講員均無法利用照明閱讀。而目前配置的燈光形式「眩光」也極其嚴重。在夜間崇拜時詩班席幾乎看不到樂譜此外,教堂目前的人工照明明顯遷就現有的空調設備管線,不僅不易隱藏光源,也成為令人不快的炫光之所在,不利於室內光線的均齊度,且無法提供適當的照度。所以光環境改善包括了夜間照明計畫、人工照明的現場實測與數值模擬以及光源與照明器具的選定及擬定配置

10.熱環境
路思義教堂由四片混凝土曲牆所圍塑而成,為取得良好的室內採光與視覺上的通透感,除四片曲牆外,東西兩向與屋頂皆由玻璃所構成。此一設計雖然強調了教堂東西向開窗的視覺效果,且獲得較佳的採光,卻引入了大量的輻射熱。雖然在設計路思義教堂之初,建築師即已考量採用重力式通風的建築物理手法來解決室內濕熱的問題,但實際上卻因為通風氣窗的換風面積不足造成的通風效果有限,加上玻璃的隔熱性不佳,使得路思義教堂需改以空調系統來解決舒適的需求,也因此屋頂的天窗在多次的整建過程中被改為密閉的採光罩,造成了教堂如同溫室一般,無法藉由自然通風降低室內溫度。所以如何是減少室內空間的熱獲量。以及改善進氣口與排氣口的面積,以機械換氣式方式改善換氣率、或以部分空調系統的建議來解決室內熱環境的需求。

11.消防安全
作為公眾使用的建築物,應能維護公眾安全,因此消防上的安全考量為必要進行之工作。教堂在興建之初並未考量消防的問題,因此,並未有任何的消防設備。教堂若以台灣現行法規檢討室內的消防設備,可能破壞教堂建築及整體空間氛圍因此,依據文化資產保存法等法令規定,可提送因應計畫由消防主管機關核准後得排除部分法令之適用;並由古蹟管理單位加強公共安全的維護。

預期成果
透過文獻資料、興建與修繕歷程的歷史研究來理解路思義教堂在各歷史階段的「真實性」樣貌,與其獨特的文化價值。在此一基礎上,針對建築物使用現況上的課題進行研究,確保未來的修繕能無損或能恢復建築物的文化價值。
此一修護的研究將能回饋之後的修復工作,對於臺灣的現代建築的保護也具有相當程度的示範性作用,就如同路思義教堂在台灣現代建築發展所具有的示範性效果。尤其現代建築的修復不同於更早期的建築,以木作、磚石構造與彩繪等為主的修復,現代建築使用了更多的複合材料;此一修復經驗預期能將台灣對於建築維護的目光由歷史建築擴展至現代建築,以促進台灣對現代建築維護的新視野,並由此將台灣的現代建築連結上國際保護現代建築的潮流,並促進現代建築保護的國際交流。


沒有留言:

張貼留言

生命4.0