成大建築系「石滬 2.0」走進澎湖潮間帶 以設計與循環材料重建石滬生態與共創機能
文、圖/建築學系(劉舜仁教授實驗室 C-Cube Lab)
國立成功大學建築學系劉舜仁教授團隊(C-Cube Lab)獲海洋委員會支持,執行「深化澎湖永續循環之島-海洋碳酸鈣創新應用研發與場域試驗 2.0」計畫,10 月 15 日於澎湖白沙鄉赤崁村發表年度成果。團隊以建築設計為核心,整合循環材料、海洋生態與水族產業專業,將澎湖潮間帶大量淤積的砂砱(珊瑚礁碎屑)轉化為「石滬 2.0」模組化棲地系統,並在全球石滬密度最高的澎湖北海,完成 A、B 兩組單元系統現地建置,讓沉寂的石滬重新成為生態、生產與社群共同運作的場域。成果影片 https://youtu.be/opwHGqKIkNU

成大建築系劉舜仁教授團隊與循環澎湖聯盟夥伴,於澎湖赤崁北海潮間帶完成石滬2.0單元系統建置
相較於去年投放於海底的 3D 列印生態礁,潮間帶同時承受颱風與東北季風帶來的多向度波浪與潮流,也是居民、漁民與生物互動最頻繁的介面,是更具挑戰的設計題目。團隊回到傳統石滬「乾砌石」的構築邏輯:澎湖玄武岩比重約 2.9 至 3.2,循環材料則較輕、抗漂浮能力較低,因此不能只靠單元自重,而要靠組構系統取得整體強度。
團隊以離散幾何發展單元卡榫邏輯,在不使用鋼筋的前提下,讓單元透過幾何堆疊與互鎖形成穩定構造;造型上則轉譯潮間帶生物的生存機制,例如以孔洞與自遮蔭幾何提供藤壺、螺貝類的棲身空間,以表面紋理誘導亂流、增加生物附著面積。製造端整合 3D 列印與壓製成型(壓磚)兩種工法,前者保留造型自由度,後者對應未來量產。今年共發展「水平堆疊」與「垂直堆疊」兩套系統,分別應用於石滬的滬房與伸腳等部位,並依礁盤起伏調整組構型態。

石滬2.0以離散幾何發展單元卡榫與堆疊邏輯,不使用鋼筋即可形成穩定構造
計畫延續 C-Cube Lab 多年發展的循環漿體(C-Slurry)技術,以鹼激發膠結原理常溫成型、不需燒製,將澎湖砂砱、牡蠣殼等海洋碳酸鈣導入配方。石滬 2.0 每 1 立方公尺構築量約需 600 公斤單元,其中超過 420 公斤為澎湖海洋碳酸鈣資材;相較於水泥基材,材料減碳至少 162 公斤,平均每顆單元減碳 5.7 公斤。團隊並與產業夥伴成大昶閎科技合作製程開發,讓研究成果從實驗室走向可量產的生產系統。

石滬2.0單元以3D列印與壓製成型兩種工法製造,兼顧造型自由度與量產可行性
傳統石滬以「集體出資、共同勞動、按份分漁」運作,澎湖人稱之為「滬份」。團隊把這份共有共營的精神寫進設計:單元尺寸以人力搬運為前提,施作時由在地夥伴與成大建築系碩士班學生共同搬運、堆疊與部署,驗證非專業人員也能協力施作,成為未來擴大公眾參與的基礎。對學生而言,這是一堂從材料、構造到社區溝通都在真實場域中發生的設計課。
計畫主持人劉舜仁教授表示:「石滬曾經是澎湖人一起出力、一起分享的生產系統。我們想做的不只是修好一座石滬,而是讓『一群人為了潮間帶一起出現』這件事重新發生。甚至未來國際如果要解決島嶼的問題,就是要來澎湖找解方。」
計畫合作關鍵夥伴,水試所澎湖漁業生物研究中心謝恆毅研究員表示:「潮間帶的生態條件因為砂鈴嚴重淤積比海底更嚴苛,也與居民生活最貼近。我們做得越深入,就會遇到越多沒有想過的課題,會更需要大家一起加入,希望明年有機會深入社區,讓居民從認同到共同參與,在去化砂砱的同時,把棲地一點一點找回來,創造收益等多面向的良性迴圈機制。」

成大建築系碩士班學生與在地夥伴共同完成石滬2.0單元搬運、堆疊與部署
去年團隊以砂砱 3D 列印的 6 組生態礁,投放於澎湖青灣外灣與蛇頭山兩處海域。今年與農業部水產試驗所澎湖漁業生物研究中心合作監測,蛇頭山礁體設置後的指標魚類類別與總數均較設置前增加,兩處礁體周邊的無脊椎動物種類與數量也都增加,礁體上已標記 28 株礁結生長的珊瑚,驗證砂砱循環材料作為珊瑚附著基材的潛力。
同一套材料也延伸到水族產業。團隊以海洋碳酸鈣製作的「仿生活石」已完成水質效益檢測,各項數據均符合規範,後續將與博藤海洋生技合作量產試驗,並以石滬 2.0 場域作為活石培育與採收示範區,建立「潮間帶養成、採收、水族應用」的循環生產模式。

去年投放的砂砱3D列印生態礁上,珊瑚已穩定礁結生長
石滬 2.0 目前處於從概念進入驗證的階段。接下來團隊將觀察系統歷經冬季東北季風後的構型位移、單元散落、砂砱淤積變化與生物附著,作為設計修正依據;並已鏈結水利與環境工程領域教授,建立修復單元在不同規模與方位設置的專業指引,逐步從一座示範石滬擴展到整個北海石滬群。團隊也將與企業、基金會合作,發展單元製造、潮間帶走讀與環境教育等體驗,配合大潮週期推動生態觀察、活石採收、石滬修復與砂砱清淤等公眾行動。

石滬2.0單元系統俯視,周邊配置以海洋碳酸鈣製作的仿生活石單元
國際上,劉舜仁教授今年 6 月獲邀於比利時魯汶發表澎湖循環島嶼研究,與歐洲學界的後續合作正在推進中。劉舜仁教授表示:「澎湖面對的砂砱淤積、資源循環與人口外流,是許多島嶼共同的課題。我們希望把在澎湖驗證的材料、設計與共創方法整理成可複製的系統,從臺灣走向其他亞洲島嶼。」
