許超然 劉亞江 羅秋紅 李亞楠 李武學(xué)

上海建工設(shè)計(jì)研究總院 上海 200030

1 標(biāo)準(zhǔn)化裝配體系對(duì)裝配式住宅立面設(shè)計(jì)的影響

標(biāo)準(zhǔn)化體系是裝配式住宅建造與設(shè)計(jì)方式的基礎(chǔ)特征，受模塊化建筑設(shè)計(jì)的影響，住宅立面被分割成幾個(gè)單元進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，需優(yōu)先考慮立面、平面和構(gòu)件的規(guī)整性、模數(shù)化及標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn)，因此裝配式住宅外墻面多樣設(shè)計(jì)在很大程度上受到限制，其立面構(gòu)成元素上也顯得較為單一。

1.1 裝配式住宅平面標(biāo)準(zhǔn)化的制約

裝配式住宅外立面設(shè)計(jì)受功能平面標(biāo)準(zhǔn)化影響，建筑立面往往在設(shè)計(jì)過(guò)程中首先會(huì)依據(jù)已有的標(biāo)準(zhǔn)化平面功能與模塊化構(gòu)件來(lái)思考[1]，怎么便捷怎么來(lái)做，以此來(lái)方便各個(gè)功能平面對(duì)應(yīng)位置的構(gòu)件安裝和裝配式組裝與施工的需要，所以當(dāng)這種由標(biāo)準(zhǔn)化平面和一體化構(gòu)件所產(chǎn)生的功能相同、開(kāi)窗規(guī)整、陽(yáng)臺(tái)構(gòu)件相同的住宅，其立面外墻的設(shè)計(jì)也必然單調(diào)（見(jiàn)圖1）。

1.2 裝配式住宅外墻構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化的制約

裝配式住宅立面設(shè)計(jì)一定程度上取決于外墻、窗、門、陽(yáng)臺(tái)、樓梯等多樣化構(gòu)件的設(shè)計(jì)、制作與安裝。但現(xiàn)階段由于我國(guó)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化水平較低和研發(fā)力度較弱，構(gòu)件的個(gè)性化、信息化與機(jī)械化定制和生產(chǎn)并不能實(shí)現(xiàn)[2]。再加上建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)裝配式建筑設(shè)計(jì)綜合把控能力差，在外立面構(gòu)件用料、樣式、大小等設(shè)計(jì)問(wèn)題上也存在著諸多不足。以上問(wèn)題也就直接導(dǎo)致了裝配式住宅立面設(shè)計(jì)的單調(diào)，即裝配式預(yù)制外墻構(gòu)件設(shè)計(jì)研發(fā)與思考弱、裝配式預(yù)制外墻構(gòu)件個(gè)性化預(yù)制成本高。

1.3 裝配式住宅結(jié)構(gòu)體系標(biāo)準(zhǔn)化的制約

圖1 預(yù)制構(gòu)件形態(tài)對(duì)裝配式立面設(shè)計(jì)的影響

不同的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)體系會(huì)有不同的外墻立面表現(xiàn)形式，但不同的外墻表現(xiàn)形式也同樣受制于標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)，本文把預(yù)制結(jié)構(gòu)體系的表現(xiàn)形式分為兩大類，既二維結(jié)構(gòu)體系、三維結(jié)構(gòu)體系和混合結(jié)構(gòu)體系。

（1）二維結(jié)構(gòu)體系為大面積規(guī)整體塊網(wǎng)格，在建筑上具體表現(xiàn)為不同體塊關(guān)系之間的對(duì)比與推敲，適合較為規(guī)整的裝配式住宅；

（2）三維結(jié)構(gòu)體系大多為不規(guī)則網(wǎng)格，在建筑上具體表現(xiàn)為曲面形體與異型建筑，適合較為前衛(wèi)的裝配式住宅；

（3）二維與三維結(jié)構(gòu)體系還可以相互結(jié)合與共用，成為更為自由的混合式結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)裝配式住宅造型和外立面的具體需要，可選取。

綜上所述，不同的標(biāo)準(zhǔn)化體系雖然能夠帶來(lái)不同的住宅表現(xiàn)力，但也絕非可以實(shí)現(xiàn)所有的住宅造型模式，以及整個(gè)建設(shè)成本的需要。所以標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)體系也是影響整個(gè)裝配式住宅立面設(shè)計(jì)的重要影響因素。

2 預(yù)制構(gòu)件形態(tài)對(duì)裝配式住宅立面設(shè)計(jì)的影響

在整個(gè)裝配式住宅設(shè)計(jì)中，立面的預(yù)制構(gòu)件作為住宅外立面在設(shè)計(jì)中的重要影響因子，構(gòu)件的形態(tài)、構(gòu)件的裝飾和構(gòu)件的位置，很大程度上影響了整個(gè)裝配式住宅的立面構(gòu)圖與效果[3]。這些構(gòu)件具體包括：預(yù)制外墻、預(yù)制門窗及附加構(gòu)件、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)、預(yù)制梁柱、預(yù)制分隔墻、預(yù)制遮陽(yáng)板、預(yù)制雨篷、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制設(shè)備板和其他裝飾線條等等，可以說(shuō)每一個(gè)構(gòu)件形態(tài)的不同也會(huì)很大程度上影響裝配式住宅立面的設(shè)計(jì)[4]（見(jiàn)圖2）。

3 預(yù)制構(gòu)件屬性對(duì)裝配式住宅立面設(shè)計(jì)的影響

圖2 預(yù)制構(gòu)件裝飾材料及構(gòu)造對(duì)立面設(shè)計(jì)的影響

在裝配式住宅立面設(shè)計(jì)中，不同的裝配式構(gòu)件屬性提供了多種視覺(jué)選擇。例如不同的用色、不同的材料、不同的面層裝飾等特質(zhì)。這些特質(zhì)的除了本身具有的屬性特點(diǎn)以外，還可以在此基礎(chǔ)上對(duì)其屬性進(jìn)行多樣化加工[5]，例如（見(jiàn)圖2）：外墻飾面工藝（石材反打貼面、瓷磚飾面面裝飾、骨料類面層）、混凝土材料工藝（清水混凝土、彩色混凝土）、外墻預(yù)制構(gòu)件涂料工藝等等工藝。都會(huì)影響裝配式建筑的立面表現(xiàn)力和效果。所以說(shuō)建筑師對(duì)構(gòu)件屬性的良好把控能夠更好地提升裝配式住宅立面表現(xiàn)力，但反之，裝配式住宅立面的設(shè)計(jì)依舊還是會(huì)呈現(xiàn)單一和呆板。

4 其他影響要素

除了在裝配式構(gòu)件形態(tài)與屬性方面對(duì)裝配式住宅立面表達(dá)有影響之外，其外在的裝配式建筑大環(huán)境也在影響著裝配式建筑立面設(shè)計(jì)，例如，市場(chǎng)因素、技術(shù)因素、經(jīng)濟(jì)因素和政策因素等方面也都會(huì)影響著裝配式高層住宅的立面設(shè)計(jì)與發(fā)展（見(jiàn)圖3）。

圖3 其他影響要素

4.1 市場(chǎng)因素

（1）多樣化定制造價(jià)高昂。提高生產(chǎn)率，節(jié)約成本，滿足當(dāng)前技術(shù)水平與施工安裝的需要是當(dāng)前裝配式住宅生產(chǎn)與施工的常態(tài)，也是裝配式住宅立面單板的主要問(wèn)題。但裝配式住宅立面構(gòu)件的多樣化生產(chǎn)勢(shì)必與整體裝配式工業(yè)化發(fā)展掛鉤，工業(yè)化技術(shù)的不成熟也會(huì)間接地造成多樣化構(gòu)件生產(chǎn)價(jià)格的高昂，不利于裝配式高層住宅多樣化立面設(shè)計(jì)的需求，同時(shí)也無(wú)法滿足當(dāng)前市場(chǎng)的需要。

（2）建筑市場(chǎng)需求量較小。任何產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都是以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向的，現(xiàn)階段裝配式住宅在普及與宣傳上并沒(méi)有得到廣大使用者的認(rèn)可，傳統(tǒng)的現(xiàn)澆式住宅還是當(dāng)前建筑市場(chǎng)的主流。其歸根究底還是在于國(guó)內(nèi)裝配式工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)的不完善，以及設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)與研發(fā)能力的低下，以及施工流程復(fù)雜所導(dǎo)致的價(jià)格高昂，其造型豐富的裝配式住宅自然而然就沒(méi)有形成有效的市場(chǎng)需求，從而進(jìn)一步的阻礙了裝配式住宅立面多樣化設(shè)計(jì)的發(fā)展與創(chuàng)新，也導(dǎo)致了市場(chǎng)需求量的進(jìn)一步縮小。

4.2 技術(shù)因素

（1）多樣化預(yù)制構(gòu)件制作技術(shù)較弱。預(yù)制構(gòu)件的制作技術(shù)直接體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家整體工業(yè)化水平，而當(dāng)前我國(guó)裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的制作還停留在手工支模、澆筑和保養(yǎng)的階段，并沒(méi)有真正意義上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化與標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，就更不用談構(gòu)件的個(gè)性化定制了，這也就造成了許多復(fù)雜與多樣化立面構(gòu)件的生產(chǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，再加上手工制作對(duì)裝配式構(gòu)件質(zhì)量的損耗，其施工質(zhì)量與精細(xì)化層度也較差，最終裝配式住宅成品往往與原始方案有較大差距。這也就對(duì)裝配式住宅立面多樣化設(shè)計(jì)的發(fā)展造成了阻礙。

（2）裝配式建筑結(jié)構(gòu)的局限性。裝配式建筑結(jié)構(gòu)有多種選型，在大系上可以分為木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)，在大類上又可以分“二維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”和“三維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”，裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展會(huì)帶來(lái)新的表現(xiàn)形式?，F(xiàn)階段我國(guó)裝配式住宅的設(shè)計(jì)，為了節(jié)省成本和提高施工速度，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和體塊推敲上并未開(kāi)展深入的探討，這是裝配式住宅立面表現(xiàn)力差的影響原因。

（3）多樣化構(gòu)件研發(fā)與創(chuàng)新力度薄弱。近幾年我國(guó)對(duì)裝配式建筑重視度逐漸恢復(fù)，并推陳出新了一系列的優(yōu)惠政策與施工規(guī)范，一定程度上滿足了當(dāng)前裝配式建筑的施工與推廣的需要，但在裝配式建筑立面表現(xiàn)力方面還沒(méi)有完全擺脫呆板與單一，這也是我國(guó)裝配式建筑構(gòu)件在材料、環(huán)保、樣式、結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面缺乏研究與創(chuàng)新所造成的結(jié)果，致使裝配式構(gòu)件制作粗劣、個(gè)性化定制昂貴、構(gòu)件使用質(zhì)量差、構(gòu)件工業(yè)化與標(biāo)準(zhǔn)化層度低等問(wèn)題的出現(xiàn)，同時(shí)也給裝配式住宅立面設(shè)計(jì)帶來(lái)了較大的難度[6]。

（4）裝配式住宅施工技術(shù)流程的復(fù)雜。裝配式住宅是在現(xiàn)場(chǎng)裝配組裝完成的，整個(gè)安裝過(guò)程是需要經(jīng)過(guò)特殊培訓(xùn)的木工班、混凝土班、鋼筋班、吊運(yùn)班共同協(xié)作來(lái)完成的，對(duì)管理人員、施工人員、技術(shù)人員、運(yùn)輸人員的素質(zhì)、能力與技術(shù)要求較高，再加上很多裝配式構(gòu)件體積較大，質(zhì)量較重，構(gòu)造連接復(fù)雜，所以裝配式住宅的施工作業(yè)對(duì)于習(xí)慣了傳統(tǒng)建造方式的施工企業(yè)具有一定的難度，這也限制了造型與構(gòu)件較為復(fù)雜的裝配式建筑立面設(shè)計(jì)。

4.3 經(jīng)濟(jì)因素

（1）相關(guān)科學(xué)研究投入不足。裝配式建筑的發(fā)展，必須以全方位的科學(xué)研究與實(shí)踐來(lái)支撐。特別是在發(fā)展初期，要在建筑設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn)、材料使用、施工管理、生產(chǎn)制造、結(jié)構(gòu)力學(xué)等等領(lǐng)域有突破性的成果和技術(shù)革新，這樣才能更好地推廣裝配式建筑的普及，才能保證裝配式建筑的整體質(zhì)量，才能促就裝配式住宅立面的多樣化發(fā)展。

（2）生產(chǎn)與施工企業(yè)制造成本高。裝配式建筑雖然有著節(jié)能環(huán)保、生產(chǎn)高效、施工時(shí)間短、降低勞動(dòng)力成本等明顯優(yōu)勢(shì)。但對(duì)于當(dāng)前我國(guó)裝配式住宅產(chǎn)業(yè)化來(lái)說(shuō)，在構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、管理、施工等各個(gè)環(huán)節(jié)還存在著較大的問(wèn)題，體系的不完善直接導(dǎo)致了構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、多樣化難以實(shí)現(xiàn)，從而也導(dǎo)致制造成本進(jìn)一步增加，這十分不利于當(dāng)前裝配式住宅多樣化立面設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。

4.4 政策因素

（1）行業(yè)政策法規(guī)不完善。我國(guó)在裝配式建筑方面的政策和法規(guī)并不完善，針對(duì)性較弱，約束力較小，整體執(zhí)行效果并不理想。雖然提出諸多有建樹(shù)性的優(yōu)惠政策，但我國(guó)建筑行業(yè)長(zhǎng)久以來(lái)受到現(xiàn)澆式建筑模式的影響，技術(shù)性較強(qiáng)的裝配式住宅設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與施工并不利于更為廣泛的民營(yíng)裝配式生產(chǎn)企業(yè)、民營(yíng)施工團(tuán)隊(duì)與小型構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，這也間接地增加了裝配式住宅立面設(shè)計(jì)的難度和可實(shí)施性[7]。

（2）缺乏相關(guān)激勵(lì)措施。裝配式住宅發(fā)展初期，對(duì)于一些企業(yè)來(lái)說(shuō)必然會(huì)為此而支出更多的成本費(fèi)用和人力物力，一些處于發(fā)展初期的裝配式生產(chǎn)企業(yè)由于缺乏相應(yīng)的市場(chǎng)化激勵(lì)機(jī)制，往往難以參與推進(jìn)技術(shù)性更強(qiáng)的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，他們更愿意維持傳統(tǒng)的建造方式，這也間接地影響了裝配式住宅立面設(shè)計(jì)的難度和可實(shí)施性。

（3）相關(guān)規(guī)范不能有效跟進(jìn)。裝配式住宅的相關(guān)施工規(guī)范和設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展相互脫節(jié)，往往導(dǎo)致新的裝配式結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和施工模式無(wú)法符合老舊的規(guī)范制度，從而嚴(yán)重拖累了裝配式住宅的創(chuàng)新與發(fā)展，導(dǎo)致了一些較為新穎和更具有美感的立面無(wú)法嘗試與實(shí)施。