裝配式住宅立面設計影響要素研究

許超然 劉亞江 羅秋紅 李亞楠 李武學

上海建工設計研究總院 上海 200030

1 標準化裝配體系對裝配式住宅立面設計的影響

標準化體系是裝配式住宅建造與設計方式的基礎特征，受模塊化建筑設計的影響，住宅立面被分割成幾個單元進行標準設計，需優先考慮立面、平面和構件的規整性、模數化及標準化的實現，因此裝配式住宅外墻面多樣設計在很大程度上受到限制，其立面構成元素上也顯得較為單一。

1.1 裝配式住宅平面標準化的制約

裝配式住宅外立面設計受功能平面標準化影響，建筑立面往往在設計過程中首先會依據已有的標準化平面功能與模塊化構件來思考[1]，怎么便捷怎么來做，以此來方便各個功能平面對應位置的構件安裝和裝配式組裝與施工的需要，所以當這種由標準化平面和一體化構件所產生的功能相同、開窗規整、陽臺構件相同的住宅，其立面外墻的設計也必然單調（見圖1）。

1.2 裝配式住宅外墻構件標準化的制約

裝配式住宅立面設計一定程度上取決于外墻、窗、門、陽臺、樓梯等多樣化構件的設計、制作與安裝。但現階段由于我國裝配式建筑產業化水平較低和研發力度較弱，構件的個性化、信息化與機械化定制和生產并不能實現[2]。再加上建筑設計人員對裝配式建筑設計綜合把控能力差，在外立面構件用料、樣式、大小等設計問題上也存在著諸多不足。以上問題也就直接導致了裝配式住宅立面設計的單調，即裝配式預制外墻構件設計研發與思考弱、裝配式預制外墻構件個性化預制成本高。

1.3 裝配式住宅結構體系標準化的制約

圖1 預制構件形態對裝配式立面設計的影響

不同的預制裝配式結構體系會有不同的外墻立面表現形式，但不同的外墻表現形式也同樣受制于標準化結構，本文把預制結構體系的表現形式分為兩大類，既二維結構體系、三維結構體系和混合結構體系。

（1）二維結構體系為大面積規整體塊網格，在建筑上具體表現為不同體塊關系之間的對比與推敲，適合較為規整的裝配式住宅；

（2）三維結構體系大多為不規則網格，在建筑上具體表現為曲面形體與異型建筑，適合較為前衛的裝配式住宅；

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

綜上所述，不同的標準化體系雖然能夠帶來不同的住宅表現力，但也絕非可以實現所有的住宅造型模式，以及整個建設成本的需要。所以標準化的結構體系也是影響整個裝配式住宅立面設計的重要影響因素。

2 預制構件形態對裝配式住宅立面設計的影響

在整個裝配式住宅設計中，立面的預制構件作為住宅外立面在設計中的重要影響因子，構件的形態、構件的裝飾和構件的位置，很大程度上影響了整個裝配式住宅的立面構圖與效果[3]。這些構件具體包括：預制外墻、預制門窗及附加構件、預制陽臺、預制梁柱、預制分隔墻、預制遮陽板、預制雨篷、預制空調板、預制設備板和其他裝飾線條等等，可以說每一個構件形態的不同也會很大程度上影響裝配式住宅立面的設計[4]（見圖2）。

3 預制構件屬性對裝配式住宅立面設計的影響

圖2 預制構件裝飾材料及構造對立面設計的影響

在裝配式住宅立面設計中，不同的裝配式構件屬性提供了多種視覺選擇。例如不同的用色、不同的材料、不同的面層裝飾等特質。這些特質的除了本身具有的屬性特點以外，還可以在此基礎上對其屬性進行多樣化加工[5]，例如（見圖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）、外墻預制構件涂料工藝等等工藝。都會影響裝配式建筑的立面表現力和效果。所以說建筑師對構件屬性的良好把控能夠更好地提升裝配式住宅立面表現力，但反之，裝配式住宅立面的設計依舊還是會呈現單一和呆板。

4 其他影響要素

除了在裝配式構件形態與屬性方面對裝配式住宅立面表達有影響之外，其外在的裝配式建筑大環境也在影響著裝配式建筑立面設計，例如，市場因素、技術因素、經濟因素和政策因素等方面也都會影響著裝配式高層住宅的立面設計與發展（見圖3）。

圖3 其他影響要素

4.1 市場因素

（1）多樣化定制造價高昂。提高生產率，節約成本，滿足當前技術水平與施工安裝的需要是當前裝配式住宅生產與施工的常態，也是裝配式住宅立面單板的主要問題。但裝配式住宅立面構件的多樣化生產勢必與整體裝配式工業化發展掛鉤，工業化技術的不成熟也會間接地造成多樣化構件生產價格的高昂，不利于裝配式高層住宅多樣化立面設計的需求，同時也無法滿足當前市場的需要。

（2）建筑市場需求量較小。任何產業的發展都是以市場需求為導向的，現階段裝配式住宅在普及與宣傳上并沒有得到廣大使用者的認可，傳統的現澆式住宅還是當前建筑市場的主流。其歸根究底還是在于國內裝配式工業化生產技術的不完善，以及設計師設計與研發能力的低下，以及施工流程復雜所導致的價格高昂，其造型豐富的裝配式住宅自然而然就沒有形成有效的市場需求，從而進一步的阻礙了裝配式住宅立面多樣化設計的發展與創新，也導致了市場需求量的進一步縮小。

4.2 技術因素

（1）多樣化預制構件制作技術較弱。預制構件的制作技術直接體現一個國家整體工業化水平，而當前我國裝配式建筑預制構件的制作還停留在手工支模、澆筑和保養的階段，并沒有真正意義上實現工業化與標準化生產，就更不用談構件的個性化定制了，這也就造成了許多復雜與多樣化立面構件的生產無法實現，再加上手工制作對裝配式構件質量的損耗，其施工質量與精細化層度也較差，最終裝配式住宅成品往往與原始方案有較大差距。這也就對裝配式住宅立面多樣化設計的發展造成了阻礙。

（2）裝配式建筑結構的局限性。裝配式建筑結構有多種選型，在大系上可以分為木結構、鋼結構、混凝土結構，在大類上又可以分“二維網架結構”和“三維網架結構”，裝配式結構的發展會帶來新的表現形式。現階段我國裝配式住宅的設計，為了節省成本和提高施工速度，在結構設計和體塊推敲上并未開展深入的探討，這是裝配式住宅立面表現力差的影響原因。

（3）多樣化構件研發與創新力度薄弱。近幾年我國對裝配式建筑重視度逐漸恢復，并推陳出新了一系列的優惠政策與施工規范，一定程度上滿足了當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力方面還沒有完全擺脫呆板與單一，這也是我國裝配式建筑構件在材料、環保、樣式、結構等多個方面缺乏研究與創新所造成的結果，致使裝配式構件制作粗劣、個性化定制昂貴、構件使用質量差、構件工業化與標準化層度低等問題的出現，同時也給裝配式住宅立面設計帶來了較大的難度[6]。

（4）裝配式住宅施工技術流程的復雜。裝配式住宅是在現場裝配組裝完成的，整個安裝過程是需要經過特殊培訓的木工班、混凝土班、鋼筋班、吊運班共同協作來完成的，對管理人員、施工人員、技術人員、運輸人員的素質、能力與技術要求較高，再加上很多裝配式構件體積較大，質量較重，構造連接復雜，所以裝配式住宅的施工作業對于習慣了傳統建造方式的施工企業具有一定的難度，這也限制了造型與構件較為復雜的裝配式建筑立面設計。

4.3 經濟因素

（1）相關科學研究投入不足。裝配式建筑的發展，必須以全方位的科學研究與實踐來支撐。特別是在發展初期，要在建筑設計、施工標準、材料使用、施工管理、生產制造、結構力學等等領域有突破性的成果和技術革新，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量，才能促就裝配式住宅立面的多樣化發展。

（2）生產與施工企業制造成本高。裝配式建筑雖然有著節能環保、生產高效、施工時間短、降低勞動力成本等明顯優勢。但對于當前我國裝配式住宅產業化來說，在構件設計、生產、運輸、管理、施工等各個環節還存在著較大的問題，體系的不完善直接導致了構件標準化、模數化、多樣化難以實現，從而也導致制造成本進一步增加，這十分不利于當前裝配式住宅多樣化立面設計的實現。

4.4 政策因素

（1）行業政策法規不完善。我國在裝配式建筑方面的政策和法規并不完善，針對性較弱，約束力較小，整體執行效果并不理想。雖然提出諸多有建樹性的優惠政策，但我國建筑行業長久以來受到現澆式建筑模式的影響，技術性較強的裝配式住宅設計、生產與施工并不利于更為廣泛的民營裝配式生產企業、民營施工團隊與小型構件生產企業的發展，這也間接地增加了裝配式住宅立面設計的難度和可實施性[7]。

（2）缺乏相關激勵措施。裝配式住宅發展初期，對于一些企業來說必然會為此而支出更多的成本費用和人力物力，一些處于發展初期的裝配式生產企業由于缺乏相應的市場化激勵機制，往往難以參與推進技術性更強的裝配式建筑產業的發展，他們更愿意維持傳統的建造方式，這也間接地影響了裝配式住宅立面設計的難度和可實施性。

（3）相關規范不能有效跟進。裝配式住宅的相關施工規范和設計規范的發展相互脫節，往往導致新的裝配式結構、構件和施工模式無法符合老舊的規范制度，從而嚴重拖累了裝配式住宅的創新與發展，導致了一些較為新穎和更具有美感的立面無法嘗試與實施。