裝配式技術背景下的建筑多樣化設計策略研究

郝 杰 （廣西建設職業技術學院，廣西 南寧 530000）

1 裝配式建筑語境與建筑設計的辯證關系

裝配式建筑的特征是運用工廠預制的建筑構件，按照特定的工藝在工地現場進行裝配施工的一種建設技術，可以有效的縮短工期，提高施工效率，是建筑工業化發展的重要方向[1]。裝配式建筑自身的特點決定了它的核心內涵需要高度的標準化，建筑構件的標準化程度越高，工廠預制的成本就越低；如果建筑模塊和構件過于零碎繁瑣，必將導致預制模板增多，從而提高了裝配式建筑的建設成本，那么裝配式建筑也就失去了其原本的意義。因此，裝配式建筑的施工邏輯直接決定了其必須追求簡潔高效的設計，并且還需要達到在盡可能多的不同項目中重復使用同一模板這個目標，方能最大化發揮裝配式建筑的優勢，實現建筑工業化帶來的便利，可以說這是一個追求“標準化”的過程。然而，作為建筑設計本身而言，需要不斷創新，建筑的多樣性反映在建筑具有地域、時代、社會、歷史等特征[2]，任何城市都不希望被千篇一律的建筑所占據，從這個意義上講，建筑設計又是追求“多樣化”的過程。因此，不難看出裝配式的施工模式與建筑設計內涵本身在某種程度上存在一定的辯證關系，這需要我們在大力發展裝配式建筑的同時，努力尋求標準化與多樣化之間的平衡點。

2 裝配式建筑多樣化設計策略解析

伴隨著建筑工業化時代的到來，在裝配式建筑語境下，施工技術與建筑設計之間的關系日益緊密，這對建筑設計提出了更高的要求。我國建筑設計方針從建國初期提出的“適用、經濟、在可能的條件下美觀”，轉變為現在的“適用、經濟、綠色、美觀”八字方針[3]。建筑工業化和裝配式建筑作為綠色建筑的重要構成部分，其在建筑設計中的重要性日益凸顯。而裝配式建筑是否就一定意味著千篇一律和刻板單調？裝配式建筑又如何達到美觀的要求？筆者認為，從外部空間、內部空間及立面造型這幾個方面尋求突破，可在裝配式語境下創造出豐富多樣的建筑設計作品。以下將以廣西建設職業技術學院6#教學綜合樓為例，具體闡述裝配式建筑在工程設計中的實踐經驗。

廣西建設職業技術學院6#教學樓與宿舍樓綜合工程（下文簡稱6教），是一座裝配式鋼結構建筑，12層的教學樓布置于場地西側，17層的學生宿舍布置于場地東側，兩棟建筑呈“U”型圍合，并通過連廊連通。教學樓地上建筑面積為1.8萬m2，學生宿舍樓地上建筑面積為2.5萬m2，可滿足3000人的住宿和教學。（圖1）

2.1 外部空間的多樣化設計

裝配式建筑尋求設計多樣性，其外部空間的組合模式需要優先考慮，建筑形體的組合形式直接決定著一個建筑整體的空間體驗，而這種空間體驗對于建筑的使用者而言具有至關重要的作用[4]。

2.1.1 院落空間

廣西建院6教綜合樓則采用了“院落”的形式進行群體空間組合。教學樓與宿舍樓分別以兩個相對的U型對向而立，中部形成院落，院落空間與樓層平臺遙相呼應，外部空間與室內空間相互滲透，在裝配式建筑這一新興語境下創造了中式傳統空間意味。而庭院的存在，不僅能創造豐富的外部空間體驗，更能改善微氣候，帶來健康綠色的生活環境。（圖2）

2.1.2 屋頂花園

圖1 廣西建設職業技術學院6#教學樓全景

圖2 院落空間

圖3 屋頂花園

除底層的院落外，6教還利用建筑屋頂做出層層退臺，讓建筑第五立面變得豐富，并且創造出逐層疊落的屋頂花園，屋頂花園作為外部空間在建筑屋頂的延伸，將室內外空間進一步融合貫通，讓人與自然的交流更為多元（圖3）。設計中還在不同標高的屋頂平臺裝配預制鋼梯，以便于串聯上下層的屋頂花園，使其不僅在造型上取得豐富效果，同時也讓建筑的使用者真正獲得豐富的外部空間體驗。

2.2 內部空間的多樣化設計

裝配式建筑雖然具有諸多優點，但限于工業發展水平的制約，前期一次性投入成本往往較高，這其中包括前期研究開發、流水線及模具的生產等，而且通常存在對未來收益的不確定性[5]。因此，裝配式建筑的平面布局往往需要規整的柱網，盡量減少不規則的平面形式，以減少結構構件的種類，從而控制前期投入成本。然而，規整的平面模數如何創造出豐富的空間體驗，將是裝配式建筑多樣化設計的另一挑戰。

2.2.1 垂直空間的多樣化設計

在柱網不變的基礎上，打通垂直方向上建筑空間之間的聯系，是創造豐富空間體驗的有效方式。這種方法僅需取消局部樓板，增加聯通上下的階梯，即可形成空間的豎向貫通，既豐富了建筑內部空間的變化，又不會打破原有結構柱網的模數。

廣西建設職業技術學院6教的設計中，為滿足建筑設計及相關專業學生多樣性、個性化的教學空間使用需求，在部分平面區域采用了上下貫通的設計手法，如在七層、九層設置有出挑露臺；在負一層和入口門廳首層至二層設置了可互視的貫通空間（圖4）。貫通空間內設置休息平臺、書吧、交流臺階等交往空間，這些區域打破了單一柱網的單調，創造了視覺和空間上的多樣性。

圖4 垂直空間的多樣化設計

2.2.2 水平空間的多樣化設計

如上文所述，裝配式建筑的基本結構柱網不應有過多變化，以保證其較高程度的裝配化生產和施工。

廣西建院6教作為一棟教學辦公綜合樓，各樓層的平面功能變化不一，這就需要在一套統一的柱網結構中實現功能的多樣化。為滿足不同人數班級上課，6教需要兩種教室規模，且必須既保證基本柱網不變，又不能因隔墻的出現而影響立面完整性。在此前提下，我們嘗試運用模數拆分重組的辦法，由一套基本模數轉化為適應性更強的子模數。6教平面基本模數為9900mm×8600mm，由此形成基本教室單元（A型教室），可滿足小班教學。在此基礎上，將每個9900mm的“結構”模數細分為三個3300mm的“構件”模數，此時需要將立面構件統一考慮，而后再以4個3300mm組成的構件模數為跨度重組成為大教室單元（B型教室），以滿足大班教學。由此可見，為保證在基本結構柱網模數不變的前提下能夠靈活劃分平面空間，裝配式建筑平面柱網在最初設計的時候應該考慮到一定的可拆分性，即強化平面的彈性設計，與此同時，建筑立面需要與平面同步考慮，才能達到水平空間適應性和靈活性的統一，并且不會因為隔墻劃分空間而破壞立面的完整性。（圖5）

圖5 水平空間的多樣化設計

2.3 造型立面的多樣化設計

2.3.1 模塊化立面設計

裝配式建筑因其模塊化預制的天然基因，立面造型往往整齊劃一，呈現出很強的統一性和完整度，如美國希爾頓帕拉西奧里奧酒店（Hilton Palacio del Rio）。而著名的日本中銀膠囊大樓，由日本建筑大師黑川紀章設計，采用大量工廠預制構件，現場裝配施工，其造型雖是由統一的模塊構成，但卻巧妙利用體塊的錯位穿插，創造了富有變化的外立面形象。

2.3.2 多樣性造型策略

廣西建院6教是一棟教學綜合建筑，它的外立面造型既需符合大學校園建筑的端莊典雅，又要具有建筑藝術的創意與特色，并且在裝配式建筑的語境下，為了控制成本，還必須盡量減少過多不同種類的外立面語匯。

6教的建筑造型和外立面設計同樣運用了模塊化的語言，但因樓層多為標準教室，內部空間模式決定了建筑造型的基本模塊無法做過多的錯位或穿插，而是需要盡量上下對位以滿足交通的便利性，因此在6教立面造型中呈現了整齊劃一的總體形象，而在此基礎之上打破單調的是造型設計中采用的“減法”策略。所謂“減法”策略，是在原建筑形體基礎上“拿走”相應的基本模塊用以創造豐富的效果，既不需要增加任何額外的裝飾構件，也不需要改變原有的柱網模數，這一設計策略針對裝配式建筑非常契合。在6教的設計中，減法的處理出現了兩處：一是在底層局部架空，二是在頂層屋面退臺的體塊削減（圖6）。模塊化設計及減法策略的結合，使得建筑造型立面在統一性的基礎上獲得了多樣性，而這種多樣性并未以增加建造成本和延長施工工期作為代價，6教從開工建設到建成使用，僅耗時11個月。

圖6 整體鳥瞰圖

3 結語

裝配式建筑語境與設計本身的矛盾，可以通過合理的設計策略予以平衡。以廣西建院6教為例，在外部空間的多樣化設計中，引用了中國傳統庭院的概念，并結合立面造型創造出豐富的院落空間和屋頂花園；在建筑內部空間多樣化設計中，非標準樓層運用了垂直空間多樣化的設計，而標準樓層則運用了結構模數分解為構件模數再重組的模式，讓水平空間滿足多樣化的功能使用；最后，在建筑造型立面的多樣化設計中，運用了減法策略，并結合模塊化立面創造出統一中有變化的建筑外觀。綜上不難看出，在建筑工業化逐漸普及的今天，建筑設計往往也需要化繁為簡，然而，簡不代表平庸，裝配式建筑的設計經驗也許能給當下的建筑設計帶來一定的啟發，而如何讓裝配式建筑的設計品質更進一步，仍需業內人士持續創新與探索。