装配式住宅立面设计影响要素研究

许超然 刘亚江 罗秋红 李亚楠 李武学

上海建工设计研究总院 上海 200030

1 标准化装配体系对装配式住宅立面设计的影响

标准化体系是装配式住宅建造与设计方式的基础特征，受模块化建筑设计的影响，住宅立面被分割成几个单元进行标准设计，需优先考虑立面、平面和构件的规整性、模数化及标准化的实现，因此装配式住宅外墙面多样设计在很大程度上受到限制，其立面构成元素上也显得较为单一。

1.1 装配式住宅平面标准化的制约

装配式住宅外立面设计受功能平面标准化影响，建筑立面往往在设计过程中首先会依据已有的标准化平面功能与模块化构件来思考[1]，怎么便捷怎么来做，以此来方便各个功能平面对应位置的构件安装和装配式组装与施工的需要，所以当这种由标准化平面和一体化构件所产生的功能相同、开窗规整、阳台构件相同的住宅，其立面外墙的设计也必然单调（见图1）。

1.2 装配式住宅外墙构件标准化的制约

装配式住宅立面设计一定程度上取决于外墙、窗、门、阳台、楼梯等多样化构件的设计、制作与安装。但现阶段由于我国装配式建筑产业化水平较低和研发力度较弱，构件的个性化、信息化与机械化定制和生产并不能实现[2]。再加上建筑设计人员对装配式建筑设计综合把控能力差，在外立面构件用料、样式、大小等设计问题上也存在着诸多不足。以上问题也就直接导致了装配式住宅立面设计的单调，即装配式预制外墙构件设计研发与思考弱、装配式预制外墙构件个性化预制成本高。

1.3 装配式住宅结构体系标准化的制约

图1 预制构件形态对装配式立面设计的影响

不同的预制装配式结构体系会有不同的外墙立面表现形式，但不同的外墙表现形式也同样受制于标准化结构，本文把预制结构体系的表现形式分为两大类，既二维结构体系、三维结构体系和混合结构体系。

（1）二维结构体系为大面积规整体块网格，在建筑上具体表现为不同体块关系之间的对比与推敲，适合较为规整的装配式住宅；

（2）三维结构体系大多为不规则网格，在建筑上具体表现为曲面形体与异型建筑，适合较为前卫的装配式住宅；

（3）二维与三维结构体系还可以相互结合与共用，成为更为自由的混合式结构体系，根据装配式住宅造型和外立面的具体需要，可选取。

综上所述，不同的标准化体系虽然能够带来不同的住宅表现力，但也绝非可以实现所有的住宅造型模式，以及整个建设成本的需要。所以标准化的结构体系也是影响整个装配式住宅立面设计的重要影响因素。

2 预制构件形态对装配式住宅立面设计的影响

在整个装配式住宅设计中，立面的预制构件作为住宅外立面在设计中的重要影响因子，构件的形态、构件的装饰和构件的位置，很大程度上影响了整个装配式住宅的立面构图与效果[3]。这些构件具体包括：预制外墙、预制门窗及附加构件、预制阳台、预制梁柱、预制分隔墙、预制遮阳板、预制雨篷、预制空调板、预制设备板和其他装饰线条等等，可以说每一个构件形态的不同也会很大程度上影响装配式住宅立面的设计[4]（见图2）。

3 预制构件属性对装配式住宅立面设计的影响

图2 预制构件装饰材料及构造对立面设计的影响

在装配式住宅立面设计中，不同的装配式构件属性提供了多种视觉选择。例如不同的用色、不同的材料、不同的面层装饰等特质。这些特质的除了本身具有的属性特点以外，还可以在此基础上对其属性进行多样化加工[5]，例如（见图2）：外墙饰面工艺（石材反打贴面、瓷砖饰面面装饰、骨料类面层）、混凝土材料工艺（清水混凝土、彩色混凝土）、外墙预制构件涂料工艺等等工艺。都会影响装配式建筑的立面表现力和效果。所以说建筑师对构件属性的良好把控能够更好地提升装配式住宅立面表现力，但反之，装配式住宅立面的设计依旧还是会呈现单一和呆板。

4 其他影响要素

除了在装配式构件形态与属性方面对装配式住宅立面表达有影响之外，其外在的装配式建筑大环境也在影响着装配式建筑立面设计，例如，市场因素、技术因素、经济因素和政策因素等方面也都会影响着装配式高层住宅的立面设计与发展（见图3）。

图3 其他影响要素

4.1 市场因素

（1）多样化定制造价高昂。提高生产率，节约成本，满足当前技术水平与施工安装的需要是当前装配式住宅生产与施工的常态，也是装配式住宅立面单板的主要问题。但装配式住宅立面构件的多样化生产势必与整体装配式工业化发展挂钩，工业化技术的不成熟也会间接地造成多样化构件生产价格的高昂，不利于装配式高层住宅多样化立面设计的需求，同时也无法满足当前市场的需要。

（2）建筑市场需求量较小。任何产业的发展都是以市场需求为导向的，现阶段装配式住宅在普及与宣传上并没有得到广大使用者的认可，传统的现浇式住宅还是当前建筑市场的主流。其归根究底还是在于国内装配式工业化生产技术的不完善，以及设计师设计与研发能力的低下，以及施工流程复杂所导致的价格高昂，其造型丰富的装配式住宅自然而然就没有形成有效的市场需求，从而进一步的阻碍了装配式住宅立面多样化设计的发展与创新，也导致了市场需求量的进一步缩小。

4.2 技术因素

（1）多样化预制构件制作技术较弱。预制构件的制作技术直接体现一个国家整体工业化水平，而当前我国装配式建筑预制构件的制作还停留在手工支模、浇筑和保养的阶段，并没有真正意义上实现工业化与标准化生产，就更不用谈构件的个性化定制了，这也就造成了许多复杂与多样化立面构件的生产无法实现，再加上手工制作对装配式构件质量的损耗，其施工质量与精细化层度也较差，最终装配式住宅成品往往与原始方案有较大差距。这也就对装配式住宅立面多样化设计的发展造成了阻碍。

（2）装配式建筑结构的局限性。装配式建筑结构有多种选型，在大系上可以分为木结构、钢结构、混凝土结构，在大类上又可以分“二维网架结构”和“三维网架结构”，装配式结构的发展会带来新的表现形式。现阶段我国装配式住宅的设计，为了节省成本和提高施工速度，在结构设计和体块推敲上并未开展深入的探讨，这是装配式住宅立面表现力差的影响原因。

（3）多样化构件研发与创新力度薄弱。近几年我国对装配式建筑重视度逐渐恢复，并推陈出新了一系列的优惠政策与施工规范，一定程度上满足了当前装配式建筑的施工与推广的需要，但在装配式建筑立面表现力方面还没有完全摆脱呆板与单一，这也是我国装配式建筑构件在材料、环保、样式、结构等多个方面缺乏研究与创新所造成的结果，致使装配式构件制作粗劣、个性化定制昂贵、构件使用质量差、构件工业化与标准化层度低等问题的出现，同时也给装配式住宅立面设计带来了较大的难度[6]。

（4）装配式住宅施工技术流程的复杂。装配式住宅是在现场装配组装完成的，整个安装过程是需要经过特殊培训的木工班、混凝土班、钢筋班、吊运班共同协作来完成的，对管理人员、施工人员、技术人员、运输人员的素质、能力与技术要求较高，再加上很多装配式构件体积较大，质量较重，构造连接复杂，所以装配式住宅的施工作业对于习惯了传统建造方式的施工企业具有一定的难度，这也限制了造型与构件较为复杂的装配式建筑立面设计。

4.3 经济因素

（1）相关科学研究投入不足。装配式建筑的发展，必须以全方位的科学研究与实践来支撑。特别是在发展初期，要在建筑设计、施工标准、材料使用、施工管理、生产制造、结构力学等等领域有突破性的成果和技术革新，这样才能更好地推广装配式建筑的普及，才能保证装配式建筑的整体质量，才能促就装配式住宅立面的多样化发展。

（2）生产与施工企业制造成本高。装配式建筑虽然有着节能环保、生产高效、施工时间短、降低劳动力成本等明显优势。但对于当前我国装配式住宅产业化来说，在构件设计、生产、运输、管理、施工等各个环节还存在着较大的问题，体系的不完善直接导致了构件标准化、模数化、多样化难以实现，从而也导致制造成本进一步增加，这十分不利于当前装配式住宅多样化立面设计的实现。

4.4 政策因素

（1）行业政策法规不完善。我国在装配式建筑方面的政策和法规并不完善，针对性较弱，约束力较小，整体执行效果并不理想。虽然提出诸多有建树性的优惠政策，但我国建筑行业长久以来受到现浇式建筑模式的影响，技术性较强的装配式住宅设计、生产与施工并不利于更为广泛的民营装配式生产企业、民营施工团队与小型构件生产企业的发展，这也间接地增加了装配式住宅立面设计的难度和可实施性[7]。

（2）缺乏相关激励措施。装配式住宅发展初期，对于一些企业来说必然会为此而支出更多的成本费用和人力物力，一些处于发展初期的装配式生产企业由于缺乏相应的市场化激励机制，往往难以参与推进技术性更强的装配式建筑产业的发展，他们更愿意维持传统的建造方式，这也间接地影响了装配式住宅立面设计的难度和可实施性。

（3）相关规范不能有效跟进。装配式住宅的相关施工规范和设计规范的发展相互脱节，往往导致新的装配式结构、构件和施工模式无法符合老旧的规范制度，从而严重拖累了装配式住宅的创新与发展，导致了一些较为新颖和更具有美感的立面无法尝试与实施。