來源：中國建築設計研究院（ID：cadg_cn）
隨著國家調整產業結構，落實環保節能理念，裝配式建築已成為行業發展的重要方向。中國建築設計研究院根據國務院和住建部的有關精神，在裝配式建築領域積極、持續開展科技創新探索與工程實踐工作，並於2017年獲得首批「國家裝配式建築產業基地」稱號。
人們往往會以為裝配式構件類型單一，裝配式建築立面會缺乏美感，而中國院通過長期實踐，已總結出一套行之有效的裝配式住宅立面設計與技術要點，裝配式建築工程研究院副院長陳敬思以《探索韻律之美——裝配式居住建築造型設計研究》為題，對此進行了詳細解讀。
陳敬思
中國建築設計研究院
裝配式建築工程研究院副院長
01.引言
裝配式建築的歷史沿革
裝配式建築的雛形早已有之。工業革命之後，鑄鐵和鐵的大量生產使推廣這種建築建造方式成為可能。19世紀末20世紀初，由於工業發展而大量湧入城市社會底層人們的住宅、新建的廠房、辦公樓，都使用了造價便宜的預製建築。二戰後面臨戰後重建， 同時城市化又進入了新的階段。大量的建造需求和當時的主流的規劃設計理念，使得混凝土預製建築的數量在這一時期快速增長。
日本的集合住宅類型豐富，市場成熟。根據2008年的住宅與土地調查，雖然從住宅建築棟數看，集合住宅合計佔總數的8.3%，但是從住戶分布看，生活於集合住宅中的家庭全國近四成。這些建築從外觀來看，不僅代表了現代建築的形式，也體現了居住建築應有的類型特徵。日本集合住宅套型較多，面向不同家庭形態和不同的生活方式，內部功能優化是長期以來的設計重點。近年來，集合住宅也逐漸個性化和多樣化。
▲ 日本某居住小區實景（圖片來自網絡）
歐洲集合住宅經過對現各種建築理論和思想的實踐和反思,逐步進入了多元化時代。住宅建築單體造型新穎，功能豐富，對混居生活模式進行了更多的實驗和探討。在設計手法上注重街景尺度，充分利用周邊環境條件，同時還強調單體的可識別性。
▲ 歐洲某居住小區實景（圖片來自網絡）
中國的現代集合住宅雛形最早可以追溯到20世紀初，城市化和不斷增加的人口使得中國城市住宅形態開始發生變化。上世紀80年代末期被廣泛使用的大板住宅體系、內澆外掛式住宅體系和框架輕板住宅體系等受經濟、技術發展的制約，建築形象不盡如人意，也對裝配式建築的造型，尤其是裝配式居住建築的造型有了一個「誤導」。
到了上世紀90年代中期，隨著深圳地區經濟的飛速發展，人們的居家觀念由「生活型」逐漸向「享受型」轉變。相較於大板式建築的方正簡單，人們開始追求華麗、高貴的風格。隨著內陸地區經濟的不斷發展，這種偏好影響逐漸擴大，成為住宅市場的主流風格，在傳播、演變中形成了具有風格化特徵的多種住宅立面形式。
人們對風格化住宅立面風格的偏好，本質上是對高品質的居住環境，和個性化的追求。與歐美較為簡潔樸素的住宅形式不同，這種風格化的特徵決定了中國居住建築對立面的品質要求較高，形態要求更為複雜，且已經成為普遍認知。
住宅作為城市的背景建築，影響著整個城市風貌。而現階段生硬的照搬過於風格化的住宅立面是否符合我國大多數城市本土化特色發展方向，是現階段作為建築師值得思考的問題。人工成本的提升等因素促進裝配式居住建築的發展，又與所謂的風格化產生了矛盾。
造型設計的邏輯
隨著國家經濟發展和建築工業水平的提升，裝配式建築在近幾年得到了迅猛發展。與此同時，近年來人們物質文化水平不斷提高，對裝配式建築立面設計也提出了更高的要求。受多種因素的制約，國內部分裝配式建築立面形式種類較少，裝飾變化較其他類型商品房較為簡單。
如何通過標準化的立面構件尋找到建築立面內在規律，適應個性化的風格要求，成為的建築師新難題。同時現有的常見立面風格，因其複雜的裝飾構件對於裝配式建築不具備技術合理性，不適用於標準化較高的裝配式居住建築。這決定了現階段作為建築師，我們勢必要根據裝配式建築獨有的內在規律，積極推進技術進度，探索新的立面手法；要在限制條件更高的前提下，進行技術創新工作，不能修修補補。
02.探索
郭公莊一期公租房
郭公莊一期公租房項目，是中國院在裝配式領域的一個代表項目，也受到了各界的廣泛關注。項目位於北京市豐臺區，2017年北區竣工，建築外立面採用清水混凝土構件進行裝飾。項目總面積21萬平方米，包含公租房3000多套。其中40㎡小戶型佔比70%。設計中使用了「短廊」式布局，導致建築平面較為平整，建築整體呈現方盒子的形態。
項目底部加強區以上採用裝配式剪力牆結構，底部加強區採用預製水平構件+PCF外牆板，外牆裝配、內牆現澆、樓板疊合，可以簡單概括為「四預製一疊合」，主要包括預製外牆板、預製陽臺板、預製空調板、預製樓梯板、疊合樓板五個方面。經計算統計，各樓的預製率為35%-40%。
▲ 郭公莊一期公租房構件組合示意圖
▲ 郭公莊一期公租房立面演變
受戶型配比的影響，建築的形態為一個簡單的長方體。為了避免過於單調的「火柴盒」形體，設計中採取了局部降層的辦法，將建築體型處理成為L形錯臺。同時通過連通的挑板和陽臺部位的豎向裝飾，改變建築的立面韻律，避免了簡單的方盒子外觀。
北京焦化廠公租房
項目位於北京市朝陽區，總面積54萬平方米，能夠提供5000戶住房。項目為全裝配式公租房住宅，主體結構為裝配整體式剪力牆，預製構件包括預製外牆板、預製樓梯、預製陽臺、預製空調板、疊合樓板。項目外牆部分採用了UHPC裝飾構件，室內裝修為裝配式裝修。此外，項目中有三棟樓為超低能耗被動房。
▲ 焦化廠公租房部品部件標準化示意圖
由於平面長且平整，因此外觀強調橫向線條，通過曬臺、空調機位、收納空間和花池等功能部位的組織來豐富體塊變化，同時著重處理窗戶陽臺比例，通過多個部位的精細化設計提升立面質量。由於我們摒棄了複雜的立面設計，立面成本在保證豐富效果的前提下得到了控制。
▲ 焦化廠公租房立面演變
基於標準化原則，通過標準化套型構成了多樣化的套型產品系列，包括門窗、廚衛、內裝部品等，使得套型功能空間集約合理。通過標準戶型模塊布置的調整，結合核心筒模塊、可變模塊的多種變化，形成了多樣化的樓棟標準組合平面，滿足不同的套型和規劃要求。地上各層採用預製水平構件，底部加強區以上採取預製外牆板及預製水平構件，以典型的一棟樓為例，預製率可達51%。此外，在平面、立面設計標準化的前提下，進行建築主導的預製構件設計，遵循工業化設計邏輯，實現構件的「少規格、多組合」。
臺湖公租房
項目位於北京市通州區，總面積56萬平方米，公租房總戶數5058戶，分為60平方米和35平方米兩種戶型。項目外牆採用三明治清水混凝土預製構件，各樓均由項目的4種戶型組合而成。
項目的廚衛模塊進行了標準化設計，4種戶型均採用統一的衛生間模塊，60平方米和35平方米戶型分別採用統一的燃氣廚房和電廚房模塊。項目核心筒模塊共有2種，綜合了電梯、電梯廳、機電管井、防排煙管井等功能，進行標準部件的組合設計。各樓的預製率在45%左右。
▲ 臺湖公租房立面演變
▲ 臺湖公租房立面實景
標準化、模塊化、系列化、預製外牆板展現了預製模塊的肌理變化，外掛裝飾構件通過「少規格、多組合」的設計邏輯，形成豐富的立面效果，在標準化的設計思路下體現個性化的建築形象。
通州政務區職工周轉房
職工周轉房項目成功應用了瓷板反打技術，建築立面效果完成度高、品質高，建築個性化需求與工業化技術實現了成功的結合。
反打工藝，是在製作預製構件時，將選定的瓷磚或石材在工廠內部，與混凝土一同澆築，一體成型。石材具有較好的觀感，但仍存在耐酸鹼性不足、膨脹率較大、與混凝土粘結強度不穩定等問題，大大提升了製作難度。因此，性能更穩定的瓷板，逐步成為了裝配式建築反打飾面的首選。
▲ 反打飾面示意圖
在前期技術策劃上，我們遵循模數協同、構件尺數協同、洞口預留三個原則。由於周轉房項目平面功能較為複雜，經過多次比選，我們選定了以450mm為橫向模數，630mm為豎向模數的基本原則，訂購尺寸為630mmx900mm的瓷板，保證利用率的最大化；預製構件儘量符合瓷板模數，轉角構件短邊尺寸統一為900mm，恰好可被一塊瓷板鋪滿；洞口尺寸也儘量考慮尺寸的模數化，避免過於靈活的開洞位置，當對瓷板布局影響較大時，預留外挑梁板洞口。由於反打建築飾面可替換性較低，要儘量避免修改替換，因此在設計之初，各專業都進行了技術策劃，確定與立面有關的統一原則。
▲ 轉角構件示意圖
分縫設計也是項目的重點之一，瓷板之間的橫縫尺寸與豎縫相比更為自由，因此採取7.5mm達到較為均衡的觀感，豎縫則在2mm至5mm之間，避免影響瓷板寬度布局。對瓷板尺寸的選擇還充分考慮了其他材料尺寸。總之，瓷板反打縫隙設計，在美觀的基礎上兼顧了用材經濟、工藝要求合理等因素，避免裁切過多、邊角料過小、施工精度過於苛刻，確保了工程效果的順利實現。
▲ 立面建成實景
▲ 立面細部
裝配式混凝土在有抗震要求的地區，底部加強區一般採用現澆方式，但同時由於功能和美觀等要求，也存在露臺、挑簷等構件，設計需要將這些做法與瓷板反打效果進行統籌考慮，以保證工程的細節效果。建築師共同確定了幾個不同構造的做法厚度，同類構造均嚴格按照規定厚度進行施工作業，同時不同厚度構造做法之間，主要通過金屬鋁板的線腳和封邊進行調節，避免不同做法的瓷板直接接觸。
通過金屬線腳、金屬披水、金屬封邊等設計，在完成了對不同質感及做法厚度的瓷板連接的同時，也對其起到了保護作用，使得預製構件邊緣更加挺拔俊朗。最外側掛板金屬封邊的處理，使得花臺外包金屬板可以直接與其相接，封邊亦可作為花臺金屬板和預製構件之間的緩衝，消解預製構件遇小震輕微變形時對周邊的影響。
▲ 節點示意圖
十八裡店租賃住房項目
十八裡店租賃住房項目，是目前北京最大的集體土地租賃住房項目，建築性質屬於公寓（旅館），項目位於東南五環西直河橋東側，定位面向周邊收入穩定的白領，使用者對公共交往活動空間需求高。因此，項目採取「生活街」的設計理念，強調公共的街道生活。建築採用鋼結構框架，項目也是一次對鋼結構住宅在體系創新、構件應用等方面的探索。
▲ 鋼結構框架
▲ 立面分解圖
03.結語
在裝配式住宅的設計過程中，我們遵循了以下的思路。
尊重技術規律——充分尊重裝配式建築的內在規律，從根本上研究，不需要「描眉畫眼」。
探索韻律美學——根據裝配式建造方式的特點，實現立面的個性化和多樣化。
文化自信，技術創新——裝配式居住建築的立面設計不需一味追求複雜的裝飾物。遵循建築本身的內在邏輯，利用已有功能性構件組織建築語言，就可以完成對標準性和個性化的雙重追求。我們一方面從傳統文化汲取營養，一方面積極進行技術創新。相信通過我們不懈的努力，中國院在裝配式建築領域必將做出更多成果，為人民的美好生活添磚加瓦。