装配式住宅立面多样化设计方法研究

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 装配式与常规住宅方案设计比较研究

1.1 常规住宅方案设计

（1）设计概念提取：基于地区传统文化、生活习俗、吉祥瑞意、风水相地、物质实体等为基本元素进行概念提取；基于业主与甲方兴趣爱好、价值取向、审美标准、知识水平为影响因素进行概念提取。

（2）设计概念转化：把设计概念转化、物化和植入到形体关系推敲、内外空间组合、立面形式构图、功能结构排布中去。

（3）设计方案生成：完善建筑形体、立面构图和空间组合三者之间的关系，并调整概念元素之间的平衡、属性和比例关系，绘制出建筑平立剖图纸。

1.2 装配式住宅方案设计

（1）设计概念提取：基于地区传统文化、生活习俗、吉祥瑞意、风水相地、物质实体等为基本元素进行概念提取；基于业主与甲方兴趣爱好、价值取向、审美标准、知识水平为影响因素进行概念提取。

（2）设计概念转化：把设计概念转化、物化和植入到功能构件设计、功能形态设计中去。并一体化思考整体建筑风格

（3）设计方案生成：完善建筑形体、立面构图和功能模块三者之间的协调关系，并调整构件与构件之间的相互关系，综合考虑构件使用功能，工厂生产和施工安全条件因素，明确相关预制构件结构形式、预支部位、预制种类及材料选择，以及构件与构件之间属性与形态类型，绘制出建筑平立剖图纸，生成整体体块关系。

1.3 装配式与常规住宅方案设计的异同

通过以上比较研究，我们不难发现，常规住宅设计方法更加注重形体、功能和空间关系的推敲，就像是在雕刻一座艺术品。而装配式住宅设计方法较之常规建筑设计方法更加注重一体化思考，在确定建筑表现模式和效果的前提下，通过对装配式预制结构、构件和形体的设计与推敲，来最终完成建筑设计，形象的来讲就像是在搭积木，初期的一个设计想法，经由各个积木的搭接，最终拼合而成，在此环节中还要考虑各积木之间是否兼容与稳定。所以就此来看在设计方法上，常规建筑设计思路与装配式建筑设计思路有本质的区别，一个是由外而内的思考，一个是由内而外的思考。

2 装配式住宅立面多样化设计方法的提出

多样化设计方法适用于装配式住宅的方案设计与初步设计推敲阶段，其总结设计方法根本目的在于优化与避免装配式住宅立面在设计阶段的呆板和冰冷，并无规范与标准化设计方法之意。其具体设计步骤为：选择预制装配式住宅风格、功能、结构（整体风貌的确立）；设计预制装配式住宅构件类型（构件选型与设计）、推敲预制装配式住宅构件的组合方式（构件推敲与组合）、其他构件与预制住宅构件的相互搭配（多样化构件综合搭配）。

2.1 预制风貌、功能、结构的确定

装配式住宅在设计之初应把相关设计概念引入到建筑风貌与功能布局设计中区，在满足相关规划规范、用地规范、设计规范和技术规范的前提下，确定场地内住宅户型功能布局与组织方式，以及装配式住宅户型外部大体风格和样式。

装配式住宅立面设计应该选择不同的结构网架形式，网架形式的不同会影响整个装配式建筑的立面形态，以及立面最终表现效果，在本文装配式建筑立面多样化设计影响要素中我们也有所论述，其结构网格形式大致可以分为二维与三维两种组合形式。

2.2 预制构件类型的设计

预制构件的设计包含几大要素，即预制构件颜色、预制构件材料、预制构件样式、预制构件形态和预制构件工艺，构件要素的不同会直接地影响装配式建筑的立面设计，以及最终设计效果的表达[1]。

（1）预制构件颜色

不同的颜色系能够给予人们不同的心理感受。预制构件色彩的选择与搭配可以分为冷色系、暖色系和对比色系。人们一般把橘色和红色纯色定为最暖色，把蓝色和紫色纯色定为最冷色，称为冷极。除此之外还有冷暖相间的中性色系。暖色系的搭配可呈现温馨、和煦、热情的氛围；冷色系的搭配可呈现宁静、清凉、高雅的氛围；但需要注意的是，色调如果搭配的不好也会适得其反，产生俗气、刺眼的不良效果。

（2）预制构件风格

装配式预制构件样式的不同，会显现出不同的风格效果，提取具有特色标志性的建筑符号，既能满足当前不同地区装配式住宅市场的需求，也能够展现鲜明的装配式建筑风格特性。这其中就有中国古典式、中国新中式、西方古典式（哥特、巴洛克、洛可可、古希腊、古罗马）、西方新古典主义（浪漫主义、折中主义）现代主义、后现代主义（新古典主义、新乡土主义、隐喻主义、都市主义、装饰主义）。

（3）预制构件材料

预制构件材料的表现力分为两种，即单一材料的表现力与加工材料的表现力，不同的材料选取和不同的材料组合与加工会产生不同的装配式住宅立面效果。（见图1）

单一材料构件有：石材、陶瓷、玻璃、金属、木材、混凝土等等，其材料本身的天然肌理能够给予人们不同的视觉感受。例如，石材的特性，无论是天然石材还是人造石材的使用它们都表现出尊贵、厚重和端庄的感觉，也是古典主义和新中式装配式住宅的立面表现首选；陶瓷的特性，其色彩也较为稳定，分为有光泽与无光泽两种。整体效果美观大方、有层次感、色调柔和、装饰后的预制装配式住宅显得庄严、高雅和气派。

加工材料构件：是除了单一材料预制本身所具有的独特表现力以外，通过对单一材料预制构件的加工，也能够展现出不同的预制材料质感和纹理，达到提高表现力的作用，其处理手法有切割、打磨、贴面、抛光、喷砂、酸蚀和水洗等工艺方式。根据具体的装配式建筑需求选择相关的工艺手法即可。

图1 石材、陶瓷、玻璃、金属、木材、混凝土

（4）预制构件形态

预制构件的形态有大小、长短、粗细、复杂与简单之分，可以根据前期方案设计的需要，设定不同类型的构件尺度与比例效果，选择最符合整体与局部的关系的预制构件形态，满足装配式住宅落成后的最终建筑效果（见图2）。

图2 预制构件组合方式——叠加、连续、错位、散点、旋转、渐变、穿插、异型

2.3 预制构件的组合方式

（1）预制构件的有序性组合

严格上讲，有序性是指具有相同形状或属性的事物在同一建筑中多次出现，在建筑创作中, 有序性也是一种常见的形体组合、构建组合和结构组合的设计方法，用以加强或强调単体部分的视觉印象或是用这种方式来强调整体的线性构成。

目前，有序性已经是一种比较成熟的建筑设计手法。在以往的建筑中也得到了大量的应用，如路易斯·康的安贝尔美术馆采用了多个相同拱顶形单元,获得了其独特的建筑形象特征。有序性可以在建筑的任何部位中得以体现, 特别是在预制装配式建筑中，由于预制构件是在工厂中批量预制的，无论是构件的材料、形体、质感都可轻而易举地实现重复和有序的表达,同时当代建筑师也在不断反思工业时期极端的有序性带来的建筑形体过于单调的问题，并探索出适应于当代审美体系的预制装配式建筑。因此，有序性成为预制装配式构件组合、形体组合和结构组合中非常具表现力的一种表现特征。其表现手法有叠加、连续、错位、散点、旋转、渐变、穿插、异型。

①同一构件的有序组合

同一预制构件或不同预制构件的有序组合（翻转、叠加、重复、连续、错位、散点、旋转）是预制装配式住宅多样化立面构图的重要手段（见图3），也是丰富立面的可行办法，它不受限于建筑结构的影响，更具有自由和随意性，通过设计多样化的预制构件（肌理、材料、比例、形态、样式），使得装配式建筑更具有冲击力和表现力。

图3 预制构件属性的选择——叠加、连续、错位、散点、旋转、渐变、穿插、异型

②图形符号的重复组合

图4 装配式混凝土方盒子

图形此时此刻作为直观的视觉符号，在预制装配式立面设计中的有序表现，是预制构件与艺术结合的产物，通过图形符号的极端有序性组合对人们产生极大的冲击力与视觉效果，最大限度地使建筑与人们的心里产生共鸣。符号本身可以没有任何叙事性，但符号通过和人在思想、文脉和文化上的交流，常常给观者带来直至内心的感观冲击（见图4）。

③建筑形体的重复组合

在装配式建筑立面表达中，单体预制构件可以通过不同的设计、不同的排列和重复方式，产生不同的装配式建筑立面效果[2]。建筑形体作为整个装配式建筑的外轮廓也会随着形体之间的多样化组合产生不同的表现力。犹如拼积木般，同样的积木，不同的拼法，最后可以产生独特表现效果，不同的积木，同样的拼法也同样如此。所以建筑形体的组合方式与预制构件的组合方式有类似的内在逻辑，并且也是立面构图的重要影响要素，也担负着丰富立面的重要使命（见图5）。

图5 混合有序组合公式——叠加公式

④混合有序组合公式

混合重复组合的方式就像是一个公式，这种公式有内在的搭配和组合模式，同时公式与公式之间也可以混合并用，并产生不同的变体，公式的类型如下，叠加公式一：叠加+连续、

叠加公式二：叠加+错位、错位公式一：错位+叠加、新公式：错位公式一+渐变公式二。以上构件组合方式只需结合相应的不同模式的公式，就可以得到构建组合、形体组合和结构组合等不同建筑形态，以此来达到丰富立面的功效。

（2）预制构件的无序性组合（叠加、连续、错位、散点、旋转、渐变、穿插、异型）

社会的发展以及技术的进步使得建筑具有了不同于以往的形体特征与组合方式，新技术的发展以及对于材料性能的最大化利用，使得建筑的结构形式和构件形式逃脱了以往的束缚，变得更加多样化。更多的装配式预制构件也可以根据风格需要进行无序性组合，这种无序性显得更贴进自然，更具有无序的美感（见图6）。“锐化”的无序显得更加有力量和冲击力，“浑圆”的无序显得更富有自由和亲和力，通过错位、散点、旋转、渐变和穿插等等无序组合方式，可以塑造更加丰富的预制装配式建筑立面。

图6 预制构件组合方式——叠加、连续、错位、散点、旋转、渐变、穿插、异型

①预制构件的无序组合

通过不同的形式、材质、色彩和种类的立面预制构件，以无序但又有机的组合方式，来创造丰富的立面，例如飘窗位置的无序错位和墙体肌理的无序复制等等都是无序设计的具体体现。与此同时外围结构预制构件的错位和渐变也同样可以表露出丰富的立面构图[3]。这就要求建筑设计师具有深厚的美学功底和设计底蕴。

②建筑形体的无序组合

装配式形体的多样化对立面的影响，我们在上面的研究中已经论述过了，除了有序的形体组合方式以外，无序的组合方式也能够产生丰富的立面效果，通过装配式形体旋转、形体穿插、形体错位以及形体的散点布置，除了会产生形态各异的立面形式以外，还能产生意想不到的现代感与冲击力，同时也能够有效地突破标准化装配式形体自身表现单一的局限性，使建筑整体风格变得更加富有变化和表现力。

③装饰构件的无序组合

装配式建筑除了需要对预制形体和预制构件进行多样化构图以外，还需要使用大量的装饰化预制构件进行配合，并共同作用形成更加丰富的立面形式。例如窗套、格栅窗、铝合遮阳板、百叶窗、空调机格栅、包边构件等等，根据预制形体与预制构件表达需要，并兼顾自身的优秀素质，并选择错位、散点、旋转、渐变、穿插等方法达到共同丰富立面的效果。

④混合有序组合公式

无序性的组合也有相应的公式，这种公式与有序性公式的最大不同是，有一种现代主义倾向，无序的构图但又有序的内在逻辑，无序也并非杂乱无章，而是创造一种无序的视觉状态。公式的类型如下：叠加公式一：（无序）叠加+（无序）连续；叠加公式二：（无序）叠加+（无序）错位；渐变公式二：（无序）渐变+异型；新公式：错位公式一+渐变公式二。