01

思考

建筑歷史上的形態(tài)演化，是對于材料和技藝革新的反應：建筑材料、建筑技藝與建造形態(tài)相互作用，互為因果，形成建構的邏輯線(xiàn)索，體現工具理性的價(jià)值觀(guān)。新型裝配式建筑作為一種新的建筑技藝，也必將影響著(zhù)建筑外在形式的表達，形成具有工業(yè)化建造特色的建筑形態(tài)。

建筑材料、建筑技藝與建造形態(tài)相互作用，互為因果。

目前國內常見(jiàn)的裝配式建筑多通過(guò)以下兩種形式邏輯呈現，一是通過(guò)極致的標準化的方式一味追求建造的高效率，從而表現為簡(jiǎn)單的方盒子造型，對建筑藝術(shù)性的關(guān)照有所缺失；二是忽略了裝配式建筑特有的建造邏輯，在現澆體系的慣性思維下開(kāi)展設計，而后進(jìn)行簡(jiǎn)單粗暴的“構件拆分”。以上兩者都在設計上對裝配式建筑標準化設計的理解存在著(zhù)一定的誤區，沒(méi)有完全表現出符合裝配式建筑技藝的形態(tài)特征。

目前國內常見(jiàn)裝配式建筑形態(tài)——千篇一律的方盒子造型。

02

不同視野下裝配式建筑的標準化設計

對于裝配式建筑的標準化設計，以滿(mǎn)足社會(huì )化生產(chǎn)的視野來(lái)看，是指形成能夠廣泛應用于不同建筑的、通用的建筑構件，從而實(shí)現以工業(yè)化的方式“生產(chǎn)”建筑。在這種情況下，可以促進(jìn)部品部件的工廠(chǎng)化生產(chǎn)、裝配化施工，大幅降低成本，提高生產(chǎn)、安裝和施工效率，方便維護管理。

從標準化程度的視角看，建筑由現澆體系向預制體系的轉變，是從建筑的“定制化”向“通用的標準化”轉變的過(guò)程。在這個(gè)轉變的過(guò)程中，生產(chǎn)、安裝和施工效率會(huì )逐步提升，相應的建筑的個(gè)性化程度則會(huì )逐步降低。也就是說(shuō)，效率的提升會(huì )在一定程度上制約建筑審美的表達。建筑要在“千篇一律”中取得“千變萬(wàn)化”，就需要設計師從不同的視野重新審視裝配式建筑的標準化設計。

當我們把視野從社會(huì )化生產(chǎn)聚焦到單棟建筑中，在一棟建筑內使用同一種預制構件，隨著(zhù)構件重復率的不斷提升，模具邊際成本會(huì )降至足夠低的程度。這時(shí)無(wú)論是制造成本還是生產(chǎn)效率上，都滿(mǎn)足建筑工業(yè)化發(fā)展的需求。因此，同樣可以認為其實(shí)現了裝配式建筑標準化設計。相較于社會(huì )化生產(chǎn)視野下的標準化，這種情況更多的表現出“定制的標準化”特色。“定制的標準化”，可以在“定制化”與“通用的標準化”之間取得平衡，是目前階段兼顧標準化與個(gè)性化的有效解決方案。“定制的標準化”使得建筑師在進(jìn)行建筑設計時(shí)，所受到的裝配式建筑的標準化設計的桎梏降到最低，進(jìn)而充分發(fā)揮預制構件自身的特性進(jìn)行創(chuàng )作，在標準化設計的前提下實(shí)現建筑的多樣化設計，創(chuàng )作出具有美學(xué)意義的裝配式建筑。

03

裝配式建筑的審美思考

回到最開(kāi)始思考的問(wèn)題，裝配式建筑要通過(guò)怎樣的形式來(lái)呈現其特有的美學(xué)特征？

要尋找答案，我們不妨回歸到建筑真正的評價(jià)標準，運用經(jīng)典的建筑美學(xué)理論來(lái)回應這個(gè)問(wèn)題。建筑美學(xué)最早由英國美學(xué)家羅杰·思克魯頓提出，他運用美學(xué)理論，從審美的角度論述了建筑具有實(shí)用性、地區性、技術(shù)性、總效性、公共性等基本特征。與現澆體系對比，裝配式建筑的特色在于其工廠(chǎng)化生產(chǎn)、裝配化施工的方式，在技術(shù)性的層面上存在著(zhù)明顯的區別。這一特點(diǎn)使其區別于其他形式的建筑，呈現出獨特的建筑美學(xué)，即裝配式建筑美學(xué)：首先，裝配式建筑的審美視角應該是在建筑美學(xué)構成要素范圍之內，根據其建造的技術(shù)特征進(jìn)行的演繹和轉化；其次，裝配式建筑作為一種技術(shù)體系，其技術(shù)特征的外顯是建構邏輯的合理表達，也是體現裝配式建筑的審美價(jià)值。因此，裝配式建筑不應該是千篇一律的，應取得標準化建造與個(gè)性化審美需求之間的一個(gè)平衡。

04

基于裝配式建造技術(shù)正向設計

裝配式建筑是對建筑建構模式的一次革新，建筑必然會(huì )受其影響進(jìn)而形成與之相適應的新的建筑形式。這就需要建筑師采用與其建構法則相契合的方法開(kāi)展設計。

裝配式建筑，其核心為“裝配”，即通過(guò)裝配式構件組合而成的建筑。設計具有裝配式特色的建筑，需要在設計初期充分考慮材質(zhì)及建構法則的特點(diǎn)，從裝配的最小單位“構件”出發(fā)進(jìn)行設計，可以將之稱(chēng)為“裝配式建筑的正向設計”（后文簡(jiǎn)稱(chēng)正向設計）。

目前國內常見(jiàn)的裝配式建筑設計方式還是按照現澆模式進(jìn)行設計，在設計后期再將建筑拆分為裝配式構件。這種設計方法，本質(zhì)上與裝配式建筑的建造模式相左，可以將之稱(chēng)為“裝配式建筑的逆向設計” （后文簡(jiǎn)稱(chēng)逆向設計）。

正向設計從設計方法上看，是在設計階段對裝配建造的過(guò)程進(jìn)行模擬、預演，充分尊重裝配式建筑的建構邏輯，并以其為設計的重要出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行建筑創(chuàng )作。這種方式才是真正適用于裝配式建筑的設計方法。以下結合筆者近年來(lái)的設計實(shí)踐經(jīng)歷，從裝配式建筑的外圍護系統的角度闡述——基于裝配式建造技術(shù)的正向設計。

4.1 模具思維——單體構件的設計

在某種意義上講，對預制混凝土構件的設計首先表現為模具設計。當以模具思維來(lái)進(jìn)行混凝土構件的設計時(shí)，可以充分發(fā)揮模具的優(yōu)勢，提高構件對建筑的表現力，從而形成具有高度裝配化特征的建筑立面。

模具思維是裝配式構件設計的基礎，也是正向設計最基本的出發(fā)點(diǎn)。模具思維要求建筑師充分理解用于生產(chǎn)裝配式構件的模具以下三方面的特性。

4.1.1 模具的可塑性

由于混凝土在凝固前具有良好的流動(dòng)性，所以混凝土構件能夠完整的反映出模具的特點(diǎn)，我們可以稱(chēng)之為模具的可塑性。利用模具的可塑性，預制混凝土構件具備十分優(yōu)越的造型能力。

? 復雜造型與精細尺度的預制構件

得益于混凝土材料良好的造型能力，可以利用模具，形成造型復雜的預制構件，實(shí)現對預制構件精細尺度的控制。

復雜造型的預制構件：西南院作品——成都城投遠大生產(chǎn)基地辦公樓，利用模具制造的三維異形外掛板構件。

精細尺度的預制構件：西南院作品——天科廣場(chǎng)，通過(guò)模具對裝配式構件的細部進(jìn)行設計。

? 特殊肌理的預制構件

當模具對構件尺度控制的精細程度提升到極致的時(shí)候，就表現為通過(guò)模具生成構件肌理。在預制混凝土生產(chǎn)中使用硅膠模等工藝，就可以在構件上形成特殊的肌理效果，成為裝配式建筑表皮設計的有力手段。

特殊肌理的預制構件：國外優(yōu)秀裝配式建筑作品——由Speech設計的建筑圖紙博物館，利用硅膠模具形成外立面裝配式構件精細的圖案肌理。

? 曲面造型的預制構件

在現場(chǎng)施工中，曲面往往是實(shí)施過(guò)程中的難點(diǎn)，尤其是在現澆混凝土部分，憑借現場(chǎng)作業(yè)，很難完成尺寸精確、外表平滑的曲面。而在預制混凝土構件中，由于工廠(chǎng)生產(chǎn)的模具對尺寸控制方面的優(yōu)勢，可以輕松的形成曲面造型的預制混凝土構件。

曲面造型的預制構件：西南院作品——成都城投城建科技有限公司辦公樓，利用模具制造的曲面外掛板構件。

? 超大尺度的預制構件

由于混凝土自身的力學(xué)性能，單個(gè)預制混凝土構件的尺寸遠大于常規的單塊幕墻尺寸。在構成立面時(shí)，采用超大尺度的預制構件所需要的板塊數量遠小于幕墻，因此立面分隔縫相應更少，立面平整度更高，從而有助于形成更簡(jiǎn)潔的立面分隔方式，獲得更好的建筑表現力。

超大尺度的預制構件：國外優(yōu)秀裝配式建筑作品——由Rudy Ricciotti設計的吉博恩茵(鮑茵)體育場(chǎng)，采用2.4m寬，9m長(cháng)的預制UHPC板塊組合形成建筑的外表皮。

4.1.2 模具的可復制性

借助同一組模具，可以對同種構件進(jìn)行大量重復性的生產(chǎn)，我們可以稱(chēng)之為模具的可復制性。當重復構件的數量增大時(shí)，其單個(gè)構件的平均模具制造成本會(huì )隨之降低，從而降低單個(gè)構件的成本。

模具的可復制性：西南院作品——成都建工工業(yè)化預制生產(chǎn)基地辦公樓，通過(guò)模具批量化生產(chǎn)的裝配式花槽構件。

4.1.3 模具的穩定性

在利用模具對構件進(jìn)行重復性的生產(chǎn)時(shí)，由于模具始終可以保持尺寸的穩定，因而生產(chǎn)出的構件也保持著(zhù)極佳的外觀(guān)尺寸的統一性，我們可以稱(chēng)之為模具的穩定性。

以上三方面特性集中表現出裝配式建筑區別于現澆體系建筑的最主要的特征，靈活運用以上特性，是正向設計不可或缺的重要前提。

4.2 構件的重復衍生——群體構件的設計

在工廠(chǎng)化生產(chǎn)的過(guò)程中，由于生產(chǎn)效率方面的考量，預制構件常常以方形平板或方塊的形式出現。在使用以上預制構件組成建筑時(shí)，如果以機械壘放的固有思維進(jìn)行設計，很容易將建筑局限在千篇一律的方塊體量中。

如果我們跳出思維定式，把裝配式建筑塑形的過(guò)程看作一次搭建積木的游戲，就可以輕松地打破裝配式建筑方盒子一般的呆板形象，形成生動(dòng)多變的整體造型。通過(guò)構件靈活多變的重復衍生方式，就可以形成不一樣的建筑造型，打破裝配式建筑呆板的固有形象。

以正向設計的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，構件重復衍生的過(guò)程，并不是單純的壘放，而是一個(gè)建筑造型的過(guò)程，進(jìn)而可以形成多樣化的建筑造型。在構件的重復衍生中，傳統建筑美學(xué)理論中的統一、均衡、比例、尺度、韻律、對比、主從、重點(diǎn)等美學(xué)法則同樣適用。

利用構件對裝配式建筑形體進(jìn)行塑造：國外優(yōu)秀裝配式建筑作品——由越南武重義建筑事務(wù)所設計的FPT大學(xué)理工大樓。將單體構件組成一個(gè)標準盒子單元之后，形成具備室內空間、陽(yáng)臺空間以及樹(shù)池等復合功能的組合單元。再通過(guò)組合單元對建筑整體形體進(jìn)行塑造，形成了具有特色的建筑形體。

構件的重復衍生：西南院作品——天科廣場(chǎng)，通過(guò)不同衍生方式，形成建筑形體的對比。

構件的重復衍生：西南院作品——成都建工工業(yè)化預制生產(chǎn)基地辦公樓，通過(guò)構件正交排列的衍生模式，形成建筑立面的韻律感。

構件的重復衍生：西南院作品——天科廣場(chǎng)，通過(guò)構件交錯排列的衍生模式，形成建筑立面的韻律感。

4.3 可替換的模塊——標準化設計基礎上的個(gè)性化設計

當采用同一類(lèi)構件進(jìn)行簡(jiǎn)單的堆疊時(shí)，難免會(huì )形成單一重復的建筑外立面。單一重復的建筑外立面固然可以使標準化程度最大化，從而大大提升生產(chǎn)、施工效率，但卻會(huì )因過(guò)度標準化而喪失了建筑的個(gè)性。

早在上世紀60年代，中國現代建筑的奠基人梁思成大師就提出，要“在‘設計標準化，構件預制工廠(chǎng)化，施工機械化’的前提下圓滿(mǎn)地處理建筑物的藝術(shù)效果的問(wèn)題，在‘千篇一律’中取得千變萬(wàn)化”。這也是現今在裝配式建筑發(fā)展中，建筑設計人員應該重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

在裝配式建筑的外立面設計中，可以通過(guò)可替換的模塊在標準化中實(shí)現個(gè)性化設計。

所謂可替換的模塊，是指對標準化的模塊構成的組群中，遵循一定的邏輯，對一定數量的標準化模塊進(jìn)行更替調換，改為個(gè)性化的模塊，從而打破裝配式建筑單一重復呆板的形象，形成具有豐富特色的建筑效果。

從模塊的替換邏輯上，模塊的替換可分為點(diǎn)狀替換，線(xiàn)性替換，塊面替換，間隔替換，輪替替換，隨機替換等方式。

構件的塊面替換：西南院作品——成都建工工業(yè)化預制生產(chǎn)基地辦公樓，外掛板的塊面替換。

構件的輪替替換：西南院作品——成都城投城建科技有限公司辦公樓，外掛板的輪替替換。

構件的隨機替換：西南院作品——中建科技成都綠色建筑產(chǎn)業(yè)園產(chǎn)業(yè)化研發(fā)中心，模塊化外掛板的隨機替換。

構件的隨機替換：西南院作品——成都城投遠大生產(chǎn)基地辦公樓，外掛板與金屬矩管的隨機替換。

4.4 功能性構件的再設計——外圍護系統的集成一體化設計

早在20世紀初期，意大利建筑師奈爾維就意識到，“鋼筋混凝土梁不再是木梁和金屬的僵直的形狀，垂直支撐構件不再是石柱的棱形特征……簡(jiǎn)而言之，所有鋼筋混凝土結構構件在力學(xué)或者構造上都提供某些啟示，可以轉化為一種有表現力的藝術(shù)形式典型?！钡靡嬗诨炷恋牟牧咸匦?，建筑師可以對梁、柱等主體結構構件進(jìn)行進(jìn)一步的設計，以提升建筑的藝術(shù)表現力。對于建筑的圍護結構而言亦是如此。

裝配式建筑的形體及外立面表皮設計要求圍護構件需要兼具多種功能，即實(shí)現裝配式建筑圍護系統的集成一體化設計這就需要以正向設計理念，從裝配式構件入手進(jìn)行設計。

功能性構件再設計的方式十分靈活。充分發(fā)揮裝配式構件的特性，不僅可以集成圍護和裝飾等功能，而且可以與新型建筑材料相結合，集成保溫防水等功能，甚至可以與其他功能性建筑構件相結合，進(jìn)一步集成多種其他功能，真正實(shí)現裝配式建筑無(wú)限的可能性。

功能性構件的再設計：國外優(yōu)秀裝配式建筑作品——由Sergi Godia設計的巴塞羅那某鐵路段廊道項目，通過(guò)V字型預制混凝土柱形成的集成支撐及裝飾功能的結構構件。

功能性構件的再設計：國外優(yōu)秀裝配式建筑作品——由Barkow Leibinger設計的都市生活住宅樓項目，通過(guò)保溫混凝土構件形成的集成保溫與圍護功能的外墻。

功能性構件的再設計：西南院作品——成都萬(wàn)科中西部展示中心項目，通過(guò)預制花槽構件形成的集成保溫采光綠化功能的種植外墻。

功能性構件的再設計：西南院作品——成都萬(wàn)科中西部展示中心，通過(guò)Y字型預制混凝土構件形成的集成保溫防水采光綠化功能的種植屋面。

05

結語(yǔ)

西南院自2010年重新進(jìn)入新型建筑工業(yè)化領(lǐng)域?；谘b配式建造技術(shù)的正向設計，是多年實(shí)踐積累和思考總結的產(chǎn)物，是連結建構手段與建筑形式之間的橋梁，是以裝配式建筑最根本特征為出發(fā)點(diǎn)的設計方法，為裝配式建筑設計提供了新的解決思路。裝配式的建構法則本身對建筑的設計手段不僅不是桎梏，反而是一種契機，可以引導建筑師以適于裝配式建筑的設計方法，創(chuàng )造出別樣的建筑形式，從而引領(lǐng)裝配式建筑行業(yè)的發(fā)展。