刍议装配式混凝土结构建筑的建筑多样性表现

陈 琪

（福州理工学院 工学院，福建 福州 350001）

装配式建筑在中国的发展已经是必然趋势，同时也面临着诸多有待克服的技术难题和认识问题，需要进行深入的研究探讨和逐步解决.装配式建筑的建筑多样性就是其中之一.

1 装配式建筑多样性问题的提出

1.1 纵观中国近20年来城市建设的发展，建筑包罗了世界上几乎所有的建筑风格.同时急速发展中也出现了“我亦无他，惟手熟尔”的“复制建筑”异城同形现象，造就了无个性化的“千城一面”景象.

装配式建筑就是这种批量地建造“盒子”式的住宅建筑，难免会出现“千幢一面”建筑的现象.

1.2 撇除专业的建筑功能性考虑，建筑多样性不外乎是“形体”的多样性和“表皮”的多样性.从传统的建筑施工手段来看，建筑是灰色水泥浇筑出的“形体”实体，然后再披上建筑师为其设计的外衣来完成“表皮”装饰的过程.既然建筑的“表皮”被当作是建筑的外衣，那么可以相信，没有任何人愿意看到中国未来的建筑是改革开放之前的中国人穿衣风格.建筑表皮的表现对建筑多样性是至关重要的.

2 易建性基础上的建筑多样性

2.1 1962年英国人提出了建筑易建性的概念，目的是在保证建筑物质量的前提下使施工快捷、高效和经济.1983年英国建筑业研究和情报协会给建筑易建性的定义是：“在满足建筑物全部要求的前提下，设计的方案使施工简易的程度”.2000年新加坡将建筑易建性概念提高到法令层面，发布了易建设计规范，把易建性定义为“一个建筑物容易建造的程度”，规定了三个易建性原则：标准化、简易化、集成化.2016年深圳市也对建筑易建性做了定义.2.2 鸟巢设计师、瑞士著名建筑师雅克·赫尔佐格和合作伙伴德梅隆（H&D）将对建筑表皮的认识喻为建筑的衣服，即人们通过衣着来展现自己的特质，在感知上表现自己个性的同时也构成了社会面貌的异彩纷呈.在他们设计的建筑作品中，形体上大量是简单化的“方盒子”，然后通过建筑表皮的个性表达给人以强烈的视觉冲击效果.简单的解读，就是他们基于简单的“形体”，用“表皮”来表现建筑多样性，而这种设计理念对于装配式建筑的建筑装饰多样性来说是极具理论指导意义的.

2.3 实施装配式建筑，工业化生产的产品要满足大众化市场物廉价美的主流需求，是要以能“批量复制”为基础的，而非曲高和寡的“私人订制”.大众化中还要寻求个性化，这就成了装配式建筑发展中的一个难题，建筑师不得不去探求最能实现个性化风格的简单方式.由于建筑表皮的载体——建筑外墙是可以满足工业化生产的部品，建筑多样性的创新创意就可以围绕着建筑表皮的视觉导向，来传达建筑师的独特诉求.

3 建筑表皮的多样性表现

3.1 建筑外墙是建筑材料构成的用于外围护部分的建筑构件，强调的是实体性和构件性.建筑表皮，则是依附于建筑外墙而存在的造型构成，即形象性.覆盖面上的建筑表皮直接决定了一幢建筑给予人的美感，优质的建筑表皮对一个优秀的建筑是不可或缺的.

3.2 芬兰是一个高度发达的工业化国家，由于全国1/3的土地在北极圈内，恶劣自然环境下的现代建造，只有依托装配式结构体系来实现，这使得它的装配式建筑技术走在了世界的前沿.芬兰的预制建筑外墙，采用了图案混凝土的专利技术.在不改变标准化生产构件模具的基础上，借助混凝土缓凝剂来制造带有图案的混凝土外表，通过亮面与浮露骨料面的对比度展现充满艺术感的图案饰面，如海门林纳档案馆.此外，住宅建筑外墙的色彩上还大量采用了耐久的彩色混凝土，即使在预制外墙的体表上有色差，也顺其自然.就地理位置而言，我国有远优于芬兰的天然条件，他山之石，可以攻玉.

4 可选择的装配式建筑外墙板

4.1 在功能性与实用性上，装配式外墙板可供选择的种类看似很多，但在诸多的实验实践后，只有蒸压轻质加气混凝土墙板（ALC）、SP预应力空心板、挤塑成型水泥纤维墙板(ECP)得到我国工程界和学术界的认可.目前，我国正研究实验的建筑外墙方向还有预制保温叠合墙板、复合木墙板、木制品与玻璃幕墙、太阳能复合墙体、绿化外墙系统等，虽然有些是针对钢结构建筑的外墙体系，但未来的发展也是可以相互转化的.原始的外墙板本身是不具有装饰性的，而建筑是要讲究艺术性的，这是多样性表现的需要.

4.2 蒸压轻质加气混凝土墙板（ALC），在欧洲及日本的发展历史可追溯到20世纪60年代，国内生产厂家技术和生产设备主要引自日本和德国.以石英砂或粉煤灰、水泥、石灰等为主原料，内配双层双向冷拔丝钢筋网片，经过高温蒸汽养护而成的多气孔混凝土成型板材.具有容重轻、墙体簿、价格便宜、结构独特、板面平整、耐火性强、吸声性好、安装便捷的优点，是国内目前技术比较成熟并应用较多的外墙体系之一.

4.3 SP预应力空心板是冲捣挤压成型生产工艺成型，采用引进的美国Spancrete公司的生产设备、专有技术与工艺流程生产技术.由于受力主筋用高强度低松弛钢绞线，使其延性好跨度大、承载力高，在允许范围内可以任意切割开洞，具有外墙所需的各项优质性能.SP保温外墙板只是系列产品之一，只需更换模具即可，是有高保温效率的非叠合三明冶外墙，但目前在造价上偏高.

4.4 挤塑成型水泥板ECP（Extruded Cement Panel）是挤塑成型工艺下成为中空型的条板状制件，以水泥、高强度纤维为材料，通过高温高压的蒸汽养护，最终成型的建筑水泥墙板.具有重量轻、强度高，耐火、耐候、耐久、隔声、抗震性优等特点,本身具有很好的防水特性.在墙板装饰性能上可塑性极强，素面板表面光滑并且不加任何装饰，给人一种干净明快的感觉；压花板可仿各种天然纹理，塑造丰富装饰体感；条纹板因尺幅大能给人极强的条理感.

5 实现建筑多样性的建筑表皮技术

5.1 在装饰性与艺术性上，维护、防水、隔声、保温、装饰等功能是建筑外墙的基本要求，附着其上的建筑表皮则要具有防水、防污、耐久的功能，并兼具装饰和美感的职责.实现功能与装饰二者的矛盾与统一，要利用混凝土特有的可塑性以及后补装饰来实现，但技术上的难度也必然导致建造成本的提高.目前饰面主要有平滑钢模制造的清水混凝土饰面与彩色混凝土饰面，反打工艺成型的瓷质面砖饰面，使用不锈钢金属件联结混凝土的天然石材、人工石材饰面，利用混凝土表面缓凝技术的水洗露骨料混凝土饰面，传统工艺的水磨石饰面，橡胶造型模混凝土饰面，氟碳涂料饰面，真石漆饰面等.

5.2 现浇施工建造建筑外墙与工厂一次性成型建筑外墙的经济性比较，就装饰材料的节省、人工费用的降低、安全性与耐久性的总体评价而言，初始投入较大，但在成熟推广以及量上突破之后则不然.饰面材料在混凝土外墙上的反打工艺已经成熟，由于先将瓷砖、花岗岩、大理石饰面层反贴在平整的钢平台上并固定，然后浇注墙体混凝土并养护，使饰面层和墙体直接连成一体，保证了连接强度和耐久性，减少了现场铺贴或干挂的人工与材料费用，极大减轻现场施工劳动强度，缩短了施工周期，提高了效率.同样，在混凝土上预制图案和调配色彩，即提高了工程质量也减少了施工现场的作业.一次性成型建筑外墙在结构围护、装饰、保温、隔声等实现一体化，就综合效益而言，优质建筑表皮的使用是装配式混凝土结构建筑多样性表现的首选之路.

5.3 值得一提的是图案混凝土技术已经在我国实现，我国深圳已经有自己的混凝土光影成像模板生产商.光影成像工艺，不同于使用混凝土缓凝剂技术形成的图案，是通过电脑刻板制作成各种图像造型的模板，再浇筑混凝土到模板上，形成混凝土饰面.任意图案包括照片、字画，或者设计师的设计图案，石、木、砖的纹理等，都可通过混凝土表面的凹凸对比形成视觉图像，成为富有艺术表现力的混凝土饰面，外墙立面结构和装饰一体形成，无须二次装饰，节省了后续费用.

6 PC混凝土幕墙

6.1 PC混凝土幕墙即预制混凝土墙板构件.不同于工厂生产出的建筑外墙板材，PC混凝土幕墙是成品构件形式，构件上包含了预埋件、窗框等元素.“三明治”构造的夹芯保温外墙板，在外叶板上可以实施各种工艺实现理想的饰面效果，但保温隔热的功能结合却是建造技术上的弱点.

6.2 玻璃纤维增强水泥（简称GRC）是采用直接喷射工艺或预混喷射工艺制成的建筑表皮，造型、肌理、颜色和质感可随意组合变化无穷，可以作为非夹芯保温外墙板的PC混凝土幕墙饰面板.

6.3 PCF（Prefabricated Concrete Form）是预制构件的外墙模，可以说是预制了一半的混凝土外墙，但这种预制外皮做模再现浇的内浇外挂做法，没有根本改变传统作业模式，反而增加了造价，没有较大的提升空间.

6.4 PC混凝土幕墙是构件形式，不规则的外墙形式不仅增加制模费用和施工安装难度，也易导致运输、吊装和安装过程中外饰面的损坏，没有一定的建筑体量来平衡生产费用，价格上也较高,同时，在抗震区也较易损坏.PC混凝土幕墙技术上的不完善就构成了使用上的局限性.

7 结论

目前我国仍处在钢筋混凝土结构建筑为主导的建筑时代，装配式建筑要实现建筑多样性的表现，首先应该提高建筑表皮在未来混凝土结构建筑中的装饰表现能力，让建筑师有更多的设计表达选择，新的建筑模式才能够提升城市面貌.

〔1〕叶增平.建筑工业化装配式复合外墙板的发展现状与趋势[J].福建建设科技，2016（1）：44-46.

〔2〕栗新.工业化预制装配式（PC）住宅建筑的设计研究与应用[J].建筑施工，2008（3）：201-201.

〔3〕郭学明.装配式混凝土结构建筑[M].北京：机械工业出版社，2017.