芻議裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑的建筑多樣性表現(xiàn)

陳 琪

（福州理工學(xué)院 工學(xué)院，福建 福州 350001）

裝配式建筑在中國(guó)的發(fā)展已經(jīng)是必然趨勢(shì)，同時(shí)也面臨著諸多有待克服的技術(shù)難題和認(rèn)識(shí)問(wèn)題，需要進(jìn)行深入的研究探討和逐步解決.裝配式建筑的建筑多樣性就是其中之一.

1 裝配式建筑多樣性問(wèn)題的提出

1.1 縱觀中國(guó)近20年來(lái)城市建設(shè)的發(fā)展，建筑包羅了世界上幾乎所有的建筑風(fēng)格.同時(shí)急速發(fā)展中也出現(xiàn)了“我亦無(wú)他，惟手熟爾”的“復(fù)制建筑”異城同形現(xiàn)象，造就了無(wú)個(gè)性化的“千城一面”景象.

裝配式建筑就是這種批量地建造“盒子”式的住宅建筑，難免會(huì)出現(xiàn)“千幢一面”建筑的現(xiàn)象.

1.2 撇除專業(yè)的建筑功能性考慮，建筑多樣性不外乎是“形體”的多樣性和“表皮”的多樣性.從傳統(tǒng)的建筑施工手段來(lái)看，建筑是灰色水泥澆筑出的“形體”實(shí)體，然后再披上建筑師為其設(shè)計(jì)的外衣來(lái)完成“表皮”裝飾的過(guò)程.既然建筑的“表皮”被當(dāng)作是建筑的外衣，那么可以相信，沒(méi)有任何人愿意看到中國(guó)未來(lái)的建筑是改革開(kāi)放之前的中國(guó)人穿衣風(fēng)格.建筑表皮的表現(xiàn)對(duì)建筑多樣性是至關(guān)重要的.

2 易建性基礎(chǔ)上的建筑多樣性

2.1 1962年英國(guó)人提出了建筑易建性的概念，目的是在保證建筑物質(zhì)量的前提下使施工快捷、高效和經(jīng)濟(jì).1983年英國(guó)建筑業(yè)研究和情報(bào)協(xié)會(huì)給建筑易建性的定義是：“在滿足建筑物全部要求的前提下，設(shè)計(jì)的方案使施工簡(jiǎn)易的程度”.2000年新加坡將建筑易建性概念提高到法令層面，發(fā)布了易建設(shè)計(jì)規(guī)范，把易建性定義為“一個(gè)建筑物容易建造的程度”，規(guī)定了三個(gè)易建性原則：標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)易化、集成化.2016年深圳市也對(duì)建筑易建性做了定義.2.2 鳥(niǎo)巢設(shè)計(jì)師、瑞士著名建筑師雅克·赫爾佐格和合作伙伴德梅隆（H&D）將對(duì)建筑表皮的認(rèn)識(shí)喻為建筑的衣服，即人們通過(guò)衣著來(lái)展現(xiàn)自己的特質(zhì)，在感知上表現(xiàn)自己個(gè)性的同時(shí)也構(gòu)成了社會(huì)面貌的異彩紛呈.在他們?cè)O(shè)計(jì)的建筑作品中，形體上大量是簡(jiǎn)單化的“方盒子”，然后通過(guò)建筑表皮的個(gè)性表達(dá)給人以強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊效果.簡(jiǎn)單的解讀，就是他們基于簡(jiǎn)單的“形體”，用“表皮”來(lái)表現(xiàn)建筑多樣性，而這種設(shè)計(jì)理念對(duì)于裝配式建筑的建筑裝飾多樣性來(lái)說(shuō)是極具理論指導(dǎo)意義的.

2.3 實(shí)施裝配式建筑，工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品要滿足大眾化市場(chǎng)物廉價(jià)美的主流需求，是要以能“批量復(fù)制”為基礎(chǔ)的，而非曲高和寡的“私人訂制”.大眾化中還要尋求個(gè)性化，這就成了裝配式建筑發(fā)展中的一個(gè)難題，建筑師不得不去探求最能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化風(fēng)格的簡(jiǎn)單方式.由于建筑表皮的載體——建筑外墻是可以滿足工業(yè)化生產(chǎn)的部品，建筑多樣性的創(chuàng)新創(chuàng)意就可以圍繞著建筑表皮的視覺(jué)導(dǎo)向，來(lái)傳達(dá)建筑師的獨(dú)特訴求.

3 建筑表皮的多樣性表現(xiàn)

3.1 建筑外墻是建筑材料構(gòu)成的用于外圍護(hù)部分的建筑構(gòu)件，強(qiáng)調(diào)的是實(shí)體性和構(gòu)件性.建筑表皮，則是依附于建筑外墻而存在的造型構(gòu)成，即形象性.覆蓋面上的建筑表皮直接決定了一幢建筑給予人的美感，優(yōu)質(zhì)的建筑表皮對(duì)一個(gè)優(yōu)秀的建筑是不可或缺的.

3.2 芬蘭是一個(gè)高度發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)家，由于全國(guó)1/3的土地在北極圈內(nèi)，惡劣自然環(huán)境下的現(xiàn)代建造，只有依托裝配式結(jié)構(gòu)體系來(lái)實(shí)現(xiàn)，這使得它的裝配式建筑技術(shù)走在了世界的前沿.芬蘭的預(yù)制建筑外墻，采用了圖案混凝土的專利技術(shù).在不改變標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)構(gòu)件模具的基礎(chǔ)上，借助混凝土緩凝劑來(lái)制造帶有圖案的混凝土外表，通過(guò)亮面與浮露骨料面的對(duì)比度展現(xiàn)充滿藝術(shù)感的圖案飾面，如海門林納檔案館.此外，住宅建筑外墻的色彩上還大量采用了耐久的彩色混凝土，即使在預(yù)制外墻的體表上有色差，也順其自然.就地理位置而言，我國(guó)有遠(yuǎn)優(yōu)于芬蘭的天然條件，他山之石，可以攻玉.

4 可選擇的裝配式建筑外墻板

4.1 在功能性與實(shí)用性上，裝配式外墻板可供選擇的種類看似很多，但在諸多的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐后，只有蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土墻板（ALC）、SP預(yù)應(yīng)力空心板、擠塑成型水泥纖維墻板(ECP)得到我國(guó)工程界和學(xué)術(shù)界的認(rèn)可.目前，我國(guó)正研究實(shí)驗(yàn)的建筑外墻方向還有預(yù)制保溫疊合墻板、復(fù)合木墻板、木制品與玻璃幕墻、太陽(yáng)能復(fù)合墻體、綠化外墻系統(tǒng)等，雖然有些是針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的外墻體系，但未來(lái)的發(fā)展也是可以相互轉(zhuǎn)化的.原始的外墻板本身是不具有裝飾性的，而建筑是要講究藝術(shù)性的，這是多樣性表現(xiàn)的需要.

4.2 蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土墻板（ALC），在歐洲及日本的發(fā)展歷史可追溯到20世紀(jì)60年代，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備主要引自日本和德國(guó).以石英砂或粉煤灰、水泥、石灰等為主原料，內(nèi)配雙層雙向冷拔絲鋼筋網(wǎng)片，經(jīng)過(guò)高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的多氣孔混凝土成型板材.具有容重輕、墻體簿、價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)獨(dú)特、板面平整、耐火性強(qiáng)、吸聲性好、安裝便捷的優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)目前技術(shù)比較成熟并應(yīng)用較多的外墻體系之一.

4.3 SP預(yù)應(yīng)力空心板是沖搗擠壓成型生產(chǎn)工藝成型，采用引進(jìn)的美國(guó)Spancrete公司的生產(chǎn)設(shè)備、專有技術(shù)與工藝流程生產(chǎn)技術(shù).由于受力主筋用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，使其延性好跨度大、承載力高，在允許范圍內(nèi)可以任意切割開(kāi)洞，具有外墻所需的各項(xiàng)優(yōu)質(zhì)性能.SP保溫外墻板只是系列產(chǎn)品之一，只需更換模具即可，是有高保溫效率的非疊合三明冶外墻，但目前在造價(jià)上偏高.

4.4 擠塑成型水泥板ECP（Extruded Cement Panel）是擠塑成型工藝下成為中空型的條板狀制件，以水泥、高強(qiáng)度纖維為材料，通過(guò)高溫高壓的蒸汽養(yǎng)護(hù)，最終成型的建筑水泥墻板.具有重量輕、強(qiáng)度高，耐火、耐候、耐久、隔聲、抗震性優(yōu)等特點(diǎn),本身具有很好的防水特性.在墻板裝飾性能上可塑性極強(qiáng)，素面板表面光滑并且不加任何裝飾，給人一種干凈明快的感覺(jué)；壓花板可仿各種天然紋理，塑造豐富裝飾體感；條紋板因尺幅大能給人極強(qiáng)的條理感.

5 實(shí)現(xiàn)建筑多樣性的建筑表皮技術(shù)

5.1 在裝飾性與藝術(shù)性上，維護(hù)、防水、隔聲、保溫、裝飾等功能是建筑外墻的基本要求，附著其上的建筑表皮則要具有防水、防污、耐久的功能，并兼具裝飾和美感的職責(zé).實(shí)現(xiàn)功能與裝飾二者的矛盾與統(tǒng)一，要利用混凝土特有的可塑性以及后補(bǔ)裝飾來(lái)實(shí)現(xiàn)，但技術(shù)上的難度也必然導(dǎo)致建造成本的提高.目前飾面主要有平滑鋼模制造的清水混凝土飾面與彩色混凝土飾面，反打工藝成型的瓷質(zhì)面磚飾面，使用不銹鋼金屬件聯(lián)結(jié)混凝土的天然石材、人工石材飾面，利用混凝土表面緩凝技術(shù)的水洗露骨料混凝土飾面，傳統(tǒng)工藝的水磨石飾面，橡膠造型?；炷溜椕?，氟碳涂料飾面，真石漆飾面等.

5.2 現(xiàn)澆施工建造建筑外墻與工廠一次性成型建筑外墻的經(jīng)濟(jì)性比較，就裝飾材料的節(jié)省、人工費(fèi)用的降低、安全性與耐久性的總體評(píng)價(jià)而言，初始投入較大，但在成熟推廣以及量上突破之后則不然.飾面材料在混凝土外墻上的反打工藝已經(jīng)成熟，由于先將瓷磚、花崗巖、大理石飾面層反貼在平整的鋼平臺(tái)上并固定，然后澆注墻體混凝土并養(yǎng)護(hù)，使飾面層和墻體直接連成一體，保證了連接強(qiáng)度和耐久性，減少了現(xiàn)場(chǎng)鋪貼或干掛的人工與材料費(fèi)用，極大減輕現(xiàn)場(chǎng)施工勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了施工周期，提高了效率.同樣，在混凝土上預(yù)制圖案和調(diào)配色彩，即提高了工程質(zhì)量也減少了施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè).一次性成型建筑外墻在結(jié)構(gòu)圍護(hù)、裝飾、保溫、隔聲等實(shí)現(xiàn)一體化，就綜合效益而言，優(yōu)質(zhì)建筑表皮的使用是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑多樣性表現(xiàn)的首選之路.

5.3 值得一提的是圖案混凝土技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)實(shí)現(xiàn)，我國(guó)深圳已經(jīng)有自己的混凝土光影成像模板生產(chǎn)商.光影成像工藝，不同于使用混凝土緩凝劑技術(shù)形成的圖案，是通過(guò)電腦刻板制作成各種圖像造型的模板，再澆筑混凝土到模板上，形成混凝土飾面.任意圖案包括照片、字畫(huà)，或者設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)圖案，石、木、磚的紋理等，都可通過(guò)混凝土表面的凹凸對(duì)比形成視覺(jué)圖像，成為富有藝術(shù)表現(xiàn)力的混凝土飾面，外墻立面結(jié)構(gòu)和裝飾一體形成，無(wú)須二次裝飾，節(jié)省了后續(xù)費(fèi)用.

6 PC混凝土幕墻

6.1 PC混凝土幕墻即預(yù)制混凝土墻板構(gòu)件.不同于工廠生產(chǎn)出的建筑外墻板材，PC混凝土幕墻是成品構(gòu)件形式，構(gòu)件上包含了預(yù)埋件、窗框等元素.“三明治”構(gòu)造的夾芯保溫外墻板，在外葉板上可以實(shí)施各種工藝實(shí)現(xiàn)理想的飾面效果，但保溫隔熱的功能結(jié)合卻是建造技術(shù)上的弱點(diǎn).

6.2 玻璃纖維增強(qiáng)水泥（簡(jiǎn)稱GRC）是采用直接噴射工藝或預(yù)混噴射工藝制成的建筑表皮，造型、肌理、顏色和質(zhì)感可隨意組合變化無(wú)窮，可以作為非夾芯保溫外墻板的PC混凝土幕墻飾面板.

6.3 PCF（Prefabricated Concrete Form）是預(yù)制構(gòu)件的外墻模，可以說(shuō)是預(yù)制了一半的混凝土外墻，但這種預(yù)制外皮做模再現(xiàn)澆的內(nèi)澆外掛做法，沒(méi)有根本改變傳統(tǒng)作業(yè)模式，反而增加了造價(jià)，沒(méi)有較大的提升空間.

6.4 PC混凝土幕墻是構(gòu)件形式，不規(guī)則的外墻形式不僅增加制模費(fèi)用和施工安裝難度，也易導(dǎo)致運(yùn)輸、吊裝和安裝過(guò)程中外飾面的損壞，沒(méi)有一定的建筑體量來(lái)平衡生產(chǎn)費(fèi)用，價(jià)格上也較高,同時(shí)，在抗震區(qū)也較易損壞.PC混凝土幕墻技術(shù)上的不完善就構(gòu)成了使用上的局限性.

7 結(jié)論

目前我國(guó)仍處在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑為主導(dǎo)的建筑時(shí)代，裝配式建筑要實(shí)現(xiàn)建筑多樣性的表現(xiàn)，首先應(yīng)該提高建筑表皮在未來(lái)混凝土結(jié)構(gòu)建筑中的裝飾表現(xiàn)能力，讓建筑師有更多的設(shè)計(jì)表達(dá)選擇，新的建筑模式才能夠提升城市面貌.

〔1〕葉增平.建筑工業(yè)化裝配式復(fù)合外墻板的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].福建建設(shè)科技，2016（1）：44-46.

〔2〕栗新.工業(yè)化預(yù)制裝配式（PC）住宅建筑的設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用[J].建筑施工，2008（3）：201-201.

〔3〕郭學(xué)明.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017.